快递行业“分拣机器人”自动化发展的新趋势

电子发烧友网工程师 发表于 2018-07-18 14:44:00 收藏 已收藏
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快递行业“分拣机器人”自动化发展的新趋势

电子发烧友网工程师 发表于 2018-07-18 14:44:00

近些年电商行业的快速增长,中国快递行业的整体规模迅速壮大,年业务量已超过300亿件。快递业务量的增长,要求快递邮件的分拣效率越来越高,在行业内部广泛使用的交叉带自动分拣机具有高效的处理能力,但投资高、刚性强,使得各快递企业对投入有一定的顾虑。当前,分拣机器人系统的广泛应用更引起了个快递企业的关注,并迅速成为智能化、自动化发展的新趋势。

快递行业“分拣机器人”自动化发展的新趋势

图为Geek+分拣系列机器人

分拣机器人的前生今世

2016年以来,快递市场高速增长,但缺乏高效、低成本的邮件处理方案已成为制约快递行业发展的重要问题。一方面,用工难日益凸显,在双11等大促业务高峰期及春节前后,市场发生用工乱、用工荒现象,人工成本居高不下;另外一方面,快递物品种类繁多,规格杂乱不一,很难做到集中化和批量化处理。

基于快递物流客户高效、准确的分拣需求,分拣机器人系统应运而生。通过分拣机器人系统与工业相机的快速读码及智能分拣系统相结合,可实现包裹称重/读码后的快速分拣及信息记录交互等工作。分拣机器人系统可大量减少分拣过程中的人工需求,提高分拣效率及自动化程度,并大幅度提高分拣准确率。随着大数据算法的日趋完善化、快递邮件信息逐步标准化、智能控制系统集成化,分拣机器人系统已成为物流业由劳动密集型产业向批量智能化转型高度契合的产物。

快递行业“分拣机器人”自动化发展的新趋势

Geek+自成立以来一直专注于智能仓储物流,通过领先的AI机器人技术赋能传统物流行业,推动整个物流行业的智能化改革。自主研发生产了多款分拣机器人,可适用于不同的分拣场景,包括小件分拣、大件分拣以及无钢平台落地式分拣。能够良好应用于电商、邮政分拨中心的快递分拣场景。

机器人分拣作业流程

揽件:

包裹到达分拣中心后,卸货至皮带机,由工作人员控制供件节奏,包裹经皮带机输送至二楼的拣货区工位。

放件:

工人只需将包裹以面单朝上的方向放置在排队等候的自动分拣机器人上,机器人搬运包裹过龙门架进行面单扫描以读取订单信息,同时机器人可自动完成包裹称重,该包裹的信息将直接显示并上传到控制系统中。

机器人分拣:

所有分拣机器人均有后台管理系统控制和调度,并根据算法优化为每个机器人安排最优路径进行包裹投递。Geek+的S系列分拣机器人在分拣作业过程中可完成互相避让、自动避障等功能,系统根据实时的道路运行状况尽可能得使机器人避开拥堵。当机器人运行至目的地格口时,停止运行并通过机器人上方的辊道将包裹推入格口,包裹顺着滑道落入一楼集包区域。目的地格口按照城市设置。未来随着业务量的增加,可灵活调度调节格口数量,甚至一个城市分布多个格口。

集包装车:

集包工人打包完毕后,将包裹放上传送带,完成包裹的自动装车。

多型号机器人分拣解决方案

Geek+所自主研发的分拣机器人型号主要有三种,分别是S10、S20和S500。其中根据搭配载具的不同又分为S10c、S10t及S500c的型号。“c”代表辊道载具,“t”代表翻板载具。

小件分拣解决方案:

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S10c分拣机器人在中国邮政的应用场景

S10分拣机器人主要针对10kg以下,规格在300-400mm左右的小包裹分拣作业。 单台机器人在供件处可以装载1件包裹,然后分拣到格口。移载机构支持双向投递分拣,需要在格口处支持向两侧投递包裹。投递格口尺寸为600mm*600mm,能够适应大多数尺寸的小件包裹投递。

Geek+分拣系统的功能模块包括自动充电及电量平衡系统、路径规划与智能调度系统、自动扫描读码系统、机器人自动避障系统等。

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S10c机器人

小件机器人分拣方案已大规模应用于中国邮政包裹处理中心的分拣场景。1300㎡的S10机器人区共300台机器人协同作业,另外配合50台S500机器人(后文详述),仅需5个工人进行作业。机器人运行速度为3m/s,分拣峰值超过10000件/时。机器人单体可自动充电,充电5分钟可连续运行4小时,实行“浅充浅放”原则。

大件分拣解决方案

相比于S10机器人的轻便小巧,S500机器人的体积和重量较大,更适用于大件包裹分拣。S500机器人最多可分拣低于100kg的包裹,且双辊道载具支持机器人一次分拣两件包裹。既可以应用于小件包裹的二次分拣,也可以应用于大件、异形件包裹的分拣。

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图为S500c机器人在邮政大件分拣场景应用

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Geek+S500c机器人

大件分拣方案与小件分拣方案可混合使用,目前在中国邮政武汉处理中心已规模化应用。整个机器人区面积4000㎡,运行50台S500及300台S10机器人,属于大件小件包裹混合分拣场景。该场景为国内首创应用,能够大幅度提高分拣效率至12000件/时,同时提高包裹分拣的准确性。

落地式分拣解决方案——国内首创无需钢平台的分拣系统

机器人分拣系统通常需要搭建二层钢平台分散路径交汇,在一层放置邮袋,二层机器人运行将包裹投送至格口,包裹顺着格口落至邮袋中,完成一次分拣。然而,钢平台的搭建对于仓库的改造要求较高,成本约为3000/㎡,在部署机器人分拣系统时通常需要先对原有仓库进行改造,所需要的成本、工期以及不易搬迁等都是部署期间的难题。

Geek+基于对分拣流程需求的精准把控,对机器人在包裹分拣系统方案的应用上进行持续的探索和创新,自主研发出无需钢平台的落地式分拣系统,通过高度智能化和柔性化的系统调度,最大程度减少机器人路径交汇,效率数据可以超越钢平台分拣所达到的峰值。

该落地式分拣系统是通过S20机器人配合后台管理系统完成分拣。S20机器人是由Geek+自主研发,由底部机器人载体搭配束装装置及移栽辊道,移栽辊道高度700mm,可直接与笼车进行接驳。S20机器人与原有的翻板分拣机器人S10均使用二维码导航,通过扫描包裹上的二维码以确定包裹的去向,再由机器人将包裹移动到相应的笼车进行分拣。S20机器人分拣重量位20kg,可分拣尺寸>50cm*50cm的包裹,与交叉带分拣机相当。具有良好的柔性和可扩展性,分拣效率可以小到一两千件/小时,大到几万件/小时,充分体现柔性自动化在分拨场景的灵活应用。

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Geek+S20机器人

Geek+所设计的全新的落地式包裹分拣系统,为解决中国快递业务发展新常态面临的问题,提供了一种投资小、回报快、实施简单、扩展性强、信息化和智能化程度高的战略性解决方案。

该视频拍摄于华南唯品会仓库,于2017年12月份上线,使用S20分拣机器人搭配系统调度进行作业。机器人数量200台,系统上线后24小时持续不间断作业,分拣效率达到10000件/小时。该分拣系统已成功经历了双12、跨年、4.18等大型促销活动,对仓库分拣效率有大幅度的提升 。

落地式分拣系统具有更加灵活、更加标准化的特性:

降低部署实施的难度,减少工程量以及成本。

标准化程度高,施工周期短,20天即可以完成系统上线。

灵活的布局和应用,尽可能减少场地的改造。

既可作为人工分拣的自动化提升,也可做为全自动化分拣系统实施。

机器人分拣系统优势

与快递行业的交叉带分拣机相比,分拣机器人系统作为新型自动分拣技术,最高可实现高达15000件/小时的拣选效率,并且在系统灵活性、易扩展性等方面更具优势。

快递行业“分拣机器人”自动化发展的新趋势

系统可拓展性强:交叉带分拣机的格口是固定的,而分拣机器人系统可根据业务增长的需要进行拓展。

人工成本低:分拣机器人处理系统的人员工位布置紧凑、人均效能提高,相同处理效率下相较交叉带分拣机系统可节约用工约40%。解决了快递行业暴力分拣问题,很好地保证了包裹的安全。

分拣差错小:分拣机器人采用静态卸载,只要包裹面单信息正确,理论分拣差错率为0。

系统可靠性高:机器人分拣系统由众多独立运行的分拣机器人组成,不会受某台机器人故障而影响整个系统的运行效率;且系统支持远程升级及调试,相关技术人员可远程解决系统调度问题,所需时间也很短。

节能环保:机器人分拣系统用电功率较相同规模的交叉带分拣机的实际消耗功率低,且均由低功率只留可充电电池供电。绿色清洁能源的使用能够为企业级客户的提效降本做出一定贡献。

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