航空貨運站貨物處理的解決方案

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，航空貨運市場蓬勃增長，國家和地方政府對于推進航空貨運發(fā)展也愈加重視，《民航局關于促進航空物流業(yè)發(fā)展的指導意見》明確提出“加大航空物流新技術新裝備供給。鼓勵以機場、航空公司、物流企業(yè)等為主體，加大對物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機器人等現(xiàn)代智慧物流新技術研發(fā)應用，不斷優(yōu)化經(jīng)營管理和運行保障體系，從勞動密集型向技術密集型轉(zhuǎn)變，在機場物流設施和運行環(huán)節(jié)不斷降低成本、提高效率、增大柔性。”在《中國民用航空發(fā)展第十三個五年計劃》中也提出“推動航空物流標準化建設，簡化貨運操作環(huán)節(jié)，提升貨運地面服務效率。本文依托深圳中集天達物流系統(tǒng)工程有限公司多年的國內(nèi)外航空貨運站建設經(jīng)驗，提出了多種針對現(xiàn)代化航空貨運站的貨物處理智能化應用解決方案。

一、航空貨運站特點

航空貨運站由于處于機場區(qū)域，用地面積緊張，并且出港貨物需要嚴格按照海關要求進行安檢。在面積有限的場地內(nèi)，面對嚴格的海關安檢以及高速增長的貨運量，規(guī)劃建設智能化的立體化貨站，成為大型機場必然的選擇。

根據(jù)航空貨運站處理貨物的場景，可以將貨物分為散貨與集裝貨兩大類。散貨主要包括郵包、快件、普貨。根據(jù)貨物性質(zhì)，可以分為普通貨物與特種貨物（如鮮活易腐貨物、活動物、危險品、貴重物品以及其他特種貨物等）。本文分析的普通貨物智能化解決方案，主要由貨代企業(yè)根據(jù)其渠道收貨后送往機場貨站進行操作。

二、散貨處理智能化應用的解決方案

散貨處理應用的智能化設備，主要包括散貨堆垛機AS/RS、散貨搬運AGV、調(diào)平臺、伸縮皮帶機、升降皮帶機、DWS（中集貨站應用定制研發(fā)產(chǎn)品）等。

1.航空貨運站散貨的主要流程（如圖1）

圖1 航空貨運站散貨的主要流程

散貨收貨分為兩種形式：一是普貨收貨，二是快件與郵包收貨。在對應的安檢機方面，通常情況下普貨采用1500～1800mm寬的中大型安檢機，快件郵包則采用1000mm寬的小型安檢機（非絕對）。

2.普貨的收貨處理

對于普貨的出港收貨，貨代企業(yè)將運輸卡車的尾部直接對接月臺調(diào)平臺，人工將貨物碼垛在貨站提供的托盤上。每票貨物可能會碼多個托盤，但同一個托盤只允許放同一票貨物。此處作業(yè)流程有4種解決方案，如圖2。

模式1為傳統(tǒng)收貨模式，貨代在月臺碼好托盤后放入安檢機入口，安檢人員根據(jù)報關貨物信息進行安檢通過安檢后，由貨站操作人員用叉車取下放在尾部的稱臺進行稱重錄入數(shù)據(jù)。采用設備為輥道輸送機、電子地秤。

模式2為傳統(tǒng)收貨模式，貨代在月臺碼好托盤后，在貨站工作人員監(jiān)督下放在月臺的地秤進行稱重錄入數(shù)據(jù)，稱重完成后放入安檢機入口，安檢人員根據(jù)報關貨物信息進行安檢通過安檢后，由貨站操作人員用叉車取下。采用設備為輥道輸送機、電子地秤。

模式3為貨代在月臺碼好托盤后放入安檢機入口，安檢人員根據(jù)報關貨物信息進行安檢通過安檢后，采用DWS系統(tǒng)進行自動五面讀碼、自動稱重，以及體積測量。此方案可以很好地解決貨物重貨與輕泡貨的計費以及在線稱重，從而減少了人工叉車放地秤稱重的環(huán)節(jié)。采用設備為輥道輸送機、DWS。

模式4為貨代在月臺碼好托盤后放入入貨口，采用DWS系統(tǒng)進行自動五面讀碼、自動稱重，以及體積測量。安檢人員根據(jù)自動五面讀碼獲取的貨物信息進行安檢通過安檢后，由貨站操作人員用叉車取下。未通過安檢的貨物從排出口退出，此方案與模式3優(yōu)勢相同，但此方案DWS的前置使自動讀取貨物信息可以同時供安檢系統(tǒng)與貨運系統(tǒng)使用，減少安檢前信息人工確認環(huán)節(jié)。采用設備為輥道輸送機、DWS、移栽機。

模式3和模式4，可根據(jù)貨站具體的使用情況進行選擇。

圖2 普貨收貨處理模式對比

3.快件與郵包的收貨處理

快件與郵包貨物對時效要求更高，在效率匹配的情況下更希望可以做到收貨前后之間進行打板。因此，通常不采用托盤進行收貨，而由人工將郵包或快件直接放到輸送機進行入庫直接打板，在效率不足的情況下才在安檢收貨后再進行暫存，如圖3。

以下為針對快件與郵包的智能化解決方案：

①采用設備：伸縮皮帶機、升降皮帶機、DWS（中集貨站應用定制研發(fā)產(chǎn)品）、皮帶機、移栽輸送機等。

②操作流程：貨代直接將貨物放到伸縮皮帶機上，通過采用DWS系統(tǒng)進行自動五面讀碼，自動稱重，以及體積測量。貨物信息同時傳送給安檢系統(tǒng)與貨運系統(tǒng)。安檢人員根據(jù)自動五面讀碼獲取的貨物信息進行安檢通過安檢后，由貨站操作人員進行打板或碼盤暫存。未通過安檢的貨物從排出口退出，由人工處理后再次入庫。

此方案可以很好地解決貨物重貨與輕泡貨的計費以及在線稱重，減少了人工常規(guī)在地秤上累計計重的操作。并且，DWS自動讀取貨物信息可以同時供安檢系統(tǒng)與貨運系統(tǒng)使用，從而減少安檢前信息人工確認環(huán)節(jié)。

4.散貨的暫存處理

散貨收貨后，對于普貨，需要等待海關放行與配貨信息；對于快件與郵包，一般可能需要在打板前進行暫存。

散貨暫存，主要有三種解決方案，如圖4。模式1為地堆存儲，采用設備包括L行舉升式AGV、堆垛機、高層貨架；模式2為地堆存儲，采用設備包括L行舉升式AGV、堆高車AGV、貨架；模式3為堆垛機存儲，空間占用小，處理速度更快。

針對不同作業(yè)特點，可選取不同種類的AGV設備。L行舉升式AGV的體積小，轉(zhuǎn)彎半徑小，靈活快速，且成本較低。堆高車AGV，可實現(xiàn)2～4層貨架存儲，靈活快速。相比之下，堆垛機速度快，可實現(xiàn)2～15層貨物存儲，可最大化存儲量及效率，從而節(jié)約場地空間。

地堆存儲及整個貨區(qū)搬運，均采用L行舉升式AGV，靈活快速。其中，堆高車區(qū)域，從收貨口到堆高車存儲區(qū)依然采用L行舉升式AGV進行轉(zhuǎn)運，存儲時采用堆高車存儲區(qū)AGV進行存儲。在堆垛機區(qū)域，L行舉升式AGV將散貨托班送到堆垛機入庫口，通過堆垛機進行上架存儲。

貨站建設時都有吞吐量的設計目標，根據(jù)設計吞吐量可以算出所需的散貨存儲位。建設時需要一次性投入，因后期很難進行調(diào)整，所以將所需的40%～70%貨位一次性建設為堆垛機方案，可以在保證存儲量的前提下最大程度地釋放貨運站內(nèi)靈活可用空間。在初期業(yè)務量未飽和時，可以設計大面積地堆區(qū)域與堆垛機區(qū)域配合；隨著業(yè)務量上升，貨物需求不斷加大，可以將地堆區(qū)靈活地改造為堆高車區(qū)域，以滿足存儲貨位的需求。

總之，應合理最大化利用每種設備的特點，使貨站建設具有更大彈性空間，并使整個庫區(qū)在實現(xiàn)智能化的基礎上完全合理地貫通貨站作業(yè)流程。

三、集裝貨處理的解決方案

集裝貨處理的設備主要包括ETV，TV，ULDAGV（中集貨站應用定制研發(fā)產(chǎn)品），以及升降打板臺、輥道輸送機、直角臺、旋轉(zhuǎn)直角臺等。

集裝貨主要包括ULD集裝板、ULD集裝箱，由散貨打板形成。集裝貨物處理主要包含散貨打板、ULD轉(zhuǎn)運、ULD存儲。

ULD集裝箱，是一種采用鋁合金或者玻璃鋼等輕質(zhì)材料制作的，專用于飛機裝載貨物的包裝單元。ULD集裝板就是一塊鋁質(zhì)底板，分不同規(guī)格，在邊緣部分有圍網(wǎng)鎖扣裝置。集裝箱有規(guī)定的外形，集裝板裝載貨物時最終的形狀，也必須符合該板在飛機上不同艙位時的外形限制規(guī)定。集裝板裝載貨物時，通常采用塑料薄膜先鋪墊，貨物裝好后，再用該薄膜覆裹，同時外部采用專用的圍網(wǎng)扎緊，確保在飛機上貨物堆碼不會傾倒，所有這些ULD的尺寸都與其在飛機上的位置有關。

無論是ULD集裝板，還是ULD集裝箱板，通常底部剛性很差，只適用于輥道、滾球、輥輪等來進行作業(yè)處理。

與之相應，地面貨運站在對這些ULD進行組裝、拆解、傳輸和存儲等處理操作時，也對航空貨運站內(nèi)設備提出特殊要求。這些特殊要求，加上物流處理系統(tǒng)的一般技術，就構成了航空貨物處理系統(tǒng)（CHS）的專業(yè)技術。

圖3 快件與郵包收貨處理模式

圖4 散貨暫存模式對比

1.航空貨運站集裝貨的主要流程（如圖5）

圖5 航空貨運站集裝貨的主要流程

2.集裝貨打板處理方案

集裝貨打板處理模式較為靈活主要的模式，主要包括以下五種，如圖6。

模式1：AGV移動在線打板；核心設備：ULDAGV、10尺固定打板臺。

模式2：TV式在線打板；核心設備：TV、10尺固定打板臺。

模式3：縱向升降臺在線打板；核心設備：10尺縱向升降打板臺、輥道輸送機。

模式4：十字式在線打板；核心設備：10尺橫向升降打板臺、10尺固定打板臺、輥道輸送機。

模式5：葫蘆串式在線打板；核心設備：10尺橫向升降打板臺、10尺固定打板臺、輥道輸送機、旋轉(zhuǎn)直角臺。

模式1操作流程：

根據(jù)CHS給出的組板信息，調(diào)度L行舉升式AGV將需要打板的貨物送到10尺固定打板臺待打板區(qū)。由人工進行打板，10尺固定打板臺具有稱重功能，在打完板后完成一磅稱重掛掛簽。呼叫ULDAGV將集裝板送到直通出庫口，或ETV儲存區(qū)上貨口。在直通出庫口和ETV儲存區(qū)上貨口均設有稱重功能，集裝貨物到達后完成二磅復重操作，如復重失敗則呼叫ULDAGV將貨物送到異常處理區(qū)進行處理，復重成功的貨物進行出庫或暫存作業(yè)。直通出庫口間距與出港多利車比配，為智能拖車頭帶多利進行自動上貨預留空間接口。此操作模式十分靈活，且操作區(qū)域更加柔性，是未來貨站建設的主要方向。

模式2操作流程：

根據(jù)CHS給出的組板信息，調(diào)度L行舉升式AGV將需要打板的貨物送到10尺固定打板臺待打板區(qū)。由人工進行打板，10尺固定打板臺具有稱重功能，在打完板后完成一磅稱重掛掛簽。呼叫TV將集裝板送到直通出庫口，或ETV儲存區(qū)上貨口。在直通出庫口和ETV儲存區(qū)上貨口均設有稱重功能，集裝貨物到達后完成二磅復重操作，如復重失敗則呼叫ULDAGV將貨物送到異常處理區(qū)進行處理，復重成功的貨物進行出庫或暫存作業(yè)。直通出庫口間距與出港多利車比配，為智能拖車頭帶多利進行自動上貨預留空間接口。

圖6 集裝貨打板處理模式對比

此操作模式與上邊的ULDAGV操作模式十分相似，但由于TV需要軌道且常規(guī)只能在一條直線上運行，與ULDAGV相比，在效率與靈活性方面較差。

模式3操作流程：

根據(jù)CHS給出的組板信息，調(diào)度L行舉升式AGV將需要打板的貨物送到10尺縱向升降打板臺待打板區(qū)。由人工進行打板，10尺縱向升降打板臺具有稱重功能，在打完板后完成一磅稱重掛掛簽。后確認貨物入庫，10尺縱向升降打板臺后對接的輥道輸送機設置稱重功能進行二磅復重，如復重失敗則退回人工處理，復重成功的貨物進行暫存作業(yè)，或經(jīng)ETV直接擺渡出庫。

此操作模式輸送界面清晰，路徑簡單，可根據(jù)ETV區(qū)域長度進行排開設計。

模式4與模式5操作流程：

模式4與模式5的操作流程，與模式3基本相似。模式4有兩個10尺橫向升降打板臺，一個10尺固定打板臺，可同時進行三個板的打板。相比模式1，在ETV長度空間不足的情況下可以增加打板位，且端頭的10尺固定打板臺可以對接ULDAGV，進行ULD入庫操作。模式5相比模式4，在相同空間下打板位可以做得更多。并且，增加了1個旋轉(zhuǎn)直角臺，可在ULD箱打板時將ULD箱的開口方向進行調(diào)整，使打板更加方便。

本文通過對航空貨運站物流工藝流程的分析，將操作拆解為不同模塊，并對每一模塊可能存在的多種方案進行對比分析，可更加全面地了解貨站建設可能存在的多樣性。

3.集裝貨的暫存處理

ULD的暫存主要有三種模式，模式1為TV平面暫存，模式2為ETV存儲，模式3為TV加換層提升機存儲模式。

TV存儲適用于存儲要求不高的場景，主要由集裝貨架及TV車組成。在設計中，可做TV升級ETV的整體規(guī)劃與分期實施，以適應貨物吞吐量的不斷增加。

ETV存儲主要由ETV與集裝貨架組成，通常設計一個巷道內(nèi)2臺ETV。ETV可設計成20尺與16尺配合20尺存儲貨位。20尺的ETV可同時存取2個10尺的貨物，同樣一個20尺的存儲貨位也可存儲2個10尺的貨物。

四、總結

本文通過對航空貨運站物流工藝流程的分析，將操作拆解為不同模塊，并對每一模塊可能存在的多種方案進行對比分析，可更加全面地了解貨站建設可能存在的多樣性。并可根據(jù)項目設計規(guī)模，設備投資需求，進行不同模塊化的組合，以最合適的方式去進行航空貨運站建設。