中國(guó)郵政速遞物流武漢郵件處理中心智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)

文/本刊記者 王 玉

2017“雙11”，中國(guó)郵政速遞物流武漢郵件處理中心啟用智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)，與原有自動(dòng)化系統(tǒng)相互結(jié)合，使單日上機(jī)處理郵件量突破60萬件。該項(xiàng)目是全國(guó)快遞物流行業(yè)第一個(gè)全功能應(yīng)用AGV智能分揀技術(shù)，第一個(gè)采用立體式模塊協(xié)同作業(yè)、大小件同時(shí)分揀的智能化分揀中心，是中國(guó)郵政速遞物流應(yīng)用先進(jìn)智慧物流技術(shù)的示范工程。

中國(guó)郵政速遞物流股份有限公司（簡(jiǎn)稱“郵政速遞物流”）是中國(guó)經(jīng)營(yíng)歷史最悠久、規(guī)模最大、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍最廣、業(yè)務(wù)品種最豐富的快遞物流綜合服務(wù)提供商，經(jīng)營(yíng)國(guó)內(nèi)速遞、國(guó)際速遞、合同物流等業(yè)務(wù)，擁有“EMS”特快專遞品牌和“CNPL”物流服務(wù)品牌。截至2016年底，郵政速遞物流資產(chǎn)規(guī)模超過600億元，在國(guó)內(nèi)擁有八大陸運(yùn)集散中心以及十五大航空集散中心，業(yè)務(wù)遍及全國(guó)31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的所有市縣鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），通達(dá)包括港、澳、臺(tái)地區(qū)在內(nèi)的全球200余個(gè)國(guó)家和地區(qū)，自營(yíng)營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)超過50000個(gè)。此外，郵政速遞物流在全國(guó)31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）設(shè)立了分支機(jī)構(gòu)，擁有中國(guó)郵政航空有限責(zé)任公司、中郵物流有限責(zé)任公司等子公司。

中國(guó)郵政速遞物流華中（武漢）陸路郵件處理中心是全國(guó)郵政樞紐網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)

大小件交叉帶分揀系統(tǒng)

小件智能AGV分揀系統(tǒng)

大件智能AGV分揀系統(tǒng)

中國(guó)郵政速遞物流企業(yè)發(fā)展部項(xiàng)目經(jīng)理萬龍

中國(guó)郵政速遞物流華中（武漢）陸路郵件處理中心（以下簡(jiǎn)稱“武漢處理中心”）作為八大陸運(yùn)集散中心之一，不僅承擔(dān)著湖北省內(nèi)陸運(yùn)郵件的自動(dòng)化集中分揀處理，還立足華中、輻射全國(guó)，是全國(guó)郵政樞紐網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)。2017年“雙11”，武漢處理中心智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)正式啟用，配合原有系統(tǒng)使單日上機(jī)處理郵件量突破60萬件。這是全國(guó)唯一一個(gè)集大小件AGV分揀設(shè)備、大小件交叉帶分揀機(jī)為一體的處理中心；是全國(guó)快遞物流行業(yè)第一個(gè)全功能應(yīng)用AGV智能分揀技術(shù)，第一個(gè)采用立體式模塊協(xié)同作業(yè)、大小件同時(shí)分揀的智能化分揀中心；是郵政速遞物流應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的示范工程，且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。武漢處理中心被中國(guó)物流裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)組委會(huì)評(píng)為“2017中國(guó)物流裝備技術(shù)應(yīng)用標(biāo)桿示范項(xiàng)目”。為此，本刊記者采訪了該項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人——中國(guó)郵政速遞物流企業(yè)發(fā)展部項(xiàng)目經(jīng)理萬龍先生，請(qǐng)他對(duì)系統(tǒng)構(gòu)成、作業(yè)流程、技術(shù)特點(diǎn)做了詳細(xì)介紹。

整體規(guī)劃布局

武漢地處長(zhǎng)江中游，素有"九省通衢"之稱，京九鐵路在武漢與京廣鐵路相聯(lián)結(jié)，形成溝通華北、西南、中南、華東地區(qū)的鐵路網(wǎng)絡(luò)，高速公路、高速鐵路與長(zhǎng)江水運(yùn)"柔性聯(lián)運(yùn)"的出現(xiàn)，被譽(yù)為進(jìn)入中國(guó)內(nèi)陸市場(chǎng)的金鑰匙。武漢不僅地理位置重要，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)也十分明顯，其所處的湖北省2016年經(jīng)濟(jì)總量排名全國(guó)第七位，湖北省電子商務(wù)交易額、網(wǎng)商數(shù)量都排名中部地區(qū)第一、全國(guó)前列；湖北的快遞業(yè)務(wù)發(fā)展特別是電商業(yè)務(wù)排名全國(guó)第6位，交易額約14億元，武漢市的電子商務(wù)交易額約為5億元。正是基于旺盛的市場(chǎng)需求，2013年7月，郵政速遞物流下達(dá)可研批復(fù)和投資計(jì)劃，同年12月武漢處理中心開工建設(shè)，總投資2億元，作為全國(guó)重要節(jié)點(diǎn)郵政樞紐，功能定位包括：華中區(qū)域速遞物流陸運(yùn)郵件集散、現(xiàn)代化電子商務(wù)倉儲(chǔ)集配和湖北省內(nèi)陸運(yùn)郵件自動(dòng)化集中處理。

1.優(yōu)越的地理位置

武漢處理中心坐落在武漢市東西湖區(qū)東吳大道與田園大道之間，處于武漢臨空港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)核心位置，距離天河國(guó)際機(jī)場(chǎng)、漢口火車站、長(zhǎng)江外運(yùn)碼頭均在20公里以內(nèi)，緊鄰京廣、滬渝鐵路，距離京港澳、滬漢蓉高速公路均在10公里以內(nèi)，交通極為便利。

中國(guó)郵政速遞物流華中（武漢）陸路郵件處理中心被評(píng)為“2017中國(guó)物流裝備技術(shù)應(yīng)用標(biāo)桿示范項(xiàng)目”

2.合理的結(jié)構(gòu)布局

武漢處理中心總建筑面積超過6.5萬平方米。一期工程生產(chǎn)樓建筑面積4.5萬平方米，生產(chǎn)樓東西兩側(cè)為郵件接收區(qū)，南北兩側(cè)為發(fā)運(yùn)區(qū)；中間設(shè)地槽作為武漢市內(nèi)郵件發(fā)運(yùn)區(qū)，場(chǎng)地利用率高，郵件經(jīng)接收區(qū)通過分揀后，裝袋落入南北兩側(cè)滑槽進(jìn)行裝車發(fā)運(yùn)，全程郵件不落地。

生產(chǎn)樓為兩層鋼混結(jié)構(gòu)。一樓為自動(dòng)化郵件分揀場(chǎng)地；二樓作為現(xiàn)代化電商物流倉儲(chǔ)場(chǎng)地，設(shè)置了貴品庫、恒溫庫等，貨物通過托盤提升機(jī)、滑槽直接連接大件分揀設(shè)備和發(fā)運(yùn)區(qū)，建立“倉儲(chǔ)+物流配送+快遞寄遞+增值服務(wù)+供應(yīng)鏈金融”運(yùn)作模式，適應(yīng)電商物流發(fā)展。

3.兩大作業(yè)區(qū)協(xié)同運(yùn)作

郵件處理區(qū)分為南、北兩大作業(yè)區(qū)，之間設(shè)置有長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里的傳輸膠帶系統(tǒng)，構(gòu)成了立體、交叉及互通的系統(tǒng)，使各區(qū)內(nèi)、南北區(qū)之間實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)行。南北區(qū)之間的設(shè)備布局與生產(chǎn)作業(yè)互相補(bǔ)充，互相協(xié)同，使尺寸或形狀不同的郵件均可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。

一樓南區(qū)于2015年10月投產(chǎn)，采用大、小件自動(dòng)分揀機(jī)各1臺(tái)，大件在外，小件在內(nèi)。其中，小件分揀機(jī)共設(shè)300余個(gè)格口，,每小時(shí)處理1.2萬件；大件分揀機(jī)共設(shè)50余個(gè)格口，每小時(shí)處理1萬件。此外，還配套相關(guān)傳輸系統(tǒng)，用于輔助郵件集中處理、轉(zhuǎn)運(yùn)工作。

據(jù)萬龍介紹，隨著快遞業(yè)務(wù)處理需求逐年攀升，截至2017年初，原有的南區(qū)作業(yè)量已經(jīng)接近最高限值，建設(shè)新的分揀作業(yè)區(qū)迫在眉睫。為此，郵政速遞物流迅速做出決策，經(jīng)過一系列市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)研究后，決定在一樓北區(qū)建設(shè)智能機(jī)器人郵件處理系統(tǒng)，并于2017年11月正式投產(chǎn)。

智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)采用了大件機(jī)器人和小件機(jī)器人兩種不同規(guī)格的AGV分揀設(shè)備。智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)的應(yīng)用緩解了高峰期郵件處理壓力，提高了郵政速遞物流智能化、信息化的生產(chǎn)能力和水平。

先進(jìn)的智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)

智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)占地5000平方米，采用了大件機(jī)器人和小件機(jī)器人兩種不同規(guī)格的AGV分揀設(shè)備，共計(jì)320臺(tái)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了大小件同步智能分揀。采用立體式模塊協(xié)同作業(yè)、大件機(jī)器人分為兩層，小件機(jī)器人分為三層件。大件機(jī)器人有80臺(tái)，格口38個(gè)，可以承重最重50公斤、最大1×0.8m的郵件，每小時(shí)可處理0.5萬件，速度可以達(dá)到每秒2米。小件機(jī)器人目前有240臺(tái)，格口229個(gè)，每個(gè)格口0.6×0.6m，可投0.4×0.4m的郵件，每小時(shí)可處理1.5萬件，速度可以達(dá)到每秒3m。智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)的應(yīng)用緩解了高峰期郵件處理壓力，提高了郵政速遞物流智能化、信息化的生產(chǎn)能力和水平。

1.高效率、高性能的分揀機(jī)器人

智能機(jī)器人的投入運(yùn)營(yíng)極大地提升了處理中心的作業(yè)效率：320臺(tái)大小件機(jī)器人合作每小時(shí)可分揀郵件2萬件以上，人員節(jié)約了50%～70%。其中，80臺(tái)大件機(jī)器人被稱為“橙色金剛”，能承重100公斤以內(nèi)的郵件，很好地解決大規(guī)格郵件、超重郵件的分揀處理問題；240臺(tái)小件機(jī)器人主要分揀重量在10公斤以下的郵件；可以實(shí)現(xiàn)大件格口三邊落格，小件四邊落格等系列優(yōu)化。

與傳統(tǒng)自動(dòng)分揀機(jī)相比，智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)凸顯：一是，效率提升空間大，在郵件量大的情況下，該機(jī)器人分揀中心還可以通過增加機(jī)器人數(shù)量，實(shí)現(xiàn)效率五成以上的增長(zhǎng)；二是，對(duì)操作人員的操作要求降低，操作動(dòng)作簡(jiǎn)單；三是，工作環(huán)境改善，為工作人員提供了舒適的工作環(huán)境，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；四是，機(jī)器人發(fā)生故障后，可及時(shí)推離現(xiàn)場(chǎng)后恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行，使維修與運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行，不影響生產(chǎn)運(yùn)行；五是，在機(jī)器人實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化后，可在多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)靈活調(diào)配，各處理中心旺季生產(chǎn)時(shí)可靈活增加機(jī)器人數(shù)量，提升處理能力，來滿足生產(chǎn)要求。

2.順暢的作業(yè)流程

該項(xiàng)目采用立體規(guī)劃、矩陣分布作業(yè)方式。場(chǎng)地分三層立體式布局，第三層為小件分揀，第二層為大件分揀，第一層?xùn)|西兩端卸車分離，南北兩側(cè)直聯(lián)裝車發(fā)運(yùn)，實(shí)行立體模塊協(xié)同作業(yè)，流程清晰，空間利用率高，單位面積郵件處理量達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先。核心作業(yè)流程如下：

（1）郵車到達(dá)中心之后，郵件通過皮帶機(jī)傳送帶到達(dá)分揀區(qū)域，包裹由工作人員放至工作臺(tái)。

（2）高速相機(jī)自動(dòng)進(jìn)行面單掃描。

（3）工作人員將郵件放至等待郵件的智能機(jī)器人上。

（4）智能機(jī)器人通過貼置在地面上的二維碼自動(dòng)識(shí)別規(guī)劃路徑，自動(dòng)規(guī)劃最優(yōu)路線，準(zhǔn)確把郵件放入相應(yīng)格口，同時(shí)會(huì)智能感應(yīng)避讓障礙物、自動(dòng)歸隊(duì)分揀郵件，每臺(tái)機(jī)器人工作2小時(shí)后會(huì)自動(dòng)尋找接口快速充電。時(shí)間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度的算法使郵件分揀過程從“步步最優(yōu)”達(dá)到“總體最優(yōu)”。

（5）郵件通過伸縮膠帶機(jī)傳送到車輛，裝車后發(fā)運(yùn)。

挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)之策

作為行業(yè)中第一套智能機(jī)器人分揀系統(tǒng)，郵政速遞物流在短短三個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目前期規(guī)劃設(shè)計(jì)、硬件施工安裝、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)調(diào)試，并于“雙11”之前投產(chǎn)使用，完成了“幾乎不可能完成”的任務(wù)，也為行業(yè)內(nèi)分揀機(jī)器人的使用提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

萬龍?zhí)寡?，武漢處理中心智能機(jī)器人分揀項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)中面臨的最大挑戰(zhàn)是建設(shè)周期短，施工內(nèi)容多，系統(tǒng)調(diào)試難。在具體實(shí)施過程中，遇到的問題主要有兩點(diǎn)：一是，機(jī)器人方案與自動(dòng)分揀機(jī)的布局形式不同，在實(shí)施過程中與傳輸系統(tǒng)、承載平臺(tái)等共同交叉作業(yè)的時(shí)候續(xù)約克服很多技術(shù)問題，如傳輸線的吊裝、承載平臺(tái)的載重測(cè)試等等，都經(jīng)歷了若干次修改與調(diào)整。二是，人機(jī)結(jié)合方面，機(jī)器人分揀在國(guó)內(nèi)快件分揀環(huán)節(jié)的應(yīng)用案例較少，幾乎沒有參考和借鑒的經(jīng)驗(yàn)，一線生產(chǎn)人員完全沒有操作過機(jī)器人分揀，因此在調(diào)試、測(cè)試的過程中不斷與生產(chǎn)人員進(jìn)行溝通磨合，最終形成了一整套操作規(guī)范，為作業(yè)效率整體爬坡奠定了堅(jiān)實(shí)的保障。

雖然挑戰(zhàn)重重，但通過專家團(tuán)隊(duì)、技術(shù)人員緊密配合，一步步完成了系統(tǒng)建設(shè)：首先對(duì)方案進(jìn)行論證、計(jì)算、設(shè)置不同條件下的仿真；提前對(duì)項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證方案的正確性、可行性；組織精兵強(qiáng)將參與項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格把控項(xiàng)目質(zhì)量；在項(xiàng)目實(shí)施過程中精心組織、合理安排，最終達(dá)成項(xiàng)目目標(biāo)。

華中（武漢）陸路集散中心規(guī)劃圖

未來發(fā)展規(guī)劃

可以說，集技術(shù)與實(shí)力為一體的中國(guó)郵政速遞物流正在通過運(yùn)用人工智能技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)思維提前布局自身的智慧物流新體系，為快遞物流企業(yè)未來發(fā)展提供著新的指引方向。萬龍告訴記者，隨著需求提高與技術(shù)進(jìn)步，武漢處理中心今后將繼續(xù)探索提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，例如，增加智能分揀機(jī)器人數(shù)量、以機(jī)械手代替人工自動(dòng)投放郵件到機(jī)器人、機(jī)器人投放郵件實(shí)現(xiàn)三面落格、增加第三種搬運(yùn)機(jī)器人替代叉車或皮帶伸縮機(jī)，讓武漢處理中心達(dá)到更高的自動(dòng)化程度和智能化目標(biāo)。