随着我國(guó)經濟的持續發展，以順豐、京東物(wù)流、四通一達為(wèi)代表的國(guó)内快遞企業發展迅速，其中大部分(fēn)企業也都已經上市融資，以不斷加強自身的基礎設施建設。本文(wén)将主要介紹快遞企業基礎設施中非常重要的一環——分(fēn)揀中心内所使用(yòng)的主要設備。本文(wén)将結合作(zuò)者的所見、所聞、所感為(wèi)各位讀者從不同的視角展示分(fēn)揀中心的主要設備。

1.  輸送設備：

輸送設備為(wèi)分(fēn)揀中心内使用(yòng)範圍最廣泛、最重要的分(fēn)揀設備，沒有之一！下面将主要介紹3種輸送設備，即皮帶輸送機、滑槽和伸縮皮帶機。

1.1  皮帶輸送機：

皮帶輸送機是所有分(fēn)揀中心都在使用(yòng)的設備，雖然其看起來結構較為(wèi)簡單，但作(zuò)者認為(wèi)能(néng)把皮帶輸送機做好的國(guó)内設備廠商卻屈指可(kě)數。

皮帶機不僅要完成輸送功能(néng)同時也要完成分(fēn)揀功能(néng)，分(fēn)揀矩陣是對這兩種功能(néng)相結合最好的诠釋。

分(fēn)揀矩陣的發展經曆了從一維到二維、從二維到三維的2個階段，一維矩陣即由平面皮帶機所組成的分(fēn)揀方案，通過同一平面的皮帶機相互拉包實現路向分(fēn)揀，此種方案在國(guó)内一些中小(xiǎo)型分(fēn)揀中心内仍在使用(yòng)；二維矩陣即由上下兩層皮帶機所組成的分(fēn)揀方案，通過上層皮帶機經直滑槽拉至下層皮帶機實現路向分(fēn)揀，此種方案在國(guó)内的分(fēn)揀中心應用(yòng)較為(wèi)廣泛；三維矩陣即由三層皮帶機所組成的分(fēn)揀方案，通過上層皮帶機經直滑槽和螺旋滑槽拉至中、下層皮帶機實現路向分(fēn)揀，此種方案在國(guó)内分(fēn)揀中心應用(yòng)也較為(wèi)廣泛。作(zuò)者認為(wèi)分(fēn)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，使設備布局從平面變成立體(tǐ)，大大節約了設備占地面積，所以目前三維矩陣的應用(yòng)越來越多(duō)；矩陣從一維升至二維、三維，人員分(fēn)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(tǐ)的缺點是會增加貨物(wù)的破損率，所以如何既能(néng)發揮立體(tǐ)矩陣的優勢又能(néng)避免貨物(wù)的破損将是行業内後續重點解決的問題。

圖1  分(fēn)揀矩陣

說回皮帶輸送機本身不得不提作(zuò)者任職某黑标快遞公司時負責的标準化皮帶機項目，即由該公司出标準化輸送機的圖紙，所有供應商按此圖紙生産加工為(wèi)其供貨，此舉的直接好處是統一了該公司輸送機的标準以及統一了全網輸送機的備品備件，但是現在事情的發展已經超出了作(zuò)者當時的預期。由于某黑标快遞公司的供應商較多(duō)，且這些設備供應商在給其供貨時也會給通達系以及菜鳥系物(wù)流公司供貨，設備供應商為(wèi)了其自身生産制造的标準化，直接按照某黑标快遞公司的圖紙生産或者微調一下圖紙即供貨給通達系和菜鳥系物(wù)流公司，導緻作(zuò)者所做的輸送機企業标準一不小(xiǎo)心成為(wèi)了行業标準。其實作(zuò)者當時做此項目時時間較緊，皮帶輸送機外觀還不完美，結構設計也還可(kě)以再優化；不過現在看來，如果對外觀、結構設計要求較高，增加了生産工藝的複雜性，可(kě)能(néng)也就不會成為(wèi)行業裏都在用(yòng)的皮帶輸送機了。

1.2   滑槽：

滑槽一般布置在輸送設備之間，所以把滑槽也放在輸送設備部分(fēn)來讨論。滑槽看起來比輸送機還要簡單，但實際上滑槽是所有物(wù)流設備結構設計方面最難的！國(guó)内能(néng)做好滑槽的供應商更是寥寥無幾。

滑槽主要分(fēn)為(wèi)直滑槽和螺旋滑槽兩種，直滑槽較為(wèi)簡單，不在這裏贅述；螺旋滑槽主要用(yòng)在輸送機之間的連接和分(fēn)揀機下貨口，根據輸送設備的布局以及分(fēn)揀機的标高，螺旋滑槽的樣式也多(duō)種多(duō)樣，但目的都是相同的，即要使貨物(wù)平穩順暢的下滑；以滑槽材質(zhì)來分(fēn)類的話，滑槽分(fēn)為(wèi)水泥滑槽、鋼絲滑槽、玻璃鋼滑槽、不鏽鋼滑槽和碳鋼滑槽，其中水泥滑槽和鋼絲滑槽由于美觀性以及工藝複雜性等原因已基本被淘汰；不鏽鋼滑槽也僅僅會用(yòng)在中東土豪的行李分(fēn)揀系統中，一般快遞企業是用(yòng)不起的；目前主流應用(yòng)的滑槽是碳鋼滑槽；玻璃鋼滑槽由于環保問題和耐沖擊性較差等原因在近10餘年間也鮮有應用(yòng)，但是近一兩年在國(guó)内在某快遞公司卻有較多(duō)的應用(yòng)，據深圳某生産該玻璃鋼滑槽的廠家講現在玻璃鋼滑槽的生産工藝較之前已有革新(xīn)，環保和強度問題都已經解決，作(zuò)者認為(wèi)如果真如該生産廠家所述，加上玻璃鋼滑槽一體(tǐ)化成型、質(zhì)量容易保障的優點，玻璃鋼滑槽後續可(kě)能(néng)也會成為(wèi)主流滑槽。

圖2  螺旋滑槽

1.3   伸縮皮帶機：

伸縮皮帶機一直都是分(fēn)揀中心必不可(kě)少的裝(zhuāng)卸車(chē)設備，其結構相對于皮帶輸送機會複雜一些，但是近些年伸縮機的技(jì )術上并未有大的革新(xīn)，所以在此我們不講伸縮機本身、隻是借伸縮皮帶機講下卸車(chē)的問題。

圖3 伸縮皮帶機

目前分(fēn)揀中心的設計思路是伸縮皮帶機卸貨後連接後面的人工操作(zuò)矩陣或者自動矩陣或者自動分(fēn)揀機，所以卸貨的快慢會直接影響後續的操作(zuò)，對于自動矩陣或者自動分(fēn)揀機供件台而言所接收包裹數量的設計值是固定的，當卸車(chē)包裹量較多(duō)時，自動化設備必然無法處理(lǐ)，就算是柔性最好的人工操作(zuò)矩陣，伸縮皮帶機端卸貨速度較快，後續分(fēn)揀人員也是沒有辦法處理(lǐ)的，所以有的快遞公司會在伸縮皮帶機上畫上線(xiàn)，每兩條線(xiàn)内隻能(néng)放1-2件包裹，以控制卸貨速度。但是實際運營的情況卻很(hěn)難與規劃人員的思路相一緻。因為(wèi)場地運營在時效壓迫的下很(hěn)難慢悠悠的卸貨，通常情況下場地運營都會以最快的速度卸車(chē)，以滿足時效要求。

在卸車(chē)的這個環節，需要快遞公司的場地規劃人員與網絡規劃以及場地運營三方通力合作(zuò)，才能(néng)達到預期的效果。在這方面通達系的一些場地做的非常不錯，其為(wèi)了實現後續操作(zuò)的自動化（見下圖），嚴控卸車(chē)速度，達到了提升人效，節省成本的目的。

圖4 擺臂自動化矩陣

分(fēn)揀中心後續的發展模式應該是人機結合的自動化矩陣，在非峰值期可(kě)采用(yòng)自動化操作(zuò)，在班次操作(zuò)高峰期可(kě)關閉自動化，通過人員來實現分(fēn)揀，當然這需要綜合評估兩種操作(zuò)的時長(cháng)以及相應的人力成本來決策。

在上文(wén)中提到了近些年伸縮機技(jì )術未能(néng)有大的革新(xīn)，作(zuò)者認為(wèi)伸縮機革新(xīn)的方向一定是在自動化/半自動化卸車(chē)，希望國(guó)内各大物(wù)流集成商可(kě)以再此領域重點研發。

2. 自動分(fēn)揀設備：

随着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(yòng)自動分(fēn)揀設備。下面将主要介紹五種自動分(fēn)揀設備，即交叉帶分(fēn)揀機、滑靴分(fēn)揀機、直線(xiàn)皮帶分(fēn)揀機、分(fēn)揀機器人和模組帶分(fēn)揀機。

2.1   交叉帶分(fēn)揀機（環形）：

提到快遞包裹自動化分(fēn)揀，沒有辦法不提交叉帶分(fēn)揀機，因為(wèi)這是一款為(wèi)業内人士耳熟能(néng)詳的自動化分(fēn)揀設備，甚至一度成為(wèi)了快遞分(fēn)揀領域“自動化”的代名詞。以作(zuò)者的從業經曆看3 、4年前交叉帶分(fēn)揀機還是一款很(hěn)高、大、上的設備，現在卻已經泯然衆人矣；如果哪個物(wù)流設備廠商沒有交叉帶分(fēn)揀機這款産品，出門都不好意思跟别人打招呼。作(zuò)者認為(wèi)國(guó)内交叉帶分(fēn)揀機之所以能(néng)發展如此迅速，主要有兩方面原因：

• 快遞企業的需求：國(guó)内最早應用(yòng)交叉帶分(fēn)揀機的快遞企業是郵政系統，并且購(gòu)買了Crisplant 以及Cinetic等進口品牌分(fēn)揀機，且使用(yòng)時間最長(cháng)的設備已超過了10餘年，隻是郵政系統宣傳較少，不被大衆所了解；民(mín)營企業中順豐是最先使用(yòng)交叉帶分(fēn)揀機的，其在2011年便投入了第一套交叉帶分(fēn)揀機，并在随後幾年持續不斷投入，在順豐的引領下 ，京東、四通一達等企業也開始批量投入，隻是順豐、京東投入的大部分(fēn)是進口設備，四通一達投入的全是國(guó)産設備。快遞企業的對于自動化分(fēn)揀模式的認可(kě)，尤其是四通一達低成本的需求催生了市場的熱度，所以有大批量的國(guó)内物(wù)流設備廠商投入到了自動化分(fēn)揀設備生産制造中。

• 郵政系企業的貢獻：大部分(fēn)國(guó)内物(wù)流設備廠商的技(jì )術基本都來自郵政系企業，其中以上海郵通、上海郵三所及這兩家企業的關聯公司出來的技(jì )術人員最多(duō)，有的廠商就算是沒有這幾家的技(jì )術人員也會有份上海郵通分(fēn)揀機的圖紙；而且這個行業還迅速形成了産業鏈，據了解在蘇州有一家隻做分(fēn)揀機小(xiǎo)車(chē)的企業正在給國(guó)内70%-80%的分(fēn)揀機廠商供貨，據說年銷售分(fēn)揀機小(xiǎo)車(chē)近3萬台。所以随着技(jì )術門檻越來越低，湧入的企業也越來越多(duō)，甚至很(hěn)多(duō)不是這個行業的企業也都毅然決然的沖了進來，導緻了國(guó)内分(fēn)揀機性能(néng)良莠不齊。

在這裏提一下某黑标快遞企業對于國(guó)内分(fēn)揀機品質(zhì)提升的作(zuò)用(yòng)，由于該公司早期投入的分(fēn)揀機都是進口分(fēn)揀機，在與國(guó)外廠商技(jì )術溝通以及實際運用(yòng)中積累了豐富的經驗，所以該公司在使用(yòng)國(guó)内廠商分(fēn)揀機時，把進口廠商很(hěn)多(duō)好的功能(néng)以及技(jì )術标準壓給了國(guó)内廠商，并且原來該快遞公司有一個測試驗收分(fēn)揀機的專業團隊，會對于各項性能(néng)指标進行嚴格的測試，進而逼着國(guó)内廠商提升了自身産品性能(néng)和功能(néng)。所以目前來看，某幾個國(guó)内分(fēn)揀機的産品品質(zhì)會相對較優。

圖5 交叉帶分(fēn)揀機

下面該說點客觀的東西了。

交叉帶分(fēn)揀機（環形）的定義：利用(yòng)直線(xiàn)電(diàn)機或摩擦輪等動力驅動首尾相接的小(xiǎo)車(chē)隊列沿着環形軌道高速運動，每輛小(xiǎo)車(chē)載有由獨立動力驅動的輸送帶可(kě)與小(xiǎo)車(chē)運行方向垂直運動，貼有條碼單的貨件經半自動化或全自動導入台導入分(fēn)揀機小(xiǎo)車(chē)，經由自動識别系統定位目的地後，小(xiǎo)車(chē)皮帶轉動卸載貨物(wù)實現貨物(wù)分(fēn)揀。

交叉帶分(fēn)揀機之所以被各大快遞公司所鍾愛的原因是其适用(yòng)件型的廣泛性以及較高的處理(lǐ)能(néng)力：其可(kě)以處理(lǐ)紙箱、信封、包裹、服裝(zhuāng)、塑料薄膜包裝(zhuāng)的産品、圖書、音像制品等，作(zuò)者見過處理(lǐ)能(néng)力最高的小(xiǎo)件分(fēn)揀機每小(xiǎo)時可(kě)以處理(lǐ)24000件。

  2.2    滑靴分(fēn)揀機：

定義：輸送機表面由金屬條闆組成，在每個條闆上有一枚由硬質(zhì)材料制成的導向滑塊，能(néng)沿條闆橫向滑動，平時滑塊停止在輸送機的側邊，當被分(fēn)揀貨物(wù)到達指定道口時，控制系統控制導向杆動作(zuò)使滑塊有序的向輸送機的對面一側滑動，從而推動貨物(wù)，實現貨物(wù)分(fēn)揀。

圖6 滑靴分(fēn)揀機

相對于交叉帶分(fēn)揀機，滑靴分(fēn)揀機更适用(yòng)于件型較大、重量較高的貨物(wù)和分(fēn)揀目的地較少的方案、其處理(lǐ)能(néng)力相較于交叉帶分(fēn)揀機會低約50%左右，但是其在空間布局上相對于環形交叉帶分(fēn)揀機有較大優勢，其最大的缺點是噪音偏高。

  2.3     直線(xiàn)皮帶分(fēn)揀機：

定義：輸送機表面由金屬條闆組成，在每個條闆上有一條窄皮帶，能(néng)沿條闆橫向滑動，當被分(fēn)揀貨物(wù)到達指定道口時，控制系統控制導向杆動作(zuò)使皮帶有序的向輸送機的對面一側滑動，從而帶動貨物(wù)，實現貨物(wù)分(fēn)揀。

直線(xiàn)皮帶分(fēn)揀機是我給這台設備命名的，但包括設備廠商在内的很(hěn)多(duō)人更願意稱呼其為(wèi)直線(xiàn)交叉帶，其外觀如下圖所示：

圖7 直線(xiàn)皮帶分(fēn)揀機

其原理(lǐ)與滑靴是完全一樣的，隻是把鏈闆上的滑塊改為(wèi)了窄皮帶，所以我不同意直線(xiàn)交叉帶這個稱呼。其相對于滑靴分(fēn)揀機的最大優點是适用(yòng)件型更廣，同時也避免了卡件的風險。

此款設備在國(guó)外10幾年前就已有應用(yòng)，FKI、Bastian等公司均有此款産品，國(guó)内公司近幾年才開始研發制造，據作(zuò)者了解目前國(guó)内隻有2家集成商有此款産品，但使用(yòng)範圍并不廣泛，作(zuò)者是其中不多(duō)的使用(yòng)者之一，作(zuò)者在規劃時把RFIDTunnel 和此款設備結合使用(yòng)來分(fēn)揀集包袋，效果達到了預期。

  2.4    分(fēn)揀機器人：

定義：本質(zhì)為(wèi)AGV系統，供件人員把需要分(fēn)揀的貨物(wù)放置到AGV小(xiǎo)車(chē)上，AGV小(xiǎo)車(chē)經過條碼掃描系統識别包裹目的地，調度控制系統為(wèi)AGV小(xiǎo)車(chē)規劃路徑，當貨物(wù)到達目的地格口時，AGV頂部的翻盤/皮帶動作(zuò)（傾翻或皮帶運轉）卸載貨物(wù)，實現貨物(wù)分(fēn)揀。

圖8 機器人分(fēn)揀系統

機器人分(fēn)揀系統是近1-2年内在快遞行業内非常火的解決方案，在第一次看到申通使用(yòng)此款産品時，作(zuò)者就很(hěn)欽佩此系統的研發者們——外行人的想法成功在另一個行業内取得成功。可(kě)能(néng)我們在一個行業内待的越久，思維就會越被禁锢住，反而外行人更容易颠覆現有的模式。

相對于交叉帶分(fēn)揀機，機器人分(fēn)揀系統的處理(lǐ)能(néng)力會小(xiǎo)一些，據了解目前實際運行的系統處理(lǐ)量沒有超過15000件/小(xiǎo)時，該套系統的核心在于路徑規劃的算法，所以隻有算法更加完善，處理(lǐ)量才有可(kě)能(néng)會繼續提高。作(zuò)者認為(wèi)機器人分(fēn)揀系統的最大優勢在于靈活，場地投入初期可(kě)以少投入一些機器人、當業務(wù)量增長(cháng)後在不改變其他(tā)硬件的情況下多(duō)投入一些機器人就可(kě)以了（注：當達到一定處理(lǐ)量後，增加機器人不但不會增加處理(lǐ)量反而會降低處理(lǐ)量），使對于場地運營的影響降到了最低。同時機器人分(fēn)揀系統更便于搬遷，作(zuò)者曾經負責過交叉帶的分(fēn)揀機的搬遷，這邊拆來那邊裝(zhuāng)，耗費時間且金額較高；如果是機器人搬遷，直接打包裝(zhuāng)箱就好了，相對會更加便捷。

目前使用(yòng)時間最長(cháng)的機器人分(fēn)揀系統應該也就2年左右，軟件、硬件方面都還有很(hěn)大的優化空間，希望此款分(fēn)揀系統後續可(kě)以更加優化、穩定。

  2.5     模組帶分(fēn)揀機

定義：由一條多(duō)個模塊化塑料帶和其内鑲嵌的萬向滾珠/滾柱組成。縱向輸送時，貨物(wù)在滾珠組/滾柱組進行輸送，保證貨物(wù)能(néng)夠實現過渡輸送功能(néng)（注：滾珠可(kě)以實現倍速、滾柱不能(néng)實現倍速）；當貨物(wù)到達目的地格口時由滾珠組帶下邊的分(fēn)揀皮帶機橫向正運轉或反運轉，帶動模組帶上滾珠産生橫向轉動實現貨物(wù)分(fēn)揀，或者由滾柱下方的轉輪擺動實現滾柱左右轉動實現貨物(wù)分(fēn)揀。（注：此定義是作(zuò)者提取了國(guó)内外模組帶的特點進行的定義，考慮到模組帶原理(lǐ)圖片有可(kě)能(néng)侵權并未展示，所以可(kě)能(néng)會較為(wèi)抽象不好理(lǐ)解，感興趣的讀者可(kě)以私信我）。

圖9 模組帶分(fēn)揀機

上面左側圖片是國(guó)内廠家的模組帶分(fēn)揀機、右側圖片是國(guó)外某品牌模組帶分(fēn)揀機，兩種設備作(zuò)者均有規劃其應用(yòng)，并且都應用(yòng)到了矩陣這個環節，國(guó)外品牌設備相較于國(guó)内品牌設備處理(lǐ)件型範圍會更廣、處理(lǐ)能(néng)力會更高、但同時價格也更貴、噪音也更高。模組帶設備更适用(yòng)于作(zuò)者上文(wén)講到的人機結合矩陣模式，因為(wèi)模組帶相對于滑靴和窄皮帶更适宜人員拉包實現人工分(fēn)揀。