快遞包裹分揀技術(shù)的發(fā)展、演進(jìn)及趨勢(shì)

公元2020年是中國(guó)農(nóng)歷的庚子年，是十二生肖之首的鼠年。2020年注定會(huì)是個(gè)被世人銘記的一年，新春伊始，突發(fā)新冠疫情，但隨著國(guó)內(nèi)疫情逐步受到控制，全球其他地區(qū)的疫情不斷蔓延，各國(guó)也不同程度地效仿中國(guó)的防控措施，紛紛出臺(tái)禁足令。

近期，除了與新冠相關(guān)的治療、檢測(cè)、防護(hù)等密切相關(guān)的熱門話題之外，由于全員在家隔離，商場(chǎng)、飯店基本停業(yè)，人們的日常生活基本上是在網(wǎng)上進(jìn)行，大家的基本生活物資除了去自己樓下的超市和便利店購(gòu)買，大部分商品是通過(guò)快遞小哥送來(lái)的， 其背后的物流網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)是一張隱形的大網(wǎng)，來(lái)支撐著日常的生活和工作活動(dòng)，在疫情當(dāng)前的特殊時(shí)期，顯得尤為突出和重要，物流和快遞也成為僅次于新冠的熱門話題之一。

在勞動(dòng)力資源受限的情況下，突顯自動(dòng)化的必要性和重要性。Soo56特邀業(yè)內(nèi)專家蔡紹源先生，對(duì)快遞行業(yè)的貨物分揀相關(guān)的技術(shù)發(fā)展及特征進(jìn)行分享，以期共同為行業(yè)人士成長(zhǎng)和方案選型提供有價(jià)值的參考。

以下為正文部分：

快遞包裹行業(yè)的“分揀”既是一個(gè)老生常談的話題，又是一個(gè)物流自動(dòng)化領(lǐng)域繞不開(kāi)的關(guān)鍵所在。包裹分揀這個(gè)話題可以展開(kāi)的很大、內(nèi)容寬泛，可以從不同角度來(lái)進(jìn)行展開(kāi)、分析和解讀。

這里我想從目前快遞行業(yè)的內(nèi)部處理流程、分揀類設(shè)備的技術(shù)及其應(yīng)用的特點(diǎn)、未來(lái)可能用到的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行探討。

快遞行業(yè)典型的業(yè)務(wù)流程

快遞行業(yè)的業(yè)務(wù)流程是典型的端到端的物流，這一點(diǎn)有別于電商的物流結(jié)構(gòu)。

其典型的業(yè)務(wù)流程圖可以概括為:收件（第一公里）、本地中轉(zhuǎn)場(chǎng)、樞紐中心、寄達(dá)地中轉(zhuǎn)場(chǎng)、派件（最后一公里）等主要流程，如下圖所示：

涉及到我們所關(guān)注的分揀環(huán)節(jié)，一般都集中在快遞中轉(zhuǎn)場(chǎng)的內(nèi)部處理環(huán)節(jié)。雖然各個(gè)快遞企業(yè)的內(nèi)部流程各有特點(diǎn)，但是根據(jù)自動(dòng)化程度的高低，其流程也各有千秋，但是典型的快遞中轉(zhuǎn)場(chǎng)內(nèi)部處理流程如下：卸車、輸送、單件分離、識(shí)別、分流或供件、分揀、裝車等環(huán)節(jié)。

有了對(duì)快遞業(yè)務(wù)處理流程的一個(gè)了解，我們就可以對(duì)其中的“分揀”這個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行探討。

快遞分揀的技術(shù)演化

何謂“分揀”？

所謂分揀其實(shí)就是把一定數(shù)量的物品按照一定數(shù)量的目的地進(jìn)行分類的處理流程。其中的核心動(dòng)作包括“識(shí)別”（信息和數(shù)據(jù)層面）和“跟蹤控制”（主要指物理層面）這兩大部分。

在目前的快遞分揀市場(chǎng)上廣泛使用的交叉帶式包裹分揀機(jī)，就是在對(duì)包裹物品的正確識(shí)別基礎(chǔ)上，由分揀機(jī)實(shí)現(xiàn)把快遞包裹物理上搬運(yùn)至分揀機(jī)上的相應(yīng)目的地格口的位置，來(lái)完成“分揀”這個(gè)任務(wù)。

大家也熟知當(dāng)前還有一種流行的應(yīng)用，就是使用俗稱“分流器”或“擺輪”裝置的技術(shù)來(lái)對(duì)大件包裹進(jìn)行分揀。相對(duì)于“分揀”的概念，這個(gè)“分流”其實(shí)也是實(shí)現(xiàn)分揀的一個(gè)動(dòng)作，可以理解為“分流”就是只有一個(gè)目的地的“分揀”，即是讓物品沿著原來(lái)的輸送或運(yùn)動(dòng)方向繼續(xù)前進(jìn)、還是讓它偏離原方向駛?cè)肓硗庖粭l輸送線路。

澄清了“分揀”的概念，在大家所關(guān)心的采用何種分揀技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)快遞業(yè)務(wù)處理的需求之前，我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)分揀技術(shù)在快遞包裹行業(yè)的發(fā)展和演化進(jìn)程，這樣有助于我們判斷采用什么樣的產(chǎn)品和技術(shù)來(lái)完成業(yè)務(wù)任務(wù)。

最原始也是最有效的“分揀”就是“人工分揀”！這是最早的分揀方式也是至今仍然廣泛存在的分揀方式：由“人眼”這對(duì)最復(fù)雜精密的傳感器對(duì)物品進(jìn)行“掃描”、然后由“大腦”這臺(tái)最復(fù)雜的計(jì)算機(jī)對(duì)其目的地進(jìn)行判斷、然后用“人手”這組最精密的執(zhí)行機(jī)構(gòu)將物品進(jìn)行物理的位移。

隨著業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)以及勞動(dòng)強(qiáng)度的增加，人們逐步采用輸送機(jī)來(lái)輔助物品的輸送，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)仍舊采用人工分揀的方式。

由于人工操作很難在高強(qiáng)度的分揀工作中持續(xù)保持分揀的準(zhǔn)確性，逐步采用了“自動(dòng)”的所謂“分揀機(jī)”來(lái)替代繁重的體力勞動(dòng)。

最早期的分揀機(jī)是直線型的，就是從在輸送機(jī)旁邊的人工分揀演化成直線型的分揀裝置。

隨著業(yè)務(wù)量的增加，這種單線的直線型分揀機(jī)已經(jīng)滿足不了處理量的要求，這樣人們就自然而然地?cái)U(kuò)展分揀線的數(shù)量。

按照這個(gè)邏輯疊加分揀線，就演化出了最初的矩陣式分揀系統(tǒng)。

于此同時(shí)，也催生了專門的直線型分揀機(jī)，如時(shí)至今日仍然很流行的滑塊式直線分揀機(jī)。這種直線矩陣式在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)占據(jù)了包裹分揀的主流方案，有效地解決了快遞行業(yè)的分揀問(wèn)題。至今仍然是國(guó)際上許多公司的流行做法。

坦白而言，在處理量大、目的地?cái)?shù)量增加的分揀任務(wù)中，直線矩陣式分揀系統(tǒng)有其弱點(diǎn)，有些分揀動(dòng)作需要重復(fù)，如一次分揀和二次分揀之間的單件分離；如果一次識(shí)別不成功，系統(tǒng)需要增加回流線等等。

在上個(gè)世紀(jì)七十年代，幾乎與滑塊分揀機(jī)出現(xiàn)的同時(shí)，行業(yè)內(nèi)著名的公司也發(fā)明了環(huán)形分揀機(jī)，那時(shí)候還沒(méi)有現(xiàn)在流行的交叉帶式分揀機(jī)，當(dāng)時(shí)是托盤(pán)式環(huán)形分揀機(jī)。

環(huán)形分揀機(jī)在處理量大、分揀目的地?cái)?shù)量眾多的應(yīng)用場(chǎng)景相比直線型分揀機(jī)更有優(yōu)勢(shì)，郵件再循環(huán)時(shí)無(wú)需在分揀線的盡頭將郵件卸載、直接把物品輸送到眾多的目的地位置而不需要改變輸送方式，這樣大大減少差錯(cuò)、同時(shí)也減少系統(tǒng)部件數(shù)量，郵件的卸載受控于皮帶、可以迅速地再次導(dǎo)入而不需要新的單件分離操作，這也使得物品在整個(gè)處理過(guò)程中易于跟蹤，分揀機(jī)片段的再利用、對(duì)同一設(shè)備的多次利用提高了整體系統(tǒng)處理量等等。

快遞分揀的技術(shù)和產(chǎn)品的選擇

任何一種技術(shù)或產(chǎn)品，其實(shí)沒(méi)有好和最好的區(qū)別，更多的是合適或更合適的區(qū)別。特別是對(duì)于快遞包裹處理和分揀這個(gè)任務(wù)，由于各自的業(yè)務(wù)流程不同，特別是處理物品的規(guī)格尺寸及其他特征的差異，導(dǎo)致使用不同的技術(shù)和產(chǎn)品、以不同的流程來(lái)處理不同的物品。這些技術(shù)和產(chǎn)品在特定的場(chǎng)景下可能都是適合的。

總體而言，其分揀技術(shù)和產(chǎn)品裝置的選擇有一些常規(guī)的依據(jù)可循。例如，若從分揀機(jī)的機(jī)械形式上區(qū)分，是選擇直線分揀機(jī)還是環(huán)形分揀機(jī)，這一點(diǎn)在上一段落的分揀機(jī)的演化進(jìn)程分享中已經(jīng)初步介紹，簡(jiǎn)單概括起來(lái)，就是：在處理流程不太復(fù)雜、處理量適中且目的地?cái)?shù)量有限的場(chǎng)景，適合選用直線型分揀機(jī)；當(dāng)然直線型分揀機(jī)也適合比較小的處理站點(diǎn)、且隨著業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)比較容易進(jìn)行擴(kuò)展。

在處理流程復(fù)雜的樞紐中心、處理量大且目的地?cái)?shù)量眾多的場(chǎng)景，非常適合使用環(huán)形分揀機(jī)。

隨著系統(tǒng)方案方面的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，為適應(yīng)日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)量以及不同處理方式的需求，又衍生出多層分揀機(jī)、多段供包等不同形式的組合。

“擺輪”或“分流器”這類分揀方式的優(yōu)劣：

“擺輪”或“分流器”這類分揀方式的發(fā)展，有著鮮明的“中國(guó)特色”。原本這類分揀或分流方式主要用于預(yù)分揀等比較簡(jiǎn)單的、分揀路向比較少的應(yīng)用場(chǎng)景。

同時(shí)，這類分揀方式在中國(guó)的快遞中轉(zhuǎn)場(chǎng)中與“矩陣分揀”密切相關(guān)。前幾年的快遞企業(yè)的業(yè)務(wù)量有很大部分來(lái)自電商，電商件的特點(diǎn)就是小件較多，這使得小件環(huán)形交叉帶分揀機(jī)大行其道。

而針對(duì)數(shù)量相對(duì)較少的包件物品，有別于國(guó)外公司大量采用環(huán)形交叉帶包裹分揀機(jī)的方式，國(guó)內(nèi)的快遞企業(yè)多采用由皮帶機(jī)所組成的“矩陣分揀”系統(tǒng)，且采用人工分揀的方式進(jìn)行操作。

這種方式有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)、而且也是中國(guó)特色，就是“人工分揀”的方式非常適合應(yīng)對(duì)高峰期的處理要求，如“雙十一”或“6.18”等?？爝f公司不想按照高峰期的業(yè)務(wù)量來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，那樣投資巨大，但平時(shí)設(shè)備又處于閑置狀態(tài)，效率和投資回報(bào)不高。采用人工分揀矩陣能夠使得運(yùn)營(yíng)商比較靈活地根據(jù)業(yè)務(wù)量需求增加人力，以應(yīng)對(duì)高峰期的業(yè)務(wù)需求。

但是在這里我想探討的一個(gè)問(wèn)題是如果“高峰期”變?yōu)橐环N常態(tài)，由于處理流程和業(yè)務(wù)量相對(duì)穩(wěn)定，那么這種“矩陣”式的分揀方式是否會(huì)被更高效的環(huán)形包裹分揀機(jī)取代？

其實(shí)這也是國(guó)際知名的快遞公司大規(guī)模應(yīng)用環(huán)形交叉帶包裹分揀機(jī)的原因，因?yàn)槠錁I(yè)務(wù)流程相對(duì)規(guī)范和穩(wěn)定。

關(guān)于不同分揀技術(shù)及產(chǎn)品設(shè)備的選擇的問(wèn)題，可以展開(kāi)很大篇幅的討論，如上所述的直線與環(huán)形、擺輪及分流等類似，還有很多可以延伸探討的諸如在直線型分揀方式中有擺輪和分流器形式的、有滑塊式分揀機(jī)、也有直線交叉帶式、直線窄帶式等不同類型；在環(huán)形分揀機(jī)類型中還可以細(xì)分成機(jī)械式和電動(dòng)式、其中分揀小車還有齒形帶式與電滾筒式等類型的選擇。

當(dāng)然，分揀的流行方式中也少不了這幾年風(fēng)靡市場(chǎng)的“小黃人”式的AGV分揀系統(tǒng)等等。

快遞分揀的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討

談到快遞分揀技術(shù)的演化、發(fā)展及其選擇，就免不了要分析一下分揀技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及未來(lái)的可能選擇。任何技術(shù)的發(fā)展及選擇是與相應(yīng)的業(yè)務(wù)發(fā)展的挑戰(zhàn)和趨勢(shì)分不開(kāi)的，目前快遞從業(yè)者面臨著以下主要挑戰(zhàn)：

1、勞動(dòng)力資源的短缺及人力人本、培訓(xùn)成本的增加，這迫使從業(yè)者選擇采用自動(dòng)化的需求的增長(zhǎng)；

2、物流地產(chǎn)的成本也日漸增高、同時(shí)拿地的難度也越來(lái)越大，導(dǎo)致從業(yè)者也要把“坪效”作為一個(gè)重要的考核指標(biāo)；

3、互聯(lián)網(wǎng)+、電商平臺(tái)帶來(lái)的數(shù)據(jù)、IT對(duì)業(yè)務(wù)流程的影響，使得快遞的分揀技術(shù)需要順應(yīng)由此帶來(lái)的業(yè)務(wù)流程的變化；

4、新技術(shù)對(duì)快遞行業(yè)的影響，其中人工智能AI、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)IoT以及識(shí)別技術(shù)的發(fā)展對(duì)快遞行業(yè)的技術(shù)選擇帶來(lái)很大的變化。其他領(lǐng)域的技術(shù)的突破有可能徹底顛覆一個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)的傳統(tǒng)方式；

5、消費(fèi)者更加個(gè)性化、多樣化的需求也會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)技術(shù)的采納；

6、另外一個(gè)全球性的共識(shí)，就是人們的環(huán)保意識(shí)加強(qiáng)，這將影響快遞行業(yè)的系統(tǒng)、設(shè)備及耗材等方面并逐步形成相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

節(jié)能和環(huán)保將會(huì)成為分揀設(shè)備的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

為了應(yīng)對(duì)這些業(yè)務(wù)發(fā)展的挑戰(zhàn)和趨勢(shì)，分揀技術(shù)和裝備的供應(yīng)商也紛紛研發(fā)和嘗試不同的技術(shù)方式和解決方案。

就拿分揀環(huán)節(jié)為例，對(duì)應(yīng)前述提到的無(wú)論直線分揀還是環(huán)形分揀方式，都還是“連續(xù)”式的分揀方式，這有點(diǎn)類似在交通領(lǐng)域的“軌道交通”；但是隨著AI和識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的“離散式”的分揀方式出現(xiàn)在市場(chǎng)上，例如大家熟知的AGV分揀和機(jī)器人分揀；從分揀系統(tǒng)的布局形式上，隨著物流用地的緊張，導(dǎo)致分揀系統(tǒng)從設(shè)計(jì)和布局上日趨緊湊，多層布局越來(lái)越受推崇。

目前國(guó)際上的技術(shù)裝備公司對(duì)“連續(xù)式”和“離散式”的分揀方式有各自的判斷，至少當(dāng)前對(duì)于處理量大的大型處理中心或樞紐，仍然是以“連續(xù)式”（即采用環(huán)形交叉帶分揀機(jī)）分揀為主，有點(diǎn)類似大規(guī)模軌道交通的“高鐵”；但是在不同的小規(guī)模處理場(chǎng)地也在嘗試采用AGV或機(jī)器人分揀，以滿足個(gè)性化、靈活性的需求，有點(diǎn)類似于個(gè)性化出行的“出租車”。

在應(yīng)對(duì)客戶對(duì)快遞的個(gè)性化、多樣化的需求方面，以往的一味的“快”已經(jīng)不能滿足客戶的需求，除了對(duì)于“快”的期待，“準(zhǔn)時(shí)”也是另外一個(gè)愈發(fā)突顯的需求，即不僅僅是滿足“當(dāng)日達(dá)”或“次日達(dá)”，而是客戶需要在哪一天到達(dá)就在那天送到。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，分揀系統(tǒng)也需要設(shè)計(jì)成不是一味的“快”，但是需要中間一個(gè)很強(qiáng)大的“緩沖區(qū)”，這就引入了倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)里“存”的功能。這在傳統(tǒng)的快遞分揀系統(tǒng)里是沒(méi)有的，原來(lái)的系統(tǒng)就是“快進(jìn)快出”，有了“存儲(chǔ)”功能，分揀系統(tǒng)就能夠按“需”來(lái)從庫(kù)存中調(diào)取快件進(jìn)行分揀，以實(shí)現(xiàn)“準(zhǔn)時(shí)”的功能。

隨著業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的豐富和完善，AI技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)有助于使整個(gè)快遞分揀的流程更加“智能”，這從更高層面的流程及全網(wǎng)的調(diào)度角度來(lái)整體優(yōu)化快遞的分揀任務(wù)。這也將體現(xiàn)“數(shù)字化”對(duì)物流、供應(yīng)鏈和快遞領(lǐng)域的影響。

以往的快遞分揀自動(dòng)化主要集中在對(duì)小件、包件的自動(dòng)化處理，隨著業(yè)務(wù)需求的旺盛以及解決方案的發(fā)展，對(duì)于重貨、大件等不同類型物品的自動(dòng)化分揀也將出現(xiàn)市場(chǎng)需求的高峰。

結(jié)束語(yǔ)

受今年新冠疫情的影響，使得依賴人工還是自動(dòng)化設(shè)備來(lái)進(jìn)行快遞分揀的這個(gè)問(wèn)題的熱度再次飆升。

本文僅僅是從宏觀的角度概要地對(duì)快遞分揀技術(shù)從出現(xiàn)、演化至目前的狀態(tài)的大致過(guò)程和采用的方式，以及未來(lái)在不同應(yīng)用環(huán)節(jié)可能的發(fā)展趨勢(shì)等方面分享了自己的拙見(jiàn)。