从【 “中国物流产品网,56products.com”】 “烟草物流概述及发展环境分析”(2013-3-19)、“中国烟草物流发展现状及市场竞争分析”(2013-3-26)、“中国烟草物流系统市场需求预测”(2013-3-29),以及相关报道、评论等可知,当前正是烟草物流更新换代、提高水平和构筑成熟物联网的发展机遇期,而专利《货物分拣分装设备》(ZL 2012 2 0273831.2)特别适用于当前的烟草商业物流的发展。
在烟草商业物流配送中心,需要根据配送范围内的各个零售客户的每个订货单的不同要求,将烟厂生产包装的件烟箱进行拆箱,然后按条烟分拣、计数、分装,以便按每个订货单要求,及时配送到各个零售客户。每天配送货物的不同品牌规格及其数量,是由市场决定的,是随机的。根据统计得出:一部分品牌规格货物的每日配送量较大,而另一部分品牌规格货物的每日配送量较小,有一小部分品牌规格货物的每日配送量更小甚至极小。因此目前在各种分拣分装方法及设备中存在如下问题没解决好:
a) 货物先按订货单要求顺序分拣然后在一个工位分装(装筐/箱或裹塑),即使分拣速度很高,但分拣分装综合效率还是较低,因此对于一个物流配送中心,必然是多条线分行。
b) 对于配送量大小不同的各个品牌规格货物,采用几种方法及设备分开设置几条线,来完成总的分拣分装任务。如果某一订货单是由几条线来完成分拣分装任务,则要进行“合并订货单”处理,既麻烦又易出错。
c) ZL 2008 1 0057869.4“货物分拣分装设备及其方法”和ZL 2008 2 0078974.1“货物分拣分装设备”,虽然可将分拣分装工序合并进行,但ZL 2008 1 0057869.4 只能实现平装筐/箱,ZL 2008 2 0078974.1 虽然能实现立装筐/箱,但是需先平装筐/箱,然后倒出货物再进行立装筐/箱,工序多,设备结构较复杂。
d) 若全部采用可重复使用的筐/箱,有利于环保和降低包装成本,但市场是随机的,按订货单分装,每个订货单所对应的筐/箱不可能总是装满的,这降低了配送车辆的载货运输效率;若采用“合并订单分装”,则送达零售客户时还需人工分拣分送,既麻烦也容易出错。
e) 若全部采用裹塑分装时,虽然裹塑的货物数量可多可少,可充分利用配送车辆的装货容积,提高配送车辆的载货运输效率,但塑膜消耗多,既加大包装成本又不利于环保。
f) 没有从货物的分拣分装工序开始全面考虑物联网的构筑。
针对上述情况,ZL 2012 2 0273831.2《货物分拣分装设备》(以下简称“本发明”)在于提供[FS:PAGE]一种货物分拣分装设备,可将分拣分装工序合并,即:系统设定的每一个分装单元的货物(每个筐/箱货物或每个裹塑货物),原来先顺序分拣然后在一个工位进行连续分层分装,完成一个分装单元的货物后,再完成下一个分装单元的货物,现分解为:按系统设定,一个分装单元的货物在器具输送装置上的若干配货工位顺序进行分拣和分层配货分装,且若干单元货物的分拣和分层配货分装,可在该若干配货工位前后同时进行,前后工位的分拣和分层配货分装时间重叠,提高效率,因此该发明可在一条线上快速完成配送量大小不同的各品牌规格货物的分拣分装任务和不同的分装方式。还可多条线首尾串联,同时运行,且凹型垛架可在线前后共用,循环运行,省时省力,占地面积小,并可构筑成熟物联网。
本发明的货物分拣分装设备包括:(见本发明图1、图5)
器具1,为用于容纳货物的容器,每个器具1上安装货物信息卡;
器具输送装置2,用于传送器具1,器具输送装置2上设有器具停止位置,一些器具停止位置旁设置用于读写货物信息卡信息的读写装置;
货物配给装置3,设置于器具输送装置2的一部分器具停止位置的一侧,一个或几个货物配给装置3还可与一组货物分拣装置4或/和5相连;
垛物传送装置6,设置于器具输送装置2的另一部分器具停止位置的一侧;
电控系统(未示出),包括可编程控制器 PLC,····
计算机系统(未示出),····
根据某一客户的具体要求,本发明
还可包括裹塑或/和装袋或/和立装B筐/箱(不采用A型、D型筐/箱时)的人工操作台、B筐/箱、塑膜或/和包装袋;
或者,还可包括垛物立装C型筐/箱装置7(不采用A型、D型筐/箱时)、C型筐/箱8(见本发明图2、图6);
或者,还可包括垛物裹塑装置9、塑膜或/和包装袋(见本发明图3、图7);
或者,还可包括垛物立装C型筐/箱装置7(不采用A型、D型筐/箱时)、C型筐/箱8、垛物裹塑装置9、塑膜或/和包装袋(见本发明图4、图8);
所述器具1的第一种型式为从上开口分层平装m层、每层n个货物的上开口、左右侧开口和底面、前后侧立壁面封闭的第一凹型垛架,所装货物两端面分别对应该垛架的前后侧内立壁面;或为从上开口分层平装m层、每层n个货物的上开口和底面、四侧立壁面封闭的A型筐/箱,所装货物两端面分别对应该A型筐/箱的前后侧内立壁面,在器具输送装置上传送装货时的第一凹型垛架、A型筐/箱,其上开口、筐口均朝上且从上开口、筐口装货。见本发明图1[FS:PAGE]、图2、图3、图4;
所述器具1的第二种型式为从一侧开口分层平装m层、每层n个货物的左右侧开口、上开口和底面、前后侧立壁面封闭的第二凹型垛架,所装货物的两端面分别对应该垛架的左右侧开口,在器具输送装置上传送装货时的第二凹型垛架,其上开口朝上、左右侧开口朝向左右侧且从左侧或右侧分层平装货物;或为从上开口分层立装m层、每层n个货物的上开口和底面、四侧立壁面封闭的D型筐/箱,所装货物的两端面分别对应该D型筐/箱的内底面和上开口,在器具输送装置上传送装货时的D型筐/箱,其筐口朝向左或右的同一侧且从该筐口分层平装货物。见本发明图5、图6、图7、图8;
所述器具输送装置2(图9至图14及图17至图21)包括水平滚动或移动的器具输送平面(辊筒组成的滚道输送机或多条输送带组成的带式输送机)、若干器具挡板机构(其上下升降的挡板,可阻挡或放行在器具输送平面上输送的器具1)、若干器具位置状态传感器、若干器具抬放机构、若干器具定位/助推机构、若干推器具机构,等等;并按前后顺序设置一个或几个读写信息工位、若干配货工位、若干推垛物工位、若干推卸器具工位,等等。若采用两条线首尾串联,同时运行(详见本发明的图15、图16)或多条线首尾串联(器具输送装置2为封闭的圆形或椭圆形滚道时),同时运行,则凹型垛架可在线前后共用,循环运行,省时省力,占地面积小;此种情况下,后面所述的货物配给装置3及其相连的货物分拣装置、垛物传送装置6等,宜配置在各条线的一侧。
所述货物配给装置3有两种型式:
其一适配于第一种型式器具的货物配给装置3,它包括第一低速输送机3-1、第一分层计数输送机3-2、第一分层装货机3-3(见本发明图22至图28),若干所述货物配给装置3对应设置在器具输送装置2上的各个配货工位,从开箱拆垛线上顺序传送来的同一品牌规格条烟,传送到第一低速输送机3-1上,或者,人工将同一品牌规格条烟摆放在第一低速输送机3-1上,或者,设置于第一低速输送机3-1一侧的一组货物分拣装置,按系统设定,将不同品牌规格货物顺序拨射到第一低速输送机3-1上,然后传送到达第一分层计数输送机3-2的前端,再按系统设定的对应器具1需要装入的一层货物的数量,传送到第一分层装货机3-3上,等待系统设定的器具1的到位,可按系统设定,将水平放置的一层(n个或少于n个)货物落入下方的对应配货工位上的器具1中,且按系统设定,对某一指定器具1可装入一层或几层货物或不装货物。上述过程是连续进行的,即:当[FS:PAGE]一层货物落下后,下一层货物立即从第一分层计数输送机3-2传送到达第一分层装货机3-3;同时当该配货工位上的器具1完成该工位上的分层配货任务后向下一工位传送时,则该工位的货物配给装置3立即为下一个器具1作好分层配货准备;
其二适配于第二种型式器具的配给装置3,它除包括上述的第一低速输送机3-1外,还包括第二分层计数输送机3-8、第二分层推货机3-9、第五载货输送机3-10(见本发明图29至图33),同前述一样,从开箱拆垛线上顺序传送来的或人工摆放的同一品牌规格货物,或者,由一组货物分拣装置顺序拨射的不同品牌规格货物,经第一低速输送机3-1传送到达第二分层计数输送机3-8的前端,再按系统设定的对应器具1需要装入的一层货物的数量,传送到第二分层推货机3-9的推板前方,等待系统设定的器具1的到位,可按系统设定,由位于一侧的第二分层推货机3-9的推板将水平放置的一层(n个或少于n个)货物水平推出,经另一侧的第五载货输送机3-10进入对应配货工位上的器具1中,且按系统设定,对某一指定器具1可装入一层或几层货物或不装货物。上述过程也是连续进行的,不赘述。
所述货物分拣装置分为自动分拣装置4、半自动分拣装置5,每个货物分拣装置对应一个品牌规格。一组货物分拣装置可全部由若干自动分拣装置组成,也可全部由若干半自动分拣装置组成,也可由两者组合成一组。可按系统设定,将其对应的若干品牌规格货物顺序分拣到对应的配给装置3的第一低速输送机上。详见ZL 2008 1 0057869.4“货物分拣分装设备及其方法”。这里请注意:随着中国烟草行业的发展进步,卷烟的品牌规格将逐渐减少,一组货物分拣装置中的自动分拣装置4或/和半自动分拣装置5的数量也将逐步减少。
若仅采用A型或D型筐/箱(不采用第一或第二凹型垛架)时,则不配置垛物传送装置6,按系统设定,货物直接装入A型或D型筐/箱(包括满筐和未装满筐的),然后输送卸下。
若还采用第一或第二凹型垛架或全部采用第一或第二凹型垛架时,则必须配置垛物传送装置6,并且可实现多条线首尾串联,同时运行,凹型垛架也可在线前后共用,循环运行。
所述垛物传送装置6有三种型式(见本发明图34至图51),其中的两种型式均适配于第一凹型垛架,可视现场情况选择一种;第三种型式适配于第二凹型垛架。按系统设定,它们均可将停留在器具输送装置2的对应推垛工位上的完成配货任务的对应凹型内的垛物完整推出,并完整输送到对应的立装筐/箱工位或裹塑工位或装袋工位。这里[FS:PAGE]不赘述。
若器具1既采用A型或D型筐/箱而又采用第一或第二凹型垛架时,则在每个垛物传送装置6的出货端,分别配置裹塑或装袋的人工操作台,或者分别配置裹塑装置9;按系统设定,满筐的或接近满筐的垛物直接装入A型或D型筐/箱,其余的垛物经垛物传送装置6推出、传送,由人工裹塑或装袋或裹塑后装袋;或者由裹塑装置9裹塑或裹塑后装袋。
上述的完成装货任务的A型或D型筐/箱、推出垛物后的空的凹型垛架均可输送到器具输送装置2末段卸货工位由人工卸下;凹型垛架也可在线循环共用。垛物立装B型筐/箱的人工操作台、垛物裹塑或装袋的人工操作台、垛物立装C型筐/箱装置7(图52至图54)、C型筐/箱8、垛物裹塑装置9、塑膜、包装袋,等等,这里不赘述。上述的每个第一、第二凹型垛架、A型、B型、C型、D型筐/箱身上和不装袋的裹塑垛物、包装袋身上均安装货物信息卡。
所述货物信息卡为RFID卡,或/和为NFC芯片,或/和为无线传感器结点,也可为一维码或多维码,或为生物芯片;
所述读写装置为与RFID卡对应的RFID读写器,或/和为与NFC芯片通信的NFC芯片或服务器,或/和为与无线传感器结点通信的无线传感器结点或服务器,或/和为PDA;也可为与一维或多维码或生物芯片对应的读写器;
所述配[FS:PAGE]送中心计算机系统与可编程控制器PLC、各读写装置、访销中心计算机系统连接,还可与无线通信网或/和无线传感网连接,还可与PDA相连,还可与电子锁相连;
物联网的结构形式多样,分拣分装后的货物可处于实时监控中,在配送途中的货物还可实时动态感知、可视并能进行应急突发事件处理。(在此不赘述)
综上所述,本发明的具体构成形式多样,可供不同客户选择。其中的两种情况值得注意:a) 选择全部货物均直接分装入A型或D型筐/箱时的设备配置最简单、占地面积最小;b) 选择全部货物均先分装入凹型垛架(其货物信息卡宜为RFID卡,可循环使用),然后传送推出垛架内垛物,再裹塑或装袋或裹塑后装袋或/和装筐/箱(其身上的货物信息卡与其前对应的凹型垛架身上的信息卡可相同,也可不同。例如,凹型垛架身上的信息卡为RFID卡,而后者的信息卡可为无线传感器结点,两者的信息内容可相同,也可不同,但后者的信息内容必须包括前者的信息内容),且多条线首尾串联(每条线上配置的货物配给装置3及其相连的货物分拣装置、垛物传送装置6等,宜位于该条线的一侧),同时运行,凹型垛架可在线前后共用,循环运行。这样的设备配置,既可满足客户的配送量大的要求而又最省时省力。如果配送总量小时,也可将图15、图16中的一条线改为仅输送空的凹型垛架,也可实现凹型垛架在线前后循环运行,达到最省时省力的要求。
本发明的各项关键技术已经分别经过实物试验,可满足各个客户的各种不同要求。具体实施时,应根据某一客户的配送中心的货物年配送总量大小、品牌规格的多少、每个品牌规格货物年配送量的多少、客户选定的送达零售店的货物包装方式、配送中心的场地具体情况及其他要求,来确定整线的具体构成和设置(包括分拣分装过程中选用的器具1的型式),确保顺利完成每日或每批的配送任务,并且尽可能考虑到长远发展,留有适当发展余地。在上述设定中,首先应遵循原则:1)每个配货工位对应配置的货物配给装置,对到达该配货工位上的一个器具1可装入一层或多层货物,或者不装货物;2)每个器具1可装入1至m层货物,且除最后装入的一层(也就是最上面的一层)可少于n个货物外,其余每层必须是n个货物;3)完成自动配货后的每个器具1可人工装入货物,特别是人工装入特殊包装货物。4)货物年配送总量大,则设置的配货工位多,且可设置两条线或多条线首尾串联,同时运行;器具1宜采用凹型垛架,以便在线前后共用,循环运行,省时省力,占地面积小。然后按照该[FS:PAGE]配送中心的货物年配送总量大小、品牌规格的多少、每个品牌规格货物年配送量的多少,设定配货工位的个数,设定各个配货工位上的适配于第一种型器具1或第二种型式器具1的货物配给装置3,设置各个货物配给装置3对应的一组货物分拣装置或者不设置任何货物分拣装置以及对应的配货工位在器具输送装置上的前后排列顺序位置(排列在前的配货工位所对应的货物配给装置,宜为配送量大的一个或多个品牌规格;排列在后的配货工位所对应的货物配给装置,宜为品牌规格数多而较齐全的),设置推垛物工位、对应的垛物传送装置及其末端对应的垛物分包装装置,设置推器具、卸货工位等等,不赘述,可参见ZL 2008 1 0057869.4“货物分拣分装设备及其方法”;
应尽量避免:后一配货工位的配货过程慢于前一配货工位的配货过程,推垛物工位的推垛过程慢于前面的配货工位的配货过程,卸货过程慢于前面推垛物、配货工位的工作过程;需要时,可在上述的工位之间设立暂存缓冲区段,也可设定若干推垛工位同时推垛、若干推器具工位同时推器具或同时卸货,等等。若设定每个配货工位仅配装一层货物或不配装货物且配货工位数量大于n个,而后面的推垛物、卸货等工序的速度均大于配货工序的速度时,则在一条线上的一个配货工位完成配货和传送,就可视为完成送达零售店的一件分拣包装货物;同理,若两条或三、四条线首尾串联运行,则在一个配货工位完成配货和传送,也就可视为完成送达零售店的两件或三、四件分拣包装货物。由此可知速度之快。
这里特别提醒:若是旧线进行更新改造,可充分利用原有的分拣线设备,代替本发明的分拣装置4或/和5,从而减少改造投资。对于前几名客户,若能在升级改造线上充分利用原有的分拣线设备时,那么通过更新改造前、后的效果对比,则更能显示本发明的优势和威力。
在确定某一配送中心设备配置和对应的货物品牌规格后,还应在计算机系统中设定设备配置和对应的货物品牌规格信息(通常是不变的),设定每日或每批配送方案和分拣分装方案(包括分拣分装过程)信息(随每日或每批的配送订货单的要求不同而变),可参见ZL 2008 1 0057869.4“货物分拣分装设备及其方法”。这里赘述补充如下:当某一配送中心确定其送达零售店的货物包装方式、整线设备配置和对应的货物品牌规格后,可以对确定的某日或某批配送的每个订货单,设定其分拣分装过程中所使用的器具1的型式、个数、每个器具1所装货物品牌规格及其个数、每层货物品牌规格及其个数、在线[FS:PAGE]分拣分装过程和单个垛物的最后包装方式(送达零售店的包装方式)及其容积,然后确定每个订货单的分装货物应装入车辆的对应编号信息以及各车辆的方向、路线、各车辆对应订货单货物的分装容积及各车辆装货的先后顺序等信息;对于某一车辆所对应的各个订货单,应按照“先送达的零售店的货物后装车和后送达的零售店的货物先装车”的原则,设定该车所对应的各个订货单的分拣分装的先后顺序,在上述设定的每个订货单的分拣分装过程(包括每个器具1的运行过程和送达每个零售店的每个分包装货物从线上卸下、装车,等等)中,还应设定A型或D型筐/箱身上的信息卡的信息或/和第一或第二凹型垛架身上的货物信息卡的信息和所对应的送达零售店货物的包装物(筐/箱或/和不装袋的裹塑或包装袋或裹塑后装入的包装袋)身上的信息卡的信息;上述垛架和对应的包装垛物两者身上的信息卡的种类可相同也可不同,例如,前者可为RFID卡,而后者可为无线传感器结点;两者对应的信息卡上的信息内容可相同也可不同,但后者信息卡上的信息内容应包括前者信息卡上的信息内容;等等。
整线启动后,按系统设定,在各个配货工位上的各个配给装置及对应的各个分拣装置先将货物顺序分拣传送到位,等待各个器具1的到来,然后从器具输送装置2的前端输入一个个顺序排列的器具1并一个个分开传送,详见本发明的说明书中的工作过程。现以货物信息卡为RFID卡为例简述如下:到达读写信息工位的器具1被该工位的抬起的挡板挡住和对应的传感器感知,该工位旁对应的读写装置对该器具1的货物信息卡进行辨认判断和写入系统为其设定的新的信息(通常是删去原信息,写入新的信息。特殊需要时,前后若干原信息也可保留一段时间,例如一天,以利于后续出现事故时的排查),然后一个个顺序排列向配货工位前行。最前面的一个器具1到达第一个配货工位被该工位抬起的挡板挡住和对应的传感器感知,并被该工位旁对应的读写装置识别判定,于是该工位对应的货物配给装置3向该器具1装入系统设定的一层或多层货物或不装货物(对应于第一种型式器具1的配给装置3从上开口分层平装货物,而对应于第二种型式器具1的配给装置3从一侧开口分层平装货物),该配给装置3所装货物可为同一个品牌规格货物(不配置一组货物分拣装置时),也可为多个品牌规格货物(必须对应配置一组货物分拣装置),由系统设定。然后,该工位的挡板立即落下,最前面的一个器具1被传送到达下一个配货工位,同前述一样配货。当某一个配货工位上的传[FS:PAGE]感器判定该工位的器具1离开该工位后,则上一工位上的器具1才能且立即向下一工位传送、配货。【请注意:当某一配货工位上对应的配给装置3(及其对应的一组分拣装置)完成前一个器具1的配货任务后,则按系统设定,立即将后一个器具1的所配货物提前传送到位,而当后一个器具1到达该配货工位时则立即配货;因此可以看出:器具1在一个配货工位配货然后传送到下一个配货工位过程的时间,与其对应的配给装置3及其一组分拣装置的备货时间是重叠的,而且器具1在以后的各个配货工位、各个推垛工位及其他的运行时间,也与后来的一系列器具1的传送装货时间重叠;若器具输送装置3采用器具定位/助推机构,则更提高运行速度】,如此,按系统设定,一个个器具1顺序传送并完成其配货任务。完成配货的器具1,顺序传送,然后推垛物、垛物包装,等等,这里不赘述了。
本发明的优点是:将分拣工序与分装工序有效的合并在一起进行,品牌规格数量不同、配送量大小不同的分拣分装任务可以在一条线上完成,还可以将两条线或多条线首尾串联同时运行,而凹型垛架可在线前后共用,循环运行(若将图15、图16中两条首尾串联的分拣分装线中的任意一条线改为仅输送凹型垛架的线,则也可实现凹型垛架在线循环运行,见前述),省时省力,占地面积小;并且客户旧线升级改造时,视具体情况,可利用原有的货物分拣装置与本发明的货物配给装置相结合,以减少升级改造投资;本发明的送达零售店的货物包装方式可为:1)全部平装筐/箱;或者,2)满筐/箱和接近满筐/箱的货物平装筐/箱,其余的裹塑或装袋或裹塑后装袋;或者,3)全部立装筐/箱;或者,4)全部裹塑或装袋或裹塑后装袋;或者,5)满筐/箱和接近满筐/箱的货物立装筐/箱,其余的裹塑或装袋或裹塑后装袋。由用户选择。用户可根据货物年配送总量的大小、货物品牌规格数量的多少、各个品牌规格货物年配送量的大小及场地具体情况来选择确定自己适用的设备配置及其分拣分装方式。本发明具有分拣分装速度快、运行成本低和选择不同分装方式的优点,适用于各种不同配送要求和规模的货物配送中心,还可构筑“全面感知、互联互通和智能控制处理”的成熟物联网。本发明的推广应用,必将提升烟草行业的物流水平。(作者:姜广峻 手机:13601395833)
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