智能包裹分拣生产线运用探索

（重庆工业自动化仪表研究所，重庆 401123）

由于电商的飞速发展，带动我国的物流行业、快递行业飞速发展，物流快递包裹的数量日益增加，传统的人工分拣已经赶不上快递增长的数量，传统人工分拣生产线就只有一条生产线，两侧都是分拣工人，进行对包裹进行分拣，这样快递分拣人员数量庞大，分拣速度较慢，从而智能包裹分拣生产线投入生产运用。智能包裹分拣生产线投入生产，能够通过视觉系统（或PLC控制系统）对包裹自动识别分区，智能包裹分拣生产线的投入，使物流快递行业的发展更加迅速。货物通过视觉系统窗口，数据被录入系统，系统对数据进行自动读取和处理，数据上传和更新，通过网络可以查询自己快递包裹运送更加清楚，实现物流的智能化。视觉系统广泛运用于工业自动化领域，智能包裹分拣采用高效工业相机识别，DSP运用于分拣系统，它具有高效计算能力；TMS320C6678图像处理系统，提高数据提取和传输的能力；通过网络或者IO接口，直接对上位机及PLC进行传递，进而降低包裹分拣的出错率。

1 生产线的方案探讨

1．1 方案与设计探讨过程

（1）实地考察。依据现场实际测量，厂房的尺寸，厂房尺寸为50×10×5m，中间竖有立柱，立柱尺寸为400×400mm，外墙设置门洞，尺寸为8×5m，货车将包裹送至门洞口，人工下货，下货后参与包裹分拣，分拣完成整个动作，快递员将每个端口的快递包裹送货到家。

（2）设计要求。依据当地街道、村庄及社区的数量进行端口设置，设置6个有效分拣端口，一个包裹异常端口；包裹异常端口需要人工进行处理相关未知识别的包裹；使用皮带输送，分拣机进行快速分拣；分拣能力能够达到5000件/小时，能够连续24小时进行分拣；控制系统运行稳定，在设备安全运行的情况下，不出现分拣错误（异常包裹除外）的情况，分拣机能够快速分拣，数据传输能力及数据保护等功能。

（3）数据测定与方案设计。①需求分析。依据场地及整个物流的运行流程，设计方案布局设置1个扫码上件投包位、6个包裹下线下包位、1个异常包裹收集区。通过对货车运送的快递包裹进行实际测量，每车货运量在5000件/车，包裹的尺寸≤800mm的占整个的比例为97.5%，故设定输送线有效宽度为800mm。

②运用功能。智能包裹分拣生产线是将每次货车运来成千上万的包裹进行分选；然而分选是按照地区进行逐级分区。由于货车运输的包裹是较大地区的所有快递包裹，就会导致每个地区的快递包裹混杂，需要对该地区的包裹进行分区分选，达到下一级的分街道、区县，最终由快递员将分区好的包裹分别送货到家。

③设备组成。智能包裹分拣生产线由输送系统、分拣系统、视觉系统和控制系统组成。A.输送。输送系统的设备组成：3米传输皮带1、90°输送皮带转弯机、5.4米传输皮带1、90°斜轮式分拣机1、5.4米传输皮带2、90°斜轮式分拣机2、5.4米传输皮带3、90°斜轮式分拣机3、3米传输皮带2、无动力输送线；传输皮带采用优质铝合金作为骨架，防静电优质绿色PVC输送皮带，驱动采用西门子的伺服电机及控制器。B.分拣。分拣系统由90°斜轮式分拣机及每个分拣机的控制系统组成，分拣机采用斜摆轮分拣形式，设备主要由聚氨酯轮、驱动电机、“O”型带和控制柜等部件组成。系统核心器件采用连杆驱动，其内部采用推力球轴承变换方向，同规格的聚氨酯轮、“O”型带、U型支架、组合形成摆向机构。系统纵向输送时，由聚氨酯轮与“O”型带传送接触产生输送；由连杆驱动与推力球轴承接触产生左向转动，通过控制伺服电机的旋转方向，控制包裹分拣的流动方向，从而实现包裹单向、双向多角度的转向。在系统中即可实现分流、合流功能，又能对输送包裹进行分拣。C.视觉。视觉系统可以分为：图像采集部分、图像处理部分和控制部分。设备组成：LED照明扩展单元、16倍速彩色工业相机、7核XG-X200高速型DSP图像处理控制器、PLC、触摸屏、光纤传感器以及服务器组成。DSP在视觉图像领域的运用DSP是一种嵌入式高性能处理器，广泛用于声呐，雷达，遥控、导航、无线电、军事工业运用等领域。在视觉上主要是运用于缺陷检测、尺寸测量、颜色分选、运动检测或跟踪、字符、二维码、条码的识别、视觉定位等职能图像处理分析等。D.控制工艺流程。人工卸车，将包裹放置到传输送线上，且将订单信息朝上，使相机能够清晰的拍照，通过传输带的传输将包裹输送到每个相机位，相机拍照通过网络端口将图片信息传输给图像处理系统，经过图像处理识别条码（二维码），将条码信息传输到上位机，上位机将与订单比对，比对完成包裹运输的区域代码（货物代码），由上位机将货物代码传输到控制系统，控制系统对应的包裹代码为分拣命令信号，传输给相应的分拣机构，最终分拣机安装对应的分拣命令进行分拣，完成整个生产线的自动分拣。在包裹的上件传输皮带上安装一个光电计数器，会对总的快件数量进行计数，未能自动识别的包裹通过光电计数器进行统计，且会通过异常口集中处理，以上为整个分拣系统的设计及工艺流程。传统的采用人工扫描录入数据，及确认分拣出口端位置；若在操作的过程中出现误操作，会导致整个生产线乱码及相关数据的错误；且数据保护及传输存在较大问题，传统分拣线，不能实时的将数据传输给控制中心及网络客户端。然而此设计可以将数据与上位机和下位机对接，操作工人可以及时打印包裹的订单数据，及网络管理此包裹的物流订单详情，即时更新数据。

2 生产线的特性

2．1 智能化

智能包裹分拣生产线的生产全程采用人工智能技术、自动化分拣技术、信息工程与互联网技术，能够解决库存水平的确定、运输道路的选择、自动跟踪的控制、自动分拣的运行、物流配送中心的管理等问题。

2．2 高效性

智能分拣系统，采用模块化设计和控制，可以灵活组装，能完美对接各环节软硬件，分拣效率达5000件/小时，广泛应用于电商、快递、食品、医药、物流等行业。

2．3 柔软化

实现智能包裹分拣系统的柔软化，必须以顾客为中心的理念运用于生产领域，即真正地根据消费者的需求变化来灵活调节生产工艺。智能包裹分拣的发展也应该如此，必须按照客户的需要提供高度可靠的、特殊的、额外的服务。“以顾客为中心”服务的内容将不断增加，服务的重要性也将越来越高，如果没有智能包裹系统的柔性化是不可能达到的。

2．4 信息一体化

利用信息化系统管理系统，智能分拣系统既包括企业内部生产过程中的全部物流活动，也包括企业与企业、企业与个人之间的全部物流过程。智能物流分拣的信息一体化是指智能物流活动的整体化、信息化和系统化，它是以智能管理为核心，将物流过程中分拣、运输、存储、包装、装卸等诸换届集合成一体化系统。以最低的成本向客户提供最满意的物流服务。智能物流分拣系统无论其规模大小，都会使用一些软件来进行订单管理、仓库管理、物料控制与设备控制等。信息一体化的智能物流分拣系统、仓库管理系统与仓库控制系统的设计目的在于通过管理任务信息，都可以显示于一个订单、一个的用户、一个批次、一次运输、一次存储、一次装卸等都可以做到单独的界面，不论是工业生产，还是智能研究，关于智能物流分拣系统一般采用的是WMS或ERP（企业资源规划）系统

3 结语

伴随着物流的国际化、物流技术的全球化和物流服务的全面化，物流活动并不仅仅局限于一个企业、一个地区或一个国家，智能物流涌进这个大家庭中，智能包裹分拣作为智能物流的一个环节，为实现货物在国际间的流动和交换，以促进各个地区的经济发展和资源优化配置，一个社会化的智能物流体系已经形成。构建智能物流体系对于降低商品流通成本起到决定性的作用，并成为智慧化社会发展的基础。