商超仓储中心物流拣选系统的设计与应用

来源:物流技术与应用 | 2020-07-09 12:47 | 作者:深圳市今天国际物流技术股份有限公司 何敏、田晓美

商超仓储中心品规种类多,日销量大,出库频率高,分拣流程复杂。作为商超仓储中心重要的工艺流程,物流分拣的设计至关重要。本文总结了常见的物流拣选作业模式,针对该项目的实际需求,结合EIQ—ABC分析方法,设计了多重拣选作业模式,满足该仓储中心多品规分拣作业任务。

一、物流拣选的作业模式

物流分拣是商超仓储中心必备的作业流程。分拣作业模式在不同的维度有不同的划分方式,下面针对分拣作业的模式进行具体阐述。

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1.订单组合

物流分拣作业按照订单组合方式的不同,大致可以分为:按单拣选和批量分拣。

按单拣选的作业原理为拣选人员或拣选工具巡回于各物品存储点,按订单所要求的物品完成货物的拣选配货。按单拣选根据订单数量,又可以分为单一订单拣选和多订单拣选。单一订单拣选作业模式一般应用较少,但对于紧急订单、异型商品订单的拣选作业较为有效。为了提高按单拣选作业的效率,系统首先会将一定数量的订单进行合并。具体合并的数量取决于产品的物理属性及拣选车辆的容积。因此,多订单合并拣选是分拣系统常用的作业模式。另外,仓库管理系统通过对订单进行组合优化,分拣效率会得到进一步提升。按单拣选的作业模式具备如下特点:易于实施,配货准确度高,不易出错;各客户分拣相互无约束,可按紧急程度,调整分拣先后次序;客户数量不受限,可灵活安排作业人员。

批量分拣是指由拣货人员或拣货工具,首先从货物储存点集中取出各个订单共同需要的某种货物,然后巡回于各订单(货位)之间,按每个订单的需要量分放后。然后再集中取出共同需要的第二种货物,如此反复进行,直至订单所需要的所有货物都分拣完毕。批量分拣的作业模式首先要集中一定数量的订单,安排好各订単的分货位置才能反复进行分拣作业,因此工艺难度高,计划性强(多订单品种的共同性与配送的时间要求),与按单分拣相比错误率高。

2.人员运动

分拣作业按照人员运动方式可以分为:人至货前拣选和货至人前拣选。

人至货前拣选,是指拣选人员通过步行或搭乘拣选车辆到达货品储存位置进行拣选的方式,该方式的特点是货品一般呈静态储存方式,如存放在托盘货架、轻型货架等上面,移动方为拣取者。

货至人前拣选,主要移动的一方为被拣取的货品。拣取者在固定位置上作业,无需去寻找货品的储存位置。

3.人员组合

物流分拣作业按照拣选分区方式可以分为:分区拣选和单人拣选。

分区拣选,是指在相同的拣选方式下,将拣选作业场地再作划分,由一个或一组固定的拣选人员负责拣选某区域内的货品。其主要优点是拣选人员需要记忆的存货位置和移动距离减少,拣选时间缩短,还可以配合订单分割策略,运用一组固定的拣选人员在短时间内共同完成订单的拣选。接力拣选是分区拣选的另一形式,只是订单不作分割或不分割到各分区,拣选人员以接力的方式来完成所有的拣选作业。拣选分区可同时存在于一个配送中心内,或是单独存在。除接力式拣选外,在分区拣选完后仍需将拣出的货品按订单加以复合。

单人拣选,是指一个人把一张订单所需要的物品拣选出来。该拣选方式效率较低,但拣选准确率高,可处理临时紧急订单。

4.拣选单元

拣选单元因货物品种不同而有不同的形式。通常拣选单元可分成托盘(P)、箱(C)和单件(B)三种形式。一般来说,托盘是体积、重量最大的拣选单位,其次为箱,最小的为单件。单件,即货物包装成独立单元,以该单元为拣选单元,是拣选最小的单元。

由单件装箱,拣选时以箱为拣选单位,该方式称为按箱单元拣选。

由箱堆码在托盘上集合,拣选时以整托盘为拣选单位,该方式称为按托盘单元拣选。

二、拣选作业方式设计

商超仓储物流配送中心具有品规(SKU)种类多,日配送流量大等特点。因此,在规划设计商超仓储物流配送中心时,一般都会设计多种拣选作业方式来满足分拣需求。本项目建设用地约7万平方米,要满足约800个配送门店需求,其中日均配送量达24万箱/天,日峰值配送量达32万箱/天。另外,该仓储配送中心周转的品规(SKU)数量约4万个,库存量约250万箱。货物出库的单元包括托盘(P)、箱(C)、单件(B),其中拆零单件拣选订单量大,占用人力比重高。根据以往一个月原始销量数据,分析出单日拆零拣选的总需求(表1)。

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规则品的单日总拆零箱数为59163箱,单日的拆零订单行为256338行。异形品的单日总拆零箱数为3736箱,单日的拆零订单行为13662行。

根据EIQ-ABC分析法,将规则品按照销量由高到低排列,定义累积品规(SKU)前20%为拆零快流,后80%为拆零慢流。拆零快流的SKU为1799个,日发货量为36492箱,日处理订单数为126580行。拆零慢流的SKU为7201个,日发货量为22672箱,日处理订单数为129758行。通过数据分析,得到了货物单元的分拣的主次信息。

1.分区拣选

拆零快流拣选是解决出货量大,品规少的拣选任务。在该项目中采用分区拣选作业完成拆零快流分拣。分区作业拣选的布局设计如图1、图2。

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作业时,采用流利式货架存储货物,利用高性能穿梭车系统(HDS)进行补货作业。订单箱通过滚筒输送线达到指定拣选区域,作业人员根据电子标签提示进行人工拣选作业。当一片区域拣选作业完成后,订单箱流转到下一个区域进行拣选,直到订单箱中订单货物拣选完成。拣选完成后订单箱合流流入分拣机进行分拣。另外,流利货架每个道口只有3个缓存位置,每个SKU一天均超过了3个原箱,故拆零快流拣选按波次进行补货。该系统分区拣选作业共配置38人进行拣选作业,实现1799种品规(SKU),720箱/小时的拆零分拣任务。

2.货到人拣选

拆零慢流拣选解决多品规(SKU),大流量拣选任务。在该项目中设计了货到人拣选工位完成拆零慢流拣选任务(图3)。

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拣选工作站的处理能力可达300订单行/小时,可处理的订单大小超过2个订单行/订单。同时拣选处理的订单箱数量可从1到8个。在拣选工作站有两种箱子,一种为拣选箱(内循环箱),另一种为订单箱。整个货到人拣选作业区域共配置20人进行拣选作业,可以实现7201个品规(SKU),738箱/小时的拆零分拣任务。

3.人到货的拣选

商超行业的货物根据形状可以分为规则品和异形品。由于异形品不适合自动化存储,因此针对异形品的存储,该项目设计了平库存储区。该存储区分为两层,一楼用于存储重型货物异形品,二楼用于缓存小型异形品(如图4)。

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针对异形品的拆零拣选,采用人到货的拣选作业方式,人工推着小车到库内进行按单拣选。该区域一楼设计2名拣选人员,二楼设计3名拣货人员。每日拣选作业面共2539个,共完成13662行订单拣选。

三、总结

该商超仓储中心设计流利式货架缓存待拣选货物,采用分区拣选作业模式实现了出货量大,品规少的拣选任务。设计货到人拣选作业模式解决了品规数量多,出货量大的分拣任务。同时,设计了人到货的拣选作业模式,实现不规则品的拣选任务,一般不规则品不适合自动化输送及分拣,因此多采用小推车等方式进行拣选。

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