隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，以順豐、京東物流、四通一達(dá)為代表的國內(nèi)快遞企業(yè)發(fā)展迅速，其中大部分企業(yè)也都已經(jīng)上市融資，以不斷加強(qiáng)自身的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。本文將主要介紹快遞企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施中非常重要的一環(huán)——分揀中心內(nèi)所使用的主要設(shè)備。本文將結(jié)合作者的所見、所聞、所感為各位讀者從不同的視角展示分揀中心的主要設(shè)備。

1.  輸送設(shè)備：

輸送設(shè)備為分揀中心內(nèi)使用范圍最廣泛、最重要的分揀設(shè)備，沒有之一！下面將主要介紹3種輸送設(shè)備，即皮帶輸送機(jī)、滑槽和伸縮皮帶機(jī)。

1.1  皮帶輸送機(jī)：

皮帶輸送機(jī)是所有分揀中心都在使用的設(shè)備，雖然其看起來結(jié)構(gòu)較為簡單，但作者認(rèn)為能把皮帶輸送機(jī)做好的國內(nèi)設(shè)備廠商卻屈指可數(shù)。

皮帶機(jī)不僅要完成輸送功能同時也要完成分揀功能，分揀矩陣是對這兩種功能相結(jié)合最好的詮釋。

分揀矩陣的發(fā)展經(jīng)歷了從一維到二維、從二維到三維的2個階段，一維矩陣即由平面皮帶機(jī)所組成的分揀方案，通過同一平面的皮帶機(jī)相互拉包實(shí)現(xiàn)路向分揀，此種方案在國內(nèi)一些中小型分揀中心內(nèi)仍在使用；二維矩陣即由上下兩層皮帶機(jī)所組成的分揀方案，通過上層皮帶機(jī)經(jīng)直滑槽拉至下層皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)路向分揀，此種方案在國內(nèi)的分揀中心應(yīng)用較為廣泛；三維矩陣即由三層皮帶機(jī)所組成的分揀方案，通過上層皮帶機(jī)經(jīng)直滑槽和螺旋滑槽拉至中、下層皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)路向分揀，此種方案在國內(nèi)分揀中心應(yīng)用也較為廣泛。作者認(rèn)為分揀矩陣的演化的兩個原因是場地面積和人效，矩陣從一維升至三維，使設(shè)備布局從平面變成立體，大大節(jié)約了設(shè)備占地面積，所以目前三維矩陣的應(yīng)用越來越多；矩陣從一維升至二維、三維，人員分揀的路向由一個變成2個、4個，在一定貨量情況下，人效會有明顯提升。然而矩陣從平面變成立體的缺點(diǎn)是會增加貨物的破損率，所以如何既能發(fā)揮立體矩陣的優(yōu)勢又能避免貨物的破損將是行業(yè)內(nèi)后續(xù)重點(diǎn)解決的問題。

圖1  分揀矩陣

說回皮帶輸送機(jī)本身不得不提作者任職某黑標(biāo)快遞公司時負(fù)責(zé)的標(biāo)準(zhǔn)化皮帶機(jī)項目，即由該公司出標(biāo)準(zhǔn)化輸送機(jī)的圖紙，所有供應(yīng)商按此圖紙生產(chǎn)加工為其供貨，此舉的直接好處是統(tǒng)一了該公司輸送機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)以及統(tǒng)一了全網(wǎng)輸送機(jī)的備品備件，但是現(xiàn)在事情的發(fā)展已經(jīng)超出了作者當(dāng)時的預(yù)期。由于某黑標(biāo)快遞公司的供應(yīng)商較多，且這些設(shè)備供應(yīng)商在給其供貨時也會給通達(dá)系以及菜鳥系物流公司供貨，設(shè)備供應(yīng)商為了其自身生產(chǎn)制造的標(biāo)準(zhǔn)化，直接按照某黑標(biāo)快遞公司的圖紙生產(chǎn)或者微調(diào)一下圖紙即供貨給通達(dá)系和菜鳥系物流公司，導(dǎo)致作者所做的輸送機(jī)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一不小心成為了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)作者當(dāng)時做此項目時時間較緊，皮帶輸送機(jī)外觀還不完美，結(jié)構(gòu)設(shè)計也還可以再優(yōu)化；不過現(xiàn)在看來，如果對外觀、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求較高，增加了生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性，可能也就不會成為行業(yè)里都在用的皮帶輸送機(jī)了。

1.2   滑槽：

滑槽一般布置在輸送設(shè)備之間，所以把滑槽也放在輸送設(shè)備部分來討論?；劭雌饋肀容斔蜋C(jī)還要簡單，但實(shí)際上滑槽是所有物流設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計方面最難的！國內(nèi)能做好滑槽的供應(yīng)商更是寥寥無幾。

滑槽主要分為直滑槽和螺旋滑槽兩種，直滑槽較為簡單，不在這里贅述；螺旋滑槽主要用在輸送機(jī)之間的連接和分揀機(jī)下貨口，根據(jù)輸送設(shè)備的布局以及分揀機(jī)的標(biāo)高，螺旋滑槽的樣式也多種多樣，但目的都是相同的，即要使貨物平穩(wěn)順暢的下滑；以滑槽材質(zhì)來分類的話，滑槽分為水泥滑槽、鋼絲滑槽、玻璃鋼滑槽、不銹鋼滑槽和碳鋼滑槽，其中水泥滑槽和鋼絲滑槽由于美觀性以及工藝復(fù)雜性等原因已基本被淘汰；不銹鋼滑槽也僅僅會用在中東土豪的行李分揀系統(tǒng)中，一般快遞企業(yè)是用不起的；目前主流應(yīng)用的滑槽是碳鋼滑槽；玻璃鋼滑槽由于環(huán)保問題和耐沖擊性較差等原因在近10余年間也鮮有應(yīng)用，但是近一兩年在國內(nèi)在某快遞公司卻有較多的應(yīng)用，據(jù)深圳某生產(chǎn)該玻璃鋼滑槽的廠家講現(xiàn)在玻璃鋼滑槽的生產(chǎn)工藝較之前已有革新，環(huán)保和強(qiáng)度問題都已經(jīng)解決，作者認(rèn)為如果真如該生產(chǎn)廠家所述，加上玻璃鋼滑槽一體化成型、質(zhì)量容易保障的優(yōu)點(diǎn)，玻璃鋼滑槽后續(xù)可能也會成為主流滑槽。

圖2  螺旋滑槽

1.3   伸縮皮帶機(jī)：

伸縮皮帶機(jī)一直都是分揀中心必不可少的裝卸車設(shè)備，其結(jié)構(gòu)相對于皮帶輸送機(jī)會復(fù)雜一些，但是近些年伸縮機(jī)的技術(shù)上并未有大的革新，所以在此我們不講伸縮機(jī)本身、只是借伸縮皮帶機(jī)講下卸車的問題。

圖3 伸縮皮帶機(jī)

目前分揀中心的設(shè)計思路是伸縮皮帶機(jī)卸貨后連接后面的人工操作矩陣或者自動矩陣或者自動分揀機(jī)，所以卸貨的快慢會直接影響后續(xù)的操作，對于自動矩陣或者自動分揀機(jī)供件臺而言所接收包裹數(shù)量的設(shè)計值是固定的，當(dāng)卸車包裹量較多時，自動化設(shè)備必然無法處理，就算是柔性最好的人工操作矩陣，伸縮皮帶機(jī)端卸貨速度較快，后續(xù)分揀人員也是沒有辦法處理的，所以有的快遞公司會在伸縮皮帶機(jī)上畫上線，每兩條線內(nèi)只能放1-2件包裹，以控制卸貨速度。但是實(shí)際運(yùn)營的情況卻很難與規(guī)劃人員的思路相一致。因為場地運(yùn)營在時效壓迫的下很難慢悠悠的卸貨，通常情況下場地運(yùn)營都會以最快的速度卸車，以滿足時效要求。

在卸車的這個環(huán)節(jié)，需要快遞公司的場地規(guī)劃人員與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃以及場地運(yùn)營三方通力合作，才能達(dá)到預(yù)期的效果。在這方面通達(dá)系的一些場地做的非常不錯，其為了實(shí)現(xiàn)后續(xù)操作的自動化（見下圖），嚴(yán)控卸車速度，達(dá)到了提升人效，節(jié)省成本的目的。

圖4 擺臂自動化矩陣

分揀中心后續(xù)的發(fā)展模式應(yīng)該是人機(jī)結(jié)合的自動化矩陣，在非峰值期可采用自動化操作，在班次操作高峰期可關(guān)閉自動化，通過人員來實(shí)現(xiàn)分揀，當(dāng)然這需要綜合評估兩種操作的時長以及相應(yīng)的人力成本來決策。

在上文中提到了近些年伸縮機(jī)技術(shù)未能有大的革新，作者認(rèn)為伸縮機(jī)革新的方向一定是在自動化/半自動化卸車，希望國內(nèi)各大物流集成商可以再此領(lǐng)域重點(diǎn)研發(fā)。

2. 自動分揀設(shè)備：

隨著人力成本的不斷上升，目前各快遞公司都在不斷探索并且大力推廣使用自動分揀設(shè)備。下面將主要介紹五種自動分揀設(shè)備，即交叉帶分揀機(jī)、滑靴分揀機(jī)、直線皮帶分揀機(jī)、分揀機(jī)器人和模組帶分揀機(jī)。

2.1   交叉帶分揀機(jī)（環(huán)形）：

提到快遞包裹自動化分揀，沒有辦法不提交叉帶分揀機(jī)，因為這是一款為業(yè)內(nèi)人士耳熟能詳?shù)淖詣踊謷O(shè)備，甚至一度成為了快遞分揀領(lǐng)域“自動化”的代名詞。以作者的從業(yè)經(jīng)歷看3 、4年前交叉帶分揀機(jī)還是一款很高、大、上的設(shè)備，現(xiàn)在卻已經(jīng)泯然眾人矣；如果哪個物流設(shè)備廠商沒有交叉帶分揀機(jī)這款產(chǎn)品，出門都不好意思跟別人打招呼。作者認(rèn)為國內(nèi)交叉帶分揀機(jī)之所以能發(fā)展如此迅速，主要有兩方面原因：

• 快遞企業(yè)的需求：國內(nèi)最早應(yīng)用交叉帶分揀機(jī)的快遞企業(yè)是郵政系統(tǒng)，并且購買了Crisplant 以及Cinetic等進(jìn)口品牌分揀機(jī)，且使用時間最長的設(shè)備已超過了10余年，只是郵政系統(tǒng)宣傳較少，不被大眾所了解；民營企業(yè)中順豐是最先使用交叉帶分揀機(jī)的，其在2011年便投入了第一套交叉帶分揀機(jī)，并在隨后幾年持續(xù)不斷投入，在順豐的引領(lǐng)下 ，京東、四通一達(dá)等企業(yè)也開始批量投入，只是順豐、京東投入的大部分是進(jìn)口設(shè)備，四通一達(dá)投入的全是國產(chǎn)設(shè)備。快遞企業(yè)的對于自動化分揀模式的認(rèn)可，尤其是四通一達(dá)低成本的需求催生了市場的熱度，所以有大批量的國內(nèi)物流設(shè)備廠商投入到了自動化分揀設(shè)備生產(chǎn)制造中。

• 郵政系企業(yè)的貢獻(xiàn)：大部分國內(nèi)物流設(shè)備廠商的技術(shù)基本都來自郵政系企業(yè)，其中以上海郵通、上海郵三所及這兩家企業(yè)的關(guān)聯(lián)公司出來的技術(shù)人員最多，有的廠商就算是沒有這幾家的技術(shù)人員也會有份上海郵通分揀機(jī)的圖紙；而且這個行業(yè)還迅速形成了產(chǎn)業(yè)鏈，據(jù)了解在蘇州有一家只做分揀機(jī)小車的企業(yè)正在給國內(nèi)70%-80%的分揀機(jī)廠商供貨，據(jù)說年銷售分揀機(jī)小車近3萬臺。所以隨著技術(shù)門檻越來越低，涌入的企業(yè)也越來越多，甚至很多不是這個行業(yè)的企業(yè)也都毅然決然的沖了進(jìn)來，導(dǎo)致了國內(nèi)分揀機(jī)性能良莠不齊。

在這里提一下某黑標(biāo)快遞企業(yè)對于國內(nèi)分揀機(jī)品質(zhì)提升的作用，由于該公司早期投入的分揀機(jī)都是進(jìn)口分揀機(jī)，在與國外廠商技術(shù)溝通以及實(shí)際運(yùn)用中積累了豐富的經(jīng)驗，所以該公司在使用國內(nèi)廠商分揀機(jī)時，把進(jìn)口廠商很多好的功能以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)壓給了國內(nèi)廠商，并且原來該快遞公司有一個測試驗收分揀機(jī)的專業(yè)團(tuán)隊，會對于各項性能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的測試，進(jìn)而逼著國內(nèi)廠商提升了自身產(chǎn)品性能和功能。所以目前來看，某幾個國內(nèi)分揀機(jī)的產(chǎn)品品質(zhì)會相對較優(yōu)。

圖5 交叉帶分揀機(jī)

下面該說點(diǎn)客觀的東西了。

交叉帶分揀機(jī)（環(huán)形）的定義：利用直線電機(jī)或摩擦輪等動力驅(qū)動首尾相接的小車隊列沿著環(huán)形軌道高速運(yùn)動，每輛小車載有由獨(dú)立動力驅(qū)動的輸送帶可與小車運(yùn)行方向垂直運(yùn)動，貼有條碼單的貨件經(jīng)半自動化或全自動導(dǎo)入臺導(dǎo)入分揀機(jī)小車，經(jīng)由自動識別系統(tǒng)定位目的地后，小車皮帶轉(zhuǎn)動卸載貨物實(shí)現(xiàn)貨物分揀。

交叉帶分揀機(jī)之所以被各大快遞公司所鐘愛的原因是其適用件型的廣泛性以及較高的處理能力：其可以處理紙箱、信封、包裹、服裝、塑料薄膜包裝的產(chǎn)品、圖書、音像制品等，作者見過處理能力最高的小件分揀機(jī)每小時可以處理24000件。

  2.2    滑靴分揀機(jī)：

定義：輸送機(jī)表面由金屬條板組成，在每個條板上有一枚由硬質(zhì)材料制成的導(dǎo)向滑塊，能沿條板橫向滑動，平時滑塊停止在輸送機(jī)的側(cè)邊，當(dāng)被分揀貨物到達(dá)指定道口時，控制系統(tǒng)控制導(dǎo)向桿動作使滑塊有序的向輸送機(jī)的對面一側(cè)滑動，從而推動貨物，實(shí)現(xiàn)貨物分揀。

圖6 滑靴分揀機(jī)

相對于交叉帶分揀機(jī)，滑靴分揀機(jī)更適用于件型較大、重量較高的貨物和分揀目的地較少的方案、其處理能力相較于交叉帶分揀機(jī)會低約50%左右，但是其在空間布局上相對于環(huán)形交叉帶分揀機(jī)有較大優(yōu)勢，其最大的缺點(diǎn)是噪音偏高。

  2.3     直線皮帶分揀機(jī)：

定義：輸送機(jī)表面由金屬條板組成，在每個條板上有一條窄皮帶，能沿條板橫向滑動，當(dāng)被分揀貨物到達(dá)指定道口時，控制系統(tǒng)控制導(dǎo)向桿動作使皮帶有序的向輸送機(jī)的對面一側(cè)滑動，從而帶動貨物，實(shí)現(xiàn)貨物分揀。

直線皮帶分揀機(jī)是我給這臺設(shè)備命名的，但包括設(shè)備廠商在內(nèi)的很多人更愿意稱呼其為直線交叉帶，其外觀如下圖所示：

圖7 直線皮帶分揀機(jī)

其原理與滑靴是完全一樣的，只是把鏈板上的滑塊改為了窄皮帶，所以我不同意直線交叉帶這個稱呼。其相對于滑靴分揀機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是適用件型更廣，同時也避免了卡件的風(fēng)險。

此款設(shè)備在國外10幾年前就已有應(yīng)用，F(xiàn)KI、Bastian等公司均有此款產(chǎn)品，國內(nèi)公司近幾年才開始研發(fā)制造，據(jù)作者了解目前國內(nèi)只有2家集成商有此款產(chǎn)品，但使用范圍并不廣泛，作者是其中不多的使用者之一，作者在規(guī)劃時把RFIDTunnel 和此款設(shè)備結(jié)合使用來分揀集包袋，效果達(dá)到了預(yù)期。

  2.4    分揀機(jī)器人：

定義：本質(zhì)為AGV系統(tǒng)，供件人員把需要分揀的貨物放置到AGV小車上，AGV小車經(jīng)過條碼掃描系統(tǒng)識別包裹目的地，調(diào)度控制系統(tǒng)為AGV小車規(guī)劃路徑，當(dāng)貨物到達(dá)目的地格口時，AGV頂部的翻盤/皮帶動作（傾翻或皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)）卸載貨物，實(shí)現(xiàn)貨物分揀。

圖8 機(jī)器人分揀系統(tǒng)

機(jī)器人分揀系統(tǒng)是近1-2年內(nèi)在快遞行業(yè)內(nèi)非?；鸬慕鉀Q方案，在第一次看到申通使用此款產(chǎn)品時，作者就很欽佩此系統(tǒng)的研發(fā)者們——外行人的想法成功在另一個行業(yè)內(nèi)取得成功?？赡芪覀冊谝粋€行業(yè)內(nèi)待的越久，思維就會越被禁錮住，反而外行人更容易顛覆現(xiàn)有的模式。

相對于交叉帶分揀機(jī)，機(jī)器人分揀系統(tǒng)的處理能力會小一些，據(jù)了解目前實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)處理量沒有超過15000件/小時，該套系統(tǒng)的核心在于路徑規(guī)劃的算法，所以只有算法更加完善，處理量才有可能會繼續(xù)提高。作者認(rèn)為機(jī)器人分揀系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于靈活，場地投入初期可以少投入一些機(jī)器人、當(dāng)業(yè)務(wù)量增長后在不改變其他硬件的情況下多投入一些機(jī)器人就可以了（注：當(dāng)達(dá)到一定處理量后，增加機(jī)器人不但不會增加處理量反而會降低處理量），使對于場地運(yùn)營的影響降到了最低。同時機(jī)器人分揀系統(tǒng)更便于搬遷，作者曾經(jīng)負(fù)責(zé)過交叉帶的分揀機(jī)的搬遷，這邊拆來那邊裝，耗費(fèi)時間且金額較高；如果是機(jī)器人搬遷，直接打包裝箱就好了，相對會更加便捷。

目前使用時間最長的機(jī)器人分揀系統(tǒng)應(yīng)該也就2年左右，軟件、硬件方面都還有很大的優(yōu)化空間，希望此款分揀系統(tǒng)后續(xù)可以更加優(yōu)化、穩(wěn)定。

  2.5     模組帶分揀機(jī)

定義：由一條多個模塊化塑料帶和其內(nèi)鑲嵌的萬向滾珠/滾柱組成?？v向輸送時，貨物在滾珠組/滾柱組進(jìn)行輸送，保證貨物能夠?qū)崿F(xiàn)過渡輸送功能（注：滾珠可以實(shí)現(xiàn)倍速、滾柱不能實(shí)現(xiàn)倍速）；當(dāng)貨物到達(dá)目的地格口時由滾珠組帶下邊的分揀皮帶機(jī)橫向正運(yùn)轉(zhuǎn)或反運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動模組帶上滾珠產(chǎn)生橫向轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)貨物分揀，或者由滾柱下方的轉(zhuǎn)輪擺動實(shí)現(xiàn)滾柱左右轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)貨物分揀。（注：此定義是作者提取了國內(nèi)外模組帶的特點(diǎn)進(jìn)行的定義，考慮到模組帶原理圖片有可能侵權(quán)并未展示，所以可能會較為抽象不好理解，感興趣的讀者可以私信我）。

圖9 模組帶分揀機(jī)

上面左側(cè)圖片是國內(nèi)廠家的模組帶分揀機(jī)、右側(cè)圖片是國外某品牌模組帶分揀機(jī)，兩種設(shè)備作者均有規(guī)劃其應(yīng)用，并且都應(yīng)用到了矩陣這個環(huán)節(jié)，國外品牌設(shè)備相較于國內(nèi)品牌設(shè)備處理件型范圍會更廣、處理能力會更高、但同時價格也更貴、噪音也更高。模組帶設(shè)備更適用于作者上文講到的人機(jī)結(jié)合矩陣模式，因為模組帶相對于滑靴和窄皮帶更適宜人員拉包實(shí)現(xiàn)人工分揀。