随著(zhe)我國(guó)經(jīng)濟的持續發(fā)展，以順豐、京東物流、四通一達爲代表的國(guó)内快遞企業發(fā)展迅速，其中大部分企業也都(dōu)已經(jīng)上市融資，以不斷加強自身的基礎設施建設。本文將(jiāng)主要介紹快遞企業基礎設施中非常重要的一環——分揀中心内所使用的主要設備。本文將(jiāng)結合作者的所見、所聞、所感爲各位讀者從不同的視角展示分揀中心的主要設備。

1.  輸送設備：

輸送設備爲分揀中心内使用範圍最廣泛、最重要的分揀設備，沒(méi)有之一！下面(miàn)將(jiāng)主要介紹3種(zhǒng)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揀中心都(dōu)在使用的設備，雖然其看起(qǐ)來結構較爲簡單，但作者認爲能(néng)把皮帶輸送機做好(hǎo)的國(guó)内設備廠商卻屈指可數。

皮帶機不僅要完成(chéng)輸送功能(néng)同時也要完成(chéng)分揀功能(néng)，分揀矩陣是對(duì)這(zhè)兩(liǎng)種(zhǒng)功能(néng)相結合最好(hǎo)的诠釋。

分揀矩陣的發(fā)展經(jīng)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(miàn)皮帶機所組成(chéng)的分揀方案，通過(guò)同一平面(miàn)的皮帶機相互拉包實現路向(xiàng)分揀，此種(zhǒng)方案在國(guó)内一些中小型分揀中心内仍在使用；二維矩陣即由上下兩(liǎng)層皮帶機所組成(chéng)的分揀方案，通過(guò)上層皮帶機經(jīng)直滑槽拉至下層皮帶機實現路向(xiàng)分揀，此種(zhǒng)方案在國(guó)内的分揀中心應用較爲廣泛；三維矩陣即由三層皮帶機所組成(chéng)的分揀方案，通過(guò)上層皮帶機經(jīng)直滑槽和螺旋滑槽拉至中、下層皮帶機實現路向(xiàng)分揀，此種(zhǒng)方案在國(guó)内分揀中心應用也較爲廣泛。作者認爲分揀矩陣的演化的兩(liǎng)個原因是場地面(miàn)積和人效，矩陣從一維升至三維，使設備布局從平面(miàn)變成(chéng)立體，大大節約了設備占地面(miàn)積，所以目前三維矩陣的應用越來越多；矩陣從一維升至二維、三維，人員分揀的路向(xiàng)由一個變成(chéng)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(miàn)變成(chéng)立體的缺點是會增加貨物的破損率，所以如何既能(néng)發(fā)揮立體矩陣的優勢又能(néng)避免貨物的破損將(jiāng)是行業内後(hòu)續重點解決的問題。

圖1  分揀矩陣

說回皮帶輸送機本身不得不提作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爲其供貨，此舉的直接好(hǎo)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(shì)情的發(fā)展已經(jīng)超出了作者當時的預期。由于某黑标快遞公司的供應商較多，且這(zhè)些設備供應商在給其供貨時也會給通達系以及菜鳥系物流公司供貨，設備供應商爲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流公司，導緻作者所做的輸送機企業标準一不小心成(chéng)爲了行業标準。其實作者當時做此項目時時間較緊，皮帶輸送機外觀還(hái)不完美，結構設計也還(hái)可以再優化；不過(guò)現在看來，如果對(duì)外觀、結構設計要求較高，增加了生産工藝的複雜性，可能(néng)也就不會成(chéng)爲行業裡(lǐ)都(dōu)在用的皮帶輸送機了。

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來讨論。滑槽看起(qǐ)來比輸送機還(hái)要簡單，但實際上滑槽是所有物流設備結構設計方面(miàn)最難的！國(guó)内能(néng)做好(hǎo)滑槽的供應商更是寥寥無幾。

滑槽主要分爲直滑槽和螺旋滑槽兩(liǎng)種(zhǒng)，直滑槽較爲簡單，不在這(zhè)裡(lǐ)贅述；螺旋滑槽主要用在輸送機之間的連接和分揀機下貨口，根據輸送設備的布局以及分揀機的标高，螺旋滑槽的樣(yàng)式也多種(zhǒng)多樣(yàng)，但目的都(dōu)是相同的，即要使貨物平穩順暢的下滑；以滑槽材質來分類的話，滑槽分爲水泥滑槽、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(bèi)淘汰；不鏽鋼滑槽也僅僅會用在中東土豪的行李分揀系統中，一般快遞企業是用不起(qǐ)的；目前主流應用的滑槽是碳鋼滑槽；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，但是近一兩(liǎng)年在國(guó)内在某快遞公司卻有較多的應用，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，環保和強度問題都(dōu)已經(jīng)解決，作者認爲如果真如該生産廠家所述，加上玻璃鋼滑槽一體化成(chéng)型、質量容易保障的優點，玻璃鋼滑槽後(hòu)續可能(néng)也會成(chéng)爲主流滑槽。

圖2  螺旋滑槽

1.3   伸縮皮帶機：

伸縮皮帶機一直都(dōu)是分揀中心必不可少的裝卸車設備，其結構相對(duì)于皮帶輸送機會複雜一些，但是近些年伸縮機的技術上并未有大的革新，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的問題。

圖3 伸縮皮帶機

目前分揀中心的設計思路是伸縮皮帶機卸貨後(hòu)連接後(hòu)面(miàn)的人工操作矩陣或者自動矩陣或者自動分揀機，所以卸貨的快慢會直接影響後(hòu)續的操作，對(duì)于自動矩陣或者自動分揀機供件台而言所接收包裹數量的設計值是固定的，當卸車包裹量較多時，自動化設備必然無法處理，就算是柔性最好(hǎo)的人工操作矩陣，伸縮皮帶機端卸貨速度較快，後(hòu)續分揀人員也是沒(méi)有辦法處理的，所以有的快遞公司會在伸縮皮帶機上畫上線，每兩(liǎng)條線内隻能(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難與規劃人員的思路相一緻。因爲場地運營在時效壓迫的下很難慢悠悠的卸貨，通常情況下場地運營都(dōu)會以最快的速度卸車，以滿足時效要求。

在卸車的這(zhè)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，才能(néng)達到預期的效果。在這(zhè)方面(miàn)通達系的一些場地做的非常不錯，其爲了實現後(hòu)續操作的自動化（見下圖），嚴控卸車速度，達到了提升人效，節省成(chéng)本的目的。

圖4 擺臂自動化矩陣

分揀中心後(hòu)續的發(fā)展模式應該是人機結合的自動化矩陣，在非峰值期可采用自動化操作，在班次操作高峰期可關閉自動化，通過(guò)人員來實現分揀，當然這(zhè)需要綜合評估兩(liǎng)種(zhǒng)操作的時長(cháng)以及相應的人力成(chéng)本來決策。

在上文中提到了近些年伸縮機技術未能(néng)有大的革新，作者認爲伸縮機革新的方向(xiàng)一定是在自動化/半自動化卸車，希望國(guó)内各大物流集成(chéng)商可以再此領域重點研發(fā)。

2. 自動分揀設備：

随著(zhe)人力成(chéng)本的不斷上升，目前各快遞公司都(dōu)在不斷探索并且大力推廣使用自動分揀設備。下面(miàn)將(jiāng)主要介紹五種(zhǒng)自動分揀設備，即交叉帶分揀機、滑靴分揀機、直線皮帶分揀機、分揀機器人和模組帶分揀機。

2.1   交叉帶分揀機（環形）：

提到快遞包裹自動化分揀，沒(méi)有辦法不提交叉帶分揀機，因爲這(zhè)是一款爲業内人士耳熟能(néng)詳的自動化分揀設備，甚至一度成(chéng)爲了快遞分揀領域“自動化”的代名詞。以作者的從業經(jīng)曆看3 、4年前交叉帶分揀機還(hái)是一款很高、大、上的設備，現在卻已經(jīng)泯然衆人矣；如果哪個物流設備廠商沒(méi)有交叉帶分揀機這(zhè)款産品，出門都(dōu)不好(hǎo)意思跟别人打招呼。作者認爲國(guó)内交叉帶分揀機之所以能(néng)發(fā)展如此迅速，主要有兩(liǎng)方面(miàn)原因：

• 快遞企業的需求：國(guó)内最早應用交叉帶分揀機的快遞企業是郵政系統，并且購買了Crisplant 以及Cinetic等進(jìn)口品牌分揀機，且使用時間最長(cháng)的設備已超過(guò)了10餘年，隻是郵政系統宣傳較少，不被(bèi)大衆所了解；民營企業中順豐是最先使用交叉帶分揀機的，其在2011年便投入了第一套交叉帶分揀機，并在随後(hòu)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(kāi)始批量投入，隻是順豐、京東投入的大部分是進(jìn)口設備，四通一達投入的全是國(guó)産設備。快遞企業的對(duì)于自動化分揀模式的認可，尤其是四通一達低成(chéng)本的需求催生了市場的熱度，所以有大批量的國(guó)内物流設備廠商投入到了自動化分揀設備生産制造中。

• 郵政系企業的貢獻：大部分國(guó)内物流設備廠商的技術基本都(dōu)來自郵政系企業，其中以上海郵通、上海郵三所及這(zhè)兩(liǎng)家企業的關聯公司出來的技術人員最多，有的廠商就算是沒(méi)有這(zhè)幾家的技術人員也會有份上海郵通分揀機的圖紙；而且這(zhè)個行業還(hái)迅速形成(chéng)了産業鏈，據了解在蘇州有一家隻做分揀機小車的企業正在給國(guó)内70%-80%的分揀機廠商供貨，據說年銷售分揀機小車近3萬台。所以随著(zhe)技術門檻越來越低，湧入的企業也越來越多，甚至很多不是這(zhè)個行業的企業也都(dōu)毅然決然的沖了進(jìn)來，導緻了國(guó)内分揀機性能(néng)良莠不齊。

在這(zhè)裡(lǐ)提一下某黑标快遞企業對(duì)于國(guó)内分揀機品質提升的作用，由于該公司早期投入的分揀機都(dōu)是進(jìn)口分揀機，在與國(guó)外廠商技術溝通以及實際運用中積累了豐富的經(jīng)驗，所以該公司在使用國(guó)内廠商分揀機時，把進(jìn)口廠商很多好(hǎo)的功能(néng)以及技術标準壓給了國(guó)内廠商，并且原來該快遞公司有一個測試驗收分揀機的專業團隊，會對(duì)于各項性能(néng)指标進(jìn)行嚴格的測試，進(jìn)而逼著(zhe)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)内分揀機的産品品質會相對(duì)較優。

圖5 交叉帶分揀機

下面(miàn)該說點客觀的東西了。

交叉帶分揀機（環形）的定義：利用直線電機或摩擦輪等動力驅動首尾相接的小車隊列沿著(zhe)環形軌道(dào)高速運動，每輛小車載有由獨立動力驅動的輸送帶可與小車運行方向(xiàng)垂直運動，貼有條碼單的貨件經(jīng)半自動化或全自動導入台導入分揀機小車，經(jīng)由自動識别系統定位目的地後(hòu)，小車皮帶轉動卸載貨物實現貨物分揀。

交叉帶分揀機之所以被(bèi)各大快遞公司所鍾愛的原因是其适用件型的廣泛性以及較高的處理能(néng)力：其可以處理紙箱、信封、包裹、服裝、塑料薄膜包裝的産品、圖書、音像制品等，作者見過(guò)處理能(néng)力最高的小件分揀機每小時可以處理24000件。

  2.2    滑靴分揀機：

定義：輸送機表面(miàn)由金屬條闆組成(chéng)，在每個條闆上有一枚由硬質材料制成(chéng)的導向(xiàng)滑塊，能(néng)沿條闆橫向(xiàng)滑動，平時滑塊停止在輸送機的側邊，當被(bèi)分揀貨物到達指定道(dào)口時，控制系統控制導向(xiàng)杆動作使滑塊有序的向(xiàng)輸送機的對(duì)面(miàn)一側滑動，從而推動貨物，實現貨物分揀。

圖6 滑靴分揀機

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

  2.3     直線皮帶分揀機：

定義：輸送機表面(miàn)由金屬條闆組成(chéng)，在每個條闆上有一條窄皮帶，能(néng)沿條闆橫向(xiàng)滑動，當被(bèi)分揀貨物到達指定道(dào)口時，控制系統控制導向(xiàng)杆動作使皮帶有序的向(xiàng)輸送機的對(duì)面(miàn)一側滑動，從而帶動貨物，實現貨物分揀。

直線皮帶分揀機是我給這(zhè)台設備命名的，但包括設備廠商在内的很多人更願意稱呼其爲直線交叉帶，其外觀如下圖所示：

圖7 直線皮帶分揀機

其原理與滑靴是完全一樣(yàng)的，隻是把鏈闆上的滑塊改爲了窄皮帶，所以我不同意直線交叉帶這(zhè)個稱呼。其相對(duì)于滑靴分揀機的最大優點是适用件型更廣，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，FKI、Bastian等公司均有此款産品，國(guó)内公司近幾年才開(kāi)始研發(fā)制造，據作者了解目前國(guó)内隻有2家集成(chéng)商有此款産品，但使用範圍并不廣泛，作者是其中不多的使用者之一，作者在規劃時把RFIDTunnel 和此款設備結合使用來分揀集包袋，效果達到了預期。

  2.4    分揀機器人：

定義：本質爲AGV系統，供件人員把需要分揀的貨物放置到AGV小車上，AGV小車經(jīng)過(guò)條碼掃描系統識别包裹目的地，調度控制系統爲AGV小車規劃路徑，當貨物到達目的地格口時，AGV頂部的翻盤/皮帶動作（傾翻或皮帶運轉）卸載貨物，實現貨物分揀。

圖8 機器人分揀系統

機器人分揀系統是近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此款産品時，作者就很欽佩此系統的研發(fā)者們——外行人的想法成(chéng)功在另一個行業内取得成(chéng)功。可能(néng)我們在一個行業内待的越久，思維就會越被(bèi)禁锢住，反而外行人更容易颠覆現有的模式。

相對(duì)于交叉帶分揀機，機器人分揀系統的處理能(néng)力會小一些，據了解目前實際運行的系統處理量沒(méi)有超過(guò)15000件/小時，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，處理量才有可能(néng)會繼續提高。作者認爲機器人分揀系統的最大優勢在于靈活，場地投入初期可以少投入一些機器人、當業務量增長(cháng)後(hòu)在不改變其他硬件的情況下多投入一些機器人就可以了（注：當達到一定處理量後(hòu)，增加機器人不但不會增加處理量反而會降低處理量），使對(duì)于場地運營的影響降到了最低。同時機器人分揀系統更便于搬遷，作者曾經(jīng)負責過(guò)交叉帶的分揀機的搬遷，這(zhè)邊拆來那邊裝，耗費時間且金額較高；如果是機器人搬遷，直接打包裝箱就好(hǎo)了，相對(duì)會更加便捷。

目前使用時間最長(cháng)的機器人分揀系統應該也就2年左右，軟件、硬件方面(miàn)都(dōu)還(hái)有很大的優化空間，希望此款分揀系統後(hòu)續可以更加優化、穩定。

  2.5     模組帶分揀機

定義：由一條多個模塊化塑料帶和其内鑲嵌的萬向(xiàng)滾珠/滾柱組成(chéng)。縱向(xiàng)輸送時，貨物在滾珠組/滾柱組進(jìn)行輸送，保證貨物能(néng)夠實現過(guò)渡輸送功能(néng)（注：滾珠可以實現倍速、滾柱不能(néng)實現倍速）；當貨物到達目的地格口時由滾珠組帶下邊的分揀皮帶機橫向(xiàng)正運轉或反運轉，帶動模組帶上滾珠産生橫向(xiàng)轉動實現貨物分揀，或者由滾柱下方的轉輪擺動實現滾柱左右轉動實現貨物分揀。（注：此定義是作者提取了國(guó)内外模組帶的特點進(jìn)行的定義，考慮到模組帶原理圖片有可能(néng)侵權并未展示，所以可能(néng)會較爲抽象不好(hǎo)理解，感興趣的讀者可以私信我）。

圖9 模組帶分揀機

上面(miàn)左側圖片是國(guó)内廠家的模組帶分揀機、右側圖片是國(guó)外某品牌模組帶分揀機，兩(liǎng)種(zhǒng)設備作者均有規劃其應用，并且都(dōu)應用到了矩陣這(zhè)個環節，國(guó)外品牌設備相較于國(guó)内品牌設備處理件型範圍會更廣、處理能(néng)力會更高、但同時價格也更貴、噪音也更高。模組帶設備更适用于作者上文講到的人機結合矩陣模式，因爲模組帶相對(duì)于滑靴和窄皮帶更适宜人員拉包實現人工分揀。