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物流分拣技术在“人”“货”“机器”之间转换

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物流分拣技术在“人”“货”“机器”之间转换

发布时间:
2019/09/24
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目前,我国物流分拣自动 化程度较低,在劳动密集型的转运中心,与分拣作业直接关联 的人工占了总作业量的二分之一,同时,分拣作业占整个转运 中心作业时间的 25% - 45% ,分拣成本占转运中心总成本的 45% 。
 
自动化分拣系统作为智能物流装备的核心部件,伴随着 物流技术的高速发展经历了三个阶段,分别是“人到货”分拣 阶段、“货到人”分拣阶段、“货到机器”分拣阶段,也可以称作人工分拣阶段、半自动分拣阶段及全自动分拣阶段。
 
 
(1)“人到货”分拣,顾名思义是人走到货物面前进行拣选。
它是比较传统的仓储管理模式,主要针对 SKU 存储分散,单品保管量低,对物流效率和时效性要求较低的应用场景。“人到货”分拣作业方式是仓储管理人员借助手持信息采集终端,对货架或平仓堆放的货物通过读取条形码、电子标签进行分拣。
 
近几年,还出现了许多新型智能辅助拣选装备,如智能眼镜、腕表等智能终端以及将智能终端配备到拣选小车上辅助仓储管理作业以提高拣选效率和拣选准确率。
 
“人到货”的分拣方式在我国的物流仓储领域还大量存在,如在一些中小型的制造企业、货运中心对于物流作业效率要求不高,货物品种数量限。
 
“人到货”分拣由于具有对前期场地、设备投入少、人员素质要求低的特点,所以,在很多 地区和行业被广泛应用。
 
 
(2)Kiva 机器人拣选系统是“货到人”分拣技术的典型代表, 通过物流自动化设备和信息管理系统自动实现将货物运送至 分拣人员作业区域,由人工完成拣选作业。
 
①自动货柜/旋转货架 + 人工分拣工作台。自动货柜/旋 转货架的技术方案适合存储分拣小件商品,每小时每组货架 拣选能力可完成 200 料箱或托盘左右的订单,其特点是可以 实现自动盘点、自动补货、自动缓存。
 
 ②多层穿梭车系统 + 人工分拣工作台。多层穿梭车技术方案更加柔性和灵活,车辆可以多向和跨巷道行驶,用户可以根据流量变化任意添加和减少车辆数量,可以避免重复建设投资的浪费。每小时每车分拣能力可达 100 料箱或托盘。
 
③AGV 输送系统 + 人工分拣工作台。AGV 输送系统拣 选方案的特点是系统可扩展性和灵活性强,项目初次实施或 搬迁施工周期短,适合在双十一等高流量时间临时布置在“爆 仓”地点应急使用。
 
 ④水平交叉带/扭轮矩阵 + 人工分拣工作台。水平交叉 带/扭轮矩阵技术方案利用环形输送系统,配置视觉读码识别 系统,以极高的分拣效率和准确率将货物以单件形式,经视觉 系统初次分拣后输送到人工分拣台。每小时分拣能力可达数 万件,其在快递行业应用广泛。 
 
⑤MiniLoad 系统 + 人工分拣工作台。MiniLoad 系统即轻 型堆垛机系统,存储单元为托盘、料箱或纸箱,通过改变货叉 和载货台的机械结构可以适应不同的应用场景。系统主要依 靠提高堆垛机的行驶速度和货叉的伸缩速度来提高系统整体 效率,通常堆垛机行驶速度可达 300 米/分钟。每小时每台堆 垛机分拣能力可达 300 箱。 
 
⑥以上两种或几种技术的扩展及组合。投资的浪费。每小时每车分拣能力可达100料箱或托盘。投资的浪费。每小时每车分拣能力可达100料箱或托盘。
 
一套高效的“货到人”拣选系统需要自动仓储存 储系统、自动输送系统、人工分拣工作站以及信息管理系统密 切协作。存储系统是基础,其自动化水平和托盘或料箱的存 取周转效率决定整个系统的效率。输送系统是桥梁,负责将 货物从存储系统输送到分拣区,它的输送能力需要和存储系 统的存取周转能力及人工分拣能力相匹配。人工分拣工作站 是终端,分拣站工作人员通过电子标签、扫描条码等技术进行 分拣货物,其设计的合理性有助于降低拣选人员的劳动强度、 提高效率和准确性。
 
 “货到人”拣选技术,应对多品种、小批量、多批次的海量分拣作业非常有效,所以在新建成的电商物流中心应用较多, 并在其他行业得到快速拓展。
 
(3)“货到机器”分拣系统是对“货到人”分拣技术的完善,在 货到人的基础上进一步采用机器替代人力实现全自动拣选。在搬运环节,“货到机器”和“货到人”系统的实 现方式相同,在分拣部分,“货到机器”拣选采用机器人替代 人,需要通过机器人来识别、抓取商品并放在指定位置。
 
 
 
目前,虽然京东、顺丰、菜鸟等企业均宣称在采用自动分 拣技术的无人仓方面已有一些成功的应用案例,但还没有一 种业内认可的成熟方案能够得到大规模推广和带来实际的应 用效益。
 
从全球范围来看,目前“货到机器”拣选技术还存在 着一定技术瓶颈。
 
 
自动分拣机只适用于分拣底部平坦且具有刚性的包 装规则的商品,包装底部柔软且凹凸不平、包装易破损、超长、 超薄、超重、超高、不能倾覆的商品不能使用普通的自动分拣 机进行分拣。
 
在整个分拣环节,抓取是最大难点,机器人抓取 的精准性和夹具的合理性是关键,一方面,对于不同规格、形状的商品,抓取方式也会不同; 另一方面,还受制于货物存放的规则程度,商品如果不是采用一位一品的方式存放而是混合在一起,加之商品之间的相互遮挡,无疑增加了机器人识别商品与拣取的难度。
 
在下件系统的设计上机械手下件受到物料的形状和材料的影响更为明显,采用滑槽下料的系统相对适应能力更强,在 AGV 分拣系统中普遍采用滑槽下件系统, 可以较好满足外形尺寸不超限的大多数材质的包裹件分拣通过。

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