物流快件自动分拣单件流控制探讨
马 辉
(郑州中集金特物流自动化系统有限公司，河南 郑州 450000)
[摘要] 随着计算机互联网信息技术的发展，物流行业的发展也逐渐实现智能化、自动化。而自动化相关技术的发展和应用，使得自动分拣工艺成为物流企业发展的有利工具，在物流企业自动分拣工艺流程中，物流快件都具有一个特征，那就是实现“单件流”输送，即在物流输送线上运输的物流快件，当输送到自动分拣机能够涉及到的分拣范围内时，这个范围内存在唯一一件物流快件。随着电子商务的快速发展，物流企业原来的单件流的输送效率，已经不能够完全满足物流发展的相关需求，研究物流快件自动分拣单件流控制，促使具有高效性的单件流输送实现，是当前物流行业应重点关注的问题。本文通过相应的理论和仿真分析，探讨了物流快件自动分拣中单件流控制，为实际应用提供相应的理论支撑。
[关键词] 物流快件；自动分拣；单件流；仿真分析
在电商行业快速发展的这些年，物流行业也得到了极大的发展，物流快件的订单量也是逐年不断地增长，这就对物流系统的配送效率提出了更高要求，而且传统的物流系统也已经满足不了相关业务发展的需求。物流行业相关成本的提高，也促使该行业自动化、智能化发展的步伐不断加快。目前许多物流行业都配备了相应的自动化立体仓库、自动分拣系统、机械臂等新兴物流设备，尤其是自动化分拣系统的发展，与物流系统的配送效率有着极大的联系。随着不断增长的订单量以及越来越高的物流处理要求，自动分拣系统也需要具备更大的处理和暂存处理能力，对于自动分拣工艺而言，实现快件“单件流”输送是其共同的特点。
1 单件流相关概念以及输送应用场景
所谓的单件流是指，每次生产或者移动一个物流快件，使得物流快件能够在相应的输送线上连续的通过，完成相应流程的加工步骤，并且前后之间能够进行良好的衔接。单件流中涉及到一些要素，其中有固定工件的生产或转移、连续流动、上下工序的衔接等。单件流过程是一种自动流动的状态，不需要进行工序间歇的设置以进行人工控制。当工件进入指定的单元后，其会按照流程进行自动周转，直到完成相应的工序或者流出单元。实现快速换装和快速转移是保证单件流运行的基本条件。
目前情况下，单件流输送主要是在供包台或者供包段，供包台也有不同的类型，在实际应用中需要按照不同的对接要求进行布局。在供包操作上有三种操作模式，分别是手拿扫描枪进行扫描、根据编码供包和直接供包，每一种供包操作模式都能够完成物件的供包上机。根据分拣输送线相应的位置信息，供包机控制系统可以把相关的物流快件准确地供上指定的位置范围，在这个过程中也会把相应的物件的信息传送到信息系统。
供包台在操作的过程中应该注意到两个关键点：在人工上包时要保证单件；进行分拣线之前，物品单件的传输要满足设计的传输效率，还要保证相关物品能够平稳流畅的传输。人工供包段指的是在不同数段的胶带输送机旁，需要设置人工操作的位置，在操作人员将物件放置到胶带输送机上时，还应该要对胶带进行网格化处理，通过这种做法，能够保证在一定的距离范围内，输送带上只存在唯一一件物件，并且物件的条形码应该朝上放置。
2 自动分拣系统和单件流工艺流程
2.1 自动分拣系统相关内容
自动分拣系统由多个组成部分构成，其中有物件输送系统，这其中包括的设备有胶带输送机、模组带分流器和滑槽，其工作流程主要是当物件进行打包后通过相应的输送设备进入到分拣区域，这时物件输送系统的模组带分流器可以将物件按照一定的比例分配到分拣区域的相应的位置；自动分拣系统还包括视觉识别及机械臂抓取系统，其工作流程为当物件被前端视觉系统扫描拍照并识别相应的位置和尺寸后，按照相应的信息和指令，机械臂能够抓取输送机上的物件并放置于分拣AGV上，这也是自动分拣系统的关键环节之一。
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（2）供包台系统中设置称重胶带机、X光机。当物件通过流程上的X光机时，需要进行人工同屏比对，这会对物件的通过效率造成很大的影响。
2.2 单件流工艺流程
对于典型输送机而言，其配置在一定程度上都比较完善，都配置有以下的设备和元器件，如图1所示。
供包台的第3段是加速段皮带机，在这一段可以设置多个皮带机，为物件同步进入分拣线做好相应的准备。供包台的第4段是同步导入段皮带机，这一段皮带机的机械速度要和分拣线保持一致，即：
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人工操作上包时扫描的速度。物流快件一般都具有不同的形状和重量，传输的时候操作员会面对较大的劳动作业强度，为了方便传输后段的自动扫描，通常操作员还需要将物流快件的条形码翻至朝上，这在一定程度上增加了操作员的工作负担。
自动分拣系统还包括分拣小AGV系统，其工作流程是当机械臂抓取物件后并放置到分拣AGV上后，经过再次扫描并确认相应的分拣路向，在小车调度系统的控制下，AGV小车可以自动运行到相对应的格口出，把物件倾翻至格口的滑槽进而落入相应的网袋。AGV系统好包括中AGV集包系统和大AGV发运系统，每一个系统都负责具体的工作流程，共同完成物件的整个输送过程。除此之外，自动分拣系统还包括集包区工作站系统和发运区系统。
由图1和图2可以看出，拟合曲线和实际曲线非常接近，表明通过回归模型预测的预测值能够比较真实地反映实际情况．所以，多元回归模型（2）和通过此模型得到的结论在现实中有较好的可操作性，在制定国家财政教育支出预算和相关分析中有一定的参考价值．
（1）对于积放段的设置。在物流快件传输的过程中设置好相应的积放段，可以在物流量比较大的时候降低人工操作产生的不确定性，将供包流程中的3段设置为相应的积放段，即便人工操作遇到问题，也能够确保满足主分拣线的分拣效率。
课堂实践发现,学生的策略一是采取列举尝试的方法,但发现该方法不确定因素较多,可能多次尝试也不一定成功．策略二是画出函数y=lnx+2x-6的图象,但需结合函数性质,列表、描点才能画图,其中还涉及lnx的函数值的计算,整个过程比较繁琐．
如果供包台系统的供包段和分拣主线在一条线上，没有相应的自动称重设备和X光机，该供包系统带有自动扫描功能，并且具有较高的分拣效率要求，按照自动分拣物件的大小，通常其分拣速度能够大于等于2500件/小时。
2.3 典型输送机控制处理相关案例
在本文的研究中选取的是45°供包台系统，该系统是由4段皮带机组成，并且能够称重和进行体积测量。编码端皮带机处于供包台系统的第1段，该段可以自动进行条码扫描，也可以利用人工手持扫码枪扫码，都是把物件的条码信息传送到相应的系统。供包台系统的第2段可以进行动态称重和体积检测，在单件流控制中，如果相关物件没有称重和体积测量的要求，可以取消这一段皮带机，但是在单件流工作机制中，称重胶带机是比较重要的一个关键点，所以在一定程度上会影响到输送的效率。
供包台系统的每一段皮带机都是单独驱动，在进行物件输送的过程中，通过相应的变频或者师傅控制，来实现对速度的控制，保持货物能够平稳、准确投送到相应的分拣输送线上。在使用这种供包台系统的时候，其供包的效率往往会受到一些因素的影响，这些因素如以下所述：
图1 典型输送机配置图
在该典型输送机上，胶带输送机主要是将相应的物流快件在工序之间进行输送，使用变频器，可以对电机的启动或停止进行控制，能够在一定程度上实现胶带机的平稳启动或者停止；当物件在输送机上运输时，使用光电开关能够检测相关货物的状态，对货物进行详细的了解；通过利用编码器，可以检测胶带输送机的位移，根据相应的计算算法，可以计算出胶带机的速度和加速度。
3 关于单件流间距控制的原理分析
在整个物流快件传输的过程中，物件和物价之间应该要保持一定的输送距离，而要实现物流快件之间处于一种不紧靠、不堆叠的状态，还要具有足够的间隙，这种情况的控制，一般使用光电信号作为触发信号，对物件的长度或者是物件之间的间距进行计算。
除此之外，还要控制多段输送机之间的速度差，扩大物件之间的间距，并且达到一定的设定距离：即 ΔS =(V 2-V 1)∗T ，其中V 1代表的是第1段的输送机速度，而V 2代表的是第2段的输送机速度，T代表时间。两个物件的长度分别为L1、L2,开始时物件之间的初始间隔Gap为0mm，最终间距用GapEnd表示，其计算公式如下：按照相应的算法和数据，可以计算出相应的结果，为单件流间距的控制提供相应的参考。
4 结语
随着计算机互联网信息技术和智能制造产业的发展，物流行业发展也越来越迅速，在物流企业自动分拣工艺流程中，都需要物流快件能够实现“单件流”输送，通过研究物流快件自动分拣中单件流的控制，对提高物流快件传输速度具有重要的意义。
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【参考文献】
[1]郭晓辉.一种物流行业智能自动分拣处理系统[J].物流工程与管理,2019,41(04):83-84.
[2]周忠太. 多AGV物流分拣系统的设计与关键技术研究[D].广州：华南理工大学,2018.
[中图分类号] U652.1+2
[文献标识码] C
[文章编号] 2096-1995(2019)17-0215-02
作者简介： 马辉（1983-），男，河南驻马店人，中级工程师，研究方向：自动分拣。
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