摘果式拣选和播种式分拣比较.docx

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摘果式拣选和播种式分拣比较

“摘果式”拣选和“播种式”分拣的综合比较

摘要：

若干年以来，物流拣选技术领域对于“摘果式”和“播种式”的论述和实践，都存在一些误区。

本文以笔者及其团队多年的试验探索为基础，从流程分析和实际使用两方面对比，力图说明在计算机信息技术高度发达的今天，“播种式”已具备足够优势，理应成为大规模拆零拣选的首选方法。

本文以使用电子显示标签的拣选系统为主进行说明，其结论也适用于普通货架拣选系统。

讨论对象是：

处理的品种数在2000个以上的、多订单大规模拆零拣选。

◆在分拣处理能力相等的条件下，摘果式系统的占地面积、设备造价、操作人员数量、使用维护费用远大于播种式系统。

◆对作业流程和耗费工时的分析说明，摘果式的效率比播种式低。

◆摘果式系统的作业特点决定了其拣货差错率高于播种式。

◆在订单间品种重合度较低的情况下，播种式同样优于摘果式。

◆新型TBC系列“汇总分播”技术设备，只需“摘果式”系统造价和占地的几分之一，能够简捷高效地分拣处理品项数巨大、状况各异的众多订单。

一、概述

在商业零售物流配送中心，有各种各样的拆零拣选作业方法，总体上可以归结为两种：

1、订单别拣选，俗称摘果式

2、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，拆零拣选的流程更明确分为“摘果式”和“播种式”两类。

1）摘果式拣选（订单别拣选）

摘果式拣选法，是针对每一份订单（每个客户），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架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、准确地完成商品拣货。

下图是使用电子显示标签的摘果式拣选系统示意图。

下图是某配送中心的摘果式分拣线作业场景。

该线的拣选品项数约1000个。

2）播种式分拣（商品别汇总拣选）

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，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）。

所以，称其为“商品别汇总分播”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（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（客户）分货位置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。

载有一个品种货物的拣货人员或设备，巡回于各个客户的分货位置，按显示数量分货。

下图是使用电子显示标签的播种式分拣系统示意图

下图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。

二、“摘果式”和“播种式”系统的平面布局

下面给出了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和分拣输出能力大致相等。

上图——摘果式系统的平面布局图

上图中间的拆零拣选区安装了摘果式分拣线，线的长度通常大于200米。

上图——播种式系统的平面布局图

上图中间的拆零拣选区安装了四条播种分拣线，每条线长度10米。

由这两种系统的平面布局图可以看出，播种式系统的占地面积小很多，因此可以获得更多的仓储容积和作业区域。

三、两种方法的硬件设备和成本分析

应用电子显示标签的摘果式和播种式分拣系统，其硬件组成主要有：

装有电子显示标签的货架，以及配套的流水（输送）线。

从外观形式看，这两种分拣系统的硬件的主要区别是：

摘果式系统货架和流水线的长度远远大于播种式，宽度的差别不大。

1、摘果式

摘果式分拣系统，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

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（一个客户），因此货架长度和分拣的品种多少无关，用很短的货架分拣线就可以处理品种数巨大的订单。

例如TBC型播种分拣线，可以单班处理2000个品项40个客户，其货架长度仅有10米，是前述摘果式分拣线的二十分之一。

如果四条播种式分拣线组合，长度也只有四十多米，仅为摘果式的五分之一。

3、硬件设备成本

摘果式和播种式系统，粗略估算它们的硬件造价，其每一个货位的成本、每米流水线的成本，两种系统是基本相等的。

因此，在分拣处理能力相等的条件下，由于摘果式的货架、流水线长度远大于播种式，所以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，将远大于播种式系统。

下图是一次分拣40份订单的播种式分拣线，长度十米。

三、作业流程和耗费工时分析：

注：

◆以含有若干份订单的一个波次为例

◆讨论范围是订单间品种重合度较高的情况

◆请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，并且逐个货位放上货架。

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:

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）：

待分货箱沿着流水线移动，分拣人员从箱中取货，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

下面按照作业流程的顺序，对两种方式的各个阶段进行比较：

（为便于理解，下面比较忽略了一些细节。

）

①摘果式的“补货”——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，以及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，以及逐个放到分拣线上。

两种方式比较，摘果式的补货作业，多出了需要巡行数千个货位的行走动作距离。

这个距离通常是几百米长度。

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，摘果式往往需要进行多次补货。

而播种式只需一次。

因此，这个作业时段，摘果式的作业量、耗时要远大于播种式。

此外，摘果式大量补货时通常要暂停分拣作业，这就很难实现连续分拣，造成时间利用不充分。

播种式则没有这个问题。

②摘果式的“沿线拣选”——播种式的“沿线分货”

摘果式的沿线拣选，是从货架上取货放到流水线上；

播种式的沿线分货，是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。

可是，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以后，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。

完成这两件事情所需的时间，大约等于10%的拣货动作时间。

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”

这个动作是摘果式独有多出的，就是要对流水线上下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”的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，为缩短作业时间而免去了这个“复核“动作，其后果是增加了差错率。

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

在这个阶段，两种方式作业量基本相等。

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）。

“现代物流网”网站显示的信息，某物流专家研究结论如下：

播种式（商品别）的差错率仅为摘果式（商店别）的十分之一。

各种拣货方式的错误率对比表

拣货方式

错误率

备注

拣货单拣货

0.1%——0.5%

商店别

DPS拣货

0.01%——0.05%

商店别

RF拣货

0.01%——0.05%

商店别

DPS拣货

0.001%

商品别

四、低重合度品项分拣作业分析

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）。

前面文章对于摘果和播种两种分拣方式的分析，主要适用于重合度较高的货物品项。

对于低重合度品项的分拣，是否播种式仍然具有优势？

这是一个诸多专家、教科书都没有说清楚的问题。

对于摘果式拣选，当该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，多数经过的是不需拣货的货位，即空行程。

这些空行程占用的时间、空间、操作、人员都是无效益的。

播种式分拣也有类似的情况。

为了解决这个问题，目前摘果式大多采取分区拣选策略，用减小拣货区域来减少空行程。

下图为分区摘果示意图。

其中黄色区域为输送线，黑色方块为周转箱，红色箭头表示了周转箱的移动方向。

在采用了分区策略的情况下，摘果式的作业效率又是怎样呢？

1、拣货行走距离概略分析：

一个特例：

假定对于一个2000个品项、40个客户的分拣批次，其中有30个品项是单客户要货品项。

这30个品项的拣货行走距离是：

摘果式——应用分区策略，将2000个品项的拣选区分为4个小区（参见上图），每个小区的品项货位数是500个，因此每个单客户品项的拣货行走距离为500个货位（不计主通道），30个品项总拣货行走距离为15，000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，摘果实的行走距离同样远大于播种式。

对于要货客户数大于1的、低重合度品项，也有类似的结论。

2、播种式的空行程问题

如前所述，对于低重合度的品项，早期播种式分拣也存在空行程的人员时间浪费问题。

上述数据表明，空行程对播种式的影响远远小于摘果式。

深圳市托贝克公司最新设计的“并行分类”播种式分拣系统，针对不同的重合度采用不同的播种流程，并行上线方案，使得高重合与低重合品项并行分拣，很好地解决了空行程问题，也缩短了订单的响应时间。

3、摘果式高低频分类并行拣选的分析

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并行拣选方案，典型案例为上海可的。

实地考察发现，这个方案也有明显的缺陷：

◆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，分拣货位很难及时跟随调整。

◆中频和低频区域没有使用机械流水线，拣货人员行走距离长，作业强度较大，差错多。

所以高低频分类并不能改变摘果式的固有缺点。

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，必然可以省略单店处理作业的若干重复动作，效率自然要高于摘果式。

分析结论：

播种式的拣货行走距离远远小于摘果式。

行走距离长无论对于人员行走或是自动输送机都是弊端。

对于低重合度的品项分拣，播种式仍然优于摘果式。

五、提高自动化程度后的比较

摘果式和播种式分拣，在全面实现机械自动化以后，会产生什么新的情况呢？

1、这两种分拣系统，由于其处理的对象是相同的，机械动作是类似的，因此实现自动化的难度差别是不大的。

2、在全面采用自动机械输送线以后，尽管行走距离很长，摘果式拣选的工作效率得到明显提升。

但是随之而来的是：

◆分拣输送系统造价大幅提高◆使用维护费用大幅提高◆系统的复杂程度提高，可靠性降低

播种式就不存在这些问题。

3、对于补货——汇总拣货，摘果式的补货是在多个补货位进行，而播种式的补货（汇总拣货）在一个上线点进行，因此摘果式实现自动补货的成本将会大大高于播种式。

4、如果不设置复核工序，提高自动化程度很难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。

5、提高自动化程度很难增加摘果式拣选的货箱容积利用率。

可见，提高自动化程度后，播种式依然优于摘果式。

六、一组数据的比较（按实测数据估算）

1、某便利店配送中心的摘果式分拣线（可的高低频并行分类型）：

总分拣品项2000个，采用ABC分类分区，分拣之后不复核。

A区分拣品项1000个，分拣线长84米，人员34人，分拣速度每小时5600次。

BC区分拣品项1000个，分拣线长40米，人员12人，分拣速度每小时1600次。

共计：

分拣线长124米，人员46人，分拣速度7200次/小时。

如果分拣之后进行复核，就需要更多的人员和时间。

（此处未计摘果式比播种式多出的补货人员和工作量。

）

2、某药品配送中心播种式分拣线

总分拣品项2000个，用四条五工位分拣线，每线人员9人，分拣速度单线每小时1650次。

共计：

分拣线长40米，人员36人，分拣速度6600次/小时。

比较结论：

采用了优化分区策略的摘果式分拣系统，其占地面积（造价）约为TBC系列播种式分拣的三倍，人效比播种式低40%。

托贝克公司最新的“并行分类”播种式分拣系统，实测数据表明分拣效率比原TBC系列提升约30%。

七、TBC“汇总分播”拣选技术的新进步

播种式分拣并非十全十美，也存在一些不足：

1、订单的响应时间较长

由于播种式分拣是集合一批客户订单进行分拣，对于个别客户的紧急订单就不能很快响应。

可以采用多线并行、急货先出等方法缩短订单响应时间。

对于个别紧急订单，可以采用RF辅助人工拣货方式给予解决。

2、分拣线的操作难度稍大

实际情况表明，由于播种式分拣需要同时处理许多订单，订单间存在各种差别（品种重合度、包装体积、数量、物理状态等），因此分拣流程的整体操作难度大于摘果式。

这个问题可以通过改善控制流程、加强操作培训来解决。

3、流程的管理要求较高

摘果式分拣的工作失误只影响一个客户，播种式影响的是一批客户。

因此使用播种式分拣对流程管理的要求更高，对管理信息系统、人员、规章制度

都有更高的要求。