快递自动化分拣系统的开发

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目录

1研究背景 (3)

1.1研究背景 (3)

1.2研究意义 (3)

2文献综述 (4)

2.1快递自动化分拣系统国内外的发展状况 (4)

2.2快递自动化分拣系统的发展方向 (5)

3研究目标 (5)

4研究内容 (5)

5技术路线 (6)

5.1系统总体解决方案 (6)

5.2硬件系统设计 (7)

6预期的研究成果及课题的创新点 (7)

6.1预期的研究成果 (7)

6.2课题的创新点 (7)

7进度安排 (7)

8参考文献 ............................... 错误!未定义书签。

快递自动化分拣系统的开发

摘要：随着多品种少批量社会需求模式的推进，商品的流通速度迅猛提高，流通方式却是越来越复杂。因此，在人工成本不断高涨的环境下，需要引入适当的机械化分拣系统，以减少作业错误的发生，提高商品流通作业率，最终实现JIT（JUST IN TIME)配送。

本文将快速图像识别技术和快递自动化分拣装置相结合，研究基于自动化分拣系统的开发，介绍了一种应用DSP 技术、视频捕获技术，结合FPGA 逻辑控制、USB 通讯等多项技术，能够准确、快速识别物流系统商品大小、位置等信息的检测装置，可以有效解决自动分拣系统对复杂商品识别的难题。同时设计出相应的分拣装置，从而快速准确完成物流行业自动化分拣。

关键词：机械化分拣，图像识别，分拣装置

1研究背景

1.1研究背景

物流就是将物品从供应地往接收地传送的流动过程。根据现实需要，将储存、运输、搬运、装卸、流通加工、包装、信息处理、配送等基本功能的实施有机结合起来。它根据物品的种类、质量和数量，在最适当的时刻，以最低成本将其送到正确地点，并且准时完成物品信息的修改和传输及回收输送工具的全过程。

随着消费与生产在空间和时间上的分离不断扩大，为了保障企业生产和社会经济活动顺利进行，并且能取得好的经济效益;物流作为“需”、“供”之间桥梁，已发展成为了一门综合性的学科。物流学理论基础是多学科综合，并融合了社会科学与自然科学，它既是经济科学又是技术科学;同时，它还与其它学科有密切的联系，如自动控制、计算机科学等。物流学研究对象一般是复杂的、多目标决策的动态系统，在系统分析时，既要考虑技术的科学性、先进性，又要考虑它的

经济指标。

1.2研究意义

目前，现代物流作为一种比较先进的管理理念和组织方式，被认为是提高劳动生产率，企业降低物耗以外的第三利润的源泉。由于超大规模集中配送的效率难题和成本优势，提高配送中心的运营效率这已成了大中型企业改善现代物流的重要举措。作为配送中心的主要作业环节和核心设备，分拣系统的技术与分拣作业的效率也越来越受到工程界和的理论界关注。

我国现代物流发展比较晚，对自动分拣系统的研究也刚起步，分拣作业大部分都是采用的人工分拣，少数采用了机械分拣和人工分拣相结合的半自动分拣方式，而自动分拣所占比例非常低，其中一个非常重要原因是目前我国自动分拣系统技术还不够成熟，跟国外相比差距甚远。但自动分拣系统技术作为分拣领域中

主要的发展趋势，也是我国在分拣技术领域中的发展方向，有着半自动分拣和人工分拣不可比拟的优势

1.降低劳动强度

2.减少工作人员数量

3.降低分拣出错率

4.提高分拣效率

随着社会不断的发展，市场竞争也越来越激烈，因此，各大生产企业都迫切地需要改进自己落后的生产技术，从而提高生产效率，特别是在要进行材料自动分拣的企业。以往一直采用半自动分拣或人工分拣的方法，使生产效率非常低，生产成本相当高，导致企业的竞争能力差。材料自动分拣已成为了企业的唯一选择。针对上述问题，研究一种高效率的材料自动分拣系统以势在必行[1]。

2文献综述

2.1快递自动化分拣系统国内外的发展状况

从20世纪60年代开始，国外就己经开始着手于研究物流分拣系统的模型，如:配送中心选址的经典模型就是Harvey. Subcommand Company)开发，而后用于雀巢公司(Nestle Company)的物流配送。

20世纪80年代后，国外的物流分拣系统发展更加迅速，Aughan,Mark(1999)将分拣系统归纳为5个子系统:合并前聚集、订单挑选、感应、合并、搬运分拣，从而将订单获得与不同传送带有机地的结合起来成一个高效的物料分拣系统;Masel D.T(2001)研究了现有的关于评估物料分拣固定形状货物的环形物料分拣系统的分拣时间的解析公式;Norman Saene JR(2002)从配送中心里物料搬运的角度研究了物料分拣系统传送带的构建，及如何搭配传送带，构建一个良好的物流分拣搬运系统。

在二次世界大战之后，美日的物流中心就已经广泛的采用自动分拣机。而在，日本的医疗行业、连锁商业(如高岛屋、西友等)、化妆品制造行业(如花王、日本资生堂、大木等株式会社)等全自动分拣机更是普遍的应用[2]。在美国，自动分拣机的物流机械是撬动美国物流行业的杠杆之一。目前，美国的物流管理已经实现了高度的自动化、机械化和计算机化。在欧洲，英国、德国等国家的物流技术也高度发达，德国西门子公司在物流设备体系中不断推出各类的自动分拣设备，且发挥着相当重要的作用。目前，国际上较先进的自动分拣机有小物品自动分拣机、小型中速自动分拣机、推块式高速自动分拣机、高速水平自动分拣机、数字式拣位系统和全自动分拣机等，如图1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1.-7与图1-8所示[3]:

由于我国市场经济体制刚刚建立，现代物流的发展刚刚起步，所以还没有形成一个比较完整的体系。但随着我国改革开放的不断深入，我国现代物流也将逐步进入发展阶段.

随着国内的科学技术迅猛发展，特别是条形码、检测、自动控制等技术、计算机信息处理的应用和发展，我国的物流设备技术在20世纪90年代得到迅速发展，从引进国外的先进物流设备技术，到吸收其先进的技术成果，目前我国完全可以自主生产多种自动分拣机，如托盘式翻板式与交叉带式分拣机等yob，如图1-1, 1-2所示[4]，主要应用于配送中心、邮政、机场等部门，就应用领域和产品种类而言，要在我国实现物流的机械化、现代化还任重而道远。

综上所述，可见我国快递自动分拣设备技术的研究与应用和发达国家相比还有相差甚远，尽快开发研制先进的自动分拣机，可为我国企业成功的实现物流高效益打下坚实的基础。

2.2快递自动化分拣系统的发展方向

自动分拣装置的控制部分是自动分拣装置的核心，经历了从分立元件，小规模集成电路，单片机到工业控制机、可编程控制器的发展历程．采用工业控制机、可编程控制器作为分拣装置的控制主机使自动分拣装置及系统的功能、效率、可靠性达到了一个新的水平。

自动分拣系统获取商品信息主要采用光电开关和条形码识别技术，这两类技术与装备对于实现普通商品的识别与分拣可以有效应付，但对商品的标准化包装要求较高，传统的检测方法存在着信息不准确、传输速度慢、输出结果单一等缺点，对于商品的大小、位置信息都无法准确判断，而且将全部数据处理工作交到了计算机和PLC 控制装置，给控制系统增加了负担。此外许多生产线的物流速度极快，采用常规分拣控制技术很难实现这些快速流动商品的动态准确识别。因此对于许多复杂商品，往往需要加入快速图像识别技术才能准确、快速识别物流商品的大小、位置等信息，有效完成自动分拣任务。

3研究目标

本课题意在设计开发一款自动化分拣系统，主要应用于快递物流行业，完成对快递分拣准确性与时效性。具体的研究开发目标如下：

（1）加入快速图像识别技术

（2）设计整套自动化分拣装置

4研究内容