基于图像识别技术的半自动卷烟分拣系统优化

现代卷烟分拣系统模式的建设，是烟草物流中心建设的关键组成部分。其目标是为更好的提高对客户的服务质量、提高物流中心的管理水平、降低成本、提高人均劳动生产率和减轻人工劳动强度等。烟草物流中心作业流程包括卷烟的入库、搬运、储存、库存管理、出库、补货、订单分拣、发货、配送等过程，其中订单分拣是整个过程中的核心，也是最复杂的过程。对于分拣系统，根据不同的销售任务和处理方式，可分为全自动分拣、半自动分拣、电子标签辅助拣选、人工处理等四大类型。其核心过程是按照客户订单的要求将卷烟分拣到订单。从补货、分拣、喷码、包装等分拣基本工艺过程上看，全自动分拣和半自动分拣的核心区别是全自动分拣的补货过程是自动化，半自动分拣和电子标签辅助拣选的核心区别是半自动分拣的分拣过程是自动化，电子标签辅助拣选和人工处理的核心区别是电子标签辅助人工拣选。

本文的研究主体为宜昌市烟草配送中心配备的一条卷烟分拣系统，该系统为半自动分拣线，在分拣过程中，偶尔会出现实际分拣偏离计划订单的情况，具体表现为某类香烟多了或者少了一条或几条，而另一类香烟则正好少了或者多了一条或者几条，而最终打包配送的香烟总数量是正确的情况。

目前，针对半自动分拣系统出现的上述问题，只能凭借现场工作人员复查找出问题，然后停线排除，而半自动分拣系统本身并没有能力进行判断，从而导致了工作人员劳动强度大，且工作效率低下。

为了找出实际分拣偏离计划订单的解决方案，首先需要对现有半自动分拣系统有充足的了解，经过对分拣过程的研究，总结出如下图1所示的半自动分拣系统工作流程图；

根据图1可知，现有的半自动分拣系统是遵循如下工作流程：控制中心接收订单信息，然后将订单拆分后发送到对于通道的控制闸门处，控制闸门根据订单发送信息确定拨烟数量，各个闸门拨出的卷烟投递到输送带上，输送带将卷烟传输到计数器处，计数后进行打码、最后在打包处打包。

通过分析图1工作流程，可以发现造成实际分拣偏离计划订单的几方面原因，其一，该系统为一开环系统；其二，该系统为一个被动接受指令、执行指令的系统；第三，该系统缺乏卷烟类别检测识别环节。

针对开环系统的问题，如果想要解决上述问题，只能将系统改为闭环反馈系统，而这样改最终的结果是将现有的半自动分拣系统改成了全自动分拣系统，相对于现有系统而言调整太大，成本太高；针对现有被动分拣系统的问题，想要改进需改为主动干预系统，需在系统中加入智能识别及控制环节，技术难度較高，耗费时间较长；系统中缺乏卷烟类别检测环节相比较而言改进较简单，且切实可行，因此，本文将重点研究在现有半自动分拣系统中加入卷烟类别检测识别环节。加入检测识别环节后的半自动分拣系统如图2所示。

图2与图1工作流程图最大的区别在于增加了检测识别环节，所有通过输送带的香烟都需要经过该环节的检测识别，经检测识别后的信息将与订单信息进行比对，当检测识别到的信息与订单信息一致时，该卷烟进入到下一环节，进行计数打码，如果检测到的信息与订单信息不一致，这种不一致可能会表现为两类，一类是类别不同，另一类是数量错误，而当检测到任何一种不一致时，检测识别环节将会发送信息到控制中心，然后控制中心下达命令让半自动分拣系统停机，此时生产线上的工作人员就能够进行检测，找出错误信息。

针对半自动分拣系统优化的重点是检测与识别。当前图像识别技术已然成熟，因此我们将在现有分拣系统中引入图像识别技术，来对每一条经过检测识别环节的卷烟进行识别，而识别的特征主要是每条卷烟上的二维码，通过扫描二维码，获得卷烟基本信息，将该基本系统与订单信息比对，完成检测识别。

本文的研究重点是针对现有卷烟分拣系统进行优化改造，采用的方法是基于视觉识别技术进行检测识别。后续我们还将对具体的视觉识别技术及相关算法进行具体研究，突破关键技术；另外，完成检测识别环节的开发后，以此为基础，可以逐步开发基于主动控制系统的智能卷烟分拣系统，从而进一步减少工作人员劳动强度，并且更好的对接国家“一号工程”。

作者简介

王晨雨：男.湖北省宜昌市.湖北省烟草公司宜昌市卷烟物流中心.设备管理员.学士学位.设备维护管理，优化设计.