2017“雙11”,中國郵政速遞物流武漢郵件處理中心啟用智能機器人分揀系統,與原有自動化系統相互結合,使單日上機處理郵件量突破60萬件。該項目是全國快遞物流行業第一個全功能應用AGV智能分揀技術,第一個采用立體式模塊協同作業、大小件同時分揀的智能化分揀中心,是中國郵政速遞物流應用先進智慧物流技術的示范工程。
中國郵政速遞物流股份有限公司(簡稱“郵政速遞物流”)是中國經營歷史最悠久、規模最大、網絡覆蓋范圍最廣、業務品種最豐富的快遞物流綜合服務提供商,經營國內速遞、國際速遞、合同物流等業務,擁有“EMS”特快專遞品牌和“CNPL”物流服務品牌。截至2016年底,郵政速遞物流資產規模超過600億元,在國內擁有八大陸運集散中心以及十五大航空集散中心,業務遍及全國31個省(自治區、直轄市)的所有市縣鄉(鎮),通達包括港、澳、臺地區在內的全球200余個國家和地區,自營營業網點超過50000個。此外,郵政速遞物流在全國31個省(自治區、直轄市)設立了分支機構,擁有中國郵政航空有限責任公司、中郵物流有限責任公司等子公司。
中國郵政速遞物流華中(武漢)陸路郵件處理中心(以下簡稱“武漢處理中心”)作為八大陸運集散中心之一,不僅承擔著湖北省內陸運郵件的自動化集中分揀處理,還立足華中、輻射全國,是全國郵政樞紐網絡的重要節點。
2017年“雙11”,武漢處理中心智能機器人分揀系統正式啟用,配合原有系統使單日上機處理郵件量突破60萬件。這是全國唯一一個集大小件AGV分揀設備、大小件交叉帶分揀機為一體的處理中心;是全國快遞物流行業第一個全功能應用AGV智能分揀技術,第一個采用立體式模塊協同作業、大小件同時分揀的智能化分揀中心;是郵政速遞物流應用先進技術的示范工程,且具有自主知識產權。武漢處理中心被中國物流裝備產業發展大會組委會評為“2017中國物流裝備技術應用標桿示范項目”。為此,本刊記者采訪了該項目總負責人--中國郵政速遞物流企業發展部項目經理萬龍先生,請他對系統構成、作業流程、技術特點做了詳細介紹。
整體規劃布局
武漢地處長江中游,素有"九省通衢"之稱,京九鐵路在武漢與京廣鐵路相聯結,形成溝通華北、西南、中南、華東地區的鐵路網絡,高速公路、高速鐵路與長江水運"柔性聯運"的出現,被譽為進入中國內陸市場的金鑰匙。武漢不僅地理位置重要,經濟優勢也十分明顯,其所處的湖北省2016年經濟總量排名全國第七位,湖北省電子商務交易額、網商數量都排名中部地區第一、全國前列;湖北的快遞業務發展特別是電商業務排名全國第6位,交易額約14億元,武漢市的電子商務交易額約為5億元。正是基于旺盛的市場需求,2013年7月,郵政速遞物流下達可研批復和投資計劃,同年12月武漢處理中心開工建設,總投資2億元,作為全國重要節點郵政樞紐,功能定位包括:華中區域速遞物流陸運郵件集散、現代化電子商務倉儲集配和湖北省內陸運郵件自動化集中處理。
1.優越的地理位置
武漢處理中心坐落在武漢市東西湖區東吳大道與田園大道之間,處于武漢臨空港經濟技術開發區核心位置,距離天河國際機場、漢口火車站、長江外運碼頭均在20公里以內,緊鄰京廣、滬渝鐵路,距離京港澳、滬漢蓉高速公路均在10公里以內,交通極為便利。
2.合理的結構布局
武漢處理中心總建筑面積超過6.5萬平方米。一期工程生產樓建筑面積4.5萬平方米,生產樓東西兩側為郵件接收區,南北兩側為發運區;中間設地槽作為武漢市內郵件發運區,場地利用率高,郵件經接收區通過分揀后,裝袋落入南北兩側滑槽進行裝車發運,全程郵件不落地。
生產樓為兩層鋼混結構。一樓為自動化郵件分揀場地;二樓作為現代化電商物流倉儲場地,設置了貴品庫、恒溫庫等,貨物通過托盤提升機、滑槽直接連接大件分揀設備和發運區,建立“倉儲+物流配送+快遞寄遞+增值服務+供應鏈金融”運作模式,適應電商物流發展。
3.兩大作業區協同運作
郵件處理區分為南、北兩大作業區,之間設置有長達數公里的傳輸膠帶系統,構成了立體、交叉及互通的系統,使各區內、南北區之間實現靈活運行。南北區之間的設備布局與生產作業互相補充,互相協同,使尺寸或形狀不同的郵件均可以實現自動化處理。
大小件交叉帶分揀系統
一樓南區于2015年10月投產,采用大、小件自動分揀機各1臺,大件在外,小件在內。其中,小件分揀機共設300余個格口,每小時處理1.2萬件;大件分揀機共設50余個格口,每小時處理1萬件。此外,還配套相關傳輸系統,用于輔助郵件集中處理、轉運工作。
據萬龍介紹,隨著快遞業務處理需求逐年攀升,截至2017年初,原有的南區作業量已經接近最高限值,建設新的分揀作業區迫在眉睫。為此,郵政速遞物流迅速做出決策,經過一系列市場調研和技術研究后,決定在一樓北區建設智能機器人郵件處理系統,并于2017年11月正式投產。
先進的智能機器人分揀系統
智能機器人分揀系統占地5000平方米,采用了大件機器人和小件機器人兩種不同規格的AGV分揀設備,共計320臺機器人,實現了大小件同步智能分揀。采用立體式模塊協同作業、大件機器人分為兩層,小件機器人分為三層件。大件機器人有80臺,格口38個,可以承重最重50公斤、最大1×0.8m的郵件,每小時可處理0.5萬件,速度可以達到每秒2米。小件機器人目前有240臺,格口229個,每個格口0.6×0.6m,可投0.4×0.4m的郵件,每小時可處理1.5萬件,速度可以達到每秒3m。智能機器人分揀系統的應用緩解了高峰期郵件處理壓力,提高了郵政速遞物流智能化、信息化的生產能力和水平。
大件智能AGV分揀系統
小件智能AGV分揀系統
1.高效率、高性能的分揀機器人
智能機器人的投入運營極大地提升了處理中心的作業效率:320臺大小件機器人合作每小時可分揀郵件2萬件以上,人員節約了50%~70%。其中,80臺大件機器人被稱為“橙色金剛”,能承重100公斤以內的郵件,很好地解決大規格郵件、超重郵件的分揀處理問題;240臺小件機器人主要分揀重量在10公斤以下的郵件;可以實現大件格口三邊落格,小件四邊落格等系列優化。
與傳統自動分揀機相比,智能機器人分揀系統的優勢凸顯:一是,效率提升空間大,在郵件量大的情況下,該機器人分揀中心還可以通過增加機器人數量,實現效率五成以上的增長;二是,對操作人員的操作要求降低,操作動作簡單;三是,工作環境改善,為工作人員提供了舒適的工作環境,降低勞動強度;四是,機器人發生故障后,可及時推離現場后恢復系統運行,使維修與運行同時進行,不影響生產運行;五是,在機器人實現標準化后,可在多個現場靈活調配,各處理中心旺季生產時可靈活增加機器人數量,提升處理能力,來滿足生產要求。
2.順暢的作業流程
該項目采用立體規劃、矩陣分布作業方式。場地分三層立體式布局,第三層為小件分揀,第二層為大件分揀,第一層東西兩端卸車分離,南北兩側直聯裝車發運,實行立體模塊協同作業,流程清晰,空間利用率高,單位面積郵件處理量達到行業領先。核心作業流程如下:
(1)郵車到達中心之后,郵件通過皮帶機傳送帶到達分揀區域,包裹由工作人員放至工作臺。
(2)高速相機自動進行面單掃描。
(3)工作人員將郵件放至等待郵件的智能機器人上。
(4)智能機器人通過貼置在地面上的二維碼自動識別規劃路徑,自動規劃最優路線,準確把郵件放入相應格口,同時會智能感應避讓障礙物、自動歸隊分揀郵件,每臺機器人工作2小時后會自動尋找接口快速充電。時間復雜度與空間復雜度的算法使郵件分揀過程從“步步最優”達到“總體最優”。
(5)郵件通過伸縮膠帶機傳送到車輛,裝車后發運。
挑戰與應對之策
作為行業中第一套智能機器人分揀系統,郵政速遞物流在短短三個月的時間內,實現了項目前期規劃設計、硬件施工安裝、系統聯調調試,并于“雙11”之前投產使用,完成了“幾乎不可能完成”的任務,也為行業內分揀機器人的使用提供了寶貴的經驗。
萬龍坦言,武漢處理中心智能機器人分揀項目規劃建設中面臨的最大挑戰是建設周期短,施工內容多,系統調試難。在具體實施過程中,遇到的問題主要有兩點:一是,機器人方案與自動分揀機的布局形式不同,在實施過程中與傳輸系統、承載平臺等共同交叉作業的時候續約克服很多技術問題,如傳輸線的吊裝、承載平臺的載重測試等等,都經歷了若干次修改與調整。二是,人機結合方面,機器人分揀在國內快件分揀環節的應用案例較少,幾乎沒有參考和借鑒的經驗,一線生產人員完全沒有操作過機器人分揀,因此在調試、測試的過程中不斷與生產人員進行溝通磨合,最終形成了一整套操作規范,為作業效率整體爬坡奠定了堅實的保障。
雖然挑戰重重,但通過專家團隊、技術人員緊密配合,一步步完成了系統建設:首先對方案進行論證、計算、設置不同條件下的仿真;提前對項目的關鍵點進行實驗,驗證方案的正確性、可行性;組織精兵強將參與項目的各個環節,嚴格把控項目質量;在項目實施過程中精心組織、合理安排,最終達成項目目標。
未來發展規劃
可以說,集技術與實力為一體的中國郵政速遞物流正在通過運用人工智能技術與互聯網思維提前布局自身的智慧物流新體系,為快遞物流企業未來發展提供著新的指引方向。萬龍告訴記者,隨著需求提高與技術進步,武漢處理中心今后將繼續探索提高系統運行效率,例如,增加智能分揀機器人數量、以機械手代替人工自動投放郵件到機器人、機器人投放郵件實現三面落格、增加第三種搬運機器人替代叉車或皮帶伸縮機,讓武漢處理中心達到更高的自動化程度和智能化目標。
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