052|月台自动化：自动卸载收货系统

不论是工厂还是独立的仓储物流中心，外部物料的输入是整个内部仓储物流业务的起点。外部物料的输入这一业务通常的场景是：货车抵达对应的卸货月台，货车车厢开启，人工进入车厢将货物卸载，之后用各种厂内物流资源将物料进行暂存或者入库。

现代化生产过程中，每个环节都需要提高效率，工厂的收货过程，也是如此。如果如何通过先进的技术手段和自动化技术来提高物料单元的卸载收货过程，是我们这次探讨的内容。

一、月台调度系统

对于大型生产企业或者配送中心而言，每天有大量的外部物料要进入，同时也有大量的成品或者订单物料要离开，因此在月台外部的停车区域会有大量的卡车进出。

在某个时刻，进入需要卸货卡车有m辆，同时需要n辆卡车将订单物料运走，而此时月台有p个，这样的情境下，可能会遇到如下的问题：

• 某个月台当前该用来收货或者发货？
• 某个月台该叫哪辆车来收发货？
• 某个卡车刚进入停车区时应该停在那个车位？
• 某个卡车应该什么时候去月台？该去哪个月台？

如果m、n和p数量比较多时，通过人工的方式来对上边的几个问题进行最优决策是很难的，人工只能通过经验或者局部的视野来进行业务的决策安排，但效果肯定是对月台资料利用不充分，车辆并行混乱，车辆等待时间过程等等。

因此要解决如上的问题，最佳的办法是采用软件来实现，也就是月台调度管理系统。

完善的月台调度管理系统可以帮助人工实现如下基本功能（与仓储物流自动化系统相关部分）：

• 入场离场登记

通过RFID或者车辆智能识别系统将进场和离场的车辆信息进行自动登记并存入数据库，便于后续对车辆管理和统筹调度。

• 车位分配管理

入场的车辆会被系统指定到合理的停车位置处，卡车司机跟随停车指令将本车停到指定位置处

• 任务统筹管理

系统对多个车辆、装货和卸货等业务根据当前的车位资源、月台资源、园区资源、厂内资源等等综合对车辆进行调配装车或者卸车作业。

• 月台管理

系统根据月台情况、当前后续排队的车辆情况和待办业务情况，指定合适的月台作为下个装卸货工作台，并同时通知厂内的出入库资源及时响应

• 作业通知

系统自动将要发生的作业提示给卡车司机，月台负责人，厂内工作员，多方协同为月台作业进行同步匹配。

• 其它

二、自动卸载收货系统

卡车停靠到月台后，接下来需要设施将卡车内的货物卸载到月台并进入到厂内。卡车轿厢内的货物通常是由人工摆放的，因此摆放位置和方式难以固定，如果每次来的物料单元多变不规则，则通过自动化的卸货方式显得更加难以实现。综合多方面的原因，卡车停靠后的自动收货过程很难全方面的应用。

如果卡车来料每次相对固定，卡车也形成标准化运作，则实现自动化的过程较为现实。

与我们讨论库内的作业类似，此处我们将接收时的物料按照托盘类和料箱类两种情形分别探讨。

1.料箱类

为有效是运输的货物最大化，料箱类在卡车车厢内必定是紧密堆叠码放在一起的。因此需要在卸货时需要将料箱一一拆分并转运到厂内。

首先我们可以从纯人工的作业流程来看看，对料箱的卸载收货是如何完成的。

1. 人工进入卡车车厢
2. 人用肉眼判断先从那个料箱下手
3. 将其从堆垛中抱下来
4. 人将料箱从车厢内搬运入厂
5. 再次进去车厢
6. 如此反复
7. 直到车厢清空

拆解上边的几个步骤，我们可以采用一定的技术手段使自动化代替人工完成，每个步骤替代方式如下：

1. 自动搬运或输送设备
2. 智能视觉识别和物料定位
3. 类机械手拆垛机构
4. 自动搬运或输送设备
5. 自动搬运或输送设备
6. Null
7. 智能视觉识别或业务逻辑数据对比

其中步骤1,4,5比较容易实现，即使用自动化搬运设备替代人工将物料从卡车车厢内搬运到厂内。由于车内的搬运距离随着货物的卸载会变长，也为了节省人工步骤3放置物料的行走距离，比较理想的解决方案是采用可伸缩皮带机。人工将卡车里的货物拆下随手放到身边的皮带上即可，皮带自动将物料输送到另一端供下游处理：厂内缓存或者入库环节。

若将人工步骤3进一步简化，减少人工抱的动作，则可以配套可移动的助力机械，帮助人工轻松将料箱从车厢抱到伸缩皮带上。

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继续将人工步骤进一步机械化，可以配置专用抓取机械手，人工通过肉眼定位和人工电子化操作，使机械手直接抓取料箱到伸缩皮带上完成收货。

为更进一步提高卸货效率，在上边的基础上，对某些标准物料，通过一定的特殊的夹具机构，可以批量将物料从卡车直接搬运到伸缩皮带上，输送机本身足够应付多个物料同时搬运的效率。

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以上的步骤对于物料位置的识别都是通过人的肉眼完成的，如果机械手能自动定位每个要抓取的料箱的位置，则可以实现车厢内全自动卸货收货。

比较容易实现如上的过程要求卡车内的货物标准统一，货物码放标准统一，卡车停靠后位置标准统一，机械手可移动。

比如Bastia公司的自动装卸系统，将机械手和皮带输送机巧妙的整合到一起，可以将卡车车厢内的整齐摆放的料箱一一拽取并直接输送到下游。

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如果料箱尺寸不统一，并且在车厢内码放不规则，即需要步骤2配备智能视觉识别系统，车厢内的物料单元被识别后并告知机械手，机械手将物料抓取到输送机上并被传输到下游。

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为提高卸货效率，机械手采用特殊夹具批量抓取货物，比如Honeywell公司设计的批量自动收货系统就是如此的。采用宽范围的吸盘组，经视觉扫描后，将多个料箱同时吸附到输送皮带上，在很短的时间内即可完成卸载。

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2.托盘类

如果在月台接收的卡车货位内含的是托盘类的物料，则意味着要将比较重的物料从车厢内搬运出来到厂内，通常需要使用叉车类设施将托盘从车厢内搬运出来。

托盘类物料单元在厂内的自动化搬运非常常见，最主要有两种方式，一种是输送机连续搬运，一种是离散式搬运（叉车类）。若在月台实现自动化的卸货收货过程，也可以参考如上的两种方式。

01. 输送机式自动收货

我们可以将卡车的车厢作为上游设备，厂内接驳收货的设施作为下游设备，对于托盘类的物料最简单的上下游输送方式即为上下游都为托盘输送机。

因此，在车厢内配置好输送机就可以与厂内的月台处的输送机进行对接。

由于卡车是非工业设备，同时又非厂内固定设施，因此此处的上下游的接驳对接是个难题。

首先输送机通常需要工业380V的三相电，因此需要卡车能方便的从月台的电源取电，用来驱动输送机。

同时也要保证上下游的输送机在物理位置上能对齐，这就要求对卡车在停靠时有导向类的设施以保证卡车停靠时能每次能在同一位置处。

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由于车厢内需要配置有输送机，因此需要对卡车进行改造，将输送机相关的机械和电气装置安装在车厢内。在厂内，也有托盘不通过输送机，而是通过下游单方面的动作来达到搬运托盘的目的，比如堆垛机将托盘从货架上进行存储时，货架本身不做任何动作输出，主要靠堆垛机的货叉动作将托盘叉取。鉴戒同样的原理，在于车厢接驳时，也可以在月台部分安装类似于货叉的装置将托盘从卡车里“叉取”出来。

这样可以免去对车厢内太多的改造和动力要求。不过由于接驳的需要，仍旧需要卡车每次停靠定位时要准确统一。

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02. 离散式自动收货

对于托盘类的卡车卸载收货，最常见的场景的就是人工利用叉车，将托盘从车厢里用叉车搬运到厂内，属于离散式的自动收货。

采用自动化的方式，将叉车变为自动方式，很自然的就可以考虑采用叉车AGV的方式。

厂内常规的叉车AGV是通过系统地图中指定的托盘位置处去叉取托盘，叉车AGV本身不主动动态的寻找托盘的准确位置，因此一方面需要卡车停靠时位置固定统一，车厢内的托盘摆放位置也要固定统一。

由于卡车是非固定的资源设施，因此在车厢内的导航标志设置只能是粗略性的参考，AGV在从厂内进入到车厢内的导航需要特殊的处理，可以放大定位冗余或者采用复合导航或者其他的方式。

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三、收货下游

外部物料经由卡车停靠在月台后，经过手动或者自动的方式将外部物料搬运到厂内后，随即开始在厂内（仓储物流中心）的所有业务环节。

1.存放形式改变

由于物料是从外部输入的，首先可能遇到的问题是存放形式与厂内的后续业务不匹配，因此需要对收货的物料进行存放形态的改变。

前文讲述到的，通常收货的物料单元主要为托盘类和料箱类，则为与厂内的业务形式匹配可能就需要进行拆托盘或者将料箱码垛到托盘上。

01. 料箱到托盘

收到的料箱货物经卸载进入厂内需要进行存储，如果仓库是托盘货架，则需要将料箱码垛到托盘上才能进行收货存储。

如果收到的卡车内的料箱属于同种物料，可以经由自动码垛设备如自动机械手直接进行码垛。

对于自动码垛环节：

上游1：输送料箱的皮带输送机或者直接轿厢

上游2：待码垛的空托盘

下游：码垛好后的满托盘

示例：

如果收到的卡车内的料箱有多品类，而库内存放的托盘是要严格按照品类存放的，则需要对收到的料箱进行分类码垛。分类时通过扫描信息介质才区分物料的品类，比如条码、二维码、RFID信息等等。

对于自动码垛环节：

上游1：输送料箱的皮带输送机（或直接分流）或者直接轿厢

上游2：待码垛的空托盘

下游1：品类1的托盘

下游2：品类2的托盘

下游n：品类2的托盘

示例：

参考视频如下（长按二维码并点击“识别图中二维码”）：

02. 托盘到料箱

若从卡车上卸载的物料是以托盘为单位，而后续要存储时需要进入料箱仓库，则此时需要将托盘上的料箱进行拆垛，拆垛可以有自动化机械手类实现。

对于自动码垛环节：

上游：从月台接收到的整托盘料箱，可以由输送机输送承接

下游1：拆垛后剩下的空托盘收集线

下游2：拆垛后的接收料箱的输送线

示例：

2.物料信息采集

在月台完成物料的卸货和收货后，物料开始算作厂内物料的一部分了。收货的过程是物料的物理上的起源和信息上的起源，因此需要对收货后的物料进行信息采集。

对于信息自动化采集，最常见的是由人工采用条码扫描枪对来料的条码号进行扫描，并将条码号及其对应的物料信息录入到软件系统中。

若采用自动化收货系统后，物料被置于搬运设备上，在搬运设备上部署相应的传感器可以快速高效的获取来料的多维信息，信息包括物料尺寸、重量、介质号（条码号、RFID等）

为了便于空间利用和物料的信息化管理，收货后有些场景需要对物料进行尺寸采集，可以部署外形扫描传感器获取物料的基本空间尺寸，比如收货后的输送机上部署体积测量系统。

如料箱类尺寸扫描：

如托盘类尺寸扫描：

货物的重量也是一项重要的参数指标，可以部署称重传感器到收货下游的设备单元中，如在输送机上安装称重传感器，可以在线获取物料的重量。

不同的物料可能体积或者重量相同，不便于标识和检索不同的物料，因此通常采用条码或者RIFD等作为物料单元的标识，只需要不同的物料贴附不同的标签就可以做到各自的唯一身份标识。在收货后进入厂内的物料单元的信息采集中，条码或者RFID采集是第一步。

条码采集是基于光学技术来完成对数据的读取和收集的，常见的有激光扫描和视觉扫描。如在收货下游输送机上安装条码扫描仪，就可获取通过的物料单元的条码号。其中激光扫描适合单个条码扫描，视觉扫描可以在一定视觉范围内获取多个条码号。

如果物料单元上条码很多，且需要快速批量读取，可以采用扫描仪移动扫描的方式进行。比如京东采用的“竖亥”采集系统。

若收货物料上采用的是RFID标签，则可以通过部署多个天线在一定范围内实现单个或者批量读取。

如果从外部带来的物料没有条码或者RFID之类的标识，可以采用两种方式处理：一种是将物料放置于有条码（或RFID）的容器中，通过软件将物料信息和容器的条码进行绑定，相当于间接赋予了物料条码号。另外一种可以通过自动化标签贴附系统，将临时生成的唯一标识标签贴附到物料单元上。

以上提及的物料单元经过自动化采集后信息都可以绑定到条码这样的唯一标识上，通过条码就可以反向追溯到所有收货时采集到的物料信息。

另外，在有些特殊的应用场合下，需要将物料的重量、外形尺寸和条码一次性扫描，也可以将上述的多种传感器集成到一起来实现，如：

四、总结

物料从外部的卡车经卸载后进入厂内，是这些物料单元在厂内被搬运和存储的业务起点。本次讨论了现有的自动化技术在卸货收货这一环节的实际应用。由于卡车是非厂内的设施，因此有很多的不确定因素，因此自动化卸货收货还未有非常大规模的应用。而收货后的信息采集是不论人工还是自动化系统都是需要做的必经步骤，是对物料信息管理和后续厂内物流开展的起点。