摘要：

隨著科技不斷進步，人們對于生產效率和安全性的需求也在逐漸提高。貨物智能裝卸設備作為一種新型的自動化設備，正逐漸被運用到各個領域中。本文將從貨物智能裝卸設備的定義、技術難點、國內貨物智能裝卸設備發展現狀等方面進行詳細闡述，并探討其未來發展趨勢，為各方對智能裝卸設備的研究提供參考。

近年來，我國經濟持續快速增長，但隨著人口老齡化加重，人工成本顯著增加，尤其是在制造業和物流行業中存在著大量重復性、低附加值，且易導致工傷事故的體力勞動工作。因此，如何利用現代科技手段提高生產效率和安全性，成為亟待解決的問題。

貨物智能裝卸設備通過模仿人類操作方式實現自主操控，并具有較強學習與判斷能力，可以有效減輕企業負擔并提高整體運營水平。本文旨在分析貨物智能裝卸設備的發展現狀，為相關企業提供有益參考。

智能裝卸設備定義

貨物智能裝卸設備是一種具備自主學習、判斷和操作功能的高度集成化設備，主要是由行走驅動系統、輸送系統、作業執行系統、排列整形系統等部分組成，可廣泛用于物流站場、生產型企業、鐵路站場等環境，通過對環境信息進行感知、處理和控制，實現對各種貨物從月臺到運載工具之間快速、準確的裝載與卸載作業。

智能裝卸設備技術難點

從裝卸作業的全過程來看，實現各類貨物的自動化裝卸作業存在以下難點：

1.作業對象多樣。作業對象的包裝類型、材質、包扎方式、狀態和碼放形式等具有多樣性，且來自各國的執行標準、規范不統一。在各類作業場景下，由于貨物的種類、包裝類型、材質、包扎方式、貨物狀態等各不相同，同時存在貨物橫、豎、立、斜等多種方式混擺，存在較大不確定性，對自動化設備的柔性化程度和適應性提出較高的要求，制約了裝卸設備自動化發展。[1]

2.現有作業流程不規范。大多存在標準不統一、不銜接等問題，使實際作業過程中貨物的包裝、裝載方式與標準要求的相關規定有一定出入。

3.裝卸系統整體布局空間占用較大。由于拆垛系統空間的占用，以及輸送線要達到最大作業長度所需的最小本體長度的影響，導致整個裝卸系統在長度方向上占用空間較大。

4.信息化技術運用不夠廣泛。例如，往往出庫、入庫作業對象的信息（每托盤貨物數量信息，貨物規格、包裝情況、碼放狀態等、運載工具的貨箱尺寸等信息）未進行收集錄入，信息涵蓋面不夠全面，現場相關數據需要人工測量后箱裝卸系統人工進行信息輸入，相關數據調用不夠便利。

5.運載工具尺寸多樣。目前國內運輸貨車以集裝箱、平板車、高欄車、廂式車等為主，相互之間尺寸相差較大，運輸車輛多為個體車輛以及物流公司車輛，種類復雜，即使是同類車輛，由于國內車輛改裝現象嚴重，內部尺寸都存在較大偏差。

6.高裝車效率與高容積利用率的不匹配。目前現場人工裝載一車（約1500箱）的時間約為90min，每箱約需要3s，這使得企業自動裝車效率的要求較高，大多都不能慢于人工。同時，由于人工裝車靈活性較高，人工裝車可以達到較高容積率，而采用設備裝車時，由于機械機構的限制和機械的安全空間預留，設備裝車后通常會留有一部分空間，造成空間上的浪費。

貨物智能裝卸設備作業模式及性能

根據對目前國內外各種智能裝卸設備進行分析研究，目前該類設備的作業模式主要可以分為單元貨物作業模式、整排貨物作業模式、半排貨物作業模式、整托貨物作業模式、整車貨物作業模式。

1.單元貨物作業模式

該種作業模式的裝卸設備通常需要搭載視覺識別系統，采取單個貨物識別、單個貨物裝卸、單個貨物傳輸的方式，進行貨物的裝卸作業。該種作業模式前端作業執行機構一般較為小巧，作業柔性化程度較高，可以適應不同擺放狀態貨物的作業，但該類設備存在識別難度大、作業效率低的問題。[2]

目前，該類設備的作業效率處于500～1000件/h，主要代表性企業有蘭劍智能、藍胖子機器人、深圳金奧博、Bastian Solutions、藍芯科技等。

圖1 蘭劍智能箱式裝卸車

2.整排貨物作業模式

該種作業模式的裝卸設備采用整排貨物裝卸、單個貨物或者多個貨物輸送的方式進行裝卸作業，該種作業模式前端作業執行機構一般寬度較大，需要覆蓋運載工具整個寬度范圍，該類設備柔性化程度較低，無法進行不同擺放方式貨物的作業，同時在卸貨作業過程中對貨物擺放整齊要求較高，但該類設備可以實現整排貨物的批量裝卸作業，作業效率高于單元貨物作業模式的設備。

目前，該類設備作業效率處于1000～1500件/h，主要代表性企業有中車株洲車輛有限公司、美國Honeywell，深圳敏銳捷自動化設備有限公司等。其中，中車株洲車輛有限公司Fast Mover智能裝卸設備為集裝卸為一體的設備，美國Honeywell intelligrated全自動高速卸貨機器人則是針對快遞行業的批量卸貨設備，卸貨速度高達1500箱/小時。

中車株洲車輛有限公司Fast Mover智能裝卸設備

3.半排貨物作業模式

該種作業模式的裝卸設備采取兩次裝卸一排貨物的方式，該種模式前端作業執行機構較整排貨物作業模式的作業執行機構的寬度窄。該類設備由于半排貨物作業，僅對半排貨物的擺放方式和整齊度有一定要求，適應性高于整排貨物作業模式設備，在效率方面要低于整排貨物作業模式設備，部分設備為提高作業效率會采用雙作業執行機構交替作業的方式，但該方式會導致前端作業執行機構結構較為復雜龐大。

目前，該類設備作業效率處于600～1000件/h，主要代表性企業有中車長江銅陵車輛有限公司、上海克來機電自動化工程股份有限公司、國軟科技等。

圖3 上海克來機電自動碼垛裝車系統

4.整托貨物作業模式

該種作業模式的裝卸設備主要對整托貨物帶托或者不帶托進行裝卸作業，由于受到整垛貨物規格的影響，通常會造成裝車后側面以及頂面空間的浪費，所以該作業方式大多適用于密度較大貨物的裝卸。該方式一次作業貨物較多，所以作業效率較高，可達到30min/40ft，主要代表性企業有Trapo公司、龍合智能等。

圖4 龍合智能極速智能裝卸系統

5.整車貨物作業模式

該種作業模式是通過整車貨物預先出庫在裝載平臺上緊密排列備料，車輛停靠到位后一次性進入車廂裝載，3～6min可完成一車貨物的裝載。該類設備需要在裝載平臺進行備貨，占用空間場地較大，同時由于是整車貨物進行裝載，所以對設備以及運載工具定位精度、設備于運載工具平行度要求較高，主要代表性企業有Ancra、EZLOAD易載、龍合智能等。[3]

圖5 龍合智能極速智能裝卸系統

智能裝卸設備發展趨勢分析

1.產品智能化

近年來，隨著倉儲自動化與智能化技術快速發展，倉儲月臺作業的自動化程度成為制約物流效率的重要因素。關于貨物的裝卸作業，目前絕大部分仍以人工作業方式為主，配以叉車等輔助設備[4]，隨著人力成本逐年上升，該環節成為影響供應鏈效率以及成本的瓶頸環節，越來越多的企業開始尋求自動化系統替代人力，以提高物流效率。隨著各類設備在企業中的運用效果以及企業數字化轉型的需求，裝卸設備更加注重新型傳感技術、視覺識別、數據處理算法以及控制系統等方面的突破，以提高產品的智能化程度。[5]

2.產品定制化

未來的智能裝卸設備，將根據客戶不同的運用場景、運用需求呈現差異化，客戶運用定制化和差異化也是智能裝卸設備的發展趨勢。由于客戶現場環境、智能化程度、作業對象、運載工具等多樣，客戶對于設備的需求存在較大差異性，為使產品的功能更加滿足客戶的實際需求，需要在產品研發初期根據客戶行業特點、行業規范、作業對象、配套設施、預算等眾多因素進行產品的方案設計，以更好地服務客戶。[6]

五

結束語

本文對智能裝卸設備的定義進行了闡述，系統分析了目前智能裝卸設備發展的技術難點，并且以設備的四種作業模式為分類，簡要分析了國內外現有裝卸設備的主要性能，最后對智能裝卸設備未來趨勢進行展望，既可為相關企業對裝卸設備的需求提供參考，也可供企業快速了解智能裝卸設備現狀及難點，便于加快智能裝卸設備的研發。