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1、物流自动分拣系统设计摘要：物流自动分拣系统是先进配送中心所必需的设施条件之一，自动分拣装置是提高物流配送效率的一 项关健因素。只有在自动分拣系统中合理地选用分拣装置才能保证整个系统的安全高效运行。本文首先对 自动分拣系统做了简单地介绍，然后提出了系统设计的一般方法，最后通过实例对自动分拣系统进行了分 析和探讨。关键字：自动分拣系统；分拣装置；设计方法；自动分拣系统设计1. 自动分拣系统概述自动分拣系统是二次大战后在美国、日本等发达国家的物流中心、配送中心或流通中心 所必需的设施条件之一。该系统的作业过程可以简单描述如下：物流中心每天接收成百上千 家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商
2、品，在最短的时间内将这些商品卸下 并按商品品种、货主、储位或发送地点等参数进行快速准确的分类，并将这些商品运送到指 定地点（如指定的货架、加工区域、出货站台等）；同时，当供应商或货主通知物流中心按配 送指示发货时，自动分拣系统在最短的时间内从宠大的高层货架存储系统或其他指定地点中 准确找到要出库的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集 中，以便装车配送。2. 自动分拣系统组成及特点2.1自动分拣系统结构组成如图1所示，自动分拣系统一般由上件装置、输送装置、分拣格口、控制系统组成。1-输送装置2-上件装置3-控制系统4-分拣道口 5-分类装置图1自动分拣系统结构组成上件装
3、置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求去指示分类装置按 商品品种、商品送达地点或货主的类别等方式对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过 不同方式，如可以通过人工输入、条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、 高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据这些分拣信号判断，来决定某 一种商品该进入哪一个分拣格口。分类装置的作用是根据上件装置发出的分拣指令，当具有相同分拣信号的商品经过装置 时，该装车动作，使改变在输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣格口或其他接 口设备。分类装置的种类很多，一般有推出式、浮出式、倾斜式、输送式和分支式几种，不 同的装置
4、对分拣货物的包装材料、包装重量、包装物底面的平滑程度等有不完全相同的要求。在分类装置的两侧，一般要连接若干个分拣格口，使分好类的商品滑下主输送机（或主传送 带）以便进行后续作业。输送装置的主要组成部分是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣的商品鱼贯通过上 件装置到达分类装置上。输送装置是与分类装置柔性连接在一起的，输送装置上的物品要能 准确无误、无损坏的送至指定的位置。分拣道口是已分拣商品脱离分类装置即主输送机（或主传送带）进行集货区域的通道，一 般由钢带、皮带、滚筒、容器等组成滑槽，使商品从分类装置（主输送装置）滑向集货站台或 其他接口设备，在那里由工作人员将该格口的所有商品集中进行处理；或
5、是入库储存，或是 组配装车并进行配送作业。控制系统对物品的信息实行全程跟踪和处理，对分拣全过程进行在线监控，以保证系统 在运行中信息和设备的安全性、可靠性。以上五部分装置通过计算机网络联结在一起，配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个 完整的自动分拣系统。2.2 自动分拣系统特点自动分拣系统的主要特点如下：（1）能连续、大批量地分拣货物 由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、时间、人的体 力等限制，可以连续运行，同时自动分拣系统单位时间分拣件数多，因此自动分拣系统的分 拣能力比人工分拣系统具有无可比拟的优势。分拣误差率极低 自动分拣系统的分拣误差率大小主要取决于所输
6、入分拣信息的准确性，这又取决于分拣 信息的输入机制。如果采用人工键盘或语音识别方式输入，则误差率在1以上：如采 用条形码扫描输入，除非条形码的印刷本身有差错，否则不会出错。因此，目前自动分拣系 统主要采用条形码技术来识别货物。分拣作业基本实现无人化 国外建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少人员的使用，减轻员工的劳动强度，提 高人员的工作效率，因此自动分拣系统能最大限度地减少人员的使用，基本做到无人化。3. 分拣装置类型及应用各种自动分拣系统的差别仅在于所用的分拣装置，它们的种类很多，一般分为倾倒式、 分支式、浮出式和推出式。1横向货物分拣装置 横向货物分拣装置是由多条短平带输送机并联组成的分
7、拣系统。整套装置的价格取决于 该分拣装置的分拣效率要求。该装置对一般货物的分拣具有良好的适应性，但如果货物的重 心较高，底面不平整，对装置的正常运行会有相当大的影响。活动货盘分拣装置 活动货盘分拣装置由圆管或金属板条组成，每块板条或管子上有一个活动的货物托盘作 横向运动，当货物到达分类装置出口时，将货物分到指定的岔道实现分类。这种分拣装置的 分拣效率高，但只适用于较轻、较小货物的分拣。翻盘式分拣装置 翻盘式分拣装置由牵引链牵引，翻盘到达指定的分岔道口时，向左或向右倾斜，被拣货 物靠重力滑入分岔道口。此类装置的翻盘一般都做成马鞍形，所以对底面不平整的软包装货 物有良好的适应性。直落式分拣装置 直
8、落式分拣装置通过牵引链驱动，所输送的货物放在一些底部有活门的托盘上。当托盘 到达预定位置后，由分拣系统发出信号，活门打开，货物落入指定的容器。此类装置用于对 扁平状的货物进行分类。辊子浮出式分拣装置辊子浮出式分拣装置可与辊子输送机、皮带输送机融为一体,放于输送系统的岔道口处。 没有分拣任务时可作为输送机。皮带浮出式分拣装置皮带浮出式分拣装置原理与辊子浮出式分拣装置一样，不同之处在于主滚道中设置为一 条宽度较窄的皮带机。滑块式分拣装置滑块式分拣装置是一种特殊的板式输送机，其通过货物分流来实现货物分拣的目的。这 类装置振动小、不损伤货物，适宜各种形状、体积和质量在l-90kg的货物。摇臂式分拣装置
9、摇臂式分拣装置是对货物的流向进行控制实现分拣。推出式分拣装置推出式分拣装置是附在输送机上的一类分拣装置，通过90度分流实现分拣。其装置简 单价格低廉，但要求货物包装结实，运行速率低。4. 自动分拣系统的一般设计方法自动分拣系统一般都建在有自动立体仓库的配送中心，系统规模大，设备多且自动化程 度高。系统控制点多且相互互联，导致系统控制复杂，一次性投资大。因此，无论设计、建 造还是使用自动分拣系统都必须具备一定的技术经济条件。设计自动分拣系统主要包括以下 几步：系统总体规划及性能参数设计。包括确定系统的组成结构、系统规模、各环节作业方 式和设备布局，分析明确系统的分拣处理能力/分拣速度和分拣效率等
10、性能参数。设计规划配合分拣作业的货物输送系统。如输送方式和规模的选择确定，输送线路及 合流、分流点的布局。控制系统设计系统设备装置的设计选型。系统评估分析和相关技术文件的编写。5. 自动分拣系统设计实例图2物流输送及分拣系统结构简图图2为一个物流输送及分拣系统结构简图。B、C之间有15的坡度，其它部分为水平 传输。输送系统的货物总流量为120CPM,III、W道的能力利用系数P二85%。货道的 货物形状稳定，分拣速率要求较高；货道为一些易碎货物；货道的货物质量较轻；货道 的货物包装结实，运行速率要求不高。分拣设备选型货道的货物形状稳定，所以可选用摇臂式分拣装置，且此装置的摇臂上安装的齿形皮 带
11、可使分流速度加快，提高分拣效率。货道由于其货物为易碎品，所以最好选用浮出式装 置对其进行分拣，比如辊子浮出式或皮带浮出式分拣装置。货道由于其货物质量小，所以 可采用滑块式分拣装置，并且滑块可以朝两侧滑动，可以在输送机两侧设置分拣道口，从而 节约场地。货道的货物包装结实，可采用成本较为低廉的推出式分拣装置，其装置简单实 用，达到目的的同时还能节约成本。分流后各支路的极限绩效分析若W的极限绩效为丫 ，则丫二Y/pu 141CPM 。Zz分流后各支路的极限绩效为Y二Y沁35CPMzV = 4 = 4 = 0.625 n 22系统的阻塞概率分析尢 30 货物到达的总流量九=120 ； P = n 85
12、.7%,n y 3514.5，即设计排队能力R 15。X 型30 所以 N (n) G * + Vn Pn)P - n n 41 -pn系统的阻塞概率B P p(pV,G-P+ VP) 7.4%RNNR+1Queue?OueueSOueuelOOueuell图3 Flexsim 分拣系统仿真图参考文献1 黄启明.自动分拣系统及其应用前景分析.价值工程,2010(32)2 董淑冷.PLC在自动分拣系统中的应用机床与液压,20053 陈照强,马琳,张绪鹏,沈敏德,赵强.一类规则形状物品的自动分拣原理.山东轻工业学院学报,2010(4)4 卢少平,张贻弓,吴耀华,吴颖颖.自动分拣系统并行分区拣选优化策略.深圳大学学报,2010(1)
