如今，越来越多的大包分拣需求出现在快递转运中心。纯人工作业模式面临着招工难、处理慢等日益严峻的问题，而传统的自动化分拣技术，也存在着造价高、运行效率低、货物易损坏等不足。随着相关技术和设备制造工艺不断提升，新的物流装备和技术解决方案正被不断推出，大包分拣环节的瓶颈有望被打破。

随着我国经济持续发展，以邮政、顺丰、京东物流、“四通一达”等为代表的国内快递企业发展迅速，不断探索操作效率更高的运营模式，如快件在进入转运分拣之前，都会进行集运打包的环节；并且众多快递企业纷纷进军快运业务，导致大包分拣业务需求大幅增长。

目前，大包分拣环节已经成为快递转运中心占人力较多、运作效率相对较低的瓶颈环节。为破解这一难题，提升快递转运中心运作整体效率，新的运作模式和技术解决方案正被不断推出。

为何会产生大包自动分拣需求？

传统惯例上，快递公司所承接的货物只是小型包裹，对于货物体积和重量都有着严格限制，大型货物大多无法通过快递寄送的。在目前的快递企业物流运作中，有两个地方涉及到“大包”概念。

第一，“大包”是一种业务类型。

以中国邮政为例，其推出的“大包”快递服务中，“大包”是指重量和体积在特定范围的包裹。具体而言，重量限制：2kg≤重量≤30kg（除香港以外寄往其他国家和地区的速递邮件，单件重量不能超过30kg，每票快件不能超过1件）；体积限制：(1)单边≤1.5m，长度+长度以外的最大横周≤3m；(2)单边≤1.05m，长度+长度以外的最大横周≤2m。针对这样的包裹产品，中国邮政有不同于标准快件的收费标准。

从整个快递行业看，随着物流服务细化，国内大型快递公司都在积极拓展“大包”业务，向快运服务领域进军。快运是一种介于快递和物流之间的新业务类型，其运输重量范围比快递大（快递在5kg以下，快运集中在5～300kg，大多数快运公司收取货物的最低标准是5kg），服务方面相比物流更加贴心（快运送货上门，物流需用户自提）。快运的服务体系是以快递的运营模式而建立，包括送货到门、地区加盟网点、建立分拨中心、由总部负责分拨中心之间的货物流转等。

目前，众多大型快递公司都在同时建立快运网络，比如中通快运、韵达快运、顺丰速运（大件物流）、百世快运等等。快递公司建立快运网络已是常态，为的就是抢占细分市场，在快运这块大蛋糕上分一杯羹。快递企业进军快运目的有两点：一是市场驱动。快递重量的限制以及高昂的快递费；物流速度的缓慢和自提的麻烦，让快运的出现变得必要，成为两者之间最佳业务形态，弥补了其他两者业务的不足。二是资本驱动。近几年大型快递企业纷纷上市，可以通过较低成本融到大量资金。在业绩增长压力和投资需求推动下，快递企业有意识地从2C向2B拓展，开设快运能增强快递企业的综合竞争力，融资而来的资本就有值得投向的地方。因快递与快运属于同一体系下的两种不同业务，因而在管理上也有所差异。但一般快递企业在业务发展初期会选择两者共同管理，在快运发展成熟之后，再分而运营。比如顺丰、圆通就将快递、快运合网，共用收派网点，节省了成本。这客观上促进了快递企业大包分拣业务的形成和增长。

第二，“大包”是快递转运中心物流运作中的一个环节状态，具体指“集运大包”。

在同一批运送的快递包裹中，将相同区域的包裹集中装在一个大包中，可以让快递的中转和装卸过程中更加方便。快递公司对集运大包规格的规定大体是长60～120cm,宽40～80cm。当前快递公司大都采用托运的方式，一天内收到的快递包裹，发往同一方向的会装在大编织袋内，再通过货车统一运送，从而使效率得以提升。在一个分拣批次中，按目的地分类，同一省区分在一起；如果是省级分拨中心往下发送的话，一般是将同一市分在一起；到达下一站后，拆包分开扫描再次分拣。大体流程，如图1。

此外，快运市场的发展，与批发转向零售的企业经营模式变化，也导致其物流服务运作模式走向快递化。传统物流或快运服务的对象多是大B，通常需要大批量作业，分拣时效要求不高，分拣大包普遍较重，可使用叉车等搬运工具解决。随着服务对象拓展至更多小B，再加上零售企业订单碎片化、高频化，快运大包分拣也需要更加高效和迅捷，其大包自动分拣需求也愈发强烈。

大包分拣由人工向自动化升级发展

从发达国家和地区市场发展看，因人力成本高昂，大包分拣早已走过人工作业阶段，而进入自动化设备作业阶段。欧美先进厂商在这方面也积累了相关经验，拥有更多适用的物流设备和技术解决方案，如范德兰德和西门子公司，在大包分拣方面都有较为成熟的解决方案和丰富的技术储备。我国物流行业也必然要走过同样道路。

上海欣巴自动化科技股份有限公司副总经理兼工程总监花岳东

据上海欣巴自动化科技股份有限公司（简称“欣巴科技”）副总经理兼工程总监花岳东介绍，2016年之前，我国快递行业的大包分拣多数以人力手工操作为主，如卸货、扫描等等都需要人工操作，在每一个分拣位置需要安排2人以上进行分拣，并且分拣效率低下，每人每小时分拣包裹数量在300～400件左右。目前较大型快递物流中心进出港的大包分拣大概在30万件/天，出港分拣时间集中为晚上12小时，进港分拣时间是全天24小时。如果全部采用人工操作，至少需要150人三班倒不间歇工作，其成本和管理难度之大可想而知。大包分拣还属于重体力工作，对工人要求更加苛刻，基本都要依靠强壮的年轻男性，招工往往更难。由此可见，传统的大包分拣人工模式已经成为快递转运中心运作的瓶颈环节，促使越来越多的快递公司加快实施这一环节的自动化升级。

自2016年后，大包分拣步入了初级自动化时代。如“通达系”快递企业陆续引入摆臂分拣机。与人工分拣相比，摆臂分拣是一种效能、精度相对较高的分拣解决方案，集分流、分拣和辅助传送于一体，可长时间持续分拣，运行故障率极低。在当时的应用背景下，摆臂分拣机很大程度上节约了卸车线分拣人工，但以最新的技术发展角度来看，摆臂分拣存在分拣效率低、分拣货物类型局限性较大、破损率较高等技术缺陷。主流摆臂分拣机的实际应用效率在2500件/小时左右，若要进一步提效需要缩短臂长，或加快摆动速度，由于线体宽度固定臂长固定，摆动速度越大力度越大，则破损越高，因此进一步提速增效的空间有限。摆臂分拣局限性主要体现在，原先主流的摆臂分拣机对于薄件、软包的分拣效果不好。摆臂式分拣机易造成被分拣件破损，主要原因是摆臂式分拣机是通过摆臂击打进行包裹分拣，根据力的相互作用原理，对包裹肯定会造成一定程度的损伤。

随着电商迅猛发展，快递行业也随之高速发展，快递转运中心需要分拣的包裹量快速增长，亟需高速的大包分拣解决方案，众多输送分拣设备制造商推出相关解决方案，模组带、摆轮、高速皮带等技术均被尝试应用。如欣巴科技将运行速度更高的高速皮带机引入到大包分拣环节。该公司产品线速度达2m/s～2.5m/s的高速皮带，所匹配的普通摆臂分拣机的分拣时效也能达到3000件/小时。然而，高速皮带机的输送速度达到2.5m/s，而普通低速摆臂的摆动周期为1s，包裹的分拣节距随之增加至2.5m，对于分拣来说，这个节距是巨大浪费。2017年底，欣巴科技推出了高速伺服摆臂与摆轮结合的分拣方案，利用高速摆臂摆动周期短、摆轮分拣间距小等优点，将大包裹分拣效率提升至4000件/小时。

快件大包上线是大包分拣操作的初始环节。传统的大包上线也都是人工操作，如今很多快递公司在这个环节上逐步应用设备进行人工替代和操作优化，主要设备是单件分离器。包裹单件分离器可以对包裹进行整位、分离、智能排队，将批量包裹变成单件排列，形成整齐的“阵型”，配合自动分拣设备实现包裹全自动传输和分拣。相比传统人工分拣操作方式，可大大减少人力投入和提升包裹处理效率。可以说，单件分离器一度是行业内最受关注的自动化应用设备之一，但是国外相关产品价格高昂，大概在100万/台左右，难以被市场接受。为解决这一客户痛点，欣巴科技研发团队于2018年开展单件分离设备的研发，期间推出过“纯机械独木桥系”单件分离、“模组带系”单件分离，以及现在广泛应用于快递行业的“视觉系”单件分离。目前应用最为广泛的“视觉系”单件分离，欣巴研发团队积极研发并测试了纯国产的单件分离产品，在各大国产PLC、伺服以及视觉中选出最适用于国内物流行业的产品，研发出了每小时分拣效率4000件的单件分离产品，现已在多家快递公司转运中心中投入使用，并于2020年8月份研发出更高性能的单件分离产品，目前其单件分离效率已可达到8000件/小时。

要实现包裹自动化分拣，还要有一个重要的技术前提，就是自动识别包裹，并对快件目的地编码、批次编号、客户编码、重量等更多信息进行采集。通常采用DWS动态称重扫描测体积一体机在分辨包裹过程中一次性自动完成，可极大提高分拣效率，减少出错率。以上技术和装备的综合利用，就可以实现大包分拣环节的高度自动化，甚至无人化。

大包自动分拣技术应用的挑战在哪里？

大包分拣自动化在整个快递物流分拣系统中遇到的第一个挑战，是系统协调性难题。自动化分拣系统在分拣的过程中，最难解决的两个难题，一是超高分拣效率的要求，另一个是超多分拣目标位的问题，这种情况在电商和快递行业尤其明显。以2019年的韵达公司为例，韵达快递在全国拥有2.61万个服务网点，同时在全国内有约65个转运中心，平均每个转运中心需要分拣的目标位为401个。目前采用的交叉带分拣机主线如果要设置401个目的地格口，则意味着很大的资金投资。因此，实际操作中往往需要采取一些折中的办法，比如先按大的片区分拣后再逐级分拣，而不采用一次性将所有目标位直接分拣完。这种模式被称为分级拣选或矩阵拣选。

在快递物流转运中心运作中，大包分拣是第一级分拣环节，起到承上启下的重要作用，主要向上承接卸车和上分拣线的任务，向下链接着拆包、下级分拣、集货、打包和发货，起到大包分流的作用。因此，在这个环节一定要充分考虑与上下游系统的适配，保证系统整体运行效率的协调和高效。而目前所有的自动化分拣技术解决方案，对于卸货与大包分拣协调都没有一个完美的解决方案。如今，快递分拣中心的设计思路是伸缩皮带机卸货后连接后面的人工操作矩阵或者自动矩阵或者自动分拣机，所以卸货的快慢会直接影响后续操作，对于自动矩阵或者自动分拣机供件台而言，所接收包裹数量的设计值是固定的，当卸车包裹量较多时，自动化设备必然无法处理，就算是柔性最好的人工操作矩阵，伸缩皮带机端卸货速度较快，后续分拣人员也没有办法处理，所以有的快递公司会在伸缩皮带机上画上线，每两条线内只能放1～2件包裹，以控制卸货速度。但是实际运营的情况却很难与规划人员的思路相一致。因为场地运营在时效压迫的下很难慢慢地卸货，通常场地运营都会以最快速度卸车，这就对下一环节的大包分拣带来很大压力。在这种情况下，很难在大包上线环节百分百利用自动系统实现无人化。

自动化分拣技术应用于大包分拣的第二个挑战，是在技术适用上仍有需要提升的地方。分拣效率最高的交叉带分拣系统，在快递小件（标准件）分拣中应用火热，但由于其小车承重能力和分拣力度有限，很难应用于大包分拣环节。前文提到“通达系”应用较多的摆臂式分拣系统，存在提升效率有限、分拣类型受限和破损率高的问题。其他分拣方案，如摆轮、模组带及窄带直线分拣机等，效率较高，破损率低，但性价比比摆臂差不少。相对来说，目前摆轮的技术方案更被业内看好。首先由于设备精度与结构迭代目前已经解决夹软包及轻薄件的问题，其次内部驱动结构从电机改为纯机械式，解决了耐用度问题。另外随着量产提升，价格下探到10万/套内，货物间隔要求从50cm降低到35cm，伴随高速皮带机整合后保证分拣准确率的基础上将速度提升至1.8～2m/s。实际测试及应用环境中可以超过5000件/小时，已经超越矩阵环节人工操作的极限产能。有专家预测，由于分拣品类扩展与产能提升，加之成本不断下跌，此设备将会是未来3年内核心应用设备之一。

自动化分拣技术应用于大包分拣的第三个挑战，是投资巨大。前面提到，一套进口的成熟的分离器单机就要100万元左右的价格，一整套大包分拣自动化设备的投资额度应该在几百万元左右。而大型的快递物流转运中心，如果要实现大包分拣自动化，肯定要投资建设多套大包分拣系统设备，即使不用考虑转运中心现有面积有限的制约因素，整体投资额应该在几千万元，快递企业对此采取谨慎的投资策略是有道理的。

尽管大包分拣自动化技术发展面临诸多挑战，但是我们也必须看到，大包自动化分拣系统对人工的替代能力，对快递物流中心分拣效率的提升也是非常可观的。据花岳东介绍，目前在欣巴科技打造的大包自动分拣系统运营模式下，只需要人工卸货，扫描、计泡、分拣都由自动化取代，自动化效率可以做6000～8000件/小时，一个业务量达30万件/天的大型快递转运中心，上马5条这样的自动化分拣线，只需要5个人操作2小时就可以完成作业，效率提升巨大。

快递企业对于分拣系统的选择和应用，在实际应用过程中还是要结合实际的场景考虑，选择正确的拣选系统以匹配好现有业务内容。要综合考虑要分拣的物料的物理属性，包括尺寸、重量、外形、包装形式、是否易碎等等，同时也要考虑业务峰值时的最大拣选吞吐量，当然也要综合考虑物料分拣后的目标位数量配置和具体的分拣模式，更要考虑投资回报率，以达到最佳的资源利用和最合理的投资。毫无疑问，快递大包分拣的未来发展目标是清晰的，必然是朝着高效自动化WMS系统发展。