文｜深圳中集天达物流系统工程有限公司
付亚博、刘鑫堃、杨彬、行永祥、沈鸿生
本文以航空货运站业务流程为依据，结合先进的智能化设备，将业务流程分解为多个独立的模块，对每个单独的模块场景下的多种智能化解决方案进行了对比分析，为航空货运站建设提供了多种智能化方案的模块化设计。
随着我国经济快速发展，航空货运市场蓬勃增长，国家和地方政府对于推进航空货运发展也愈加重视，《民航局关于促进航空物流业发展的指导意见》明确提出“加大航空物流新技术新装备供给。鼓励以机场、航空公司、物流企业等为主体，加大对物联网、人工智能、机器人等现代智慧物流新技术研发应用，不断优化经营管理和运行保障体系，从劳动密集型向技术密集型转变，在机场物流设施和运行环节不断降低成本、提高效率、增大柔性。”在《中国民用航空发展第十三个五年计划》中也提出“推动航空物流标准化建设， 简化货运操作环节，提升货运地面服务效率。本文依托深圳中集天达物流系统工程有限公司多年的国内外航空货运站建设经验，提出了多种针对现代化航空货运站的货物处理智能化应用解决方案。
一、航空货运站特点
航空货运站由于处于机场区域，用地面积紧张，并且出港货物需要严格按照海关要求进行安检。在面积有限的场地内，面对严格的海关安检以及高速增长的货运量，规划建设智能化的立体化货站，成为大型机场必然的选择。
根据航空货运站处理货物的场景，可以将货物分为散货与集装货两大类。散货主要包括邮包、快件、普货。根据货物性质，可以分为普通货物与特种货物（如鲜活易腐货物、活动物、危险品、贵重物品以及其他特种货物等）。本文分析的普通货物智能化解决方案，主要由货代企业根据其渠道收货后送往机场货站进行操作。
二、散货处理智能化应用的解决方案
散货处理应用的智能化设备，主要包括散货堆垛机AS/RS、散货搬运AGV、调平台、伸缩皮带机、升降皮带机、DWS（中集货站应用定制研发产品）等。
1.航空货运站散货的主要流程（如图1）
图1 航空货运站散货的主要流程
散货收货分为两种形式：一是普货收货，二是快件与邮包收货。在对应的安检机方面，通常情况下普货采用1500～1800mm宽的中大型安检机，快件邮包则采用1000mm宽的小型安检机（非绝对）。
2.普货的收货处理
对于普货的出港收货，货代企业将运输卡车的尾部直接对接月台调平台，人工将货物码垛在货站提供的托盘上。每票货物可能会码多个托盘，但同一个托盘只允许放同一票货物。此处作业流程有4种解决方案，如图2。
图2 普货收货处理模式对比
模式1为传统收货模式，货代在月台码好托盘后放入安检机入口，安检人员根据报关货物信息进行安检通过安检后，由货站操作人员用叉车取下放在尾部的称台进行称重录入数据。采用设备为辊道输送机、电子地秤 。
模式2为传统收货模式，货代在月台码好托盘后，在货站工作人员监督下放在月台的地秤进行称重录入数据，称重完成后放入安检机入口，安检人员根据报关货物信息进行安检通过安检后，由货站操作人员用叉车取下。采用设备为辊道输送机、电子地秤 。
模式3为货代在月台码好托盘后放入安检机入口，安检人员根据报关货物信息进行安检通过安检后，采用DWS系统进行自动五面读码、自动称重，以及体积测量。此方案可以很好地解决货物重货与轻泡货的计费以及在线称重，从而减少了人工叉车放地秤称重的环节。采用设备为辊道输送机、DWS 。
模式4为货代在月台码好托盘后放入入货口，采用DWS系统进行自动五面读码、自动称重，以及体积测量。安检人员根据自动五面读码获取的货物信息进行安检通过安检后，由货站操作人员用叉车取下。未通过安检的货物从排出口退出，此方案与模式3优势相同，但此方案DWS的前置使自动读取货物信息可以同时供安检系统与货运系统使用，减少安检前信息人工确认环节。采用设备为辊道输送机、DWS 、移栽机。
模式3和模式4，可根据货站具体的使用情况进行选择。
3.快件与邮包的收货处理
快件与邮包货物对时效要求更高，在效率匹配的情况下更希望可以做到收货前后之间进行打板。因此，通常不采用托盘进行收货，而由人工将邮包或快件直接放到输送机进行入库直接打板，在效率不足的情况下才在安检收货后再进行暂存，如图3。
图3 快件与邮包收货处理模式
以下为针对快件与邮包的智能化解决方案：
①采用设备：伸缩皮带机、升降皮带机、DWS（中集货站应用定制研发产品）、皮带机、移栽输送机等。
②操作流程：货代直接将货物放到伸缩皮带机上，通过采用DWS系统进行自动五面读码，自动称重，以及体积测量。货物信息同时传送给安检系统与货运系统。安检人员根据自动五面读码获取的货物信息进行安检通过安检后，由货站操作人员进行打板或码盘暂存。未通过安检的货物从排出口退出，由人工处理后再次入库。
此方案可以很好地解决货物重货与轻泡货的计费以及在线称重，减少了人工常规在地秤上累计计重的操作。并且，DWS自动读取货物信息可以同时供安检系统与货运系统使用，从而减少安检前信息人工确认环节。
4.散货的暂存处理
散货收货后，对于普货，需要等待海关放行与配货信息；对于快件与邮包，一般可能需要在打板前进行暂存。
图4 散货暂存模式对比
散货暂存，主要有三种解决方案，如图4。模式1为地堆存储，采用设备包括L行举升式AGV、堆垛机、高层货架；模式2为地堆存储，采用设备包括L行举升式AGV、堆高车AGV、货架；模式3为堆垛机存储，空间占用小，处理速度更快。
针对不同作业特点，可选取不同种类的AGV设备。L行举升式AGV的体积小，转弯半径小，灵活快速，且成本较低。堆高车AGV，可实现2～4层货架存储，灵活快速。相比之下，堆垛机速度快，可实现2～15层货物存储，可最大化存储量及效率，从而节约场地空间。
地堆存储及整个货区搬运，均采用L行举升式AGV，灵活快速。其中，堆高车区域，从收货口到堆高车存储区依然采用L行举升式AGV进行转运，存储时采用堆高车存储区AGV进行存储。在堆垛机区域，L行举升式AGV将散货托班送到堆垛机入库口，通过堆垛机进行上架存储。
货站建设时都有吞吐量的设计目标，根据设计吞吐量可以算出所需的散货存储位。建设时需要一次性投入，因后期很难进行调整，所以将所需的40%～70%货位一次性建设为堆垛机方案，可以在保证存储量的前提下最大程度地释放货运站内灵活可用空间。在初期业务量未饱和时，可以设计大面积地堆区域与堆垛机区域配合；随着业务量上升，货物需求不断加大，可以将地堆区灵活地改造为堆高车区域，以满足存储货位的需求。
总之，应合理最大化利用每种设备的特点，使货站建设具有更大弹性空间，并使整个库区在实现智能化的基础上完全合理地贯通货站作业流程。
三、集装货处理的解决方案
集装货处理的设备主要包括ETV，TV，ULDAGV（中集货站应用定制研发产品），以及升降打板台、辊道输送机、直角台、旋转直角台等。
集装货主要包括ULD集装板、ULD集装箱，由散货打板形成。集装货物处理主要包含散货打板、ULD转运、ULD存储。
ULD集装箱，是一种采用铝合金或者玻璃钢等轻质材料制作的，专用于飞机装载货物的包装单元。ULD集装板就是一块铝质底板，分不同规格，在边缘部分有围网锁扣装置。集装箱有规定的外形，集装板装载货物时最终的形状，也必须符合该板在飞机上不同舱位时的外形限制规定。集装板装载货物时，通常采用塑料薄膜先铺垫，货物装好后，再用该薄膜覆裹，同时外部采用专用的围网扎紧，确保在飞机上货物堆码不会倾倒，所有这些ULD的尺寸都与其在飞机上的位置有关。
无论是ULD集装板，还是ULD集装箱板，通常底部刚性很差，只适用于辊道、滚球、辊轮等来进行作业处理。
与之相应，地面货运站在对这些ULD进行组装、拆解、传输和存储等处理操作时，也对航空货运站内设备提出特殊要求。这些特殊要求，加上物流处理系统的一般技术，就构成了航空货物处理系统（CHS）的专业技术。
1.航空货运站集装货的主要流程（如图5）
图5 航空货运站集装货的主要流程
2.集装货打板处理方案
集装货打板处理模式较为灵活主要的模式，主要包括以下五种，如图6。
图6 集装货打板处理模式对比
模式1：AGV移动在线打板；核心设备：ULDAGV、10尺固定打板台。
模式2：TV式在线打板；核心设备：TV、10尺固定打板台。
模式3：纵向升降台在线打板；核心设备：10尺纵向升降打板台、辊道输送机。
模式4：十字式在线打板；核心设备：10尺横向升降打板台、10尺固定打板台、辊道输送机。
模式5：葫芦串式在线打板；核心设备：10尺横向升降打板台、10尺固定打板台、辊道输送机、旋转直角台。
模式1操作流程：
根据CHS给出的组板信息，调度L行举升式AGV将需要打板的货物送到10尺固定打板台待打板区。由人工进行打板，10尺固定打板台具有称重功能，在打完板后完成一磅称重挂挂签。呼叫ULDAGV将集装板送到直通出库口，或ETV储存区上货口。在直通出库口和ETV储存区上货口均设有称重功能，集装货物到达后完成二磅复重操作，如复重失败则呼叫ULDAGV将货物送到异常处理区进行处理，复重成功的货物进行出库或暂存作业。直通出库口间距与出港多利车比配，为智能拖车头带多利进行自动上货预留空间接口。此操作模式十分灵活，且操作区域更加柔性，是未来货站建设的主要方向。
模式2操作流程：
根据CHS给出的组板信息，调度L行举升式AGV将需要打板的货物送到10尺固定打板台待打板区。由人工进行打板，10尺固定打板台具有称重功能，在打完板后完成一磅称重挂挂签。呼叫TV将集装板送到直通出库口，或ETV储存区上货口。在直通出库口和ETV储存区上货口均设有称重功能，集装货物到达后完成二磅复重操作，如复重失败则呼叫ULDAGV将货物送到异常处理区进行处理，复重成功的货物进行出库或暂存作业。直通出库口间距与出港多利车比配，为智能拖车头带多利进行自动上货预留空间接口。
此操作模式与上边的ULDAGV操作模式十分相似，但由于TV需要轨道且常规只能在一条直线上运行，与ULDAGV相比，在效率与灵活性方面较差。
模式3操作流程：
根据CHS给出的组板信息，调度L行举升式AGV将需要打板的货物送到10尺纵向升降打板台待打板区。由人工进行打板，10尺纵向升降打板台具有称重功能，在打完板后完成一磅称重挂挂签。后确认货物入库，10尺纵向升降打板台后对接的辊道输送机设置称重功能进行二磅复重，如复重失败则退回人工处理，复重成功的货物进行暂存作业，或经ETV直接摆渡出库。
此操作模式输送界面清晰，路径简单，可根据ETV区域长度进行排开设计。
模式4与模式5操作流程：
模式4与模式5的操作流程，与模式3基本相似。模式4有两个10尺横向升降打板台，一个10尺固定打板台，可同时进行三个板的打板。相比模式1，在ETV长度空间不足的情况下可以增加打板位，且端头的10尺固定打板台可以对接ULDAGV，进行ULD入库操作。模式5相比模式4，在相同空间下打板位可以做得更多。并且，增加了1个旋转直角台，可在ULD箱打板时将ULD箱的开口方向进行调整，使打板更加方便。
3.集装货的暂存处理
ULD的暂存主要有三种模式，模式1为TV平面暂存，模式2为ETV存储，模式3为TV加换层提升机存储模式。
TV存储适用于存储要求不高的场景，主要由集装货架及TV车组成。在设计中，可做TV升级ETV的整体规划与分期实施，以适应货物吞吐量的不断增加。
ETV存储主要由ETV与集装货架组成，通常设计一个巷道内2台ETV。ETV可设计成20尺与16尺配合20尺存储货位。20尺的ETV可同时存取2个10尺的货物，同样一个20尺的存储货位也可存储2个10尺的货物。
四、总结
本文通过对航空货运站物流工艺流程的分析，将操作拆解为不同模块，并对每一模块可能存在的多种方案进行对比分析，可更加全面地了解货站建设可能存在的多样性。并可根据项目设计规模，设备投资需求，进行不同模块化的组合，以最合适的方式去进行航空货运站建设。
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