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1、物流自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：物流自動(dòng)分揀系統(tǒng)是先進(jìn)配送中心所必需的設(shè)施條件之一，自動(dòng)分揀裝置是提高物流配送效率的一項(xiàng)關(guān)健因素。只有在自動(dòng)分揀系統(tǒng)中合理地選用分揀裝置才能保證整個(gè)系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。 本文首先對(duì)自動(dòng)分揀系統(tǒng)做了簡(jiǎn)單地介紹，然后提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法，最后通過(guò)實(shí)例對(duì)自動(dòng)分揀系統(tǒng)進(jìn)行了分析和探討。關(guān)鍵字：自動(dòng)分揀系統(tǒng)；分揀裝置；設(shè)計(jì)方法；自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.自動(dòng)分揀系統(tǒng)概述自動(dòng)分揀系統(tǒng)是二次大戰(zhàn)后在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的物流中心、配送中心或流通中心所必需的設(shè)施條件之一。該系統(tǒng)的作業(yè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單描述如下：物流中心每天接收成百上千家供應(yīng)商或貨主通過(guò)各種運(yùn)輸工具送來(lái)的成千上萬(wàn)種商品，在最短
2、的時(shí)間內(nèi)將這些商品卸下并按商品品種、貨主、儲(chǔ)位或發(fā)送地點(diǎn)等參數(shù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分類，并將這些商品運(yùn)送到指定地點(diǎn)（如指定的貨架、加工區(qū)域、出貨站臺(tái)等）；同時(shí)，當(dāng)供應(yīng)商或貨主通知物流中心按配送指示發(fā)貨時(shí)，自動(dòng)分揀系統(tǒng)在最短的時(shí)間內(nèi)從寵大的高層貨架存儲(chǔ)系統(tǒng)或其他指定地點(diǎn)中準(zhǔn)確找到要出庫(kù)的不同數(shù)量的商品按配送地點(diǎn)的不同運(yùn)送到不同的理貨區(qū)域或配送站臺(tái)集中，以便裝車配送。2.自動(dòng)分揀系統(tǒng)組成及特點(diǎn)2.1自動(dòng)分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，自動(dòng)分揀系統(tǒng)一般由上件裝置、輸送裝置、分揀格口、控制系統(tǒng)組成。1-輸送裝置2-上件裝置3-控制系統(tǒng)4-分揀道口5-分類裝置圖1自動(dòng)分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成上件裝置的作用是識(shí)別、接收和處
3、理分揀信號(hào)，根據(jù)分揀信號(hào)的要求去指示分類裝置按商品品種、商品送達(dá)地點(diǎn)或貨主的類別等方式對(duì)商品進(jìn)行自動(dòng)分類。這些分揀需求可以通過(guò)不同方式，如可以通過(guò)人工輸入、條形碼掃描、色碼掃描、鍵盤輸入、重量檢測(cè)、語(yǔ)音識(shí)別、高度檢測(cè)及形狀識(shí)別等方式，輸入到分揀控制系統(tǒng)中去，根據(jù)這些分揀信號(hào)判斷，來(lái)決定某一種商品該進(jìn)入哪一個(gè)分揀格口。分類裝置的作用是根據(jù)上件裝置發(fā)出的分揀指令，當(dāng)具有相同分揀信號(hào)的商品經(jīng)過(guò)裝置時(shí)，該裝車動(dòng)作，使改變?cè)谳斔脱b置上的運(yùn)行方向進(jìn)入其它輸送機(jī)或進(jìn)入分揀格口或其他接口設(shè)備。分類裝置的種類很多，一般有推出式、浮出式、傾斜式、輸送式和分支式幾種，不同的裝置對(duì)分揀貨物的包裝材料、包裝重量、包裝物
4、底面的平滑程度等有不完全相同的要求。在分類裝置的兩側(cè)，一般要連接若干個(gè)分揀格口，使分好類的商品滑下主輸送機(jī)（或主傳送帶）以便進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機(jī)，其主要作用是使待分揀的商品魚貫通過(guò)上件裝置到達(dá)分類裝置上。輸送裝置是與分類裝置柔性連接在一起的，輸送裝置上的物品要能準(zhǔn)確無(wú)誤、無(wú)損壞的送至指定的位置。分揀道口是已分揀商品脫離分類裝置即主輸送機(jī)（或主傳送帶）進(jìn)行集貨區(qū)域的通道，一般由鋼帶、皮帶、滾筒、容器等組成滑槽，使商品從分類裝置（主輸送裝置）滑向集貨站臺(tái)或其他接口設(shè)備，在那里由工作人員將該格口的所有商品集中進(jìn)行處理；或是入庫(kù)儲(chǔ)存，或是組配裝車并進(jìn)行配送作業(yè)?？刂葡到y(tǒng)
5、對(duì)物品的信息實(shí)行全程跟蹤和處理，對(duì)分揀全過(guò)程進(jìn)行在線監(jiān)控，以保證系統(tǒng)在運(yùn)行中信息和設(shè)備的安全性、可靠性。以上五部分裝置通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制及相應(yīng)的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)分揀系統(tǒng)。2.2自動(dòng)分揀系統(tǒng)特點(diǎn)自動(dòng)分揀系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：能連續(xù)、大批量地分揀貨物由于采用大生產(chǎn)中使用的流水線自動(dòng)作業(yè)方式，自動(dòng)分揀系統(tǒng)不受氣候、時(shí)間、人的體力等限制，可以連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)自動(dòng)分揀系統(tǒng)單位時(shí)間分揀件數(shù)多，因此自動(dòng)分揀系統(tǒng)的分揀能力比人工分揀系統(tǒng)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。分揀誤差率極低自動(dòng)分揀系統(tǒng)的分揀誤差率大小主要取決于所輸入分揀信息的準(zhǔn)確性，這又取決于分揀信息的輸入機(jī)制。如果采用人工鍵盤或語(yǔ)
6、音識(shí)別方式輸入，則誤差率在1%以上：如采用條形碼掃描輸入，除非條形碼的印刷本身有差錯(cuò)，否則不會(huì)出錯(cuò)。因此，目前自動(dòng)分揀系統(tǒng)主要采用條形碼技術(shù)來(lái)識(shí)別貨物。分揀作業(yè)基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人化國(guó)外建立自動(dòng)分揀系統(tǒng)的目的之一就是為了減少人員的使用，減輕員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高人員的工作效率，因此自動(dòng)分揀系統(tǒng)能最大限度地減少人員的使用，基本做到無(wú)人化。3.分揀裝置類型及應(yīng)用各種自動(dòng)分揀系統(tǒng)的差別僅在于所用的分揀裝置，它們的種類很多，一般分為傾倒式、分支式、浮出式和推出式。橫向貨物分揀裝置橫向貨物分揀裝置是由多條短平帶輸送機(jī)并聯(lián)組成的分揀系統(tǒng)。整套裝置的價(jià)格取決于該分揀裝置的分揀效率要求。該裝置對(duì)一般貨物的分揀具有良好的
7、適應(yīng)性，但如果貨物的重心較高，底面不平整，對(duì)裝置的正常運(yùn)行會(huì)有相當(dāng)大的影響。活動(dòng)貨盤分揀裝置活動(dòng)貨盤分揀裝置由圓管或金屬板條組成，每塊板條或管子上有一個(gè)活動(dòng)的貨物托盤作橫向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)貨物到達(dá)分類裝置出口時(shí)，將貨物分到指定的岔道實(shí)現(xiàn)分類。這種分揀裝置的分揀效率高，但只適用于較輕、較小貨物的分揀。翻盤式分揀裝置翻盤式分揀裝置由牽引鏈牽引，翻盤到達(dá)指定的分岔道口時(shí)，向左或向右傾斜，被揀貨物靠重力滑入分岔道口。此類裝置的翻盤一般都做成馬鞍形，所以對(duì)底面不平整的軟包裝貨物有良好的適應(yīng)性。直落式分揀裝置直落式分揀裝置通過(guò)牽引鏈驅(qū)動(dòng)，所輸送的貨物放在一些底部有活門的托盤上。當(dāng)托盤到達(dá)預(yù)定位置后，由分揀系統(tǒng)發(fā)出
8、信號(hào)，活門打開，貨物落入指定的容器。此類裝置用于對(duì)扁平狀的貨物進(jìn)行分類。輻子浮出式分揀裝置輻子浮出式分揀裝置可與輻子輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)融為一體，放于輸送系統(tǒng)的岔道口處。沒(méi)有分揀任務(wù)時(shí)可作為輸送機(jī)。皮帶浮出式分揀裝置皮帶浮出式分揀裝置原理與輻子浮出式分揀裝置一樣,條寬度較窄的皮帶機(jī)?；瑝K式分揀裝置滑塊式分揀裝置是一種特殊的板式輸送機(jī)，其通過(guò)貨物分流來(lái)實(shí)現(xiàn)貨物分揀的目的。這類裝置振動(dòng)小、不損傷貨物，適宜各種形狀、體積和質(zhì)量在搖臂式分揀裝置搖臂式分揀裝置是對(duì)貨物的流向進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)分揀。推出式分揀裝置推出式分揀裝置是附在輸送機(jī)上的一類分揀裝置，通過(guò)單價(jià)格低廉，但要求貨物包裝結(jié)實(shí)，運(yùn)行速率低。4.自動(dòng)分
9、揀系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法度高。系統(tǒng)控制點(diǎn)多且相互互聯(lián)，導(dǎo)致系統(tǒng)控制復(fù)雜，一次性投資大。因此，無(wú)論設(shè)計(jì)、建造還是使用自動(dòng)分揀系統(tǒng)都必須具備一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。幾步：系統(tǒng)總體規(guī)劃及性能參數(shù)設(shè)計(jì)。包括確定系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)規(guī)模、各環(huán)節(jié)作業(yè)方式和設(shè)備布局，分析明確系統(tǒng)的分揀處理能力/分揀速度和分揀效率等性能參數(shù)。設(shè)計(jì)規(guī)劃配合分揀作業(yè)的貨物輸送系統(tǒng)。如輸送方式和規(guī)模的選擇確定，合流、分流點(diǎn)的布局?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)備裝置的設(shè)計(jì)選型。系統(tǒng)評(píng)估分析和相關(guān)技術(shù)文件的編寫。5.自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例不同之處在于主滾道中設(shè)置為1-90kg的貨物。90度分流實(shí)現(xiàn)分揀。其裝置簡(jiǎn)自動(dòng)分揀系統(tǒng)一般都建在有自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)的配送中
10、心,系統(tǒng)規(guī)模大，設(shè)備多且自動(dòng)化程設(shè)計(jì)自動(dòng)分揀系統(tǒng)主要包括以下輸送線路及圖2物流輸送及分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖2為一個(gè)物流輸送及分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。B、C之間有15。的坡度，其它部分為水平傳輸。輸送系統(tǒng)的貨物總流量為120CPM,出、IV道的能力利用系數(shù)P=85%。貨道的貨物形狀穩(wěn)定，分揀速率要求較高；貨道為一些易碎貨物；貨道的貨物質(zhì)量較輕；貨道的貨物包裝結(jié)實(shí)，運(yùn)行速率要求不高。分揀設(shè)備選型貨道的貨物形狀穩(wěn)定，所以可選用搖臂式分揀裝置，且此裝置的搖臂上安裝的齒形皮帶可使分流速度加快，提高分揀效率。貨道由于其貨物為易碎品，所以最好選用浮出式裝置對(duì)其進(jìn)行分揀，比如輻子浮出式或皮帶浮出式分揀裝置。貨道由于其貨
11、物質(zhì)量小，所以可采用滑塊式分揀裝置，并且滑塊可以朝兩側(cè)滑動(dòng)，可以在輸送機(jī)兩側(cè)設(shè)置分揀道口，從而節(jié)約場(chǎng)地。貨道的貨物包裝結(jié)實(shí)，可采用成本較為低廉的推出式分揀裝置，其裝置簡(jiǎn)單實(shí)用，達(dá)到目的的同時(shí)還能節(jié)約成本。分流后各支路的極限績(jī)效分析若IV的極限績(jī)效為Q則4=/P/41CPM。分流后各支路的極限績(jī)效為=z435CPM系統(tǒng)的阻塞概率分析301111貨物到達(dá)的總流量九=120;Pn=n=85.7%,Vn=n=4=0.625,3522=12=30,所以NJn)=n(1-1?n+VnPnlPn之14.5,即設(shè)計(jì)排隊(duì)能力R之15。n411-：n二R系統(tǒng)的阻塞概率BR=PN=：；：；V；1-V二=7.4%N-R1Queue?Queue8QueiielDQueue11Queue?Queue8QueiielDQueue11圖3Flexsim分揀系統(tǒng)仿真圖參考文獻(xiàn)1黃啟明.自動(dòng)分揀系統(tǒng)及其應(yīng)用前景分析.價(jià)值工程,2010(32)2董淑冷.PLC在自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用.機(jī)床與液壓，2005(5)3陳照強(qiáng)，馬琳，張緒鵬，沈敏德，趙強(qiáng).一類規(guī)則形狀物品的自動(dòng)分揀原理4盧少平，張貽弓，吳耀華，吳穎穎.自動(dòng)分揀系統(tǒng)并行分區(qū)揀選優(yōu)化策略.山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2010(4).深圳大學(xué)學(xué)報(bào),2010(1)
物流自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)
