自动分拣输送设备与技术及其应用1

一、自动分拣传输系统简介

自动分拣传输系统是指能够识别物品ID属性并具此对物品进行分类传输的自动系统。

自动分拣传输系统由传输供件同步导入装置、识别及控制系统、机械分拣机构及信息处理系统等组成。

供件同步导入装置：

一般由人工辅助对物品进行整理以便识别分拣信息，控制作业节奏，在一些高速分拣机多个供件装置之间自动协调，保证与主机保持自动同步。

识别及控制系统：

通过机器自动识别或人工输入方式生成一组与被分拣物品相关联的数值，并且与被分拣物品的在机器上同步运行从而对分拣机构进行控制。

1. 手工键入输入：早期的分拣机大都是通过人工识别址码采用手工键入的方式输入分拣编码由机器翻译后进行分拣。在没有条形码物品的分拣作业使用。

2. 光学符号识别信息输入装置：条形码自动识别，其效率高，多在包状物品的分拣过程中使用。识别的效率在36000件/小时以上。

阿拉伯数字字符自动识别装置，效率可以达到36000件/小时，主要应用于邮政信函分拣机。

3. RFID无线数字识别装置：由于是通过无线数字传递分拣信息，对物品的朝向没有要求。目前这种方式的标识成本较高，限于可以回收或者是内部循环使用的承载单元如托盘及周转箱。

机械分拣机构：

分拣机构作为传输设备的一部分，是分拣机的主体。在物品的传输过程中采用计算机控制的机械动作方式把被分拣物品导入到指定的格口（路向）。

分拣机构的种类很多，有小车倾翻式、小车交叉带式、皮带闸门式、链板滑靴式等多种形式。

格口：容纳被分拣的物品可以是具有一定容量的滑槽或者是一段传输机构。其中，传输方式有动力皮带或辊道方式。

计算机控制系统：

分拣机的计算机控制系统主要控制分拣机的运行速度，控制分拣导入机械的启动及运行的时间。

早期的分拣机的控制系统国内外由于控制理念的不一样而有所差异。欧洲厂家在设计上，习惯于对分拣机上的每一个载体小车进行固定的ID编号，识别后被分拣物品的路向信息与每一个小车的ID编号相关联。而在同一个格口的译码装置要识别属于本格口不同的小车号码。

我国则惯于被分拣物品的信息与相关的格口关联，与小车本身的编号无关。相应每个格口的译码器仅认知属于本格口的ID编号的被分拣物品。总而言之，国外的控制分拣的方式是认车不认物，而中国多数是认路（是否同途）而不认车。自动分拣机的主要技术参数：

1. 主机器分拣效率：件/小时；

2. 运行速度：米/秒；

3. 分拣物品尺寸及重量范围；

4. 分拣格口数量、及格口的容量；

5. 供件席位数量；

6. 分拣差错率；

7. 分拣机功率及驱动方式。

二、在物流系统中，输送对自动分拣系统的影响

在物流系统中传输系统内在分拣机之前的部分称之为输送。在邮政系统中称之为供件装置。

供件装置一般设有人工辅助工位，对物品进行整理以便于识别分拣信息，控制作业节奏，在一些高速分拣机多个供件装置之间的自动协调，按着分拣机的要求能够控制物品的适度的间隔，并可准确按着节拍同步将物品送到控制系统所规定的分拣机的相应位置。在系统设计中供件系统的效率要充分保证分拣机的需求。

分拣机也是传输系统的一部分，仅仅是在传输过程中可改变物品的路由方向。分拣机后面可以是多个传输系统在功能上起到传输与存贮两种功能。如果按着铁路的运输系统进行比喻，物流传输过程中分拣机的作用如同铁路的搬道叉的功能。它将使物品按着需要进入不同的路向进行输送。

三、分拣输送设备种类及特点

分拣机的分类目前业界比较混乱，基本有如下几种分类的方式。

分拣机的主要分类：

按承载装置的不同区分，如小车翻盘式、皮带式（平、斜）、钢带式、滚轮分离式。适于普通包裹类及周转箱与盒式包装物品的分拣作业。

推式悬挂式、地面链式分拣机适于较重载荷的物品分拣作业。

按分拣尺寸大小分类，如邮政领域里的小件分拣机、扁平件分拣机具有高的分拣效率。

按分拣机构的机械结构区分，如交叉带式分拣机、滑块式分拣机、翻盘式分拣机、翻板式分拣机、斜行皮带式等。

按分拣过程的物流某种形态可区分为有落差和无落差两种分拣方式。

按工艺流程布置的方式分类，可分为环型布置的分拣机和直线布置的分拣机。按工艺流程的可塑性分类，可分为刚性分拣传输系统和柔性分拣传输系统。

四、中国分拣输送技术与应用的发展历程及现状

1. 国外分拣技术的的概况：邮政系统可以说是应用分拣技术历史最悠久，使用面最广泛，并一直掌握前沿技术的行业。

国外邮政在上个世纪四十年代开始采用人工输入分拣信号，由机器进行对物品邮件进行分拣。目前国际上使用文字识别技术的信函分拣机的分拣效率已经达到3.6万件/小时。扁平件分拣机分拣效率达到了1.6万件/小时，普通包裹类分拣机的效率达到1.2件/小时。

2. 国内概况：我国的分拣技术从1958年在邮政系统开始起步。1960年代，邮政局中包裹邮件分拣中使用最初的分拣机只是一个皮带传输机，分拣员只是将带有不同颜色的夹子夹在不同路向的邮包上，在传输带两侧的拣收人员按着颜色挑选进行分拣。

1964年，北京天桥邮局使用小车携带机械编码信号的翻盘式印刷品分拣机，1966年，改用原邮电部第二研究所提供的机械编码弹子鼓模拟信号的同步控制装置。从某种意义上讲，这是我国第一台包裹类自动分拣机。60年代未起重所研制了具有磁编码控制分拣的推式悬挂传输系统在轮胎及汽车制造企业中开始使用。

1970年代中期，原邮电部邮政研究所研制了斜行带式分拣机，用于国际包裹的分拣机。原邮电部第三研究所研制了具有文字识别功能的信函分拣机。在北

京、上海、贵阳、沈阳、浙江、广东等地，原邮政系统的邮政局及工厂在上个世纪六七十年代年大量使用的机械翻盘式的包裹印刷品分拣机、邮袋推式悬挂分拣系统基本满足了当时国内邮政生产的需要。

近年来我国开始从荷兰、丹麦、德国、美国引进先进的技术和设备。国内企业自身的研发及制造能力也进一步加强，国产高速自动分拣传输系统装备了很多物流企业。

五、分拣传输设备的应用行业

邮政系统：我国分拣传输系统应用最早、用量最大、使用种类较多的行业非邮政莫属。各种分拣机已经有百余台。其中，推式悬挂分拣机主要用来处理邮袋的路向分拣。使用OBR条形码识别技术的交叉带式高速分拣机及人工键入的小车翻盘式分拣机主要用来处理邮政中普通包裹及印刷品类物品的分拣；使用OCR文字识别技术的信函分拣机主要处理标准的信件；使用OBR技术及OCR 技术的扁平件分拣机主要是处理速递公文类邮件。

汽车制造业：推式悬挂传输链用于装配线上各种大型总成的运输及存贮。

图书出版发行行业：主要应用的是交叉带（沈阳、湖南）、辊轮分离式（杭州新华书店）及滑靴式分拣机（江西）。

医药行业：在上海使用了滑靴式分拣机。

随着国民经济的持续增长，现代物流的理念强调流动而不是存储。随着规模经营的形成，则使用自动分拣传输系统的需求量也会越来越大。

六、分拣技术发展目前需要解决的问题和今后的发展方向

分拣技术的发展必需符合物流系统技术的总体对分拣技术的需求而发展。而物流从整体上的科学规划直接影响到自动分拣传输技术的发展。

物流从其源头至其终结，需要一个庞大技术工程来支撑这个运行体系，在这个体系之中有三个具有战略作用的技术，即对全局发展有全面提升作用的关键点，这三个技术就是：一网、一箱、一标识。我认为，这是发展系统物流技术的三大技术基础。

“一网”，即物流运行系统中所需要的信息，工艺流程中所需要的数据及相关设备及技术参数、运行数据都要入“网”，做到信息共享。

“一箱”，即所有不规则的物品在物流处理工艺前入“箱”，实际解决在不同工序间处理单元的标准化和规范化。

“一标识”，是流程中物品的惟一性的属性，与信息系统进行交联的惟一媒介。在这里，可以是条形码或者是RFID，当然也可以是一个具有惟一属性的可测量参数。而这一网、一箱、一标识，对分拣技术的发展而言都有直接重大的影响。

科学的选取依附在物品上“标识”方式，可以方便解决分拣机分拣信息的识别问题。对提高分拣效率及防止差错有很大的作用。因此分拣机的识别技术要不断地适应标识技术的发展。而标识在分拣机上不但是分拣作业流程走向的数据依据，而且还是通过联网后与仓库管理系统处理出库清单的依据，同时还是该物品所在工艺位置的跟踪数据。而要达到这样的目的，分拣技术系统本身的信息部分必然向着联网方向发展。我个人认为，物流在信息技术层面上的发展是走向数字化物流的过程。

所谓数字化物流，应该是从物流发生起始界面到物流终止界面之间的任何时间，都可以根据一个物品的ID号可以查到所在空间。换句话说，通过信息技术的整合，可以做到对物品全面的深层次的跟踪及流程本身的智能反馈控制。最近

提出的物流系统的“可视化”和流程中的物流通过网络接受指令数据的控制，就是基于这个理念。因此也要求自动分拣传输系统在接承物流的同时也要接承识别物流的有关信息，并在分拣传输过程中采集生成新的信息，做到信息综合利用。

1990年代中期，我国海南省邮政系统首先实现了分拣系统与网络相连接，从而使得分拣机实时地进入了邮政综合网络信息系统。它在进行分拣的同时还可仓库管理系统（WMS）中的出库清单进行自动校对。并首次在供件传输过程中对邮件的体积与重量进行测量，这些数据成为工艺流程中下一个工序依据，比如为运输车辆所需容量载量提供科学有效调度的数据。

一般地，物流作业要求分拣机对物品尺寸适应能力要求很高，要向广谱性发展。目前恰恰在总体规划上是分拣技术的一弱项，从而限制了分拣的合理使用及经济效益，例如目前的国内图书条形码的总体设计基本上没有考虑到物流的生产需要。图书的条形码仅仅是图书的出版版号同一本书的上中下册是一个号码，这就限制了分拣机使用效率和使用范围。

同样在总体上如果考虑使用RFID作为物品的标识，则在分拣的供件过程中将不再需要人工整理物品的可识读面（标签、标识面朝上），从而较大地提高了自动化的程度和分拣的效率。

对分拣技术市场需求是多样性的。如适应易碎物品分拣的无落差分拣技术、具有高精度控制分拣技术，都会有适度的发展。无论是哪一种分拣机都要在提高分拣效率上要取得新的发展水平，高速度是分拣技术发展的必然趋势。

总之，高速、广谱、智能、网络化是未来分拣技术总的发展趋势。

七、自动分拣传输系统的规划及选型应注意的问题

在对分拣系统进行规划时要考虑以下几个因素：首先是要根据企业总体业务需求。经过技术经济分析后，注意先进行工艺设计，然后根据工艺设计厂房，这个次序很重要。

其次，由所设计的工艺流程需要、分拣的业务总量、作业的时间要求，单位时间的处理件数来选择相应的分拣机的分拣效率、分拣的格口数量。然后，根据场地的环境、被分拣的物品尺寸范围、被分拣物品的质量及是否是易碎品、包装方式、包装的标准化程度等来选择分拣机的类型。例如，受被分拣物品的影响，在一些便利店的物流配送中心有一些诸如酒类、鸡蛋的物品所选分拣机应该是无落差或者小落差的分拣机如滑靴式分拣机或交叉带式分拣机。

滑靴式的分拣机：比较适宜被分拣的物品尺寸在长度上较长而变化较大、包装规范的物品。在工艺上适合直线布置的分拣机。

翻盘小车式的分拣机：在运行中物品的落差较大但是有圈套承载能力，适用于航站的行李分拣。

自动高速扁平件分拣机：在较大图书物流中心的退货流程中，量大而且基本是零册处理的分拣，宜采用自动高速扁平件分拣机。

环型布置分拣机：适合工艺设计要求很多的供件席位及大量格口的分拣，因为环形的任何一个格口理论上都可以变成供件席位。属于快聚快散作业工艺方式。