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自动化“大作战”,比比哪家强?

快递业面对大体量、高量级,企业人海战术已难有胜算,传统生产方式亟须变革。从粗放到集约的转型路上,企业科技和信息化的投入不断加码,智慧邮政的战略走势渐露峥嵘。进入“实验室”,一起去研判快递业酝酿的自动化“革命”。成熟也好,磨合也罢,最主要的是,一切都在进化之中。 实验主题 快递自动化分拣的概念、自动化分拣在快递企业的应用、自动化分拣未来推广面临的问题和前景。 测试设备 交叉带分拣机系统 摆臂式(皮带)分拣机系统 测试企业 合肥中通 苏州韵达 苏州金峰 自动化报告 本报告分为两部分:装备篇和实测篇。 装备篇邀请自动化分拣系统专家对自动化分拣概念、类型及运行原理进行解读;实测篇根据两种不同的自动化分拣系统分别在合肥中通和苏州韵达展开测试。 ◆ ◆ ◆ 装备篇 人们的印象中,在快递企业大型分拨中心,一到深夜,就开始上演“人件大战”,周围静寂之时,这里正热火朝天,人气十足。大车把快件拖回来,小车拉走;小车把快件运过来,大车送走,无数快件在这里“萍聚”。不断制造“悲欢离合”的,是快件的分拣系统。以前很长一段时间,分拣这活儿都由人来干,但将来,机器就会让这里的很多人“丢掉饭碗”。 快件按照大小无非就是大件和小件。很多人以为,自动化分拣系统不是只能分拣小件吗?不是,大件当然也可以。从现在开始,没错,2016年,中国快递业将进入大件、小件齐分拣时代。 交叉带分拣机系统 什么叫交叉带分拣机?大家注意看右图:数百个四四方方的分拣车(俗称小车)会沿着固定的环形轨迹运行,分拣车自身也可以实现左右转动,主驱动带与分拣车的输送带呈交叉状,故称交叉带式分拣机。分拣原理就是,当分拣车移动到环形的固定分拣口时,转动皮带就可实现分拣。该系统适合分拣各类小件物品,对快件无冲击力,噪音低;缺点是成本较高。 摆臂(钢带/皮带)分拣机系统 其实这种分拣机在国外都是“铜皮铁骨”,传送带都是钢带。因为钢带强度高、耐磨、摩擦系数小、平整度高、安全耐用,所以有钱的“歪果仁”都喜欢用这个。而到了中国,钢带就换成了皮带,虽然强度差点、摩擦系数高了,但整体上性价比很高,比较适合目前发展阶段的中国快递企业。该系统的标志就是分拣线上安装了数条机械臂,看到属于“自己”的快件就会挥臂将快件收到自己“口袋”(分拣口)中。 “机器换人”带来的优势: 一是场站人均效能大幅提升,处理每件快件的单价成本明显降低。 二是自动化分拣很大程度上简化了作业场地流程设计,将传统复杂的人工作业线化繁为简。 三是作业人员只需按信息供件,按滑槽目的地指示装袋,免除了人工或其他辅助方式产生的识读时间长、准确率低的问题。 专家提醒 1. 快递企业应用自动化分拣设备时,必须要求企业结合本身的运营特点进行周密的场地规划设计,因此,找到一个具备资深行业经验、先进的规划设计理念以及优良集成能力的供应合作伙伴,是项目成功的关键。 2. 自动化场地投产后,出现较多的情况是设备的实际生产能力富余;一部分来自于前期规划的预留空间,另一部分来自于管理与操作能力的逐步提高。这时就必须考虑路由规划、场站合并等,以保证自动化系统有充足的货量输入。 3. 自动化场地并不是对什么货物都能进行分拣处理。如超大(长度大于1.5米)、超重(重量大于50公斤)、超轻(重量低于100克)等因素,必须另外选取合适的作业方式进行货物的分拣处理。这类货物的预先分类,最好向最前端提出要求,以免迟滞自动化场地的能力。 4. 自动化场地有一定机率的异常处理事件发生,需要在前期流程设计时预先规划出处理方法,避免快件中转延误和滞留。 5. 收集分析场地内管理运营成本,监控实际作业的成本是否超限,及时调整网络规划,收拢或分散本场地的作业能力。 6. 切实制定每年的设备维养预算、备件预算,确保设备的易损件等更换维修不至于瘫痪场地的作业。 7. 根据作业和自动化设备的磨合,收集整理各类改善点。编制相关的操作规范,提高对员工素质的要求,减小对管理人员的压力,提高生产统计的反馈能力,编制新的技术规范。 8. 管理团队必须是具有较高营运指标意识的专业技术人员,既了解业务,也精通工程知识和项目管理。 ◆ ◆ ◆ 实测篇 小件的自动化分拣 记者在自动化分拣机中午运行前赶到了中通合肥中转中心。站在制高点向下看,整个分拣场地布置有序,中央一组环形装置,干净整洁,透着一种“技术范儿”。合肥中通运营管理员刘晓峰向记者介绍,别看这么大场地,负责自动化操作的人员才25个人,“一会运行起来可能有些‘冷清’哦”。 该中心每天进出口件量约25万件50万票,配备了一组专用于小件分拣的交叉带自动化系统,用于进港件的分拣、建包工作。 合肥中通交叉带自动分拣机系统由173个分拣车组成,并以环形分布;分拣口164个,每个分拣口可对应一个分拨站点,因为合肥中通省内(19个)和市内(38个)共有57个分拨站点,为充分利用分拣车和分拣口并提高分拣效率,自动分拣机系统在后台分为左下半圆和右上半圆两个独立的区域运行,每个区域有57个分拣口投入运转,分别对应省内和市内57个站点,每个站点分配2个分拣口,每个区域则最多可以设置82个分拣口;相对应地,两个独立运行的区域分别设置了1个信息收集器和1个放件台。 拆包台 来到拆包台,这里一片繁忙景象。拉包员李军看到记者镜头对准了他,一边笑着一边更加卖力。他告诉记者,每天全国各地到达这里的快件,都要在这里进行拆包,重新分拣后再集包发往省内和市内站点。“我要干的就是从皮带上往下拉包,然后她们再拆包。”李军指了指正在拆包的大姐。 目前,合肥中通进港件的处理由人工和自动化两条流水线同时作业,共用1个拆包台。自动化分拣的快件占整体进港件量的四成。 快件在拆包台化整为零后被放到传送带上,传送至放件台。 放件台 两个放件台位于自动化分拣机系统的外侧。其中一个台上负责放件的是四位大姐,有几位穿着鲜艳的花棉袄,让放件台异常“显眼”。“工服洗了还没干。”她们冲着记者喊,一边还不忘放件。 放件员只需转身将快件放在分拣车上即可,两个放件台共有8个人负责放件。她们告诉记者,一个分拣车只能放一票快件,而且面单必须平整朝上放置。如果一个车上放了两件或面单不平整,都需要重新分拣。 信息采集器 说信息采集器是一条交叉带分拣机系统的“眼睛”毫不为过。它的功能包括扫描路由信息、拍照记录和识别问题件等。采集器紧挨放件台,每一个刚被放到分拣车上的快件都会被采集器扫描和拍照。采集器将快件信息传输到分拣系统的计算机“大脑”,“大脑”根据快件的收件地信息和所在分拣车信息,自动将快件与设置好的分拣口相匹配。当分拣车运行到该分拣口时则执行滑动命令,该票快件分拣完成。当采集器无法识别面单信息时,则会将面单照片传送到后台电脑显示屏上,由人工进行补码。 补码台 记者突然发现,在这个操作中心的好多岗位都是女性,在补码台也不例外,清一色3名女性。刘晓峰笑着说,这里的工作体力活儿不多,所以“娘子军”最合适。比如补码台,她们要做的就是“看图编码”。 事实上,补码员与人工分拣线上的“写大头笔”的工种干的是一样的事,只不过一个是手写,一个是机打。补码员根据采集器采集到的地址信息将对应分拣编码输入系统,分拣车根据人工输入编码进行分拣。 “菜鸟”大数据路由分单的前提就是电商在发货时用分单系统将客户地址进行编码,以四级地址在面单上呈现,之后根据四级地址进行人工分拣;自动化分拣系统也需要电商在发货时对收件地址进行大数据分单,但无需在面单上物理呈现,而是将分单信息存储于条形码中,由信息采集器进行识别并分拣。所以说,以四级地址在面单上呈现的“大数据分单”只是人工分拣向自动化分拣的过渡,不会长久存在。 分拣口 分拣口可以在分拣车组成的分拣线两侧进行设置,分拣车根据分拣口信息向左或向右快速转动,实现两侧同时分拣。通常情况下,每两个分拣车的宽度与一个分拣口的宽度相适合。在每个分拣口的左下方,都有一个红色按钮,功能是暂停。当某个分拣口对应的集包袋放满快件时,操作人员需要按下“暂停”按钮,以便进行打包和换袋工作。合肥中通自动化分拣线上的集包袋大部分由蓝色帆布制成,装卸方便,且可以重复利用。 打包装车 从自动化分拣系统上下来的集包袋,会由建包人员封口并放入附近的传送带或者滑槽中,再经人工分拣后进行装车。这一过程并不属于自动化分拣 范畴。 实测成绩单 2015年12月16日上午11时至12时,记者与合肥中通运营管理员刘晓峰、自动化分拣系统管理员高凡一起见证了交叉带自动化分拣机系统的表现,并与现场的另一组人工分拣流水线进行了效率对比,测试情况如下: 大件的自动化分拣 体验了小件的自动化分拣,记者踏上合肥开往苏州的高铁,在无锡记者就提前下了车,因为苏州韵达洪兵告诉记者,自动化系统所在的分拨中心更靠近无锡。 晚上九点多,记者来到苏州韵达望亭镇分拨中心,自动化系统已经开始运行。因为是大件分拣,这里与合肥中通的景象完全不同。洪兵介绍,他们应用了目前全国少有的针对集包(大件)的摆臂式自动化分拣系统,用于出港的集包、大件和异形件的分拣。具体配置如下: 洪兵说,该系统配置了14个卸车通道,每天晚上9点开始,苏州市内及周边区域的韵达末端网点的支线车辆陆陆续续来到这里,从对应的14个卸车通道卸货。快件通过自动化系统核心组件—摆臂,将对应分拣口的快件推到滑槽中。经摆臂分拨后的快件被分成5组,通过5条装车线传送到分拣末端,经人工分拣后,分别被装上34辆干线车。与交叉带分拣机系统相比,摆臂式分拣机更适合大件的分拨。 皮带分拣线 皮带分拣线是整套摆臂式自动化分拣系统的核心部分,它可以根据卸车口数量的多少自由配置。苏州韵达新增的分拨中心是为了缓解原有分拨中心的压力。“上线自动化分拣系统后,我们将原有的9个卸车口一口气增加到14个,自动化系统上线不但减少了人力,场地的利用也变得更加高效。”洪兵说。 计泡 为了让记者了解得更加直观,在现场负责调试机器的金峰技术员王甲焘拉着记者直奔摆臂自动化分拣的最前端。“你看,这是计泡机。所有卸下车的快件都要先‘称体重、量身高’,这在传统的分拣线上也有,如今和自动化设备‘合体’了。” 王甲焘说,快件的重量和体积数据会即时传送到系统后台,并与传送带旁快递员手中的巴枪实现信息共享。快件经过测量后,快递员再用巴枪扫描快件,两者的结合实现了快件重量体积信息和路由的匹配。 “快递员漏扫会怎样?”记者问。“那样系统会报错。所以要求扫描员不能出错。”“为什么系统不自动扫描信息呢?”“因为大件与小件不同,特别是集包形状不固定,用机器扫描面单存在很大难度,目前只能人工扫描。” 摆臂分拨 看过了最前端,王甲焘迫不及待地向记者介绍起系统的核心部分—摆臂。“每一条分拣线有4个摆臂,像人的手一样,把快件推到分拣口中。” 但记者在现场看到,摆臂还在通过人工来操作。面对记者的疑问,王甲焘解释说:“因为分拣系统还处在与韵达的磨合状态,扫描员的巴枪还没有与摆臂控制系统相连。分拣员暂时只能根据眼睛观察到的快件路由信息,对手中快件进行人工分单。” 看记者不太明白,王甲焘耐心地说:“以14条分拣线中的一条为例,4个摆臂分别被编为1、2、3、4号,分拣员观察到一个河北省的快件,那么根据“快件卸车路由表”,他需要按一下编号“1”的按钮。之后系统会计算此快件距离1号摆臂的位置,根据当前速度,当快件运行到1号摆臂对应位置时,摆臂执行分拨命令,该发往河北的快件也就滑到了对应的分拣口中。” “摆臂不会把快件‘拍伤’吗?”记者问道。“为了避免快件损伤,摆臂的推力被设定在一个可接受的程度,并且接触快件的部位也可以调整。” 记者了解到,在未来,该系统的摆臂将由电脑完成控制,系统通过分析分拣员巴枪扫描到的快件信息控制摆臂,实现自动操作。 装车线 经过摆臂分拣的快件滑到苏州韵达设置的5条装车线上,每条装车线上都有分拣员负责将快件分拣到对应的装车点。在苏州韵达应用的这套摆臂式自动化分拣系统中,可以说只有前端实现了半自动化,通过技术改进可以实现自动化;而后端还是传统的人工分拣。与之前的区别是自动化分拣系统让快件的运行更加有序,不会出现拥堵,减小了人工分拣压力。 实测成绩单 2015年12月16日晚上9时至10时,记者与苏州韵达洪兵、苏州金锋自动化分拣系统调试员王甲焘一起见证了摆臂式自动化分拣机系统的表现,并通过采访与人工分拣流水线进行了效率对比,测试情况如下: 改变刚刚开始 如果不是做这一期“实验室”,真的不知道自动化分拣在除顺丰以外的民营快递企业如此“红火”。 还记得在几个月前的一次“菜鸟”大数据发布会上,有快递企业代表表示自动化分拣在我国普及应用还有很长的一段路要走。这次,我们却发现,圆通、中通、申通、韵达、百世等主要快递企业都已经在紧锣密鼓地开展自动化分拣“试验”,并在极短的时间内投入实战。甚至很多企业表示,三五年之内,自动化分拣将在全国遍地开花。就像巴枪在快递业的应用一样,自动化分拣系统又将掀起一场技术革命。 任何一场革命都有其内在的原因。自动化分拣系统开始在我国民营企业大范围应用,原因不外乎:一是快递企业发展至今,积累了足够的发展资本,允许企业进行先期巨额的投入;二是快递业的快速健康发展,为快递企业发展提供了足够的底气,可靠的货源保证能够使企业短期内收回先期的投入;三是大数据在电商、快递业的广泛应用,为自动化分拣提供了信息支持;四是原有靠人海战术才能“打胜仗”的模式,受制于不断上涨的人工成本以及“招工难”,已经不再适合快递企业的转型升级 ;五是最根本的原因是任何企业由粗放型向集约型发展,科技力量的投入是必然的选择,工业自动化也正是进入“工业4.0”时代的敲门砖。 在实证现场记者看到,自动化分拣系统每个环节上都只有几个人,且在不紧不慢地工作;而人工分拣线可谓热火朝天,与机器相比,唯一的“优势”就只有人气旺了。但要让机器完全替代人工,目前也有很多掣肘,比如快件信息的读取,目前只有小件可以通过将面单朝上放置来实现,而集包因为形状不规则,无法实现机器读取,未来RFID技术应用有很大的潜力;还有各环节如何对接,以实现大、小件的全程自动化分拣问题等。 事实上,在第二次世界大战后,自动化分拣系统就被美国、日本等发达国家物流中心广泛采用,发展至今已经成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。在中国,其近期才被各主要快递企业认同、重视。如果5年之内,主要快递企业能够普及自动化分拣系统,在用工方面带来的改变可能是:分拣场地人力减少一半,高技能工种需求量大幅下降;效率方面带来的改变可能是:单位时间内分拣效率至少提高一倍,错分率将大大降低。然而到那时,我们与发达国家相比也还有几十年的差距。德国的“工业4.0”绝对是未来发展的关键。“工业4.0”强调“智能物流”,其实质就是实现物流行业的信息化与自动化技术的高度集成。我国快递业起步较晚,学习和借鉴“工业4.0”的理念,推进信息化和自动化深度融合有着十分重要的现实意义。