倉儲物流多機協同揀選策略解析

文/ 黃志明

蘇州牧星智能科技有限公司

近年來，多類型AGV和其他物流自動化設備開始在倉庫中大量投入使用，提升效率的同時，一定程度上緩解了倉庫的招工難問題。但是，目前這些設備大部分仍處于孤島作業狀態，各類自動化設備間只做交接，不做全流程串聯，很難發揮各自優勢點，如何做到多類型AGV和自動化設備的協同作業，發揮1+1>2的功效，是目前亟待解決的問題。本文將針對物流倉儲作業的多機協同揀選策略進行深度解析。

隨著物流技術的不斷發展，目前應用于揀選環節的自動化物流設備及技術類型豐富，特別是“貨到人”揀選技術近年來得到了較大的發展和更大規模的應用。其中，以多種類型的AGV配合其他物流自動化設備，以及多類型AGV之間相互配合實現“貨到人”揀選甚至全自動化揀選最受關注。

多類型AGV和其他物流自動化設備的協同，通常應用于不同行業具有一定規模的物流配送中心作業場景。大型物流配送中心通常采用存揀分離模式，即存儲區為高位貨架，負責商品的大規模儲存，另設揀選區用于訂單揀選，高位貨架存儲區同時承擔向揀選區補貨的功能。

因此，倉庫中的業務流程主要包含：高位貨架上架、高位貨架向揀選區補貨下架，揀選區補貨上架、揀選區揀選、訂單分撥、包裝、包裹分揀等。針對以上業務流程，本文基于多類型AGV與自動化設備協同作業場景，設置不同的揀選策略，用于滿足倉儲效能最大化。

一、自動化物流設備導入

1.高位貨架區

高位貨架用于大規模的商品存儲，可以由多種自動化物流設備實現相關作業。常規高位貨架布局中，大多采用無人叉車進行上架和下架操作，同時負責轉運。但是無人叉車在轉運中，速度較慢，從而影響到整個環節的作業效率。

因此本文提出無人叉車與潛伏式AGV協同作業，其中，無人叉車替代傳統高位叉車負責高位貨架二層及以上的庫存上架以及下架商品的出庫；潛伏式AGV可以應用于高位貨架一層，實現高位貨架區域的庫存上架以及下架商品的出庫。這樣的布局可有效地保證無人叉車運行區域在通道中，只負責上架和下架操作；潛伏式AGV負責商品外部轉運，充分發揮各自優勢，提升效率。

2.揀選區

無人叉車負責商品上/下架操作，潛伏式AGV 負責轉運，兩者協同作業，充分發揮各自的優勢，提升效率

潛伏式AGV“貨到人”揀選

“貨到人”揀選工作站

揀選區負責履行大部分零散揀選訂單，基于傳統人工倉庫，作業面積大、新員工尋找貨位困難、揀選員工績效考評難等問題，導入潛伏式AGV貨到人揀選。

一方面，潛伏式AGV可以替代人工的行走，減少勞動強度；另一方面，貨到人揀選具有優化的PC界面，方便員工迅速尋找貨位揀選商品；同時，操作工作站集中，人員管理難度降低。

3.分揀區

根據倉庫業務流程，分揀區主要分為訂單商品分揀和包裹分揀。導入分揀機器人，完成超大播種墻的訂單分播和包裝完成后的包裹分揀，提升分揀效率。

二、補貨策略

及時準確地將貨物補充到揀選區是保證揀選效率的重要因素。如何保證揀選區存儲量和補貨頻次平衡，以及補貨的簡易性，是補貨策略的重點。

補貨數據需要和商品銷售信息進行關聯，WMS需要根據過去某段時間和當前的SKU的銷售量以及揀選區的存儲量，確認每種SKU的存儲量，以及需要從高位貨架區補貨的數量，按照如下流程進行補貨操作。

1.高位貨架一層有需求補貨的SKU

當高位貨架一層的商品庫存數量小于揀選區需求補貨量時，WCS調度潛伏式AGV將商品從高位貨架一層存儲區轉運至潛伏式AGV上架區域，由人工上架至潛伏式AGV的揀選區；

當高位貨架一層的商品庫存數量大于揀選區需求補貨量時，WCS調度潛伏式AGV將商品從高位貨架一層存儲區轉運至拆碼垛區域，由自動拆碼垛機器人將需求的數量進行拆垛重新碼放到轉運潛伏式AGV的載具上，潛伏式AGV將商品從高位貨架一層存儲區轉運至潛伏式AGV上架區域，由人工上架至潛伏式AGV的揀選區，拆垛完成剩余的商品庫存，由潛伏式AGV轉運返回高位貨架一層存儲區。

2.高位貨架一層無需求補貨的SKU

由WCS調度無人叉車，將商品從高位貨架叉取交接到高位貨架兩端一層潛伏式AGV交接貨架中。

當高位貨架一層的商品庫存數量小于揀選區需求補貨量時，WCS調度潛伏式AGV將商品轉運至潛伏式AGV上架區域，由人工上架至潛伏式AGV的揀選區；

當高位貨架一層的商品庫存數量大于揀選區需求補貨量是，WCS調度潛伏式AGV將商品轉運至拆碼垛區域，由自動拆碼垛機器人，將需求的數量進行拆垛重新碼放到轉運潛伏式AGV的載具上，潛伏式AGV將和商品從高位貨架一層存儲區轉運至潛伏式AGV上架區域，由人工上架至潛伏式AGV的揀選區，拆垛完成剩余的商品庫存，由潛伏式AGV轉運返回高位貨架一層存儲區。

三、揀選策略

1.一單一件/一單一種揀選策略

一單一件：一個訂單只有一件商品；

一單一種：一個訂單只有一種商品，且件數大于1件；

這兩種訂單最大的特點是，一個訂單中只有1種SKU，如何進行行之有效的提總揀選，是本次揀選策略的重點。

（1）整托提總

根據整體訂單信息，將一單一件/一單一種中某種SKU數量提總，如果提總數量等于存儲區一個托盤存儲量的，任務下發給高位貨架區域，由高位貨架區直接出庫，優化原本高位貨架補貨下架，AGV區域上架和AGV區域下架流程，優化作業流程如下：

①WMS任務下發至高位貨架區；

②WCS調度無人叉車，將WMS指定貨位中的托盤叉出，放置在無人貨架區每條通道兩端的一層潛伏AGV交接點位的潛伏式AGV空貨架底框上；

③潛伏AGV接到無人叉車放置完成信息后，搬運貨架底框+商品送至指定的包裝工作站；

④包裝工作站員工對訂單商品進行包裝。

（2）整箱提總

如果提總訂單某SKU數量大于存儲區整托盤數量/體積的80%～100%，則采用高位貨架區提總揀選再分揀的流程進行：

①WMS任務下發至高位貨架區；

②WCS調度無人叉車，將WMS指定貨位中的托盤叉出，放置在無人貨架區每條通道兩端的一層潛伏AGV交接點位的潛伏AGV空貨架底框上；

③潛伏AGV接到無人叉車放置完成信息后，搬運貨架底框+商品送至拆碼垛機器人交接點位；

④拆碼垛機器人，將指定數量的外箱拆到輸送線中，通過輸送線，送至包裝工位，剩余庫存由潛伏式AGV送至揀選區進行補貨上架。

2.原包裝發貨揀選策略

原包裝發貨，即商品外包裝可以直接用于發貨，不需要經過包裝工作站進行二次裝箱/裝袋處理，降低該類商品的倉內操作流程，是該類商品揀選策略的重點。

針對原包裝訂單的揀選策略為提總揀選，如果總訂單某SKU數量大于存儲區整托盤數量/體積的50%～100%，則采用高位貨架區提總揀選再分揀的流程進行：

①WMS任務下發至高位貨架區；

②如高位貨架區一層潛伏式貨架存儲區有庫存，則潛伏式AGV直接將貨架底框搬運至拆碼垛機器人交接區；

③如高位貨架一層潛伏式貨架存儲區無庫存，或庫存不足，則WCS調度無人叉車，將WMS指定貨位中的托盤叉出，放置在無人貨架區每條通道兩端的一層潛伏AGV交接點位的潛伏AGV空貨架底框上；

④潛伏式AGV接到無人叉車放置完成信息后，搬運貨架底框+商品送至拆碼垛機器人交接點位；

⑤拆碼垛機器人，將指定數量的外箱拆到輸送線中，并觸發自動貼面單，貼完面單的包裹，通過輸送線，直接送至包裹分揀區，進行包裹分揀操作；

⑥如拆垛完成尚剩余庫存，則通過補貨計算，確認是送至揀選區進行補貨上架，或轉運回高位貨架一層，進行存儲；如無庫存，則潛伏式AGV將空底框搬運回高位貨架一層交接點位。

3.一單多種SKU揀選策略

一單多種SKU揀選完成最終交給包裝的最小單元即是一個客戶訂單，如何能夠最快速的揀選完成一個訂單中的商品，是本策略的重點。

（1）日常揀選策略

AGV揀選區域采用貨到人揀選，設置揀選工作站，配置播種墻，采用邊揀邊分的原則，將訂單從貨架直接揀選到播種墻的各個單元格中，每個單元格即為一個訂單，采用料箱裝載。

當播種墻中全部訂單揀選完成后，潛伏式AGV將整面播種墻搬運至包裝工作站進行包裝，同時呼叫潛伏式AGV搬運空的播種墻到達揀選工作站，繼續進行揀選。

牧星智能機器人家族

這種揀選策略既可以保證一單多種SKU直接揀選到客戶訂單的單位，同時優化訂單到包裝的轉運。

（2）高峰揀選策略

● A類商品揀選

分析訂單數據，將熱銷度最高的前X種SKU定義為A類商品，A類商品品類少，訂單占比大，迅速處理全部商品均為A類商品的訂單，能夠快速處理大量訂單，減緩倉儲揀選壓力，揀選策略如下：

①WMS提總該類訂單，從高位貨架區域由潛伏式AGV將商品轉運至拆垛機器人交接點，進行拆垛操作，將拆垛完成的訂單商品通過潛伏式AGV轉運至人工播種點；

②人工拆箱掃描商品后，放置于分揀式AGV的運行皮帶上；

③分揀式AGV將商品分揀到各個分揀口，分揀口由高度稍低的分揀式AGV頂升料箱組成；

④分揀完成后，分揀口的分揀機器人將料箱轉移到輸送線上，送至包裝站臺進行包裝。

● 其他商品揀選策略

潛伏式AGV貨到人揀選中，播種墻的格子數量多少，決定了工作站可以同時揀選的訂單數量，播種墻越大，工作站可以同時揀選的訂單數量越多，一個貨架到達工作站后，可用于揀選的商品越多，越能夠提升揀選效率。

所以高峰期，為提升工作站的產出（效率），可以在貨到人揀選的基礎上，將原本一個播種墻格子為一個訂單的配置更改為一個波次，播種墻的揀選訂單數量翻倍，單工作站單小時產能顯著提升。

揀選完成后的波次，通過潛伏式AGV送至人工播種區，人工在移動播種墻進行播種。播種完成后，潛伏式AGV搬運整個播種墻，送至包裝區進行包裝。

四、結束語

在倉儲物流中，針對不同的場景，選擇合適的策略，綜合協調各類AGV和自動化設備，可以有效地提升倉儲物流的揀選效率并保證時效，為倉庫管理提供更多價值。