商超倉儲中心物流揀選系統的設計與應用

文/ 何 敏 田曉美

一、物流揀選的作業模式

物流分揀是商超倉儲中心必備的作業流程。分揀作業模式在不同的維度有不同的劃分方式，下面針對分揀作業的模式進行具體闡述。

1.訂單組合

物流分揀作業按照訂單組合方式的不同，大致可以分為：按單揀選和批量分揀。

按單揀選的作業原理為揀選人員或揀選工具巡回于各物品存儲點，按訂單所要求的物品完成貨物的揀選配貨。按單揀選根據訂單數量，又可以分為單一訂單揀選和多訂單揀選。單一訂單揀選作業模式一般應用較少，但對于緊急訂單、異型商品訂單的揀選作業較為有效。為了提高按單揀選作業的效率，系統首先會將一定數量的訂單進行合并。具體合并的數量取決于產品的物理屬性及揀選車輛的容積。因此，多訂單合并揀選是分揀系統常用的作業模式。另外，倉庫管理系統通過對訂單進行組合優化，分揀效率會得到進一步提升。按單揀選的作業模式具備如下特點：易于實施，配貨準確度高，不易出錯；各客戶分揀相互無約束，可按緊急程度，調整分揀先后次序；客戶數量不受限，可靈活安排作業人員。

批量分揀是指由揀貨人員或揀貨工具，首先從貨物儲存點集中取出各個訂單共同需要的某種貨物，然后巡回于各訂單（貨位）之間，按每個訂單的需要量分放后。然后再集中取出共同需要的第二種貨物，如此反復進行，直至訂單所需要的所有貨物都分揀完畢。批量分揀的作業模式首先要集中一定數量的訂單，安排好各訂単的分貨位置才能反復進行分揀作業，因此工藝難度高，計劃性強（多訂單品種的共同性與配送的時間要求），與按單分揀相比錯誤率高。

2.人員運動

分揀作業按照人員運動方式可以分為：人至貨前揀選和貨至人前揀選。

人至貨前揀選，是指揀選人員通過步行或搭乘揀選車輛到達貨品儲存位置進行揀選的方式，該方式的特點是貨品一般呈靜態儲存方式，如存放在托盤貨架、輕型貨架等上面，移動方為揀取者。

貨至人前揀選，主要移動的一方為被揀取的貨品。揀取者在固定位置上作業，無需去尋找貨品的儲存位置。

商超倉儲中心品規種類多，日銷量大，出庫頻率高，分揀流程復雜

表1 揀選單元作業形式

圖1 分區揀選俯視圖

圖2 分區揀選側視圖

3.人員組合

物流分揀作業按照揀選分區方式可以分為：分區揀選和單人揀選。

分區揀選，是指在相同的揀選方式下，將揀選作業場地再作劃分，由一個或一組固定的揀選人員負責揀選某區域內的貨品。其主要優點是揀選人員需要記憶的存貨位置和移動距離減少，揀選時間縮短，還可以配合訂單分割策略，運用一組固定的揀選人員在短時間內共同完成訂單的揀選。接力揀選是分區揀選的另一形式，只是訂單不作分割或不分割到各分區，揀選人員以接力的方式來完成所有的揀選作業。揀選分區可同時存在于一個配送中心內，或是單獨存在。除接力式揀選外，在分區揀選完后仍需將揀出的貨品按訂單加以復合。

單人揀選，是指一個人把一張訂單所需要的物品揀選出來。該揀選方式效率較低，但揀選準確率高，可處理臨時緊急訂單。

4.揀選單元

揀選單元因貨物品種不同而有不同的形式。通常揀選單元可分成托盤（P）、箱（C）和單件（B）三種形式。一般來說，托盤是體積、重量最大的揀選單位，其次為箱，最小的為單件。單件，即貨物包裝成獨立單元，以該單元為揀選單元，是揀選最小的單元。

由單件裝箱，揀選時以箱為揀選單位，該方式稱為按箱單元揀選。

由箱堆碼在托盤上集合，揀選時以整托盤為揀選單位，該方式稱為按托盤單元揀選。

二、揀選作業方式設計

商超倉儲物流配送中心具有品規（SKU）種類多，日配送流量大等特點。因此，在規劃設計商超倉儲物流配送中心時，一般都會設計多種揀選作業方式來滿足分揀需求。本項目建設用地約7萬平方米，要滿足約800個配送門店需求，其中日均配送量達24萬箱/天，日峰值配送量達32萬箱/天。另外，該倉儲配送中心周轉的品規（SKU）數量約4萬個，庫存量約250萬箱。貨物出庫的單元包括托盤（P）、箱（C）、單件（B），其中拆零單件揀選訂單量大，占用人力比重高。根據以往一個月原始銷量數據，分析出單日拆零揀選的總需求（表1）。規則品的單日總拆零箱數為59163箱，單日的拆零訂單行為256338行。異形品的單日總拆零箱數為3736箱，單日的拆零訂單行為13662行。

根據EIQ-ABC分析法，將規則品按照銷量由高到低排列，定義累積品規（SKU）前20%為拆零快流，后80%為拆零慢流。拆零快流的SKU為1799個，日發貨量為36492箱，日處理訂單數為126580行。拆零慢流的SKU為7201個，日發貨量為22672箱，日處理訂單數為129758行。通過數據分析，得到了貨物單元的分揀的主次信息。

1.分區揀選

拆零快流揀選是解決出貨量大，品規少的揀選任務。在該項目中采用分區揀選作業完成拆零快流分揀。分區作業揀選的布局設計如圖1、圖2。作業時，采用流利式貨架存儲貨物，利用高性能穿梭車系統（HDS）進行補貨作業。訂單箱通過滾筒輸送線達到指定揀選區域，作業人員根據電子標簽提示進行人工揀選作業。當一片區域揀選作業完成后，訂單箱流轉到下一個區域進行揀選，直到訂單箱中訂單貨物揀選完成。揀選完成后訂單箱合流流入分揀機進行分揀。另外，流利貨架每個道口只有3個緩存位置，每個SKU一天均超過了3個原箱，故拆零快流揀選按波次進行補貨。該系統分區揀選作業共配置38人進行揀選作業，實現1799種品規（SKU），720箱/小時的拆零分揀任務。

圖3 拆零貨到人揀選（A為貨到人揀選工位）

2.貨到人揀選

拆零慢流揀選解決多品規（SKU），大流量揀選任務。在該項目中設計了貨到人揀選工位完成拆零慢流揀選任務（圖3）。揀選工作站的處理能力可達300訂單行/小時，可處理的訂單大小超過2個訂單行/訂單。同時揀選處理的訂單箱數量可從1到8個。在揀選工作站有兩種箱子，一種為揀選箱（內循環箱），另一種為訂單箱。整個貨到人揀選作業區域共配置20人進行揀選作業，可以實現7201個品規（SKU），738箱/小時的拆零分揀任務。

3.人到貨的揀選

商超行業的貨物根據形狀可以分為規則品和異形品。由于異形品不適合自動化存儲，因此針對異形品的存儲，該項目設計了平庫存儲區。該存儲區分為兩層，一樓用于存儲重型貨物異形品，二樓用于緩存小型異形品（如圖4）。針對異形品的拆零揀選，采用人到貨的揀選作業方式，人工推著小車到庫內進行按單揀選。該區域一樓設計2名揀選人員，二樓設計3名揀貨人員。每日揀選作業面共2539個，共完成13662行訂單揀選。

圖4 異形品存儲區

三、總結

該商超倉儲中心設計流利式貨架緩存待揀選貨物，采用分區揀選作業模式實現了出貨量大，品規少的揀選任務。設計貨到人揀選作業模式解決了品規數量多，出貨量大的分揀任務。同時，設計了人到貨的揀選作業模式，實現不規則品的揀選任務，一般不規則品不適合自動化輸送及分揀，因此多采用小推車等方式進行揀選。