基于圖像識別技術(shù)的半自動卷煙分揀系統(tǒng)優(yōu)化

現(xiàn)代卷煙分揀系統(tǒng)模式的建設(shè)，是煙草物流中心建設(shè)的關(guān)鍵組成部分。其目標(biāo)是為更好的提高對客戶的服務(wù)質(zhì)量、提高物流中心的管理水平、降低成本、提高人均勞動生產(chǎn)率和減輕人工勞動強度等。煙草物流中心作業(yè)流程包括卷煙的入庫、搬運、儲存、庫存管理、出庫、補貨、訂單分揀、發(fā)貨、配送等過程，其中訂單分揀是整個過程中的核心，也是最復(fù)雜的過程。對于分揀系統(tǒng)，根據(jù)不同的銷售任務(wù)和處理方式，可分為全自動分揀、半自動分揀、電子標(biāo)簽輔助揀選、人工處理等四大類型。其核心過程是按照客戶訂單的要求將卷煙分揀到訂單。從補貨、分揀、噴碼、包裝等分揀基本工藝過程上看，全自動分揀和半自動分揀的核心區(qū)別是全自動分揀的補貨過程是自動化，半自動分揀和電子標(biāo)簽輔助揀選的核心區(qū)別是半自動分揀的分揀過程是自動化，電子標(biāo)簽輔助揀選和人工處理的核心區(qū)別是電子標(biāo)簽輔助人工揀選。

本文的研究主體為宜昌市煙草配送中心配備的一條卷煙分揀系統(tǒng)，該系統(tǒng)為半自動分揀線，在分揀過程中，偶爾會出現(xiàn)實際分揀偏離計劃訂單的情況，具體表現(xiàn)為某類香煙多了或者少了一條或幾條，而另一類香煙則正好少了或者多了一條或者幾條，而最終打包配送的香煙總數(shù)量是正確的情況。

目前，針對半自動分揀系統(tǒng)出現(xiàn)的上述問題，只能憑借現(xiàn)場工作人員復(fù)查找出問題，然后停線排除，而半自動分揀系統(tǒng)本身并沒有能力進行判斷，從而導(dǎo)致了工作人員勞動強度大，且工作效率低下。

為了找出實際分揀偏離計劃訂單的解決方案，首先需要對現(xiàn)有半自動分揀系統(tǒng)有充足的了解，經(jīng)過對分揀過程的研究，總結(jié)出如下圖1所示的半自動分揀系統(tǒng)工作流程圖；

根據(jù)圖1可知，現(xiàn)有的半自動分揀系統(tǒng)是遵循如下工作流程：控制中心接收訂單信息，然后將訂單拆分后發(fā)送到對于通道的控制閘門處，控制閘門根據(jù)訂單發(fā)送信息確定撥煙數(shù)量，各個閘門撥出的卷煙投遞到輸送帶上，輸送帶將卷煙傳輸?shù)接嫈?shù)器處，計數(shù)后進行打碼、最后在打包處打包。

通過分析圖1工作流程，可以發(fā)現(xiàn)造成實際分揀偏離計劃訂單的幾方面原因，其一，該系統(tǒng)為一開環(huán)系統(tǒng)；其二，該系統(tǒng)為一個被動接受指令、執(zhí)行指令的系統(tǒng)；第三，該系統(tǒng)缺乏卷煙類別檢測識別環(huán)節(jié)。

針對開環(huán)系統(tǒng)的問題，如果想要解決上述問題，只能將系統(tǒng)改為閉環(huán)反饋系統(tǒng)，而這樣改最終的結(jié)果是將現(xiàn)有的半自動分揀系統(tǒng)改成了全自動分揀系統(tǒng)，相對于現(xiàn)有系統(tǒng)而言調(diào)整太大，成本太高；針對現(xiàn)有被動分揀系統(tǒng)的問題，想要改進需改為主動干預(yù)系統(tǒng)，需在系統(tǒng)中加入智能識別及控制環(huán)節(jié)，技術(shù)難度較高，耗費時間較長；系統(tǒng)中缺乏卷煙類別檢測環(huán)節(jié)相比較而言改進較簡單，且切實可行，因此，本文將重點研究在現(xiàn)有半自動分揀系統(tǒng)中加入卷煙類別檢測識別環(huán)節(jié)。加入檢測識別環(huán)節(jié)后的半自動分揀系統(tǒng)如圖2所示。

圖2與圖1工作流程圖最大的區(qū)別在于增加了檢測識別環(huán)節(jié)，所有通過輸送帶的香煙都需要經(jīng)過該環(huán)節(jié)的檢測識別，經(jīng)檢測識別后的信息將與訂單信息進行比對，當(dāng)檢測識別到的信息與訂單信息一致時，該卷煙進入到下一環(huán)節(jié)，進行計數(shù)打碼，如果檢測到的信息與訂單信息不一致，這種不一致可能會表現(xiàn)為兩類，一類是類別不同，另一類是數(shù)量錯誤，而當(dāng)檢測到任何一種不一致時，檢測識別環(huán)節(jié)將會發(fā)送信息到控制中心，然后控制中心下達命令讓半自動分揀系統(tǒng)停機，此時生產(chǎn)線上的工作人員就能夠進行檢測，找出錯誤信息。

針對半自動分揀系統(tǒng)優(yōu)化的重點是檢測與識別。當(dāng)前圖像識別技術(shù)已然成熟，因此我們將在現(xiàn)有分揀系統(tǒng)中引入圖像識別技術(shù)，來對每一條經(jīng)過檢測識別環(huán)節(jié)的卷煙進行識別，而識別的特征主要是每條卷煙上的二維碼，通過掃描二維碼，獲得卷煙基本信息，將該基本系統(tǒng)與訂單信息比對，完成檢測識別。

本文的研究重點是針對現(xiàn)有卷煙分揀系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，采用的方法是基于視覺識別技術(shù)進行檢測識別。后續(xù)我們還將對具體的視覺識別技術(shù)及相關(guān)算法進行具體研究，突破關(guān)鍵技術(shù)；另外，完成檢測識別環(huán)節(jié)的開發(fā)后，以此為基礎(chǔ)，可以逐步開發(fā)基于主動控制系統(tǒng)的智能卷煙分揀系統(tǒng)，從而進一步減少工作人員勞動強度，并且更好的對接國家“一號工程”。

作者簡介

王晨雨：男.湖北省宜昌市.湖北省煙草公司宜昌市卷煙物流中心.設(shè)備管理員.學(xué)士學(xué)位.設(shè)備維護管理，優(yōu)化設(shè)計.