【《菜鸟驿站自动化快递收取装置的总体方案拟定分析》4400字】

菜鸟驿站自动化快递收取装置的总体方案拟定分析1.1菜鸟驿站现状调查本次设计主要以学校内的菜鸟驿站调查对象，通过为期一周的现场观察以及数据记录。在调查过程中主要通过观察包裹的尺寸大小以及对应的数量，搬运时间以及取件时间分布，以及现场的各种货架设备放置。1.1.1菜鸟驿站包裹调查在调研过程发现快递包装的尺寸差别非常大，且由于购买的包裹种类多种多样，其包装类型也不同。现在的包裹一般为两种样式：一种为纸箱包装，一种为纸袋包装。两种包装在于纸箱包装基本为方正的长方体外形，纸板包装较硬，对物件有较好的保护作用，而纸袋包装一般为板形，质地较软，保护作用不明显。并且一般来说选择纸袋外形的包装的包裹多为衣物或书籍，不需要特别考虑碰撞问题，而是优先考虑外包装是否完整，保证其内部物品的干净、整洁。除这两种包装外，还有一些特殊的异形包装或特大包装，但一般为生活用品等。一般在社区的菜鸟驿站更为多见，校园菜鸟驿站较少。 一般的纸箱包装都是固定的大小尺寸，由于货架每层间隔高度有限，可放置的包裹尺寸也在一定的范围之内，在如上图所示的包裹的尺寸数据图中我们可以看到其最大型号为3号，其具体尺寸为430mm×210mm×270mm。并且在调研过程中发现，且每一种尺寸包装的数量平均数量差异较大。在调查中发现下述几种大小的快递外包装使用较多它们分别是标准快递盒尺寸大小里面的8号（210mm×110mm×140mm）、6号（260mm×150mm×180mm）、3号（430mm×210mm×270mm）。以三种大小的包裹尺寸为标准，将能进行上架的包裹划分为三种类型，用着三种类型的包裹尺寸来代替某个尺寸范围内的包裹进行整个方案设计。同时由于时人工将包裹上架，包裹在货架上的放置一般为三道四个包裹叠放。手动放置使得工作人员能够更加有效地利用空间。在调研过程同时发现菜鸟驿站的收纳的快递中，有很多重大或形状怪异的包裹，由于其外形原因，不能放置于货架之上，每个菜鸟驿站包括一般快递点，都为在空地等位置规划一个特殊货物存放区域，用来存放不能上架的货物，如家电等物品。这类物品一般比较稀少，外形特殊或尺寸较大，在整个自动化方案中不作上架考虑1.1.2菜鸟驿站运营流程根据现场调研发现，快递货物在送往菜鸟驿站之前，会在附近的转运中心将各地运送而来的包裹集中分配，而非快递公司直接运输各自物件。而一般快递到达菜鸟驿站后会经历以下步骤：第一步；将货物从是运输车上人工搬运下来，堆放到一起。第二步；由人工分拣出大物件，或者特殊、不能放置于货架的包裹。第三步；工作人员将杂乱堆放在一起的包裹，贴好对应的标签，按照顺序摆放置于货架上，并同时将信息录入菜鸟系统，系统后台发送对应信息，便于取件人收取。取件人取件也分为以下步骤，第一步收到发送而来的信息，根据信息到货架指定位置找到货物。第二步，在菜鸟驿站的签收区域完成签收，现在多为机器扫描个人信息与包裹二维码，完成取件。对于取件时间的调查，菜鸟驿站的取件高峰期一般为早上10点之后到下午1点，下午四点之后到晚上7点左右，一般为学生、上班族等的休息、下班以及用餐时间前后。取件人短时间集中取件原因主要为，包裹运送到菜鸟驿站之后，工作人员将所有包裹阶段性完成其上架工作，导致信息通知到取件人时间较为集中，且取件人，取件人个人原因，利用此闲暇空余时间前往就近菜鸟驿站取件。同时菜鸟驿站在收纳包裹，向取件人发送消息时，取件人也会因为个人原因，存在不会在当天领取包裹，会在之后空闲时间领取包裹。所以菜鸟驿站也具有临时存储的仓库的功能，可以小量的存储货物。同时若几天不领取快递，菜鸟驿站等快递点就会将到时间还未领取的包裹推送至发货地点。1.1.2菜鸟驿站设备在菜鸟驿站的布局中，一般为在靠近门口的位置活门口之外放置两个小桌子，其中一个放置电脑，方便工作人员查看菜鸟驿站内包裹信息，包裹寄件时的信息录入。一个桌子放置签收仪器，随着物联网的发展，现在签收包裹从最开始手写签名到工作人员手持扫描仪再到现在取件人自行寻找、签收各自包裹。现在使用自动签收设备—“高拍仪”，该仪器时取件人签收时，将将个人的身份码与包裹之上的信息码同时放置在仪器上，仪器签收工作时也会在屏幕上显示，并提醒完成签收。菜鸟驿站的系统就会在后台完成签收工作，并将相关幸喜实时发送给取件人。同时“高拍仪”直接连接网络，该设备主要作用为追踪快递的去向，使用该仪器设备时，个人使用的身份证、学生证或者个人信息码，取件人都到的反馈都为该包裹已被领取，而无具体领取人信息。菜鸟驿站的货物存放装置为货架，基本上为自行组装的投入使用，基本上外形，长、宽都不会存在太大的误差。快递点一般采用的货架都为四层结构，便于整体利用。一般菜鸟驿站货架的总高度是固定不变的，且一般都选择标准地四层货架型号。菜鸟驿站使用的是一般型号普通的货架，具体尺寸为：长度1500mm，宽：500mm，高：2000mm，每一层横板的载重为60kg，一般为了存储更多的包裹，菜鸟驿站选择相对于门口竖向摆放货架，每一列的货架根据店铺面积尽可能多个放置。2、2总方案设计及布局针对上述调研结果，在设计本方案前，先对菜鸟驿站地布局进行规划以及可对其内部相关装置进行改造。该自动化方案适用于菜鸟驿站的前提条件有两个；一、货物进入整个自动化装置时应该以重心最低，底面接触面积最大的方式进入，二、对货架进行适度的改造，在其总高度不变的前提之下，添加横板来改变货架的层高。对包裹进入装置的要求是为了后续货物由搬运装置搬运上货架，使得该摆放方式能够容纳更多的物件，同时方便再运输过程中对于包裹外形尺寸的检测。对货架的改造是因为人工搬运，手动存取时包裹为多个叠放，采用机械装置由于场地较为狭小，货架高度有限，其取出重叠在下的包裹困难，便对货架改造，使得包裹不采用叠放的方式放置于货架之上。对货架的改造原则为，将不同大小的包裹放置于不同的层高货架之中，使得每一个货架都能尽可能多的放置。根据上述的三种尺寸大小的货架，我们设置横板的数量改变其高度。具体改造如下：对于210mm×110mm×140mm的包裹，我们将其放置于编号为A的货架上，将每一层的货架高度设置为每一层200mm。可以设置8层，每一层可以放置10个。对于260mm×150mm×180mm的包裹，我们将其放置于编号为B的货架上，将每一层的货架高度设置为每一层200mm。可以设置8层，每一层可以放置7个。对于430mm×210mm×270mm的包裹,我们将其放置于编号为C的货架上，将每一层的货架高度设置为每一层250mm。可以设置7层，每一层可以放置6个。货架类型放置包裹尺寸/mm层高/mm层数每层个数包裹数量A210×110260×150×1802008756C430×210×2702507642且方案设计中，合适的利用驿站内部空间，选用下图所示的排列方式，选用该方式排列货架，能够得到货架与货物搬运装置更为合理的配置方式。可以计算得到该方式能都存放的包裹最大容量n=80×2+56×2×2+72×2=528个并且由于选择该自动化方案时，每个包裹在上架过程中就对取件人进行信息发送，该自动化方案的实时流动性远大于人工搬运时短时间统一发送信息。1、输送装置2、货物检测平台3、推送装置I4、尺寸检测装置5、传送带 6、特殊货物存放区7、推送装置II8、签收区域货物存放至货架：货物从输送装置开始进入自动化装置，沿着输送装置进入货物检测平台。在货物平台检测处，通过尺寸检测装置对货物的长宽高任意两个尺寸的大小的识别，可以得到该尺寸属于哪一种大小的包裹。在检测完成包裹尺寸后，将包裹按照自定义摆放规则，将包裹进行编号，预存放至货架指定位置，将消息发送至取件人。推送装置将包裹推送至传送带上。传送带运将包裹送到预存放的货架旁，其电机停止转动，推送装置II将包裹推送至传送带旁边的托盘上。货物从货架上取出：取件人在签收区域输入包裹位置编号，通过机器人将托盘连同货物放置于传送带上。在传送带末端，将包裹与托盘分离，托盘回收，包裹运送至取件人面前注：对于不能上架的货物，由人工搬运至特殊货物存放区整个装置在运行过程中，取货状态优先级高于存货状态。菜鸟驿站一天平均存储的包裹为500多个个，由于上下午时间段都有货物运输到菜鸟驿站，上午运输货物居多，且存在货架上储存有前日暂时未领取的包裹，以平均上午约有300个包裹来进行相关计算。一般上午菜鸟驿站的主要工作为将其搬运至货架之上，大约花费三个小时左右。计算得到单个包裹的运动时间为. 3×60×60÷300=36S一个包裹在传送过程中处于流水线的运动状态。即在包裹1进入自动化装置后到达指定存放的时间会耗费36s的时间，但在包裹1运输的过程中，后续包裹2以等时间间隔进入整个装置，由于整个传送，分拣的过程都为单向运动过程，所以每个包裹的运输时间具体表现在将包裹从传送带搬运至货架的过程中所消耗的搬运时间。其余后续包裹的入货、检测、分拣等流程都可以在包裹搬运过程中完成。但由于搬运装置需要在货架与传送带之间进行往复运动，所以只有包裹完成上架后，后续包裹才能继续依次完成上架作业。 可以将36s的时间分配到包裹进入装置到货物搬运装置，来合理的包裹从进入自动化装置后，会通过三个不同的运输装置，通过五个不同的步骤首先进入入货辊筒输送机，包裹在整个传送带上进行传送工作然后进入尺寸检测平台，包裹先进行输送到此装置的中间部分，然后装置进行升起、转向、落下三部分运动，在此装置上运动，包裹的运动方向进行了90°的转向，但由于装置的转动，其相对于辊子方向未发生变化。由于滚筒输送机一般的传送速度不能太快，查询设计手册，其滚筒输送机的运输速度范围为0.2-0.5m/s，为了尽可能的减少其在传送过程中的时间，因此这里我们初步将辊筒输送机的速度取为0.4m/s，来规划装置的整体时间安排。运行装置入货辊筒线尺寸检测平台分拣辊筒线移动位移/m1.40.80.85/1.45功能运输运输转向升降运输推送运输时间/s3.521.2/6.2可以从上述表格中看出，在包裹在传送部分的运输及转向，分拣的时间是完全在一个包裹从输送带到机械运输装置的搬运时间内。且装置与装置之间的等待配合时间也在36s内，完成整个装置的运输。2、3方案各部分功能根据上述方案整体设计以及各装置布局、流程。上述的各个装置应该具有以下的功能。入货输送装置：在工作人员搬运包裹至该装置上，包裹从此装置进入自动化收取装置，该运输结构的选择应适用于后续运输装置，运行速度应该在满足运输机的基本设计要求上使得包裹运输时间得到合理控制。顶升换向装置：包裹运输到该装置之上，运输方向可以实现90度的转向，同时可以与转向前后两个运输线衔接，同时在运输转向过程中，安装在此装置之上的尺寸识别装置可以完成对包裹尺寸的识别。分流运输装置：该装置有两个位置可以将包裹推送至货架处，控制电机的转速，使得包裹在该运输装置上的运