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背景介紹
隨著電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)代郵政營運(yùn)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，包裹量呈現(xiàn)爆炸性成長。郵政處理中心必須在廣大的配送網(wǎng)絡(luò)中每日處理數(shù)百萬件包裹，同時(shí)維持最高的服務(wù)可靠度標(biāo)準(zhǔn)。隨著全球郵政業(yè)者推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化，并導(dǎo)入新世代自動(dòng)化分揀系統(tǒng)，作為系統(tǒng)運(yùn)算核心的工控機(jī)，必須在最嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境中，展現(xiàn)卓越的運(yùn)算效能。
德承 DS-1201強(qiáng)固型嵌入式工控機(jī)已部署于北美地區(qū)大型郵政設(shè)施的智能高速分揀機(jī)中，支持高密度、連續(xù)運(yùn)作的包裹處理作業(yè)。面對(duì)每小時(shí)必須處理7,000至50,000件以上包裹的高吞吐量，對(duì)于工控機(jī)的效能、強(qiáng)固性與可靠度有著極高要求。DS-1201已于實(shí)際部署中展現(xiàn)其支持大規(guī)模郵政設(shè)施現(xiàn)代化運(yùn)行的能力。
產(chǎn)品需求
實(shí)時(shí)控制所需的高速運(yùn)算效能
分揀系統(tǒng)需要具備足夠的核心運(yùn)算能力，才能同時(shí)處理多項(xiàng)實(shí)時(shí)作業(yè)。當(dāng)大量包裹高速通過多層輸送帶時(shí)，嵌入式工控機(jī)必須實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)整個(gè)流程，例如透過六面相機(jī)快速辨識(shí)包裹上的地址與條碼，并將包裹正確引導(dǎo)至不同的分揀出口，同時(shí)與整個(gè)物流管理系統(tǒng)保持聯(lián)網(wǎng)。為了確保分揀過程順暢，嵌入式工控機(jī)必須能快速處理影像數(shù)據(jù)與包裹信息，避免任何延遲。一旦運(yùn)算反應(yīng)變慢，就有可能導(dǎo)致包裹卡住或分揀錯(cuò)誤，進(jìn)而影響整個(gè)作業(yè)流程與營運(yùn)效率。
支持PoE的豐富I/O接口
分揀機(jī)需要連接多個(gè)不同的設(shè)備，因此嵌入式工控機(jī)必須有足夠的連接能力，同時(shí)也須支持多個(gè)網(wǎng)口，除了連接多個(gè)相機(jī)的影像傳輸也可分流支持控制設(shè)備與管理系統(tǒng)，確保分揀作業(yè)的關(guān)鍵指令能穩(wěn)定傳送。工控機(jī)也須支持 PoE (網(wǎng)口供電)，只要一條網(wǎng)線就能同時(shí)為相機(jī)供電并傳送數(shù)據(jù)，不需要為每臺(tái)設(shè)備另外提供電源線，這讓安裝更簡單，也減少了復(fù)雜的布線。除了網(wǎng)絡(luò)連接，嵌入式工控機(jī)還須能支持舊有設(shè)備或工業(yè)傳感器的串口，USB連接的條形碼掃描器、維護(hù)終端設(shè)備與診斷工具；并提供PCIe擴(kuò)展槽安裝I/O卡或運(yùn)動(dòng)控制卡，用來控制氣動(dòng)分流器、馬達(dá)控制器或客制化的分揀硬件設(shè)備。
適應(yīng)嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境的耐用性
郵政分揀中心的工作環(huán)境對(duì)電子設(shè)備來說相當(dāng)嚴(yán)苛。嵌入式工控機(jī)必須承受重型輸送帶、高功率馬達(dá)和多層分揀結(jié)構(gòu)中不斷移動(dòng)的包裹所產(chǎn)生的連續(xù)震動(dòng)。工控機(jī)也需要具備寬溫設(shè)計(jì)，確保在不同城市地點(diǎn)或設(shè)備擺放區(qū)域的溫度變化下，仍能提供可靠的運(yùn)算效能及穩(wěn)定運(yùn)作。郵政現(xiàn)場環(huán)境中常有灰塵、紙屑和包裝材料，因此工控機(jī)須采取無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，避免灰塵進(jìn)入影響內(nèi)部元器件，同時(shí)減少散熱系統(tǒng)維護(hù)的需求。此外，場內(nèi)眾多馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)器及高電流切換設(shè)備可能產(chǎn)生電磁干擾，因此工控機(jī)需有完整的防護(hù)設(shè)計(jì)和EMC認(rèn)證。
為何選擇德承？
多任務(wù)作業(yè)的強(qiáng)大運(yùn)算效能
DS-1201具備強(qiáng)大的運(yùn)算效能，搭載 Intel Core第9／8代處理器，可支持8核心與64GB DDR4 2666MHz內(nèi)存，能穩(wěn)定處理大量數(shù)據(jù)。嵌入式工控機(jī)的高運(yùn)算效能可同時(shí)處理多組相機(jī)的影像、進(jìn)行分揀路徑計(jì)算、實(shí)時(shí)記錄包裹追蹤信息，并與場內(nèi)的管理系統(tǒng)保持順暢聯(lián)網(wǎng)，不會(huì)因運(yùn)算負(fù)擔(dān)而產(chǎn)生延遲。實(shí)際應(yīng)用中，DS-1201已于中小型分揀站在10個(gè)月內(nèi)處理超過1,200萬件包裹，同時(shí)也能支持大型區(qū)域中心每日超過50萬件包裹的運(yùn)作需求，并在旺季具備擴(kuò)充到每日超過100萬件的處理能力。多核心的設(shè)計(jì)讓分揀流程運(yùn)作更順暢，也保留足夠的效能空間，因應(yīng)實(shí)時(shí)控制與高負(fù)載應(yīng)用的需求。
完整I/O并支持PoE網(wǎng)口供電
DS-1201具備完整的連接能力，包括雙網(wǎng)口（GbE LAN）、USB 3.2（Gen2）、DVI-I 與 DisplayPort 顯示輸出，以及 M.2 Key M 2280 插槽，支持高速資料存取。模塊化擴(kuò)展架構(gòu)非常適合郵政分揀系統(tǒng)這類需要同時(shí)連接多種設(shè)備的應(yīng)用。雙網(wǎng)口設(shè)計(jì)可將設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)與管理系統(tǒng)分開，并提供網(wǎng)絡(luò)備援。DS-1201采模塊化設(shè)計(jì)，透過CMI（Combined Multiple I/O）與 CFM（Control Function Module）模塊化擴(kuò)展技術(shù)，可依需求彈性增添各式I/O與功能模塊，最高支持10 × GbE LAN，也可搭配PoE模塊為網(wǎng)口供電。PoE可透過同一條網(wǎng)線為分揀設(shè)備中分布的相機(jī)供電并傳輸影像數(shù)據(jù)，每個(gè)網(wǎng)口可提供25.5瓦的電力，符合 IEEE 802.3at 標(biāo)準(zhǔn)。透過PoE功能，無需為每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備單獨(dú)拉電源線，不僅大幅簡化安裝流程，也降低布線復(fù)雜度，提升整體系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性。
通過認(rèn)證的工業(yè)級(jí)強(qiáng)固設(shè)計(jì)
DS-1201專為嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)，能承受普通工控機(jī)無法應(yīng)付的工作條件。采用無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，利用鋁制機(jī)殼有效散熱，降低因灰塵堆積或機(jī)械磨耗而導(dǎo)致的故障風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)作。嵌入式工控機(jī)可承受5G持續(xù)震動(dòng)與50G操作中沖擊，遠(yuǎn)高于高速輸送帶與重型包裹處理設(shè)備所產(chǎn)生的震動(dòng)等級(jí)。寬溫范圍（-40°C 到 70°C）確保嵌入式工控機(jī)即使在不同的分揀站或環(huán)境條件下，也能穩(wěn)定運(yùn)作、保持可靠的運(yùn)算效能。DS-1201同時(shí)通過EN50121-3-2軌道應(yīng)用EMC認(rèn)證與IEC/EN62368-1安全規(guī)范，展現(xiàn)其在極端工業(yè)現(xiàn)場中的可靠性。9-48VDC寬壓設(shè)計(jì)并具備過電壓與過電流保護(hù)機(jī)制 ，為工業(yè)設(shè)施中常見的電源質(zhì)量問題提供額外防護(hù)。
案例成效
產(chǎn)能：在不擴(kuò)建設(shè)施的情況下，處理能力提升一倍
效率：整體作業(yè)效率提升75%
人力：人工分揀需求降低80%
安全：有效消除重復(fù)性勞損風(fēng)險(xiǎn)
成本：避免非計(jì)劃性停機(jī)造成的營運(yùn)損失
擴(kuò)展性：CMI／CFM模塊化設(shè)計(jì)與PCIe擴(kuò)展能力，確保系統(tǒng)長期可擴(kuò)展性。
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