Ежедневно через сортировочные центры Почты России проходят миллионы писем и посылок.
Наша задача — быстро распределить весь этот поток по направлениям.
В местах, через которые проходят внушительные объемы отправлений (например, во Внуково, куда прилетают самолеты с посылками из Китая), без крупных сортировочных комплексов не обойтись.
Поэтому в крупных городах – Москве, Санкт-Петербурге, Казани и Новосибирске и других – мы строим огромные автоматизированные центры.
Автоматизированный сортировочный центр похож на завод – на самом деле он им является.
Площадь крупнейшего на сегодняшний день сортировочного центра Почты, который расположен во Внуково, составляет 64 тысячи квадратных метров.
Производственная мощность такого АСК составляет 3 миллиона почтовых отправлений ежедневно и 125 тысяч стандартных писем в час.
Производственный процесс здесь идет круглосуточно.
В этой статье мы расскажем вам, как устроены эти «фабрики», какие машины там работают и как именно автоматизация сортировки помогает ускорить доставку ваших писем и посылок.
Как работает сортировочная машина?
Сортировочная машина — это промышленный робот, состоящий из конвейерной ленты с выходами.
Например, машина для сортировки посылок выглядит так:
А если представить сортировочную машину схематично, то так: 
Прежде чем запускать посылки на сортировочную ленту, мы загружаем в сортировочную машину план направления, в котором указаны правила, по которым происходит сортировка.
Мы рассчитываем его в системе математического моделирования MRPL раз в квартал или раз в полгода по всей стране, и по нему работает каждый сортировочный центр почты.
О том, как составляются такие планы, мы рассказывали в статье.
«Ушла из сортировочного центра»: как работает логистика Почты России .
В чем состоит сортировка?
Процесс начинается с помещения предметов на сортировочную ленту.Письма, мелкие посылки и обычные посылки сортируются на разных машинах.
А кастомные и небольшие пакеты тоже в отдельных сессиях — это деление связано со способом распознавания адреса, о котором мы поговорим ниже.
Вот так выглядит расположение элементов в ленте.
Здесь операторы особым образом переворачивают пакеты, чтобы сканеры считывали штрих-код. Каждая сортировочная машина имеет максимальные габариты.
Например, лыжи не поместятся на пояс посылки.
Сотрудники отсеивают такие находки при первичном анализе и отправляют на ручную сортировку.
Ручная сортировка также предполагает автоматизацию.
Здесь используют наручные сканеры для быстрой идентификации предметов.
С помощью устройства операторы считывают штрих-код, чтобы узнать, в какой выход поместить письмо или посылку.
Посылки, загруженные на автоматическую сортировку, с разных выходов сбиваются в одну линию и поступают к камере, где расположены сканеры штрих-кода, а также фото- и видеокамеры, фотографирующие посылку со всех сторон, чтобы найти необходимую для сортировки информацию: штрих-код или индекс.
.
Красный свет на фото - рабочий сканер.
Когда заказная почта сортируется, машина работает в режиме считывания штрих-кода.
Если через камеру проходит посылка, которую сортировочная машина не распознает (её штрих-код поврежден или не виден), то она отправляется на специальный выход «Отбраковка», расположенный в конце ленты.
Там сотрудники вручную разбираются, в чем проблема.
Если штрих-код поврежден, они сами определят индекс и доставят товар к нужному выходу.
Если сортируется простая почта, не помеченная штрих-кодом, то работает система оптического распознавания символов (OCR, Optical Character Recognition).
OCR работает следующим образом: буква на ленте попадает под камеру, которая фотографирует предмет в пяти проекциях, находит и распознает текст, ищет индекс и адрес и пытается сравнить одно с другим.
Если текст написан неразборчиво или индекс полностью забыт, то фотография передается на монитор специальному сотруднику, который находит и вводит индекс в систему вручную.
Поэтому каждый раз, когда кто-то ленится указать индекс или пишет его неразборчиво, письмо тратит на сортировку на несколько секунд больше.
Получив данные от сканера, сортировочная машина сравнивает их с индексом из плана направления и на основе атрибутов, указанных в правилах сортировки (индекс, вес), определяет, в какую точку отправить посылку.
И когда отправление приходит к нужному выходу, оно толкает ее туда.
Это происходит за счет синхронизации движения ремня и толкателя.
Машина знает, какие индексы она отправила на заполненный вывод, и отправляет нам сообщение «этот вывод содержит элементы для таких-то индексов».
При этом автоматически генерируется транспортная единица – зная, какие предметы собираются на том или ином выходе, информационная система «Сортмастер» присваивает коробке серийный номер и распечатывает его на принтере, расположенном над лентой.
Сотрудник закрывает коробку крышкой и наклеивает на нее этикетку с указанием, куда она пойдет дальше.
Чтобы не нести собранные коробки вручную к выходу, их помещают на дополнительную конвейерную линию THS, которая умеет сортировать именно готовые контейнеры.
На таком поясе нет спусков; его функция – переместить груз ближе к воротам.
А вот в новом сортировочном центре в Новосибирске, который мы введем в эксплуатацию в ближайшее время, процесс разгрузки и погрузки планируется автоматизировать.
Здесь грузы будут поступать на ленту и выходить из нее с помощью телескопического конвейера, который раскладывается прямо в кузов автомобиля.
На новом конвейере установлен сканер, который сразу распределяет контейнеры по сортировочным линиям.
Он определяет, что находится на ленте, и отправляет контейнер по конвейерной системе на развилку – к сортировщику писем, больших или маленьких посылок.
Скорость сортировки и что на нее влияет
Нам нужны сортировщики, которые смогут работать годами, 22 часа в сутки, не ломаясь и не останавливаясь.Поэтому нашими поставщиками стали компании мирового уровня: Toshiba, Siemens, Vanderlande — они выпускают подобные машины десятилетиями.
Эти компании поставляют свои устройства в виде программно-аппаратного комплекса.
По умолчанию такие машины работают на статические планы сортировки , которые вводятся при первой настройке.
План сортировки — это файл, в котором указано, какие индексы мы выбрасываем на выход №1, какие на выход №2 и так далее.
Закупка машин вместе с программным обеспечением привела к тому, что мы получили стороннюю систему управления, которая выполняет лишь заранее заложенную в нее логику сортировки.
Нам нужен был динамичный план сортировки, и вот почему.
Каждая машина имеет свои пределы производительности.
В среднем одна машина для сортировки писем сортирует 40 000 писем в час; во Внуково у нас их два.
Соответственно, производительность этого объекта достаточно высока – до 80 тысяч писем в час.
Пакомат сортирует до 8 тысяч посылок в час, конвейерная лента движется со скоростью 1,8 м/с.
Она могла бы ехать и быстрее, но тогда из-за набегающего потока воздуха мелкие пакеты начнут взлетать и разбрасываться по цеху, что вряд ли поможет ускорить процесс.
В случае статического плана каждому выходу при планировании сортировки присваиваются свои группы индексов, заменить которые мы не смогли.
А давайте представим, что у нас 200 направлений, включая Санкт-Петербург, Москву, Ярославль, Краснодар, и мы распределяем отправки только по ним.
Но давайте предположим, что поток писем в Краснодар увеличился, а в Ярославль уменьшился.
И после одного цикла сортировки выход для Ярославля простаивает. При статическом плане у нас были бы связаны руки — мы не можем вносить изменения в логику машины и использовать пустой вывод для более детальной сортировки выросшего направления.
Мы всегда заранее знаем, что к нам поступает на сортировку, а значит можем предсказать, что один из выходов будет простаивать, а другое направление перегружено.
Это означает, что для более эффективной сортировки и максимальной загрузки машин нам необходимо научиться менять планы сортировки в реальном времени — переходить на динамический план сортировки.
От статики к динамике
Для перехода к динамичным планам мы в «Почтатехе» разработали собственный программный продукт СМАБ — мост автоматизации сортировочных машин.Sorting Machine Automation Bridge состоит из нескольких микросервисов:
- Portal Back — обрабатывает запросы спереди, формирует отчеты и позволяет управлять правами пользователей.
- Управление – предназначено для проверки и регистрации сортировочных станций путем подключения к OPC-серверам.
Также здесь хранится структура всех сортировочных станций и предусмотрены настройки службы обработки.
- Обработка — сервис, поддерживающий асинхронную работу с сортировочным оборудованием, получающий события от MQTT-брокера (протокол, передающий данные о событиях между устройствами), сортирующий почту через сервисы сортировки (Sortmaster, TIAM и т. д.), вызывающий методы на OPC-серверах, записывающий статус сеанса сортировки в базе данных.
Именно контролеры отвечают за проталкивание посылки в нужный выход в определённый момент. Это значит, что теперь мы сами можем менять логику сортировки — указывать машине, что и где сортировать, и менять команды на лету.
SMAB обменивается данными с физическим контроллером машины и с Сортмастером по протоколу OPC UA — мировому технологическому стандарту связи с промышленным оборудованием.
Этот протокол позволил найти универсальное решение для связи с устройствами разных производителей.
Когда мы видим, что распределение потоков изменилось - писем в Ярославль нет, а поток в Краснодарский край увеличился, то вместо одного общего выхода (в Краснодар) можно разделить отправления сразу на два - в Краснодар и Сочи.
Таким образом мы будем использовать простаивающие выходные данные и сэкономим время и ресурсы на ручную сортировку в райцентрах.
Это значит, что мы будем доставлять грузы получателям еще быстрее.
Сама сортировка теперь работает так: сначала мы просим машину физически идентифицировать отравление и через OPC UA сервер сообщаем результат в ИТ-системы Почты России, а точнее, в нашу СМАБ.
Детектор, расположенный на ленте, считывает информацию об отправке — распознает штрих-код или считывает индекс и отправляет данные в MQTT — протокол обмена данными, который принимает и передает нам события, происходящие с отправлениями на ленте.
Служба обработки получает сообщение от детектора и асинхронно отправляет запросы на сортировку службам сортировки.
Проще говоря, машина сообщает «такой-то предмет на ленте» и спрашивает, что с ним делать.
Для принятия решения у нас есть примерно одна секунда до первой развилки.
Служба обработки получает ответы от служб сортировки с выходными массивами, на которые необходимо отправить письмо или посылку, и с учетом приоритета сортировки отправляет запрос на сортировку на OPC-сервер соответствующего сортировщика.
В результате Сортмастер возвращает номер выхода, который мы передаем в машину.
Груз, дойдя до нужного выхода, сбрасывается в него толкателем.
Работой эжекторов управляют контроллеры (ПЛК – логический контроллер программирования), каждый из которых содержит OPC UA Сервер.
SMAB обменивается информацией с этим сервером — так машина узнает, когда повернуть, а когда остановить привод, чтобы подтолкнуть предмет к нужному выходу.
SMAB также позволит нам отказаться от закрытия контейнеров вручную; теперь автомат может автоматически закрывать сортировочный пункт, когда в нем содержится определенное количество посылок или заданный вес.
Это возможно, потому что мы видим все параметры посылок в Сортмастере.
Подводя итог, сортировка с помощью SMAB выглядит следующим образом: Сортировочная машина сканирует посылку и спрашивает сортировщика «куда поставить индекс 107037Э» Сортмастер анализирует ситуацию и отвечает «пойдем к выходу №1» и передает эту команду контролеру.
Все происходит практически в реальном времени – в течение секунды мы говорим, что только что сфотографированный вами предмет должен быть поставлен у ворот №1. В следующем сеансе сортировки правила могут измениться, и этот вывод может принять другой набор индексов, если ситуация изменится.
Более того, логика сортировки теперь может быть намного сложнее, чем просто по индексам.
Мы можем использовать любые атрибуты элемента, чтобы решить, куда его поместить.
Это также может быть вес или тип отправления – обычный или первый класс.
Например, если вы положите смешанные посылки первого класса и обычные посылки на Сортировочную машину со статическим планом, она не сможет разделить их по типу отправления и поместит посылку первого класса и обычную посылку с одинаковым индексом в один выход. .
Когда мы используем дополнительную логику, где мы также указываем тип элемента при сортировке, становится возможным сортировать разные типы элементов с одинаковым индексом на два выхода.
Так на выходе №1 у нас будут обычные посылки в Санкт-Петербург, а на выходе №2 там посылки первого класса.
Это лишь один пример того, что мы можем сделать с новой системой.
И теперь все новые автомобили, которые появятся в Почте России, будут подчиняться этой логике.
Стек технологий
Комплекс машин внутри одного сортировочного центра мы называем сортировочной станцией.Для каждой станции мы делаем единую настройку OPC UA сервера, в которой учитываем все возможные параметры:
- Строение машин: они могут быть кольцевыми или линейными, с разным количеством выходов, с обычным или реверсивным конвейером – который может идти в двух направлениях.
- Внутренняя логика состояния узлов сортировки: в каком направлении идет конвейер – на вход или на выход.
- Условия перехода между состояниями: при каких условиях работает OCR и при каких условиях мы сканируем штрих-коды.
Сейчас у нас 1100 сортировочных центров – макрорегиональных, региональных и местных, расположенных в небольших городах.
Большинство из них автоматизированы, и сейчас мы планируем постепенно перевести все центры на управление с помощью SMAB. Кроме того, к 2022 году мы хотим расширить сортировочную сеть еще на 36 центров.
Чтобы реализовать все наши планы, нам нужны люди.
Например, мы ищем DevOps-инженеров и Java-разработчиков в команду, которая будет разрабатывать информационную систему управления сортировочными машинами.
Эти и другие вакансии в команде Почтовых Технологий можно найти на сайте почта.
tech .
Теги: #ИТ-инфраструктура #Программное обеспечение #ИТ-компании #ИТ-компании #Технологии #Почта России #логистика #почтовые услуги #посттех #почтовые технологии
-
Кто Копается Под Моим Микротиком?
19 Oct, 24 -
Умный Дом Без Пультов, Но С Кубом
19 Oct, 24 -
Когда Они Столкнутся?
19 Oct, 24 -
Экологическая Карта Москвы
19 Oct, 24 -
Верстка Визиток В Latex
19 Oct, 24 -
Православные Активисты Хотят «Премии Рунета»
19 Oct, 24
