基于圖像識別技術的半自動卷煙分揀系統優化

現代卷煙分揀系統模式的建設，是煙草物流中心建設的關鍵組成部分。其目標是為更好的提高對客戶的服務質量、提高物流中心的管理水平、降低成本、提高人均勞動生產率和減輕人工勞動強度等。煙草物流中心作業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，也是最復雜的過程。對于分揀系統，根據不同的銷售任務和處理方式，可分為全自動分揀、半自動分揀、電子標簽輔助揀選、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簽輔助揀選的核心區別是半自動分揀的分揀過程是自動化，電子標簽輔助揀選和人工處理的核心區別是電子標簽輔助人工揀選。

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，該系統為半自動分揀線，在分揀過程中，偶爾會出現實際分揀偏離計劃訂單的情況，具體表現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量是正確的情況。

目前，針對半自動分揀系統出現的上述問題，只能憑借現場工作人員復查找出問題，然后停線排除，而半自動分揀系統本身并沒有能力進行判斷，從而導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，首先需要對現有半自動分揀系統有充足的了解，經過對分揀過程的研究，總結出如下圖1所示的半自動分揀系統工作流程圖；

根據圖1可知，現有的半自動分揀系統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送到對于通道的控制閘門處，控制閘門根據訂單發送信息確定撥煙數量，各個閘門撥出的卷煙投遞到輸送帶上，輸送帶將卷煙傳輸到計數器處，計數后進行打碼、最后在打包處打包。

通過分析圖1工作流程，可以發現造成實際分揀偏離計劃訂單的幾方面原因，其一，該系統為一開環系統；其二，該系統為一個被動接受指令、執行指令的系統；第三，該系統缺乏卷煙類別檢測識別環節。

針對開環系統的問題，如果想要解決上述問題，只能將系統改為閉環反饋系統，而這樣改最終的結果是將現有的半自動分揀系統改成了全自動分揀系統，相對于現有系統而言調整太大，成本太高；針對現有被動分揀系統的問題，想要改進需改為主動干預系統，需在系統中加入智能識別及控制環節，技術難度較高，耗費時間較長；系統中缺乏卷煙類別檢測環節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有半自動分揀系統中加入卷煙類別檢測識別環節。加入檢測識別環節后的半自動分揀系統如圖2所示。

圖2與圖1工作流程圖最大的區別在于增加了檢測識別環節，所有通過輸送帶的香煙都需要經過該環節的檢測識別，經檢測識別后的信息將與訂單信息進行比對，當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節，進行計數打碼，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為兩類，一類是類別不同，另一類是數量錯誤，而當檢測到任何一種不一致時，檢測識別環節將會發送信息到控制中心，然后控制中心下達命令讓半自動分揀系統停機，此時生產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優化的重點是檢測與識別。當前圖像識別技術已然成熟，因此我們將在現有分揀系統中引入圖像識別技術，來對每一條經過檢測識別環節的卷煙進行識別，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，將該基本系統與訂單信息比對，完成檢測識別。

本文的研究重點是針對現有卷煙分揀系統進行優化改造，采用的方法是基于視覺識別技術進行檢測識別。后續我們還將對具體的視覺識別技術及相關算法進行具體研究，突破關鍵技術；另外，完成檢測識別環節的開發后，以此為基礎，可以逐步開發基于主動控制系統的智能卷煙分揀系統，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.設備管理員.學士學位.設備維護管理，優化設計.