摘果式拣选和播种式拣选.docx
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摘果式拣选和播种式拣选
摘果式拣选和播种式拣选的比较分析
拆零拣选的方式主要分为摘果式和播种式两大类,国内应用较多的是摘果shi拣选。
两种方式各有什么特点,分别适用于哪种类型的物流配送中心?
本系列连载文章将给出细致的分析,以便使广大读者和应用企业对于两种拣选方式形成更为深入的了解。
配送中心内通常有多种拆零拣选作业方法,总体上可归纳为两种:
订单别拣选,俗称摘果式;商品别汇总拣选,俗称播种式。
在普遍采用电子显示标签辅助拣选的今天,拆零拣选按照操作流程更加明确地区分为摘果式和播种式两类。
一概念比较
1摘果式拣选
摘果式拣选法是针对每一份订单(即每个客户)进行拣选,拣货人员或设备巡回于各个货物储位,将所需的货物取出,形似摘果。
其特点是每人每次只处理一份订单或一个客户。
应用电子显示标签进行摘果式拣选,一般要求每一品种货物(货位)对应一个电子显示标签,控制计算机系统可根据货物位置和订单数据,发出出货指示,并使货位上的电子显示标签亮灯,操作员根据电子标签所显示的数量及时、准确地完成拣货作业。
图1是使用电子显示标签的摘果式拣选系统示意图,其作业特点是:
从货架上取货,放入流水线上的箱中。
图2是某配送中心的摘果式分拣线作业场景,拣选品规数约为1000个。
2播种式拣选
播种式分拣是把多份订单(多个客户的要货需求)集合成一批,先把其中每种商品的数量分别汇总,再逐个品种对所有客户进行分货,形似播种,因此称其为“批量别拣取”更为恰当。
应用电子显示标签的播种式分拣系统,其每个电子标签货位代表一张订单(即一个客户),操作员先通过条码扫描把将要分拣货物的信息输入系统中,需要货物的货位所在的电子标签就会亮灯,同时显示出该位置所需分货的数量。
载有单一品种货物的拣货人员或设备,巡回于各个客户的分货位置,按电子标签显示数量进行分货。
图3是使用电子显示标签的播种式分拣系统示意图,图4是某配送中心播种式分拣线的作业场景,该线采用“货到人”方式,一次分拣客户数最多为60个。
其作业特点是:
从流水线上的货箱中取货,放入货架上的发货箱内,与摘果式的动作刚好相反。
图5、图6是摘果式系统和播种式系统在配送中心的平面布局图,参照条件是分拣处理的品种数不小于2000个,分拣输出能力大致相等。
图5中拆零拣选区安装的摘果式分拣线长度人于200米,并且一般情况下都是如此。
图6中的拆零拣选区安装了4条播种分拣线,每条线长度10米。
二硬件设备成本分析
应用电子显示标签的摘果式和播种式分拣系统,其硬件组成主要包括装有电子显示标签的货架、配套的流水(输送)线。
从外观形式看,两种分拣系统硬件的主要区别在于,摘果式系统货架和流水线的长度远远大于播种式系统,宽度的差别并不大。
1 摘果式拣选系统
摘果式拣选系统一般要求每一品种货物占用一个货位,对应使用一个电子标签。
国内现有的摘果式系统货架,一般每米长度可设置10个左右(8~12)的货位,因此,2000个品种的摘果式系统,其货架长度约为200米。
配套的流水线长度一般会大于货架的长度。
2 播种式分拣系统
播种式分拣系统的每个电子标签(货位)代表一张订单(一个客户),因此,货架长度和分拣处理的品种多少无关,用很短的货架分拣线就可以处理品种数巨大的订单。
例如,托贝克公司开发的TBC型播种分拣线处理2000个品规、40个客户,其货架长度仅为10米,仅为前述摘果式分拣线的1/20。
图6中4条播种式分拣线组合,其长度也只有40多米,仅为摘果武的1/5。
3 硬件设备的成本分析
粗略估算摘果式系统和播种式系统的硬件造价,其每一个货位的成本、每米流水线的成本是基本相等的。
由于摘果式系统的货架、流水线长度远大于播种式,因此在分拣处理能力相等的条件下,摘果式系统在占地面积、设备造价、操作人员数量、使用费用等方面将远大干播种式系统。
图7是一次处理40份订单的播种式分拣线,长度为10米。
三作业流程和耗费工时分析
在此以含有若干份订单的一个波次为例进行分析,讨论的范围是订单间品种重合度较高的情况,并且与前述平面布局图对照理解。
1 摘果式拣选的作业流程
1补货:
从仓储区向拆零拣选区送货,并且逐个货位上架。
2沿线拣选:
周转箱沿着分拣流水线移动,分拣人员从货架上取货,放入周转箱。
③复核装箱:
拣选结束后,对已经装入周转箱的货物进行核对(品种、数量等),有时还需要换箱装货。
④集货待运:
把已经复核装箱完毕的货箱送到发货区,等待运出。
2 播种式分拣的作业流程
①汇总拣货:
从仓储区将该波次所需货物全部拣出,送到拆零分拣区,逐个放到分拣线上。
②沿线分货(含复核装箱):
待分播货箱沿着流水线移动,分拣人员从流水线上的箱中取货,放入货架箱内。
间歇性复核、装箱。
③集货待运:
把已经复核装箱完毕的货箱送到发货区,等待运出。
3 作业量和耗时比较
按照作业流程,对两种方式的各主要阶段进行比较。
①摘果式的“补货”VS播种式的“汇总拣货”
摘果式的补货作业:
包括从仓储区将该波次所需货物拣出,按品项巡行于数千个货位,逐个放到拣选货位上。
播种式的汇总拣货:
包括从仓储区将该批次所需货物全部拣出,逐个放到分拣线上。
两种方式相比较,摘果式的补货作业需要巡行数千个货位的行走距离,通常长度达几百米。
此外,摘果式对每个货位的放货操作,其动作量也大于播种式的放货。
由于拣选货架空间有限,对出货量较大的商品货位,一个波次内摘果式往往需要进行多次补货。
而播种式只需一次。
由此看来,在这个作业时段,摘果式的作业量、耗时要远大于播种式。
此外,摘果式在大量补货时通常要暂停拣选作业,这就很难实现连续分拣,造成时间利用不充分。
播种式则不存在这个问题。
②摘果式的“沿线拣选”VS播种式的“沿线分货”
摘果式的沿线拣选:
从货架上取货放到流水线上。
播种式的沿线分货:
从流水线上取货放到货架上。
这两个互逆的拣货动作,耗时基本相当。
但摘果式的流水线长度远大于播种式,并且摘果式的货位多、转换多,周转箱移动的阻碍也多,造成摘果式分拣线的周转箱移动速度往往低于播种式(不考虑空行程)。
每当货架上货箱装满后,播种式分拣需要做一个换箱动作;此外,播种式分拣还要间歇性进行数量复核。
完成这两件事所需的时间,大约为总拣货动作时间的10%。
综合而论,在这个作业时段,两种方式的工效大致相当。
③摘果式的“复核装箱”
“复核装箱”动作是摘果式独有的,就是要对流水线出来的货箱内的品种数量进行逐一核对,有时还要重新装箱。
可见,摘果式的“沿线拣选”与“复核装箱”作业时间之和明显超过播种式的“沿线分货”。
有些摘果式分拣线中,为缩短作业时间而免去了“复核”动作,其后果是增加了差错率。
关于差错率:
播种式在分拣货物时,可以通过核对剩余数量发现前面作业的差错,因此可以明显减少差错;摘果式则很难在作业中核对。
所以同等条件下,摘果式的差错率高于播种式。
④集货待运
在此阶段,两种拣选方式的作业量基本相等。
分析结论
对于同样的分拣量,摘果式的行走距离较大、动作多、耗时长、差错率高。
因此播种式优于摘果式。
从另一方面说,尽管摘果式对单个订单的响应速度较快,但是播种式可以高效处理成批订单,其完成一份订单的平均时间要少于摘果式(在本文设定的条件下)。
四低重合度品项分拣状况对比分析
在一个波次的订单里,对其中每个品种的货物,可以按照需要该品种的客户数的多少进行分类。
要货客户数超过该波次客户总数50%的品种,一般称为高重合度品种(品项)。
对于低重合度品项的分拣,是否播种式仍然具有高效率、低差错率的优势?
长期以来,这是一个认识误区颇多的问题。
对于摘果式拣选,当一些品种货物要货重合度较低时,就意味着拣货箱在流水线上巡回时,会经过一些不需拣货的货位,即空行程。
这些空行程占用的时间、空间、人员操作都是无效益的。
播种式分拣也有类似情况。
为了解决这个问题,目前摘果式往往采取分区拣选策略,其主要做法是将全部拆零拣选货架分为若干区域,这样在拣选低重合度品项时,对于没有要货品项的区域,拣货箱就不必进入。
以此来缩小拣货区域和空行程。
图1为分区摘果式分拣线示意图。
其中黄色区域为输送线,灰色块为周转箱,红色箭头表示周转箱的移动方向。
图1中周转箱的行走路径就没有进入分区2和分区4。
以下分析在采用分区策略的情况下,摘果式的作业效率。
①拣货行走距离分析
假定在一个2000个品项、40个客户的分拣波次中,有30个品项是单客户要货品项。
对于两种分拣方式,这30个品项的拣货行走距离分别是:
摘果式:
应用分区策略,将2000个品项的拣选区分为4个小区(参见图1),每个分区的品项货位数是500个,因此每个单客户品项的拣货行走距离为一个分区,即500个货位(略去主通道长度),30个品项总拣货行走距离为15000个货位。
播种式:
使用每线40个客户(货位)的播种式分拣线,每个单客户品项的最大拣货行走距离是40个货位,30个品项总拣货行走距离为1200个货位。
可见,摘果式的拣货行走距离远大于播种式。
运用上面的推理方法可以看出,对于要货客户数大于1的低重合度品项,也有类似结论。
②播种式的空行程问题
对于低重合度的品项,早期播种式分拣也存在空行程造成的人员、时间浪费。
但前面的分析表明,空行程对播种式的影响远远小于摘果式。
深圳市托贝克信息设备公司开发设计的TBC型播种式分拣系统,针对低重合度品种采用特定的播种流程,使用并行作业方案,使得高重合与低重合度品项并行分拣,很好地解决了空行程问题,也缩短了订单的响应时间。
(本栏目后续文章会进行详细说明)
③摘果式高低频分类拣选的分析
为了缩短摘果式拣选的行走距离和时间,有专家设计了高低频分类拣选方案。
该方案的特点:
一是采用分区拣选策略,二是提高低重合品项拣选货架密度。
典型案例为上海某便利店配送中心。
理论分析和实际考察表明,这个方案也有明显的缺陷:
采用分区拣选策略后,摘果式行走路径依然长于播种式;
高低频分类的补货、拣选作业流程比较复杂,容易出错;
市场要货的高低频是每天都在变化的,分拣货位很难随时调整;
高低频分类不能解决摘果式分拣无法兼顾复核的问题;
放货密度提高,造成拣货标识不明显,拣货差错增加。
所以高低频分类只是部分优化了摘果式拣选流程,并不能根本改变摘果式的固有缺点。
分析结论:
对于低重合度品项的分拣作业,即使采用分区策略。
摘果式分拣线的货架长度并未减少,只是空行程有所减少,但是其拣货行走距离同样远大于播种式。
此时播种式仍然优于摘果式。
忽略两种方式的技术细节,用工业工程的一般原理分析,由于播种式采用了汇总订单成批处理的方法,必然可以省略单个订单处理作业的若干重复动作,效率自然要高于摘果式。
提高自动化程度后的比较
曾有观点认为,采用高速输送线可以克服摘果式拣货行走耗时较多的缺点,因此高速机械化的摘果式是优于播种式的。
这个观点是否准确?
下面进行分析。
1、摘果和播种这两种分拣系统处理的货物对象是相同的,机械输送动作是类似的,因此两者都可以采用高速输送线,不存在孰优孰劣的情况。
播种式同样可以采用高速机械化来加快速度、提高效率。
2、由于摘果式的补货是在上千个货位补货点进行,而播种式的补货是在一个上线点进行,因此播种式更容易实现自动机械化补货。
图2是摘果式多货位补货示意图。
图3为使用输送线后,对播种式分拣线进行自动补货的示意图。
这个方案是不难实现的。
3、如果不设置复核工序,提高自动化程度也不能降低摘果式的分拣差错率。
但是设置复核工序必然增加作业时间、降低效率。
由上述分析可知,使用高速自动化技术后,播种式依然优于摘果式。