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        蘇州金峰在物流智能柔性分揀上的探索

          2021年06月23日  

          蘇州金峰物流設備有限公司(簡稱“蘇州金峰”)是一家專注于物流分揀、倉儲和智能工廠自動化領域的系統集成商,自主研發了各式智能、高效、柔性的分揀系統和倉儲自動化系統,已形成了豐富的物流分揀、倉儲設備系列產品及解決方案,為國內外眾多客戶提供了高質量的服務。如今,物流輸送分揀技術不斷進步,正在向智能、柔性化的方向發展。金峰公司作為這個領域的知名企業,怎么看待這樣的技術發展潮流?又在這個方向有怎樣的布局?近期,本刊記者有幸采訪到該公司總工程師兼研發中心總監劉洪峰先生,請他分享金峰在物流智能柔性分揀上的探索。

        金峰集團總工程師兼研發總監劉洪峰,大阪大學碩士,在日本和中國有多年從事軟件、物聯網及物流自動化行業經驗,后到金峰集團任研發中心總監和總工

        記者:作為金峰集團負責技術研發工作的一把手,您是如何看待物流輸送分揀技術發展的?

          劉洪峰:首先,我們作為物流技術與系統工程解決方案的提供商是為客戶服務的。推動物流技術發展最根本的動力是市場的需求變化。金峰公司創始人兼CEO蔡熙先生一直倡導“以客戶價值為導向,以提高客戶的效率為目標”,這已成為我們全公司的價值理念。以我們公司的發展為例,金峰公司最早以服務電商、快遞行業客戶為主。由于電商、快遞的井噴式發展,促使行業物流系統的智能發展,主要是大型分撥中心對物流自動分揀系統的需求大增。在電商快遞行業發展過程中,物流自動化設備解決了客戶很多問題,如業務包裹的快速增長帶來的問題,尤其在前些年電商行業大促的時候,快遞分撥中心和網點經常出現爆倉的現象。隨著這幾年對物流自動化設備的持續建設,自動化輸送分揀設備在業內的大規模普及和應用,我們已經很少再看到爆倉這種現象。

          但是我們也要客觀的認清,對于電商和快遞企業來說,現有的解決方案還存在持續優化空間。比如在快遞行業應用非常廣泛的交叉帶分揀機系統,目前在供包、集包環節還依賴人工操作:一套標準的交叉帶設備一般有12個供包口,需要12名供包操作人員;在集包口,一般還需要10~20名集包操作人員。有人工參與的環節,必然有人工的操作規則。但是,操作人員也存在失誤和疲勞的時刻,會增加設備分揀差錯概率,導致影響客戶服務體驗。此外,隨著人力成本的不斷提升,尤其是電商大促期間以及近年疫情的影響人力不足,電商和快遞客戶也有強烈的用設備替代人工的持續提升自動化率的需求。因此,在系統進一步自動化的發展過程中,如何在相應的環節替代和減少人工是物流技術和方案提供商要考慮和解決的。

        金峰研發的雙層交叉帶分揀機系統

          對于電商和快遞企業來說,他們對設備穩定性的需求是放在首位的。其次,對設備成本也十分關注。因為快遞單票成本逐年降低,面臨很大的運營壓力。這種壓力延伸到物流系統建設和設備采購的時候,往往反映在對設備運行效率要求的持續提升,通過多層設備對空間利用率的提升,對設備的綜合能耗以及節能方案也很關注。

          此外,快遞以及快運企業的業務拓展,也使得企業在選擇設備和解決方案時產生新的需求,如近些年快遞行業的轉型升級,快遞快運融合發展。但是在物流作業上面,很多企業快遞和快運業務仍然是兩套體系獨立運作,不僅讓運營成本高企,同時快運業以人工作業為主的方式也無法提升效率。因此,融合大件物品自動化輸送分揀以及超大超重不規則件的分揀處理的需求增高。

          從行業技術發展的角度看,輸送分揀行業本身就是一個技術應用型行業。近年來,物聯網、大數據、云計算、人工智能等新興技術的發展極大促進了物流技術和產品系統向著智能化、自動化、柔性化的方向加快推進。如電子面單使用率的提升,視覺識別技術的進步等,都促進了智能、柔性分揀技術和方案的產生,業內廠家相繼開發出快遞包裹高速單列排序的單件分離系統,大件擺輪柔性分揀技術設備,交叉帶自動供包/集包系統,末端分揀系統(單件分離+六面掃+分揀)等新技術裝備的創新與應用。全新的輸送分揀系統運行效率、準確率、穩定性、柔性分揀等能力更高更強,進一步促進了市場需求的釋放和發展,使得行業發展進入良性循環。

        金峰倉儲及生產車間

        記者:物流輸送分揀技術朝著智能和柔性方向發展,具體體現在哪些方面?

          劉洪峰:首先,近期以3D視覺為代表的檢測技術高速發展,成本快速降低,成為促進輸送分揀柔性化發展的重要因素之一。通過視覺識別判斷被輸送分揀的貨物位置信息、體積信息等空間信息。另外,可以通過大數據和AI技術對紛雜的貨物形態和種類進行識別。利用貨物的空間信息,可以根據貨物的長度、寬度、高度、重心等參數,優化控制貨物分揀時的運行軌跡,減小貨物分揀時的加速度、角加速度,防止貨物運行中傾倒,避免被分揀貨物錯分或者產生破損,實現柔性分揀。利用貨物形態識別,可以根據貨物是紙箱類剛體,還是可能產生形變的軟包貨物,采用不同的控制算法,改善分揀效果。這樣的技術在大件分揀中是很有應用價值的。

          其次,通過對自動化輸送分揀設備運行狀態以及各個環節的貨物吞吐量進行實時監控,結合業務運營系統人員布局以及人效監控,可以優化改善人機配合,提升系統的綜合效能。在設備運行過程中,如果出現作業負載不平衡或者超負荷,可以通過系統向現場管理者或者操作人員進行報警提示,對人員安排進行相應調整,保證整個系統處于順暢、高效的工作狀態,實現系統的柔性。

          另外,物流自動化系統是一個物聯網的生態系統。通過物聯網技術、云端技術、大數據和AI技術的綜合運用,可以使得系統能夠實現對物流設備自身健康狀況實時監控和診斷,對設備可能產生的故障進行預警,運維人員可以進行針對性維護和預防,提升運維人效,減少設備故障停機對生產造成的不利影響,這個也是目前物流智能分揀系統技術發展的一個熱點。

        記者:金峰集團在智能柔性分揀技術方面有哪些技術攻堅和探索?能給客戶帶來什么樣的價值?

          劉洪峰:前面我們提到了一些目前快遞物流分撥中心還需要人工的環節。但是,隨著視覺以及機器人技術的發展,以及成本的持續降低,相關作業環節的進一步自動化替代在向前推進。以交叉帶自動供包為例,目前是人工從供包滑槽或者供包輸送環線取件放到半自動供包臺進行供件。不論是供包滑槽還是供包輸送環線中,貨物都處于堆疊狀態。為了解決全自動供件,需要實現堆疊貨物到單件離散貨物的自動化提取過程。目前有兩種解決方案:一種是基于3D視覺的單件分離系統,實現貨物從3維堆疊到2維平面的降維,并進一步實現從2維并排到1維單列的排序功能,然后對接全自動供包臺實現無人自動供件。另一種方案是利用機械手抓取解決包裹堆疊問題,通過視覺識別,機械手抓取單件貨物并穩定的放置于供包臺實現無人自動供件。由于包裹形態、材質的復雜性,機械手的抓取準確性以及綜合效率的提升還在進一步完善。隨著這些技術探索的持續推進和設備成本的持續降低,相關方案已經進入實際應用階段。

          相較于其他行業,快遞行業自動化一個最大的難點就是包裹的紛雜性。一些其他行業物流自動化操作的對象是外在包裝比較規范統一的,而快遞行業自動化系統要面對的貨物可能包裝形狀、大小、材質很紛雜,由此給自動化設備的操作帶來很大困難。分揀操作時要考慮分得準確,還要避免對分揀貨物的損傷,實現柔性分揀。在前幾年金峰推出大件智能擺臂系統時,一直的理念都是要實現把貨物“推”下去,而不是“打”下去。不論是通過前置靠邊機,改善貨物的運行軌跡,還是通過視覺等檢測裝置判斷貨物位置,系統都可以實現控制降低擺臂和貨物接觸時的相對速度,減少沖擊,輕柔地把貨物推出去,降低對分揀貨物的損傷。近期,在推出大件智能偏轉輪系統時,通過利用3D視覺檢測技術獲取貨物的三維空間信息,以及通過稱重獲取重量信息等,結合對貨物形態和種別的識別,系統采用不同的控制算法,優化分揀控制細節,實現柔性分揀。這些技術應用充分體現了我們追求的智能柔性分揀理念。

          還有,金峰已經開發了金峰云服務平臺,通過 IOT - PLC - SCADA - CLOUD - BigData - Mobile 數據鏈,構建設備運行狀態監控、智能數據分析和預警系統;為客戶提供實時監控、預警設置、全盤調節的功能和服務。金峰云系統可實時監控顯示各場地分揀設備的運行狀況,實現遠程監控和維護指導,可進行設備的全生命周期管理。

        記者:請你介紹一下金峰公司技術研發的思路、研發工作的流程以及取得的成績。

          劉洪峰:我們金峰的定位是基于核心產品的系統集成商。所以,除了系統規劃集成能力之外,核心產品的競爭力也是公司長期發展的基本保證。從公司成立之初,公司就在技術產品研發方面投入了大量資源。從早期的國產替代,再到順應國內高速發展的行業需求的“定制優化”,金峰一直站在客戶使用的角度,本著協助客戶持續降本增效,為客戶創造價值的理念,提供能夠幫助客戶解決實際問題的產品和解決方案。

        金峰測試研發中心

          金峰的產品研發流程主要分為商品企劃、產品企劃、產品設計、樣機打樣測試、現場測試這五個階段。整個流程中我們從多個維度收集分析市場和客戶的需求,確定商品研發方向。然后,會根據客戶需求及技術發展現狀設定產品研發的目標,確定關鍵指標規格。在產品設計中會充分論證各種方案并制定最優設計方案。然后,通過對樣機的充分測試及優化迭代定型產品。最后,會在真實生產場景中測試復雜工況和各種異常情況下的系統處理完備性。

        金峰的技術研發方向及新技術應用情況

          在此之后進入產品批量生產階段。在產品生產以及現場安裝調試中我們會進行嚴格的質量管控。后續,在客戶使用中進一步發現的問題,我們會做持續優化,定期進行產品升級。

        金峰研發的動態自動稱重掃碼測體積一體機

          前些年,我們工作的重點還是給快遞大型分撥中心提供自動化物流解決方案。在2015年我們推出了擺臂分揀系統;2016年推出交叉帶分揀系統;2017年我們對交叉帶分揀系統開始做系列化產品,推出了雙層交叉帶系統,同年我們還推出偏轉輪系列產品;2018年推出4層交叉帶系統以及雙列交叉帶系統;我們還推出了全自動稱重掃碼一體機,配合大件分揀系統一起使用;2019年推出雙層直線交叉帶產品以及機械式單件分離系統;2020年推出直線翻盤機、視覺單件分離系統以及機械手自動供包解決方案。今年我們研發和技術攻關的主要方向是解決卸貨口的提速問題,提升卸貨的效率,以便更好地充分地利用主線的產能和擺輪的效率。在交叉帶分揀系統的提升方面,我們也在做全自動化供包和自動化集包等方面的研發工作。

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