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背景介紹
隨著電子商務的蓬勃發展,現代郵政營運面臨前所未有的挑戰,包裹量呈現爆炸性成長。郵政處理中心必須在廣大的配送網絡中每日處理數百萬件包裹,同時維持最高的服務可靠度標準。隨著全球郵政業者推動基礎設施現代化,并導入新世代自動化分揀系統,作為系統運算核心的工控機,必須在最嚴苛的工業環境中,展現卓越的運算效能。
德承 DS-1201強固型嵌入式工控機已部署于北美地區大型郵政設施的智能高速分揀機中,支持高密度、連續運作的包裹處理作業。面對每小時必須處理7,000至50,000件以上包裹的高吞吐量,對于工控機的效能、強固性與可靠度有著極高要求。DS-1201已于實際部署中展現其支持大規模郵政設施現代化運行的能力。

產品需求
實時控制所需的高速運算效能
分揀系統需要具備足夠的核心運算能力,才能同時處理多項實時作業。當大量包裹高速通過多層輸送帶時,嵌入式工控機必須實時協調整個流程,例如透過六面相機快速辨識包裹上的地址與條碼,并將包裹正確引導至不同的分揀出口,同時與整個物流管理系統保持聯網。為了確保分揀過程順暢,嵌入式工控機必須能快速處理影像數據與包裹信息,避免任何延遲。一旦運算反應變慢,就有可能導致包裹卡住或分揀錯誤,進而影響整個作業流程與營運效率。
支持PoE的豐富I/O接口
分揀機需要連接多個不同的設備,因此嵌入式工控機必須有足夠的連接能力,同時也須支持多個網口,除了連接多個相機的影像傳輸也可分流支持控制設備與管理系統,確保分揀作業的關鍵指令能穩定傳送。工控機也須支持 PoE (網口供電),只要一條網線就能同時為相機供電并傳送數據,不需要為每臺設備另外提供電源線,這讓安裝更簡單,也減少了復雜的布線。除了網絡連接,嵌入式工控機還須能支持舊有設備或工業傳感器的串口,USB連接的條形碼掃描器、維護終端設備與診斷工具;并提供PCIe擴展槽安裝I/O卡或運動控制卡,用來控制氣動分流器、馬達控制器或客制化的分揀硬件設備。
適應嚴苛工業環境的耐用性
郵政分揀中心的工作環境對電子設備來說相當嚴苛。嵌入式工控機必須承受重型輸送帶、高功率馬達和多層分揀結構中不斷移動的包裹所產生的連續震動。工控機也需要具備寬溫設計,確保在不同城市地點或設備擺放區域的溫度變化下,仍能提供可靠的運算效能及穩定運作。郵政現場環境中常有灰塵、紙屑和包裝材料,因此工控機須采取無風扇設計,避免灰塵進入影響內部元器件,同時減少散熱系統維護的需求。此外,場內眾多馬達、驅動器及高電流切換設備可能產生電磁干擾,因此工控機需有完整的防護設計和EMC認證。

為何選擇德承?
多任務作業的強大運算效能
DS-1201具備強大的運算效能,搭載 Intel Core第9/8代處理器,可支持8核心與64GB DDR4 2666MHz內存,能穩定處理大量數據。嵌入式工控機的高運算效能可同時處理多組相機的影像、進行分揀路徑計算、實時記錄包裹追蹤信息,并與場內的管理系統保持順暢聯網,不會因運算負擔而產生延遲。實際應用中,DS-1201已于中小型分揀站在10個月內處理超過1,200萬件包裹,同時也能支持大型區域中心每日超過50萬件包裹的運作需求,并在旺季具備擴充到每日超過100萬件的處理能力。多核心的設計讓分揀流程運作更順暢,也保留足夠的效能空間,因應實時控制與高負載應用的需求。
完整I/O并支持PoE網口供電
DS-1201具備完整的連接能力,包括雙網口(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。模塊化擴展架構非常適合郵政分揀系統這類需要同時連接多種設備的應用。雙網口設計可將設備控制網絡與管理系統分開,并提供網絡備援。DS-1201采模塊化設計,透過CMI(Combined Multiple I/O)與 CFM(Control Function Module)模塊化擴展技術,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模塊為網口供電。PoE可透過同一條網線為分揀設備中分布的相機供電并傳輸影像數據,每個網口可提供25.5瓦的電力,符合 IEEE 802.3at 標準。透過PoE功能,無需為每臺網絡設備單獨拉電源線,不僅大幅簡化安裝流程,也降低布線復雜度,提升整體系統穩定性與可靠性。
通過認證的工業級強固設計
DS-1201專為嚴苛的工業環境設計,能承受普通工控機無法應付的工作條件。采用無風扇設計,利用鋁制機殼有效散熱,降低因灰塵堆積或機械磨耗而導致的故障風險,同時實現靜音運作。嵌入式工控機可承受5G持續震動與50G操作中沖擊,遠高于高速輸送帶與重型包裹處理設備所產生的震動等級。寬溫范圍(-40°C 到 70°C)確保嵌入式工控機即使在不同的分揀站或環境條件下,也能穩定運作、保持可靠的運算效能。DS-1201同時通過EN50121-3-2軌道應用EMC認證與IEC/EN62368-1安全規范,展現其在極端工業現場中的可靠性。9-48VDC寬壓設計并具備過電壓與過電流保護機制 ,為工業設施中常見的電源質量問題提供額外防護。
案例成效
產能:在不擴建設施的情況下,處理能力提升一倍
效率:整體作業效率提升75%
人力:人工分揀需求降低80%
安全:有效消除重復性勞損風險
成本:避免非計劃性停機造成的營運損失
擴展性:CMI/CFM模塊化設計與PCIe擴展能力,確保系統長期可擴展性。
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