以匠心 致初心——说说邮科院“橙色军团”的“前世今生”
作者:记者 袁晓蓓 通讯员 郝一名 来源:中国邮政网 发布时间:2018-01-30 

  “等忙完这一阵,就可以接着忙下一阵了!”这句玩笑话,是最近一段时间邮政科学研究规划院华中(武汉)陆路邮件处理中心AGV分拣设备项目组的真实生活写照。2017年12月20日,“双12”旺季保障工作一结束,项目组经理竺维燕就带着团队马不停蹄地从湖北省赶往浙江省,参加一场AGV技术的交流研讨。在这之前,他们已经在项目现场连续坚守了4个月。

  同样的地点,竺维燕1年前也曾来过,但彼时,他们是带着好奇心以及寻求用智能技术解决邮政处理中心分拣痛点的决心来参观仓储行业的AGV的;而现在,项目组已经在华中(武汉)陆路邮件处理中心成功建成了全国快递物流行业第一个全功能应用AGV智能分拣技术的项目。梦想,已经成为现实。

  2017年11月10日,在华中(武汉)陆路邮件处理中心,80台“橙色金刚”和240台“橙色小旋风”整装待发,准备迎接2017年“双11”期间处理中心邮件量爆发式增长的冲击。数据显示,“双11”期间,处理中心共处理邮件346.9万件,其中,AGV分拣设备每小时可处理邮件1.5万件。

  武汉AGV项目的成功,为“智慧邮政”增加了浓墨重彩的一笔,它创造性地解决了邮政快递物流领域异形、超大、超重邮件无法上机分拣的难题。作为项目承担单位,邮科院既实现了分拣模式和设备技术的突破创新,也秉承了“引领邮政科技,服务现代生活”的使命担当。

  从无到有

  2017年7月,“百度CEO李彦宏乘无人驾驶汽车上五环”的新闻席卷互联网,人们惊呼“无人驾驶时代”即将到来。其实,AGV就是应用在物流领域的“无人驾驶汽车”,它可以自动定位、自动装卸货物、自动规划路线、自动识别障碍,还能自动充电,简单说,就是通过指挥系统的智能调度,轻松高效地完成一系列仓储、搬运、分拣等工作任务。

  说起AGV这个“黑科技”,邮科院对它一点儿都不陌生。20多年前,当物流业尚处于国民经济和社会发展的边缘行业时,中国第一台应用在邮政领域的AGV就已经诞生在邮科院。

  20世纪90年代初,当邮政分拣作业整体还处于机械化时代时,邮科院搬运室的科研人员就开始研究一种能够实现无人自动搬运的“搬运车”,他们希望能利用自动搬运技术代替人工机械而繁重的劳动,或者是将其应用到人工不适合工作的复杂而危险的环境中。为实现无人自动搬运,从机械设计、导航控制、信号通讯到人机交互,一切从零开始。

  为了解决导航和定位的问题,科研人员尝试了GPS、磁导航等几种当时较为先进的导引技术,经过不断试验和探索,终于成功设计出可以受计算机控制、能够自动搬运货物的“搬运车”,并成功将其应用到邮政及烟草等多个行业。

  在今天邮科院2号办公楼8楼实验室的地面上,依然能看到当年测试AGV时留下的痕迹,一条条用胶带粘出的印记记录了老一辈邮政科研人员“引领邮政科技、服务邮政、服务社会”的初心,他们专注技术创新,为自动导引技术在国内邮政物流领域的发展和应用、为增强国内自主研发能力和核心竞争力作出了卓越贡献。

  从痛点到亮点

  在邮政快递分拣过程中,超大、超重、异形邮件的分拣,无疑是自动化程度和分拣效率最低、耗费人力最大、成本最高的环节,也一直是制约邮件分拣效率提高的痛点。

  2016年,全国“双11”包裹总量超10亿件,重点城市邮区中心局、邮件处理中心每天处理的包裹量峰值达60~80万件,其中,大件异形包裹最高占比为30%。张春和是位邮车司机,2016年11月12日,当他开着满载邮件的邮车来到华中(武汉)陆路邮件处理中心时,却发现由于缺乏自动高效的异形邮件分拣设备,加之人工分拣效率不高等原因,分拣现场堆满了待分拣邮件,无奈,他只有等,而且这一等就是四五天。像张春和这样在2016年等了又等的司机还有很多,他们告诉记者,当时有一个足球场那么大的处理中心停车场停满了等待卸邮件的邮车。

  像华中(武汉)陆路邮件处理中心这样,经历过2016年“双11”“双12”期间“分拣痛”的处理中心和邮区中心局又岂在少数?如何在人员劳动强度和作业效率、场地利用率都已经接近饱和的情况下依靠技术手段实现异形大件包裹的高效自动分拣,成了迫切需要解决的问题。作为中国邮政的科研机构,邮科院深刻意识到,只有通过技术创新,采用智能化、自动化、信息化的分拣系统支撑异形大件包裹分拣才能从根本上实现提质增效的目的。研发智能分拣系统的需求就这样摆在了邮科院人的面前。

  异形邮件形状不规则,重量和尺寸也没有统一标准,传统的分拣方案已然不适用于异形邮件的分拣,而AGV具有柔性、高适应性及高安全性等特点,平台形式灵活多样,且能实现24小时不间断作业,其所需的维护费用也远远小于人工成本,综合考虑,利用AGV解决异形邮件的分拣是最好的选择。2016年11月,邮科院果断作出决定,成立项目组专门负责AGV智能分拣系统的研发和应用,由此,邮科院再一次开始了对AGV的科研攻关。

  2016年11月,项目团队在已有工程项目经验的基础上开始对邮政生产现场深入调研,并在中邮航空速递物流南京集散中心开展了为期1个月的AGV搬运机器人试点应用项目。

  由于邮航飞机通常在夜间起航,因此,项目组成员就根据生产作业时间制定了晚上10点上班、早上6点下班的工作时段。当时正值南京一年中气温最低的时候,偌大的场地内,项目组成员只能穿上最厚的衣服,还要不时跺脚搓手取暖。“虽然是试点,但那段时间我们不仅没有影响南京集散中心的正常生产,还帮其解放了不少人力,这也是我们开展试点的意义所在,就是要帮助生产、提高效率。”试点应用项目组工程师任宏宇说。

  试点过程中,AGV俨然成了南京集散中心内部的搬运工,实现了从航空集装箱卸货区到大件皮带机间的自动装卸、自动导航、自动充电、自动躲避障碍等预期功能。无论是单机运行还是多机协同,AGV都表现出较好的安全性、稳定性,并且通讯可靠,还具有很好的人机交互能力,现场工作人员通过手持遥控器只需要按一下呼叫按钮,调度系统就会自动安排AGV搬运装满邮件的笼车。“其实刚开始我们是有担心的,怕试验会影响生产,但事实证明担心是多余的,我相信AGV在邮政及全行业都会有很好的应用前景。”南京集散中心副总经理张伟锋说。

  南京集散中心AGV试点项目成功验证了AGV在邮政生产现场应用的可能,虽然试点结束了,但邮科院探索用AGV实现异型邮件分拣的脚步没有停止。2017年初,在一次与华中(武汉)陆路邮件处理中心的交流中,双方对利用AGV分拣异形邮件的设想不谋而合,经过深入调研和可行性分析,双方在2017年3月合作正式启动了华中(武汉)陆路邮件处理中心AGV分拣设备项目。

  “如果利用正常的生产场地进行AGV项目试点和实施,不可避免地会产生干扰。华中(武汉)陆路邮件处理中心有一块5400平方米未利用的空场地,就像一张白纸,我们可以利用这张白纸画出最美的图画。如果这个项目能成功,将大大提高邮件分拣效率、降低人工作业强度。”竺维燕说。

  领导的支持、双方合作思路的契合、没有干扰的空场地,具备了天时、地利、人和条件的华中(武汉)陆路邮件处理中心AGV分拣设备项目顺利启动。

  从创新到匠心

  让竺维燕没想到的是,从项目启动开始,当初自己口中的“地利”却成最大的难题,空场地意味着没有干扰,但也意味着从零开始。2017年3月立项,11月就要投产使用,对项目组成员来说,需要抢工期、抢进度,需要夜以继日地辛苦付出以及精益求精地执着专注。

  从开始预研、设计到最终敲定项目规划方案,整个方案几经修改、反复论证推敲,项目团队对方案布局、信息接口、AGV承载平台形式、洞口数量等每一个细节不断研究优化……几乎每天,方案都在变动、修改,谁也说不清这个项目方案到底有多少个版本。2017年8月,实施方案终于确定:将交叉带与AGV结合,双向分拣、四面落格,实现处理中心大小件同步智能分拣;全新的立体布局,多种机器人协同作业,加强了场地布局、生产组织和运营管理创新,可为今后处理中心建设模式提供示范。

  方案到底符不符合实际,最终还要在现场检验,此时,留给项目组的时间已不足3个月。“这个项目是为‘双11’准备的,无论如何,我们都要保质保量完成任务。”竺维燕说。8月下旬,项目组成员全部进驻华中(武汉)陆路邮件处理中心。建钢平台、搭输送线、确认进度、和厂家联系、对接滑槽和伸缩交叉带机、开发系统……项目组成员分工协作、连续奋战,每人每天在现场的连续工作时间都超过15个小时。一组简单的数字就能说明项目组成员的忙碌:2017年11月1日,距离“双11”还有10天,此时,240台“橙色小旋风”还没有组装;安装一台“橙色小旋风”需要2~3小时,如果按照一天工作8小时计算,一个人一天最多安装4台,想要在“双11”前安装好240台,项目组能抽调的8位成员就需要从科研人员变身为“安装师傅”,每天不吃不喝不休息地玩儿命干。这样的工作强度,能完成已不简单,结果呢,6天后,240台“橙色小旋风”成功变身“分拣小能手”。

  “当时我们都说,咱们项目组的人特别好认,只要走路一瘸一拐的肯定就是咱的人。”项目组工程师马睿智笑着说。为了实时解决“橙色金刚”和“橙色小旋风”“跑场”时出现的问题,项目组成员需要在场地内来回穿梭,一不小心,就会被这些“重量级”的家伙撞到。运行速度2米/秒,“体重”150公斤,工程师刘磊对记者说,这就相当于被时速为70公里的汽车撞到。

  终于,华中(武汉)陆路邮件处理中心AGV分拣设备项目按期完成,但真正的考验还在后面。2017年11月12日零点,处理中心员工突然发现通过AGV分拣的包裹数据出现了错误,立即向现场值班工程师反映情况。“正在我睡得迷迷糊糊的时候,我收到了现场出故障的消息,一下就清醒了。”竺维燕迅速叫起工程师徐长斌,远程改代码。“看似是数据对不上,但是想要知道到底是哪一步出的问题,就得从头查起,那天我就没睡觉,经过逐级排查,最后发现是因为有的AGV电力不足重复供件导致数据不一致。”徐长斌说。发现、解决、再发现、再解决,最终,在2017年11月13日邮件高峰来临之前,所有问题都被逐一解决。

  此时,张春和带着“胆战心惊”又来了,让他和同事喜出望外的是,仅用1小时,他俩就完成了邮件卸车工作。在2016年“双11”车满为患的处理中心,2017年因为有了“橙色金刚”和“橙色小旋风”这些得力助手,整个分拣现场井然有序,完全没有出现邮件积压的情况,受到了集团公司、中国邮政速递物流公司、湖北省邮政分公司的高度评价。

  除了业内好评,华中(武汉)陆路邮件处理中心AGV分拣设备项目还吸引了新华社等国内外媒体的报道,点击量累计超过100万次。2017年12月7日,邮科院召开“双11”保障总结表彰大会,全面回顾和总结2017年“双11”的生产保障工作,对涌现出的模范团体和先进个人给予表彰,华中(武汉)陆路邮件处理中心AGV分拣设备项目组获“特别鼓励奖”,竺维燕荣获“先进标兵”。“秉承集团公司信息化引领的科技兴邮战略,邮科院从‘自动’向‘智慧’提质升级,华中(武汉)陆路邮件处理中心AGV分拣设备项目创新智能化处理中心建设模式,创新智能化、自动化、信息化结合的研发模式,赢得了广泛赞誉。下一步,我们要及时做好项目经验和技术总结,形成模式,按集团公司要求进行推广。”邮科院党委书记、院长李克超说。