關(guān)于一種自動(dòng)分揀智能快遞柜的研究

盧奕澤 湯亞妮

摘 要：現(xiàn)在快遞使用頻率十分頻繁，快遞配送的難題“最后一公里”日益凸顯，在這種情況下，快遞室里的快遞分類需要使用非常大的物力與人力。本文為緩解在人力勞動(dòng)資源與快遞數(shù)量差異愈大的快遞行業(yè)的壓力，滿足不同人群對(duì)快件派發(fā)的不同需求，設(shè)計(jì)了快件自動(dòng)派發(fā)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)目標(biāo)：1.可以實(shí)現(xiàn)快遞包裹從單獨(dú)分散到集中投遞的轉(zhuǎn)變;2.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分揀和分類存儲(chǔ)，避免浪費(fèi)時(shí)間，提高派送效率，節(jié)省時(shí)間資源和人力資源。

關(guān)鍵詞：最后一公里;智能快遞柜;自動(dòng)分揀

一、正文

1.1 研究背景

隨著社會(huì)的進(jìn)步以及電子商務(wù)不斷的發(fā)展，中國(guó)快遞業(yè)開始高速的發(fā)展。近年來(lái)國(guó)內(nèi)快遞市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，從2013年的91.9億件增長(zhǎng)至2017年的400.6億件，漲幅達(dá)335.9%。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院大數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)顯示：2017年全國(guó)快遞業(yè)務(wù)量達(dá)400.6億件，同比增長(zhǎng)28%。據(jù)2019年“中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)”研究分析報(bào)道顯示，中國(guó)每年產(chǎn)生的快遞包裹數(shù)量約400億-500億件。按照我國(guó)快遞業(yè)務(wù)不斷增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)2020年，中國(guó)快遞業(yè)務(wù)量將超600億件。[1]如此巨量的快遞資源壓力，大大加強(qiáng)了快遞員的工作壓力。在快遞量的飆升以及消費(fèi)者的便利需求下，智能快遞柜開始快速普及應(yīng)用到日常生活中。目前，有的企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出 24小時(shí)智能快遞柜自主服務(wù)系統(tǒng)，為用戶提供了更加快速高效的快件投遞服務(wù)?，F(xiàn)階段，隨著該項(xiàng)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，智能快遞柜已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各大城市之中，并受到了用戶的高度認(rèn)可。

與我國(guó)相比，國(guó)外針對(duì)快遞行業(yè) “最后一公里”的物流配送終端設(shè)備的研究已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，多年以前西方就針對(duì)包裹自提業(yè)務(wù)開發(fā)了 “集中交付點(diǎn)”，具體分為有人值守式 CDP與無(wú)人值守式 CDP 兩種。有研究人員將這兩種 CDP進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)無(wú)人值守式 CDP模式的配送成本可降低三分之一。由于無(wú)人值守式CDP的成本優(yōu)勢(shì)，使得其得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。正如菜鳥網(wǎng)絡(luò)總裁萬(wàn)霖所說(shuō)的“當(dāng)前快遞業(yè)面臨三大挑戰(zhàn)：天量包裹挑戰(zhàn)全網(wǎng)運(yùn)行極限，差異化的交付需求，以及末端人力與成本壓力。” [2]

1.2 基本結(jié)構(gòu)研究

我們?cè)O(shè)想的具體為一種自動(dòng)分揀智能快遞柜，包括快遞儲(chǔ)物箱體、掃描器、傳輸帶、滑輪組，箱體包括儲(chǔ)物掃描箱體和快遞箱體，儲(chǔ)物掃描箱體架設(shè)在快遞存入口上方，快遞箱體則占用了整個(gè)快遞柜的最大范圍。

快遞存入口位于整個(gè)快遞柜的右下方，當(dāng)快遞在通過(guò)快遞存入口時(shí)，架設(shè)在快遞村入口上方的的掃描器將自動(dòng)進(jìn)行掃描。隨即快遞進(jìn)入了智能快遞柜進(jìn)行自動(dòng)分揀與存放，該快遞柜在自身履帶換輪結(jié)構(gòu)的幫助下，實(shí)現(xiàn)快遞在該智能快遞柜中的移動(dòng)。同時(shí)我們想到了把正?？爝f柜上方的空間作為快遞儲(chǔ)藏室，用以存放逾期的快遞，也成為整個(gè)智能快遞柜的重要組成部分。

當(dāng)快遞通過(guò)履帶到達(dá)智能快遞柜時(shí)，自動(dòng)分揀裝置開始移動(dòng)。到指定地方后，欄桿開始收縮。當(dāng)上方快遞進(jìn)入箱體后，豎桿下降，使快遞放入箱體內(nèi)，橫桿與豎桿再次恢復(fù)原狀，同時(shí)快遞拖放臺(tái)自動(dòng)回到快遞存入處進(jìn)行下一次拖放。

智能快遞柜會(huì)自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，并把不同客戶的快遞放到不同的快遞柜中。當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)人有兩個(gè)及以上的快遞放入智能快遞柜時(shí)，快遞柜內(nèi)的體積容量感應(yīng)器會(huì)檢測(cè)當(dāng)前的箱體是否可以放下余下快遞，若放得下就放到同一快遞柜，若放不下則轉(zhuǎn)移至位于快遞柜頂部的存儲(chǔ)室。同時(shí)快遞柜中有可能會(huì)產(chǎn)生一些逾期快遞，也通過(guò)同樣的方式轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)存室，以此實(shí)現(xiàn)空間的節(jié)約。

1.3 自動(dòng)分揀裝置研究

我們研究了一種可移動(dòng)的快遞分揀裝置。該快遞分揀裝置是由萬(wàn)向輪、腰桿、豎桿和托盤組成，該裝置在萬(wàn)向輪的幫助下可以實(shí)現(xiàn)快遞在智能快遞柜中的移動(dòng)。而在可左右調(diào)節(jié)的腰桿上和設(shè)置可上下調(diào)節(jié)的豎桿可以保證快遞平穩(wěn)的存放在設(shè)置的快遞輪放臺(tái)上。同時(shí)腰桿和豎桿增加了該快遞分揀裝置的空間使用率，同時(shí)他們保證了快遞輪放臺(tái)可以承載不同高度、寬度的快遞，增加了使用效率。

當(dāng)快遞放在快遞分揀裝置上時(shí)，該裝置可以利用中間的滑軌實(shí)現(xiàn)上下左右滑動(dòng)，幫助指定的快遞放到指定地點(diǎn)，同時(shí)在快遞柜上設(shè)有對(duì)應(yīng)的插銷結(jié)構(gòu)保證快遞分揀裝置的穩(wěn)定。單快遞柜內(nèi)部有插銷結(jié)構(gòu)和提拉式結(jié)構(gòu)來(lái)配合快遞分揀裝置把快遞放入對(duì)應(yīng)的箱子中。

1.4 使用流程

當(dāng)快遞員把快遞送到智能快遞柜前時(shí)，只需要把快遞放入快遞存放口，智能快遞柜將自動(dòng)開始自動(dòng)分揀。

當(dāng)快遞進(jìn)入快遞存放口時(shí)，快遞存放口上的履帶可以把快遞帶入自動(dòng)分揀裝置，智能快遞柜會(huì)檢測(cè)快遞并把不同客戶的快遞放到不同的快遞柜中。體積容量感應(yīng)器會(huì)檢測(cè)當(dāng)前的箱體是否可以放下第二個(gè)快遞，若放不下則轉(zhuǎn)移至位于快遞柜頂部的存儲(chǔ)室。

當(dāng)快遞通過(guò)履帶到達(dá)快遞拖放臺(tái)時(shí)，移動(dòng)輪開始移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)到指定地方后，欄桿開始收縮。當(dāng)上方快遞進(jìn)入箱體后，豎桿下降，使快遞放入箱體內(nèi)，橫桿與豎桿再次恢復(fù)原狀，同時(shí)快遞拖放臺(tái)自動(dòng)回到快遞存入處進(jìn)行下一次拖放。

一個(gè)智能快遞柜設(shè)有3-5個(gè)快遞分揀裝置，用以加快快遞柜的工作效率。

1.5 特色與創(chuàng)新點(diǎn)：

我們?cè)谠械闹悄芸爝f柜上加以改進(jìn)，使快遞柜可以擁有自動(dòng)分揀、自動(dòng)投遞的能力，并且與終端配合，更好的達(dá)成人機(jī)交互。

充分利用有限的空間資源，并且有效的解決了快遞員和客戶時(shí)間對(duì)不上的“最后一公里”問(wèn)題。并能更加充分的利用空間時(shí)間，有效的解放快遞員的時(shí)間和精力，解放人力。緩解在人力勞動(dòng)資源與快遞數(shù)量差異愈大的快遞行業(yè)的壓力，滿足了不同人群對(duì)快件派發(fā)的不同需求。

參考文獻(xiàn)

[1]2018年中國(guó)快遞發(fā)展指數(shù)報(bào)告[EB/OL]. http：//www.spb. gov. cn/xw/dtxx_15079/201904/t20190417_1814716.html，2019-04-17

[2]2019智能快遞柜排行https：//kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx？dbcode=CJFQ&dbname=CJFDLAST2019&filename=HLZK201911017&v=MjUxMjJDVVJMT2VaZWRzRnkzZ1VyM05MU0hSWmJHNEg5ak5ybzlFWTRSOGVYMUx1eFlTN0RoMVQzcVRyV00xRnI=