全自动无人装卸系统在快消品物流中的研发及应用
文/张登健  2021年第6期第88页  2021-05-21

  随着智能物流装备自动化行业的迅速发展,传统的人工叉车装卸方式已成为影响作业效率与物流成本的瓶颈之一,在烟草、医药、白酒等行业产品物流过程中表现得尤为突出。实现全自动无人装卸作业可以大幅节省装卸货时间与人力资源,从而缩短运输车辆的等待时间,提高作业效率。

  一、目前物流行业普遍采用的自动装卸技术、设备及系统

  (一)自动装卸技术

  1.在分拣中心内部采用胶带传输设备与辅助机械手配合作业的半自动装卸设备。装卸货物时,胶带传输设备延伸到车厢底部与货物的空隙之间,由操作人员配合使用机械手臂批量地将包裹卸载至胶带输送线上,达到自动装卸的目的。

  2.车厢内部进行改装,在车厢底部添加与车厢同宽的传动轴与输送带,开启自动卸车时启动车厢内部的输送设备,货物会通过重力作用滑落到与底部传送带相连的胶带输送线上,从而实现货物的自动卸载。

  3.区别于以上两种散件卸车模式,货物主要采用集装箱(笼箱)运输,配合集装箱倾倒装置即可实现货物从卸车到散件传输的无人化处理过程。如京东昆山无人分拣中心,在车辆到达站台后,系统自动为AGV派发卸车任务,AGV将车厢内的集装箱取出,将其运送至集装箱倾倒区域。

  (二)自动装卸设备

  1.伸缩皮带机

  伸缩皮带机是现阶段应用最为广泛的半自动化装卸设备,主要用于无托盘类货物的装卸作业。伸缩皮带机是在普通的带式输送机上增加了伸缩机构,可以伸展到车厢里面。装卸货时,作业人员将整箱货物搬放到皮带机上,货物被自动送进、送出车厢。

  伸缩皮带机可与拆码垛机械手、输送系统和分拣系统配合使用,实现拆码垛、搬运、存储、分拣等作业的自动化。

  图1:伸缩皮带机

  2.链板自动装卸车系统

  德马-喜力啤酒链式自动装卸车系统,由铝合金或钢制链板组成,中间靠耐磨的塑料件加以支撑,适用于多品种货物的装卸,其高度低、重量轻,可以方便的安装在车厢内。

  图2:链板自动装卸车系统

  (三)自动装卸系统

  上海韬谱物流设备有限公司总经理陆建萍在文章《自动装卸系统及其应用》详细分析了卡车自动装卸系统ATLS(Automatic Truck Loading System)的构成、分类与应用。据她介绍,ATLS是一种物料搬运系统,通过使用不同类型的输送机、滑轮或滑叉,实现卡车或拖车整车货物的自动装卸。该系统通常由两部分组成:卡车(拖车)上的系统和月台上的系统。月台上除了安装与卡车上对应的输送装置外,还装有视觉扫描定位系统、过渡桥、信号灯及卡车控制系统、控制箱、卡车导向装置、安全防护栏等设备。采用自动装卸系统后,不再需要装卸人员,车辆停靠到位,驾驶员使用一个简单的控制单元操作系统,最短2分钟就可以自动完成装卸货作业。

  二、烟草物流行业装卸系统的现状及瓶颈

  (一)装卸技术现状

  1.伸缩皮带机

  伸缩皮带机是现阶段烟草物流行业使用较为普遍的半自动化装卸设备,在一定程度上缩短装卸人员搬运货物的移动距离,减少装卸货时间,减轻劳动强度,降低装卸成本,提高作业效率,但仍需作业人员将卷烟一箱箱的搬放到皮带机上,装卸作业依然需要大量人工。

  2.伸缩皮带机、码垛机械手、AGV叉车智能输送系统结合应用

  部分烟草物流企业使用了伸缩皮带机与码垛机械手、AGV叉车智能输送系统相结合的方式,实现了卷烟卸货作业的自动化,大幅度降低装卸成本,作业效率明显提升。

  图3:伸缩皮带机在烟草物流中的应用

  (二)瓶颈

  车厢内卷烟必须用人工搬上、搬下传输带,不能实现全自动无人装卸作业,自动抓取、存放技术有待突破。

  三、料箱级货物全自动无人装卸系统

  料箱级货物全自动无人装卸系统是对现有自动装卸系统进行升级改造(如图4所示)包含了机械手、机械臂、移动小车等部分。该系统运用视觉识别技术准确识别各种货物外包装的几何参数,配合自动吸取装卸装置完成车厢内货物的自动装卸作业,从而实现多品规货物全自动无人装卸,填补物流系统车厢内货物自动移位技术的空白;该卸货系统底部的小车为遥控式小车,可根据作业需求灵活改变卸货地点,减少设备投资,提高设备利用效率;末端可以与传送带连接,具有很强的拓展性;全自动作业模式打通工作时间人工卸货的壁垒,为探索建立“全天候”“24小时”卸货服务模式奠定基础。

  图4:自动装卸车系统的构成图

  四、效益分析

  料箱级货物全自动无人装卸系统突破了车厢内自动抓取、存放技术,结合码垛机械手与AGV叉车智能输送系统,实现全自动无人装卸,各项效益明显提升。

  (一)管理效益

  1.降低员工劳动强度,减轻工作压力;

  2.出、入库准确率达100%;

  3.上、下游企业满意度明显提升。

  (二)工作效率

  以山东滨州烟草有限公司为例,卷烟卸货效率可由原来的600件/小时提升到800件/小时,工作效率提升33.33%。

  (三)经济效益

  以山东滨州烟草有限公司为例,装卸环节用工由原来的6人减至1人,人均劳动效率同比提升500%;仓储费用降低40万元/年。

  五、全自动装卸系统在快消品行业物流中的推广及应用

  (一)在烟草行业的推广及应用

  1.局部试点

  选择参与全自动装卸系统项目研发单位进行试点应用,总结运行过程中发现的问题,对方案进行进一步的修改、补充、完善,做到结合实际、与时俱进。

  2.全面推广应用

  在局部试点成功后,参与研发单位组成项目推广小组在全国各地烟草工业企业和烟草商业企业进行推广应用。在正式推广之前,应由项目课题组人员做好有关人员的培训工作,保证项目成果顺利推广。

  (二)在医药、白酒等行业的推广及应用

  医药、白酒等行业产品包装同卷烟包装相比较具有同质性和稳定性,全自动装卸系统在医药、白酒等产品包装规格类似行业具有极高的推广应用价值。可以在行业内外各级媒体发表相关文章,宣传报道该科技成果,发挥新闻媒体的宣传力量进行推广,也可以通过现场作业展示、成果线上分享展示等方式,让其它单位观摩学习,实现项目成果在医药、白酒等产品包装规格类似行业的快速推广及应用。

  六、全自动装卸系统在未来发展所面临的难点

  (一)技术与产品不够成熟,作业效率达不到客户的要求。

  (二)国内带板运输占比小,整箱、整袋为主要物流运输单元,且物流标准化程度低,货运车辆、物流包装的规格多样,加大了自动装卸系统的实现难度。

  (三)实现自动装卸车涉及到供应链上下游的信息化、标准化,要体现自动装卸系统的应用价值,需要自动仓储、自动缓存与排序、自动装卸等多个环节高效协同。C

  (作者单位:山东滨州烟草有限公司)

  参考文献

  [1]仲岑泓.无人处理中心关键技术及规划思路[J].物流技术与应用,2018,23(10):138-140.

  [2]陆建萍.自动装卸系统及其应用[J].物流技术与应用,2019,24(10):168-172.

  [3]江宏.仓库月台装卸技术的升级发展[J].物流技术与应用,2020,25(08):102-105.


【编辑:editor】
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