052|月臺自動化：自動解除安裝收貨系統
不論是工廠還是獨立的倉儲物流中心，外部物料的輸入是整個內部倉儲物流業務的起點。外部物料的輸入這一業務通常的場景是：貨車抵達對應的卸貨月臺，貨車車廂開啟，人工進入車廂將貨物解除安裝，之後用各種廠內物流資源將物料進行暫存或者入庫。
現代化生產過程中，每個環節都需要提高效率，工廠的收貨過程，也是如此。如果如何透過先進的技術手段和自動化技術來提高物料單元的解除安裝收貨過程，是我們這次探討的內容。
一、月臺排程系統
對於大型生產企業或者配送中心而言，每天有大量的外部物料要進入，同時也有大量的成品或者訂單物料要離開，因此在月臺外部的停車區域會有大量的卡車進出。
在某個時刻，進入需要卸貨卡車有m輛，同時需要n輛卡車將訂單物料運走，而此時月臺有p個，這樣的情境下，可能會遇到如下的問題：
某個月臺當前該用來收貨或者發貨？
某個月臺該叫哪輛車來收發貨？
某個卡車剛進入停車區時應該停在那個車位？
某個卡車應該什麼時候去月臺？該去哪個月臺？
如果m、n和p數量比較多時，透過人工的方式來對上邊的幾個問題進行最優決策是很難的，人工只能透過經驗或者區域性的視野來進行業務的決策安排，但效果肯定是對月臺資料利用不充分，車輛並行混亂，車輛等待時間過程等等。
因此要解決如上的問題，最佳的辦法是採用軟體來實現，也就是月臺排程管理系統。
完善的月臺排程管理系統可以幫助人工實現如下基本功能（與倉儲物流自動化系統相關部分）：
入場離場登記
透過RFID或者車輛智慧識別系統將進場和離場的車輛資訊進行自動登記並存入資料庫，便於後續對車輛管理和統籌排程。
車位分配管理
入場的車輛會被系統指定到合理的停車位置處，卡車司機跟隨停車指令將本車停到指定位置處
任務統籌管理
系統對多個車輛、裝貨和卸貨等業務根據當前的車位資源、月臺資源、園區資源、廠內資源等等綜合對車輛進行調配裝車或者卸車作業。
月臺管理
系統根據月臺情況、當前後續排隊的車輛情況和待辦業務情況，指定合適的月臺作為下個裝卸貨工作臺，並同時通知廠內的出入庫資源及時響應
作業通知
系統自動將要發生的作業提示給卡車司機，月臺負責人，廠內工作員，多方協同為月臺作業進行同步匹配。
其它
二、自動解除安裝收貨系統
卡車停靠到月臺後，接下來需要設施將卡車內的貨物解除安裝到月臺並進入到廠內。卡車轎廂內的貨物通常是由人工擺放的，因此擺放位置和方式難以固定，如果每次來的物料單元多變不規則，則透過自動化的卸貨方式顯得更加難以實現。綜合多方面的原因，卡車停靠後的自動收貨過程很難全方面的應用。
如果卡車來料每次相對固定，卡車也形成標準化運作，則實現自動化的過程較為現實。
與我們討論庫內的作業類似，此處我們將接收時的物料按照托盤類和料箱類兩種情形分別探討。
1。料箱類
為有效是運輸的貨物最大化，料箱類在卡車車廂內必定是緊密堆疊碼放在一起的。因此需要在卸貨時需要將料箱一一拆分並轉運到廠內。
首先我們可以從純人工的作業流程來看看，對料箱的解除安裝收貨是如何完成的。
人工進入卡車車廂
人用肉眼判斷先從那個料箱下手
將其從堆垛中抱下來
人將料箱從車廂內搬運入廠
再次進去車廂
如此反覆
直到車廂清空
拆解上邊的幾個步驟，我們可以採用一定的技術手段使自動化代替人工完成，每個步驟替代方式如下：
自動搬運或輸送裝置
智慧視覺識別和物料定位
類機械手拆垛機構
自動搬運或輸送裝置
自動搬運或輸送裝置
Null
智慧視覺識別或業務邏輯資料對比
其中步驟1，4，5比較容易實現，即使用自動化搬運裝置替代人工將物料從卡車車廂內搬運到廠內。由於車內的搬運距離隨著貨物的解除安裝會變長，也為了節省人工步驟3放置物料的行走距離，比較理想的解決方案是採用可伸縮皮帶機。人工將卡車裡的貨物拆下隨手放到身邊的皮帶上即可，皮帶自動將物料輸送到另一端供下游處理：廠內快取或者入庫環節。
若將人工步驟3進一步簡化，減少人工抱的動作，則可以配套可移動的助力機械，幫助人工輕鬆將料箱從車廂抱到伸縮皮帶上。
參考影片如下：
半自動收貨：助力機械和伸縮皮帶
https：//www。zhihu。com/video/1243098633672880128
繼續將人工步驟進一步機械化，可以配置專用抓取機械手，人工透過肉眼定位和人工電子化操作，使機械手直接抓取料箱到伸縮皮帶上完成收貨。
為更進一步提高卸貨效率，在上邊的基礎上，對某些標準物料，透過一定的特殊的夾具機構，可以批次將物料從卡車直接搬運到伸縮皮帶上，輸送機本身足夠應付多個物料同時搬運的效率。
參考影片如下：
半自動收貨：批次料箱收貨
https：//www。zhihu。com/video/1243098775570690048
以上的步驟對於物料位置的識別都是透過人的肉眼完成的，如果機械手能自動定位每個要抓取的料箱的位置，則可以實現車廂內全自動卸貨收貨。
比較容易實現如上的過程要求卡車內的貨物標準統一，貨物碼放標準統一，卡車停靠後位置標準統一，機械手可移動。
比如Bastia公司的自動裝卸系統，將機械手和皮帶輸送機巧妙的整合到一起，可以將卡車車廂內的整齊擺放的料箱一一拽取並直接輸送到下游。
參考影片如下：
全自動標準料箱自動收貨系統
https：//www。zhihu。com/video/1243098919129006080
如果料箱尺寸不統一，並且在車廂內碼放不規則，即需要步驟2配備智慧視覺識別系統，車廂內的物料單元被識別後並告知機械手，機械手將物料抓取到輸送機上並被傳輸到下游。
參考影片如下：
全自動機械手自動識別料箱卸貨
https：//www。zhihu。com/video/1243099519824502784
為提高卸貨效率，機械手採用特殊夾具批次抓取貨物，比如Honeywell公司設計的批次自動收貨系統就是如此的。採用寬範圍的吸盤組，經視覺掃描後，將多個料箱同時吸附到輸送皮帶上，在很短的時間內即可完成解除安裝。
參考影片如下：
批次料箱全自動卸貨收貨系統
https：//www。zhihu。com/video/1243099860494278656
2。托盤類
如果在月臺接收的卡車貨位內含的是托盤類的物料，則意味著要將比較重的物料從車廂內搬運出來到廠內，通常需要使用叉車類設施將托盤從車廂內搬運出來。
托盤類物料單元在廠內的自動化搬運非常常見，最主要有兩種方式，一種是輸送機連續搬運，一種是離散式搬運（叉車類）。若在月臺實現自動化的卸貨收貨過程，也可以參考如上的兩種方式。
01. 輸送機式自動收貨
我們可以將卡車的車廂作為上游裝置，廠內接駁收貨的設施作為下游裝置，對於托盤類的物料最簡單的上下游輸送方式即為上下游都為托盤輸送機。
因此，在車廂內配置好輸送機就可以與廠內的月臺處的輸送機進行對接。
由於卡車是非工業裝置，同時又非廠內固定設施，因此此處的上下游的接駁對接是個難題。
首先輸送機通常需要工業380V的三相電，因此需要卡車能方便的從月臺的電源取電，用來驅動輸送機。
同時也要保證上下游的輸送機在物理位置上能對齊，這就要求對卡車在停靠時有導向類的設施以保證卡車停靠時能每次能在同一位置處。
參考影片如下：
整托盤自動化解除安裝收貨系統-鏈條
https：//www。zhihu。com/video/1243100463128043520
由於車廂內需要配置有輸送機，因此需要對卡車進行改造，將輸送機相關的機械和電氣裝置安裝在車廂內。在廠內，也有托盤不透過輸送機，而是透過下游單方面的動作來達到搬運托盤的目的，比如堆垛機將托盤從貨架上進行儲存時，貨架本身不做任何動作輸出，主要靠堆垛機的貨叉動作將托盤叉取。鑑戒同樣的原理，在於車廂接駁時，也可以在月臺部分安裝類似於貨叉的裝置將托盤從卡車裡“叉取”出來。
這樣可以免去對車廂內太多的改造和動力要求。不過由於接駁的需要，仍舊需要卡車每次停靠定位時要準確統一。
參考影片如下：
整托盤自動化解除安裝收貨系統-貨叉
https：//www。zhihu。com/video/1243100694782722048
02. 離散式自動收貨
對於托盤類的卡車解除安裝收貨，最常見的場景的就是人工利用叉車，將托盤從車廂裡用叉車搬運到廠內，屬於離散式的自動收貨。
採用自動化的方式，將叉車變為自動方式，很自然的就可以考慮採用叉車AGV的方式。
廠內常規的叉車AGV是透過系統地圖中指定的托盤位置處去叉取托盤，叉車AGV本身不主動動態的尋找托盤的準確位置，因此一方面需要卡車停靠時位置固定統一，車廂內的托盤擺放位置也要固定統一。
由於卡車是非固定的資源設施，因此在車廂內的導航標誌設定只能是粗略性的參考，AGV在從廠內進入到車廂內的導航需要特殊的處理，可以放大定位冗餘或者採用複合導航或者其他的方式。
參考影片如下：
AGV自動解除安裝收貨系統
https：//www。zhihu。com/video/1243100885909270528
三、收貨下游
外部物料經由卡車停靠在月臺後，經過手動或者自動的方式將外部物料搬運到廠內後，隨即開始在廠內（倉儲物流中心）的所有業務環節。
1.存放形式改變
由於物料是從外部輸入的，首先可能遇到的問題是存放形式與廠內的後續業務不匹配，因此需要對收貨的物料進行存放形態的改變。
前文講述到的，通常收貨的物料單元主要為托盤類和料箱類，則為與廠內的業務形式匹配可能就需要進行拆托盤或者將料箱碼垛到托盤上。
01. 料箱到托盤
收到的料箱貨物經解除安裝進入廠內需要進行儲存，如果倉庫是托盤貨架，則需要將料箱碼垛到托盤上才能進行收貨儲存。
如果收到的卡車內的料箱屬於同種物料，可以經由自動碼垛裝置如自動機械手直接進行碼垛。
對於自動碼垛環節：
上游1：輸送料箱的皮帶輸送機或者直接轎廂
上游2：待碼垛的空托盤
下游：碼垛好後的滿托盤
示例：
如果收到的卡車內的料箱有多品類，而庫記憶體放的托盤是要嚴格按照品類存放的，則需要對收到的料箱進行分類碼垛。分類時透過掃描資訊介質才區分物料的品類，比如條碼、二維碼、RFID資訊等等。
對於自動碼垛環節：
上游1：輸送料箱的皮帶輸送機（或直接分流）或者直接轎廂
上游2：待碼垛的空托盤
下游1：品類1的托盤
下游2：品類2的托盤
下游n：品類2的托盤
示例：
參考影片如下：
收貨下游自動化分類碼垛
https：//www。zhihu。com/video/1243101069791903744
02. 托盤到料箱
若從卡車上解除安裝的物料是以托盤為單位，而後續要儲存時需要進入料箱倉庫，則此時需要將托盤上的料箱進行拆垛，拆垛可以有自動化機械手類實現。
對於自動碼垛環節：
上游：從月臺接收到的整托盤料箱，可以由輸送機輸送承接
下游1：拆垛後剩下的空托盤收集線
下游2：拆垛後的接收料箱的輸送線
示例：
2.物料資訊採集
在月臺完成物料的卸貨和收貨後，物料開始算作廠內物料的一部分了。收貨的過程是物料的物理上的起源和資訊上的起源，因此需要對收貨後的物料進行資訊採集。
對於資訊自動化採集，最常見的是由人工採用條碼掃描槍對來料的條碼號進行掃描，並將條碼號及其對應的物料資訊錄入到軟體系統中。
若採用自動化收貨系統後，物料被置於搬運裝置上，在搬運裝置上部署相應的感測器可以快速高效的獲取來料的多維資訊，資訊包括物料尺寸、重量、介質號（條碼號、RFID等）
為了便於空間利用和物料的資訊化管理，收貨後有些場景需要對物料進行尺寸採集，可以部署外形掃描感測器獲取物料的基本空間尺寸，比如收貨後的輸送機上部署體積測量系統。
如料箱類尺寸掃描：
如托盤類尺寸掃描：
貨物的重量也是一項重要的引數指標，可以部署稱重感測器到收貨下游的裝置單元中，如在輸送機上安裝稱重感測器，可以線上獲取物料的重量。
不同的物料可能體積或者重量相同，不便於標識和檢索不同的物料，因此通常採用條碼或者RIFD等作為物料單元的標識，只需要不同的物料貼附不同的標籤就可以做到各自的唯一身份標識。在收貨後進入廠內的物料單元的資訊採集中，條碼或者RFID採集是第一步。
條碼採集是基於光學技術來完成對資料的讀取和收集的，常見的有鐳射掃描和視覺掃描。如在收貨下游輸送機上安裝條碼掃描器，就可獲取透過的物料單元的條碼號。其中鐳射掃描適合單個條碼掃描，視覺掃描可以在一定視覺範圍內獲取多個條碼號。
如果物料單元上條碼很多，且需要快速批次讀取，可以採用掃描器移動掃描的方式進行。比如京東採用的“豎亥”採集系統。
若收貨物料上採用的是RFID標籤，則可以透過部署多個天線在一定範圍內實現單個或者批次讀取。
如果從外部帶來的物料沒有條碼或者RFID之類的標識，可以採用兩種方式處理：一種是將物料放置於有條碼（或RFID）的容器中，透過軟體將物料資訊和容器的條碼進行繫結，相當於間接賦予了物料條碼號。另外一種可以透過自動化標籤貼附系統，將臨時生成的唯一標識標籤貼附到物料單元上。
以上提及的物料單元經過自動化採集後資訊都可以繫結到條碼這樣的唯一標識上，透過條碼就可以反向追溯到所有收貨時採集到的物料資訊。
另外，在有些特殊的應用場合下，需要將物料的重量、外形尺寸和條碼一次性掃描，也可以將上述的感測器整合到一起來實現，如
四、總結
物料從外部的卡車經解除安裝後進入廠內，是這些物料單元在廠內被搬運和儲存的業務起點。本次討論了現有的自動化技術在卸貨收貨這一環節的實際應用。由於卡車是非廠內的設施，因此有很多的不確定因素，因此自動化卸貨收貨還未有非常大規模的應用。而收貨後的資訊採集是不論人工還是自動化系統都是需要做的必經步驟，是對物料資訊管理和後續廠內物流開展的起點。
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