【事例紹介】自動供給から見る宅配便分撥センターの効率化モデル構築

2023-07-03
技術

    宅配便仕分けの発展において、クロスベルトソーターは高効率・高精度・低破損率などの優位性により、従来の人手による仕分けを徐々に代替し、大規模仕分けの主流方式となっている。

    クロスベルトソーターは主に供給モジュール、環状軌道、落下モジュールなどのコンポーネントで構成される。小车ユニットの運行効率を最大化するためには、供給モジュールから、小车ユニットが供給モジュールから投入される荷物を正確に受け取れるかどうか、供給方式の選定と設計が決定的な役割を果たす。

    現在の主流の供給方式は、主に人手供給、人手半自動供給、自動供給に分けられる。

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▲ 人手供給

    人手で荷物のラベル面を上向きにして、仕分け小车へ送り込む供給方式。

    欠点:人手の効率に制限され、誤仕分けの可能性がある。


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▲ 人手半自動供給

    自動供給台と人手投入作業台で構成され、オペレーターが供給・投入を行う。

    利点:前工程から来る荷物への要求が低く、積み重ねが可能で、異常荷物の処理ができる

    欠点:人手介入による誤仕分けが発生しやすく、効率がオペレーターの熟練度に依存する


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▲ 自動供給

    導入区間・加速区間・供給区間で構成され、供給制御コンピュータがインバータと駆動モーターを制御して供給ベルトを回転させ、スマートカメラで認識した後、荷物を正確に仕分け小车の中心位置へ送り込む。

    利点:全自動運転により、全タイプの荷物検出を実現し、高効率・高精度な投入が可能

    構成要件:分流ライン、単品分離装置、合流ライン、ボールソーターなどをセットで構成する必要がある


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    半自動供給と自動供給の利点を総合し、作業条件の要求に応じて、具体的なニーズに合わせてN(自動供給)+1(半自動供給)の組み合わせを柔軟に構成できる。


プロジェクト応用

    一、実際の事例解

    ■ プロジェクト事例:通達系某地総合集約プロジェクト;

    ■ 引渡時期:2022年4月;

    ■ プロジェクト規模:敷地面積約130,000平方メートル;

    ■ プロジェクト構成:

    小型クロスベルトソーター(二層ダブルエリア)3セット、1セットあたりの仕分け設備のピーク処理能力は合計で毎時50,000個に達する。

    並列式自動供給モードを採用し、メインラインの仕分け効率に合わせるためダブル供給エリアを設置した。同時に、場内スペースに応じてそれぞれ以下のように計画した:

    ◆4+1モード(単品分離装置2台に接続)

≡ 単一ライン効率は毎時7,500個に達する

≡ 供給エリア全体の効率は毎時15,000個に達する

    ◆6+1モード(単品分離装置3台に接続)

≡ 単一ライン効率は毎時6,000個に達する

≡ 供給エリア全体の効率は毎時18,000個に達する


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▲ プロジェクト現場撮影


    ■ ソリューションの成果:

    人手供給(訓練を受けた専門熟練作業者)の処理効率毎時1,000~1,400個と比較して、本供給ソリューションは人手と比べて効率が4倍以上向上し、クロスベルトソーターの仕分け効率と完全にマッチし、メインラインのピーク処理能力を満たす。

    実際の運用では、当プロジェクトのソーター3セットの処理能力は合計で毎時150,000個に達する。自動供給の4+1モードまたは6+1モードは並列式設計により現場スペースを合理的に活用でき、単品分離とクロスベルトメインラインの間で、複数台の自動供給機と1台の半自動供給機を組み合わせることで、荷物自動仕分けプロセスの効率的な連携を完成させている。

 

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▲ 運行軌跡:重なり分離-単品分離-ボールソーター-供給台-クロスベルトソーター


    プロジェクト現場では、荷物は単品分離を経て一定の距離を保った隊列として出力され、ボールソーターで除去された後、隊列となって導入区間に入る。その後、スマートカメラがコードをスキャンして読み取り・収集し、ディープラーニングと空間点群アルゴリズムに基づいて、荷物の数量・位置・サイズ・タイプなどの情報を高精度に認識し、制御端末とデータをやり取りする。これにより、搬送速度を固定かつ環状ラインの運行速度にマッチさせ、荷物を高速移動する仕分け小车ベルトの中心部へ正確に導入し、供給を完了する。

 

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▲ 自動供給実写


    二、ソリューションの特徴

    ■ 全タイプ荷物検出

    Wayzimの自動供給ソリューションは、RGB-Dスマート立体カメラをベースに、インスタンスセグメンテーションのディープラーニングネットワークと三次元立体空間点群アルゴリズムを組み合わせることで、荷物を高効率かつ正確に認識し、荷物の空間位置・姿勢情報を計算できる。これにより、さまざまな複雑な応用シーンにおいて全タイプの荷物情報検出を実現する。荷物カテゴリの判定、荷物サイズと位置・姿勢情報の認識を含み、自動供給が荷物のサイズ、角度(水平置きまたは斜め置き)、材質(紙、プラスチックなど)、タイプ(箱、封筒、防水袋、ポリ袋など)など各種要因の制限を受けない。認識データにより、スマート整列と経路計画の判断根拠を提供する。

 

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▲ 全タイプ荷物検出

    ■ 柔軟な組み合わせと高い適応性

    半自動・自動の2形式の供給機を組み合わせて使用することで、異形荷物を効果的に排除するとともに、高精度なアルゴリズムにより人手介入による荷物の誤仕分け・紛失を回避できる。人員への依存を減らしながら供給精度を向上させ、研修コストを削減する。

    マルチモードにより、クロスベルトソーターの処理能力に応じた供給速度の異なる要求に適応する。


    ■ スマート整列と経路計画

    データアップロードによりベルト速度を制御し、対応する小车を割り当て、供給プロセスにおいて間隔を適切に制御することで、荷物が互いに干渉せず、滑らかでスムーズかつ高効率に運行し、クロスベルト仕分けの効率を最大限に保証・発揮する。


まとめ

    大型分撥センターが自動仕分けシステムの運行効率・精度・安定性に対してより高い要求を課す中、自動供給システムの応用はトレンドとなっている。さまざまなシーンのニーズに対応するため、Wayzimは顧客に複数の自動供給モードを提供できる。並列式自動供給、ロボットアーム自動供給などを含み、Wayzimがスマート物流ビジョン分野で持つ製品開発力と関連アルゴリズムの優位性を活かし、システムインテグレーションソリューションによって業界全体のコスト削減と効率向上を推進する。


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