如今，越來越多的大包分揀需求出現(xiàn)在快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心。純?nèi)斯ぷ鳂I(yè)模式面臨著招工難、處理慢等日益嚴(yán)峻的問題，而傳統(tǒng)的自動(dòng)化分揀技術(shù)，也存在著造價(jià)高、運(yùn)行效率低、貨物易損壞等不足。隨著相關(guān)技術(shù)和設(shè)備制造工藝不斷提升，新的物流裝備和技術(shù)解決方案正被不斷推出，大包分揀環(huán)節(jié)的瓶頸有望被打破。

隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，以郵政、順豐、京東物流、“四通一達(dá)”等為代表的國內(nèi)快遞企業(yè)發(fā)展迅速，不斷探索操作效率更高的運(yùn)營模式，如快件在進(jìn)入轉(zhuǎn)運(yùn)分揀之前，都會進(jìn)行集運(yùn)打包的環(huán)節(jié)；并且眾多快遞企業(yè)紛紛進(jìn)軍快運(yùn)業(yè)務(wù)，導(dǎo)致大包分揀業(yè)務(wù)需求大幅增長。

目前，大包分揀環(huán)節(jié)已經(jīng)成為快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心占人力較多、運(yùn)作效率相對較低的瓶頸環(huán)節(jié)。為破解這一難題，提升快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心運(yùn)作整體效率，新的運(yùn)作模式和技術(shù)解決方案正被不斷推出。

為何會產(chǎn)生大包自動(dòng)分揀需求？

傳統(tǒng)慣例上，快遞公司所承接的貨物只是小型包裹，對于貨物體積和重量都有著嚴(yán)格限制，大型貨物大多無法通過快遞寄送的。在目前的快遞企業(yè)物流運(yùn)作中，有兩個(gè)地方涉及到“大包”概念。

第一，“大包”是一種業(yè)務(wù)類型。

以中國郵政為例，其推出的“大包”快遞服務(wù)中，“大包”是指重量和體積在特定范圍的包裹。具體而言，重量限制：2kg≤重量≤30kg（除香港以外寄往其他國家和地區(qū)的速遞郵件，單件重量不能超過30kg，每票快件不能超過1件）；體積限制：(1)單邊≤1.5m，長度+長度以外的最大橫周≤3m；(2)單邊≤1.05m，長度+長度以外的最大橫周≤2m。針對這樣的包裹產(chǎn)品，中國郵政有不同于標(biāo)準(zhǔn)快件的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。

從整個(gè)快遞行業(yè)看，隨著物流服務(wù)細(xì)化，國內(nèi)大型快遞公司都在積極拓展“大包”業(yè)務(wù)，向快運(yùn)服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)軍?？爝\(yùn)是一種介于快遞和物流之間的新業(yè)務(wù)類型，其運(yùn)輸重量范圍比快遞大（快遞在5kg以下，快運(yùn)集中在5～300kg，大多數(shù)快運(yùn)公司收取貨物的最低標(biāo)準(zhǔn)是5kg），服務(wù)方面相比物流更加貼心（快運(yùn)送貨上門，物流需用戶自提）。快運(yùn)的服務(wù)體系是以快遞的運(yùn)營模式而建立，包括送貨到門、地區(qū)加盟網(wǎng)點(diǎn)、建立分撥中心、由總部負(fù)責(zé)分撥中心之間的貨物流轉(zhuǎn)等。

圖1 快遞集包轉(zhuǎn)運(yùn)流程

目前，眾多大型快遞公司都在同時(shí)建立快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，比如中通快運(yùn)、韻達(dá)快運(yùn)、順豐速運(yùn)（大件物流）、百世快運(yùn)等等?？爝f公司建立快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)已是常態(tài)，為的就是搶占細(xì)分市場，在快運(yùn)這塊大蛋糕上分一杯羹。快遞企業(yè)進(jìn)軍快運(yùn)目的有兩點(diǎn)：一是市場驅(qū)動(dòng)?？爝f重量的限制以及高昂的快遞費(fèi)；物流速度的緩慢和自提的麻煩，讓快運(yùn)的出現(xiàn)變得必要，成為兩者之間最佳業(yè)務(wù)形態(tài)，彌補(bǔ)了其他兩者業(yè)務(wù)的不足。二是資本驅(qū)動(dòng)。近幾年大型快遞企業(yè)紛紛上市，可以通過較低成本融到大量資金。在業(yè)績增長壓力和投資需求推動(dòng)下，快遞企業(yè)有意識地從2C向2B拓展，開設(shè)快運(yùn)能增強(qiáng)快遞企業(yè)的綜合競爭力，融資而來的資本就有值得投向的地方。因快遞與快運(yùn)屬于同一體系下的兩種不同業(yè)務(wù)，因而在管理上也有所差異。但一般快遞企業(yè)在業(yè)務(wù)發(fā)展初期會選擇兩者共同管理，在快運(yùn)發(fā)展成熟之后，再分而運(yùn)營。比如順豐、圓通就將快遞、快運(yùn)合網(wǎng)，共用收派網(wǎng)點(diǎn)，節(jié)省了成本。這客觀上促進(jìn)了快遞企業(yè)大包分揀業(yè)務(wù)的形成和增長。

第二，“大包”是快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心物流運(yùn)作中的一個(gè)環(huán)節(jié)狀態(tài)，具體指“集運(yùn)大包”。

上海欣巴自動(dòng)化科技股份有限公司副總經(jīng)理兼工程總監(jiān)花岳東

在同一批運(yùn)送的快遞包裹中，將相同區(qū)域的包裹集中裝在一個(gè)大包中，可以讓快遞的中轉(zhuǎn)和裝卸過程中更加方便?？爝f公司對集運(yùn)大包規(guī)格的規(guī)定大體是長60～120cm,寬40～80cm。當(dāng)前快遞公司大都采用托運(yùn)的方式，一天內(nèi)收到的快遞包裹，發(fā)往同一方向的會裝在大編織袋內(nèi)，再通過貨車統(tǒng)一運(yùn)送，從而使效率得以提升。在一個(gè)分揀批次中，按目的地分類，同一省區(qū)分在一起；如果是省級分撥中心往下發(fā)送的話，一般是將同一市分在一起；到達(dá)下一站后，拆包分開掃描再次分揀。大體流程，如圖1。

此外，快運(yùn)市場的發(fā)展，與批發(fā)轉(zhuǎn)向零售的企業(yè)經(jīng)營模式變化，也導(dǎo)致其物流服務(wù)運(yùn)作模式走向快遞化。傳統(tǒng)物流或快運(yùn)服務(wù)的對象多是大B，通常需要大批量作業(yè)，分揀時(shí)效要求不高，分揀大包普遍較重，可使用叉車等搬運(yùn)工具解決。隨著服務(wù)對象拓展至更多小B，再加上零售企業(yè)訂單碎片化、高頻化，快運(yùn)大包分揀也需要更加高效和迅捷，其大包自動(dòng)分揀需求也愈發(fā)強(qiáng)烈。

大包分揀由人工向自動(dòng)化升級發(fā)展

從發(fā)達(dá)國家和地區(qū)市場發(fā)展看，因人力成本高昂，大包分揀早已走過人工作業(yè)階段，而進(jìn)入自動(dòng)化設(shè)備作業(yè)階段。歐美先進(jìn)廠商在這方面也積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，擁有更多適用的物流設(shè)備和技術(shù)解決方案，如范德蘭德和西門子公司，在大包分揀方面都有較為成熟的解決方案和豐富的技術(shù)儲備。我國物流行業(yè)也必然要走過同樣道路。

據(jù)上海欣巴自動(dòng)化科技股份有限公司（簡稱“欣巴科技”）副總經(jīng)理兼工程總監(jiān)花岳東介紹，2016年之前，我國快遞行業(yè)的大包分揀多數(shù)以人力手工操作為主，如卸貨、掃描等等都需要人工操作，在每一個(gè)分揀位置需要安排2人以上進(jìn)行分揀，并且分揀效率低下，每人每小時(shí)分揀包裹數(shù)量在300～400件左右。目前較大型快遞物流中心進(jìn)出港的大包分揀大概在30萬件/天，出港分揀時(shí)間集中為晚上12小時(shí)，進(jìn)港分揀時(shí)間是全天24小時(shí)。如果全部采用人工操作，至少需要150人三班倒不間歇工作，其成本和管理難度之大可想而知。大包分揀還屬于重體力工作，對工人要求更加苛刻，基本都要依靠強(qiáng)壯的年輕男性，招工往往更難。由此可見，傳統(tǒng)的大包分揀人工模式已經(jīng)成為快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心運(yùn)作的瓶頸環(huán)節(jié)，促使越來越多的快遞公司加快實(shí)施這一環(huán)節(jié)的自動(dòng)化升級。

自2016年后，大包分揀步入了初級自動(dòng)化時(shí)代。如“通達(dá)系”快遞企業(yè)陸續(xù)引入擺臂分揀機(jī)。與人工分揀相比，擺臂分揀是一種效能、精度相對較高的分揀解決方案，集分流、分揀和輔助傳送于一體，可長時(shí)間持續(xù)分揀，運(yùn)行故障率極低。在當(dāng)時(shí)的應(yīng)用背景下，擺臂分揀機(jī)很大程度上節(jié)約了卸車線分揀人工，但以最新的技術(shù)發(fā)展角度來看，擺臂分揀存在分揀效率低、分揀貨物類型局限性較大、破損率較高等技術(shù)缺陷。主流擺臂分揀機(jī)的實(shí)際應(yīng)用效率在2500件/小時(shí)左右，若要進(jìn)一步提效需要縮短臂長，或加快擺動(dòng)速度，由于線體寬度固定臂長固定，擺動(dòng)速度越大力度越大，則破損越高，因此進(jìn)一步提速增效的空間有限。擺臂分揀局限性主要體現(xiàn)在，原先主流的擺臂分揀機(jī)對于薄件、軟包的分揀效果不好。擺臂式分揀機(jī)易造成被分揀件破損，主要原因是擺臂式分揀機(jī)是通過擺臂擊打進(jìn)行包裹分揀，根據(jù)力的相互作用原理，對包裹肯定會造成一定程度的損傷。

隨著電商迅猛發(fā)展，快遞行業(yè)也隨之高速發(fā)展，快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心需要分揀的包裹量快速增長，亟需高速的大包分揀解決方案，眾多輸送分揀設(shè)備制造商推出相關(guān)解決方案，模組帶、擺輪、高速皮帶等技術(shù)均被嘗試應(yīng)用。如欣巴科技將運(yùn)行速度更高的高速皮帶機(jī)引入到大包分揀環(huán)節(jié)。該公司產(chǎn)品線速度達(dá)2m/s～2.5m/s的高速皮帶，所匹配的普通擺臂分揀機(jī)的分揀時(shí)效也能達(dá)到3000件/小時(shí)。然而，高速皮帶機(jī)的輸送速度達(dá)到2.5m/s，而普通低速擺臂的擺動(dòng)周期為1s，包裹的分揀節(jié)距隨之增加至2.5m，對于分揀來說，這個(gè)節(jié)距是巨大浪費(fèi)。2017年底，欣巴科技推出了高速伺服擺臂與擺輪結(jié)合的分揀方案，利用高速擺臂擺動(dòng)周期短、擺輪分揀間距小等優(yōu)點(diǎn)，將大包裹分揀效率提升至4000件/小時(shí)。

快件大包上線是大包分揀操作的初始環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的大包上線也都是人工操作，如今很多快遞公司在這個(gè)環(huán)節(jié)上逐步應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行人工替代和操作優(yōu)化，主要設(shè)備是單件分離器。包裹單件分離器可以對包裹進(jìn)行整位、分離、智能排隊(duì)，將批量包裹變成單件排列，形成整齊的“陣型”，配合自動(dòng)分揀設(shè)備實(shí)現(xiàn)包裹全自動(dòng)傳輸和分揀。相比傳統(tǒng)人工分揀操作方式，可大大減少人力投入和提升包裹處理效率?？梢哉f，單件分離器一度是行業(yè)內(nèi)最受關(guān)注的自動(dòng)化應(yīng)用設(shè)備之一，但是國外相關(guān)產(chǎn)品價(jià)格高昂，大概在100萬/臺左右，難以被市場接受。為解決這一客戶痛點(diǎn)，欣巴科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)于2018年開展單件分離設(shè)備的研發(fā)，期間推出過“純機(jī)械獨(dú)木橋系”單件分離、“模組帶系”單件分離，以及現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于快遞行業(yè)的“視覺系”單件分離。目前應(yīng)用最為廣泛的“視覺系”單件分離，欣巴研發(fā)團(tuán)隊(duì)積極研發(fā)并測試了純國產(chǎn)的單件分離產(chǎn)品，在各大國產(chǎn)PLC、伺服以及視覺中選出最適用于國內(nèi)物流行業(yè)的產(chǎn)品，研發(fā)出了每小時(shí)分揀效率4000件的單件分離產(chǎn)品，現(xiàn)已在多家快遞公司轉(zhuǎn)運(yùn)中心中投入使用，并于2020年8月份研發(fā)出更高性能的單件分離產(chǎn)品，目前其單件分離效率已可達(dá)到8000件/小時(shí)。

要實(shí)現(xiàn)包裹自動(dòng)化分揀，還要有一個(gè)重要的技術(shù)前提，就是自動(dòng)識別包裹，并對快件目的地編碼、批次編號、客戶編碼、重量等更多信息進(jìn)行采集。通常采用DWS動(dòng)態(tài)稱重掃描測體積一體機(jī)在分辨包裹過程中一次性自動(dòng)完成，可極大提高分揀效率，減少出錯(cuò)率。以上技術(shù)和裝備的綜合利用，就可以實(shí)現(xiàn)大包分揀環(huán)節(jié)的高度自動(dòng)化，甚至無人化。

大包自動(dòng)分揀技術(shù)應(yīng)用的挑戰(zhàn)在哪里？

大包分揀自動(dòng)化在整個(gè)快遞物流分揀系統(tǒng)中遇到的第一個(gè)挑戰(zhàn)，是系統(tǒng)協(xié)調(diào)性難題。自動(dòng)化分揀系統(tǒng)在分揀的過程中，最難解決的兩個(gè)難題，一是超高分揀效率的要求，另一個(gè)是超多分揀目標(biāo)位的問題，這種情況在電商和快遞行業(yè)尤其明顯。以2019年的韻達(dá)公司為例，韻達(dá)快遞在全國擁有2.61萬個(gè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，同時(shí)在全國內(nèi)有約65個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)中心，平均每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)中心需要分揀的目標(biāo)位為401個(gè)。目前采用的交叉帶分揀機(jī)主線如果要設(shè)置401個(gè)目的地格口，則意味著很大的資金投資。因此，實(shí)際操作中往往需要采取一些折中的辦法，比如先按大的片區(qū)分揀后再逐級分揀，而不采用一次性將所有目標(biāo)位直接分揀完。這種模式被稱為分級揀選或矩陣揀選。

在快遞物流轉(zhuǎn)運(yùn)中心運(yùn)作中，大包分揀是第一級分揀環(huán)節(jié)，起到承上啟下的重要作用，主要向上承接卸車和上分揀線的任務(wù)，向下鏈接著拆包、下級分揀、集貨、打包和發(fā)貨，起到大包分流的作用。因此，在這個(gè)環(huán)節(jié)一定要充分考慮與上下游系統(tǒng)的適配，保證系統(tǒng)整體運(yùn)行效率的協(xié)調(diào)和高效。而目前所有的自動(dòng)化分揀技術(shù)解決方案，對于卸貨與大包分揀協(xié)調(diào)都沒有一個(gè)完美的解決方案。如今，快遞分揀中心的設(shè)計(jì)思路是伸縮皮帶機(jī)卸貨后連接后面的人工操作矩陣或者自動(dòng)矩陣或者自動(dòng)分揀機(jī)，所以卸貨的快慢會直接影響后續(xù)操作，對于自動(dòng)矩陣或者自動(dòng)分揀機(jī)供件臺而言，所接收包裹數(shù)量的設(shè)計(jì)值是固定的，當(dāng)卸車包裹量較多時(shí)，自動(dòng)化設(shè)備必然無法處理，就算是柔性最好的人工操作矩陣，伸縮皮帶機(jī)端卸貨速度較快，后續(xù)分揀人員也沒有辦法處理，所以有的快遞公司會在伸縮皮帶機(jī)上畫上線，每兩條線內(nèi)只能放1～2件包裹，以控制卸貨速度。但是實(shí)際運(yùn)營的情況卻很難與規(guī)劃人員的思路相一致。因?yàn)閳龅剡\(yùn)營在時(shí)效壓迫的下很難慢慢地卸貨，通常場地運(yùn)營都會以最快速度卸車，這就對下一環(huán)節(jié)的大包分揀帶來很大壓力。在這種情況下，很難在大包上線環(huán)節(jié)百分百利用自動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人化。

自動(dòng)化分揀技術(shù)應(yīng)用于大包分揀的第二個(gè)挑戰(zhàn)，是在技術(shù)適用上仍有需要提升的地方。分揀效率最高的交叉帶分揀系統(tǒng)，在快遞小件（標(biāo)準(zhǔn)件）分揀中應(yīng)用火熱，但由于其小車承重能力和分揀力度有限，很難應(yīng)用于大包分揀環(huán)節(jié)。前文提到“通達(dá)系”應(yīng)用較多的擺臂式分揀系統(tǒng)，存在提升效率有限、分揀類型受限和破損率高的問題。其他分揀方案，如擺輪、模組帶及窄帶直線分揀機(jī)等，效率較高，破損率低，但性價(jià)比比擺臂差不少。相對來說，目前擺輪的技術(shù)方案更被業(yè)內(nèi)看好。首先由于設(shè)備精度與結(jié)構(gòu)迭代目前已經(jīng)解決夾軟包及輕薄件的問題，其次內(nèi)部驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)從電機(jī)改為純機(jī)械式，解決了耐用度問題。另外隨著量產(chǎn)提升，價(jià)格下探到10萬/套內(nèi)，貨物間隔要求從50cm降低到35cm，伴隨高速皮帶機(jī)整合后保證分揀準(zhǔn)確率的基礎(chǔ)上將速度提升至1.8～2m/s。實(shí)際測試及應(yīng)用環(huán)境中可以超過5000件/小時(shí)，已經(jīng)超越矩陣環(huán)節(jié)人工操作的極限產(chǎn)能。有專家預(yù)測，由于分揀品類擴(kuò)展與產(chǎn)能提升，加之成本不斷下跌，此設(shè)備將會是未來3年內(nèi)核心應(yīng)用設(shè)備之一。

自動(dòng)化分揀技術(shù)應(yīng)用于大包分揀的第三個(gè)挑戰(zhàn)，是投資巨大。前面提到，一套進(jìn)口的成熟的分離器單機(jī)就要100萬元左右的價(jià)格，一整套大包分揀自動(dòng)化設(shè)備的投資額度應(yīng)該在幾百萬元左右。而大型的快遞物流轉(zhuǎn)運(yùn)中心，如果要實(shí)現(xiàn)大包分揀自動(dòng)化，肯定要投資建設(shè)多套大包分揀系統(tǒng)設(shè)備，即使不用考慮轉(zhuǎn)運(yùn)中心現(xiàn)有面積有限的制約因素，整體投資額應(yīng)該在幾千萬元，快遞企業(yè)對此采取謹(jǐn)慎的投資策略是有道理的。

盡管大包分揀自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，但是我們也必須看到，大包自動(dòng)化分揀系統(tǒng)對人工的替代能力，對快遞物流中心分揀效率的提升也是非常可觀的。據(jù)花岳東介紹，目前在欣巴科技打造的大包自動(dòng)分揀系統(tǒng)運(yùn)營模式下，只需要人工卸貨，掃描、計(jì)泡、分揀都由自動(dòng)化取代，自動(dòng)化效率可以做6000～8000件/小時(shí)，一個(gè)業(yè)務(wù)量達(dá)30萬件/天的大型快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心，上馬5條這樣的自動(dòng)化分揀線，只需要5個(gè)人操作2小時(shí)就可以完成作業(yè)，效率提升巨大。

快遞企業(yè)對于分揀系統(tǒng)的選擇和應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用過程中還是要結(jié)合實(shí)際的場景考慮，選擇正確的揀選系統(tǒng)以匹配好現(xiàn)有業(yè)務(wù)內(nèi)容。要綜合考慮要分揀的物料的物理屬性，包括尺寸、重量、外形、包裝形式、是否易碎等等，同時(shí)也要考慮業(yè)務(wù)峰值時(shí)的最大揀選吞吐量，當(dāng)然也要綜合考慮物料分揀后的目標(biāo)位數(shù)量配置和具體的分揀模式，更要考慮投資回報(bào)率，以達(dá)到最佳的資源利用和最合理的投資。毫無疑問，快遞大包分揀的未來發(fā)展目標(biāo)是清晰的，必然是朝著高效自動(dòng)化發(fā)展。