（系统工程专业论文）物流中心分拣策略的研究与应用.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 随着世界经济的快速发展和信息技术的进步，物流行业作为国民经济中 的一个新兴服务行业，正在国内迅速崛起。物流中心是物流行业中最重要的 基础设施，具有货物的集货、仓储、分拣、配送等相关功能；物流中心的建 立，有利于资源、人员的统筹利用，能最大程度的降低供应链的运作成本， 能够应对客户多品种、少批量、多批次等更高的配送需求，大幅提高客户满 、意度物流中心已经成为现代物流系统中的关键环节，如何最科学和最经济 地设计和建造成本低、效率高、实用性强、柔性最佳的物流中心已经成为企 ，业降低成本和提高竞争力的重要法宝。 大量研究表明，在物流中心的运作中，分拣作业成本占到物流中心总运 营成本的4 0 左右，分拣作业的时间占整个物流中心总运作时间的6 0 以 上，并且随着用户需求向小批量多样化方向发展，分拣作业的“时间，成本 投入”也越来越大，因此规划合理的分拣作业方法，对提高物流中心的运作 效率和服务水平有着决定性影响从目前分拣系统规划的研究现状看，规划 过程中面对大量的调研资料，往往不知从何处下手进行分析，即使对资料的 分析，一般也只是定性分析，没有深入到定量的程度，没有形成一套完整的 规划方法，使理论方法和实际操作有一定距离。本研究课题的目的在于形成 一套规划体系，解决物流系统、特别是分拣系统规划过程中无据可依的状 态。 本文通过对分拣系统基础理论的深入研究，以本人以前做过的多个物流 中心的规划项目为背景，提出了以分拣单元变化为依据划分各种分拣模式的 方法，对各种分拣模式的优缺点、适用情况、投资成本进行了深入研究；在 此基础上，利用e i q 模型、a b c 分析、a i p 层次分析等，提出了定量进行分 拣系统规划的分拣策略规划体系，文章的最后将此研究成果应用于烟草行业 物流中心，并用物流仿真软件f l e x s i m 对方案进行了仿真，证明了其可行 i 山东大学硕士学位论文 性 本文的创新点在于：i 提出了各种分拣模式的分类方法，并深入研究了 各模式的适用情况、投资成本2 提出了基于e i q 模型和a h p 层次分析的分 拣策略规划体系，为不同分拣模式的选择提供依据，使分拣策略规划有据可 循。3 将研究成果应用于烟草行业物流中心，为其分拣系统规划提供了一种 量化、直观、有效、实际操作性强的规划方法。4 对该体系的规划结果进行 了仿真分析，进一步验证了该体系的实用性。 关键词分拣策略分拣规划e i q 分析a h p 层次分析物流仿真 a b s t r a c t a sf a s td e v e l o p i n go fw o r l d e c o n o m ya n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o 鼢l o 百s t i c s 6 1 。o m 韶an e w a n df a s td e v e l o p i n gs e r v i c et r a d ei nc h i n a d i s t r i b u t i o nc e n t e ri 3 t h 。m o s ti m p o r t a n tf a c i l i t y , i th a sf u n c t i o n so f s t o r a g e ，s o r t i n g , d e l l v 哪e t c d c c 姐啦e 托s 呲c e ，h u m a nr e s o u r c et o g e t h e r , a n dc a nr e d u c es u p p l yc h a i n c o s f 硎b s t ，c a l ls a t i s f yc u s t o m e r sm o r es t r i c t l yr e q u i r e m e n tl i k em o r ev a r i 呶1 e s s 呼丑舡咄讹，i tc a n a s ou p g r a d es e r v i c el e v e lf o rc u s t o m e r d ci st h e k e yp o i n ti n s u p p l y 。h a i n ，h o wt od e s i g nad cw i t hl e s sc o s t ，h i 曲e f f i c i e n c y , p m c 矗c a b i n 娩 a n df l e x i b i l i t yi st h em a i nt o o lf o rc o m p a n yt or e d u c ec o s ta n du p g r a d es e r v i c e l e v e l al o to fr e s e a r c h e si n d i c a t et h a t , i nd c s o p e r a t i o n , s o r t i n go c c u p i e s4 0 c o s to fd c st o t a lc o s t , a n dt h et i m es o r t i n gu s e d o c c u p i e sa b o u t6 0 o ft o t a l a n dw i t ht h ed e v e l o p i n go fc u s t o m e r s r e q u i r e m e n t ，o r d 盯i sb e c o m i n gs m a l l q u 8 确锣a n dl a r g ev a r i e t y , t h er e q u i r e m e n tf o r p i c k i n gs y s t e mi s 瑚s t r i c tt h a n b 。f o s oh o wt od e s i g nr e a s o n a b l ep i c k i n g p o l i c yi sav e r y 娜。姗t 龇g 细 d ce f f i c i e n c ya n ds e r v i c el e v e l a c c o r d i n g t on o w a d a y s 名s e a r c hs t a t i l s o f 8 0 咖gs y s t e md e s i g n i n g , m o s to ft h e ma r eo n l yq u a l i t a t i v ea n a i y s i s ，a n dn o t 瑚e am e a s l l r a b l em e t h o d s ，t h e o r i e sh a v eal a r g eg a pt ol l s e ，t h c r e i sn o taw h o l e p l 锄血gm 。t h o d i i lt h ep l a n n i n gp h a s eo f s o r t i n gs y s t e m ，w em a yf a c el o to f d a 协五1 e s ，b u td o n tk n o wh o wt oa n a l y z ei t t h i sp a p e r sp u r p o s ei s l v et h e 吼a m 5t h a tt h e r ei sn om e t h o dt of o l l o wi n # s u i n g s o r t i n gs y s t e m t h i sp a p e rd oal o to fr e s e a r c ho fs o r t i n g s y s t e m ，s 也e o 彤觚d 晰也恤 懿p 鲫曲o fs o m ed c p l a n n i n gp r o j e c tih a v ed o n e ，跚m m a r i z c dam e t h o dt 0 p a n i 曲np i 。她m o d e i sw i t hp i c k i n gu n i t s , a n dd e e p l ya n a l y z 。e d 呻m o d e l ，s e x 。n 黜。，f a u l t sa n d s u i t a b l es i t n a t i o n 。i i lt h e b a s eo ft h i s 啪 - m - 山东大学硕士学位论文 “e i q ”m o d e l ，a b ca n a l y s i sa n da h pa n a l y s i s ，e t e ，b u i l dap l a n n i n gs y s t e mf o r h o wt od e c i d ep i c k i n gp o l i c i e s a n dl 培el o g i s t i c ss i m u l a t i o ns o f t w a r ev a l i d a t et h e p r a c t i c a b i l i t yo ft h i ss y s t e m f i n a l l y , t a k eat o b a c c od i s t r i b u t i o nc e u t e ra s e x a m p l e ，d i s c u s st h ep r o c e s so fp l a n n i n gas o r t i n gs y s t e m ，u s et h i sp a p e r s r e s e a r c hr e s u l ti nt h i sp l a n n i n g i tp r o v e st h a tt h i sm e t h o dc a l li m p r o v ep l a n n n g r a t i o n a l i t yo fs o r t i n gs y s t e m ，a n dc a ni m p r o v ee f f i c i e n c yo fd c t h ec r e a t i v ep o i n to ft h i sp a p e ri s ：1 u s et h ec h a n g eo fp i c k i n gu n i t st o p a r t i t i o np i c k i n gm o d e l s ，a n dd e e p l yr e s e a r c h e de v e r ym o d e l se x c e l l e n c e ，f a u l t s ，a n d - s u i t a b l es i t u a t i o n 2 u s ee i qa n do t h e ra n a l y s i sm e t h o dt op l a n n i n gp i c k i n g p o l i c i e sq u a n t i f i c a t i o n a l l y , m a k ear u l ef o rh o wt oc h o o s ep i c k i n gm o d e l s 3 u s e t h i sp i c k i n gp o l i c yp l a n n i n gm e t h o di nat o b a c c od c ，p r o v i d eam e a s u r a b l e ， i n t u i f i o u i s t i ca n de f f e c t i v ep l a n n i n gm e t h o d 4 s i m u l a t et h ep l a nw i t hl o g i s t i c s s i m u l a t i o ns o f t w a r e ，t h er e s u l tp r o v et h ep r a c t i c a b i l i t yo f t h i sp l a n n i n gs y s t e m k e y w o r d s p i c kp o l i c yp i c kp l a n n i n g e i qa n a l y z e a h pa n a l y z e l o g i s t i c ss i m u l a t i o n - - -，十l 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作d 撞要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：蕉遂 日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：超导师签名： 日 山东大学硕士学位论文 1 1 课题背景和意义 第1 章绪论 2 l 世纪的国际物流技术的特征是信息化、经济化、智能化、系统化、 标准化和社会化。现代化的物流配送中心在世界经济大循环中起着举足轻重 的作用。为此，最科学和最经济地设计和建造成本低、效率高、实用性强、 柔性最佳的物流配送中心是至关重要的1 1 1 。 工业发达国家多年从事物流产业的经验证明，在物流中心作业中分拣作 业耗费人力、物力最大。由于分拣作业内容千差万别、分拣方法繁多，很难 统一实现分拣的机械化、自动化和信息化，使分拣作业非常辛苦，效率低 下。大量研究表明，物流中心的分拣作业时间一般占到物流中心作业总时间 的6 0 以上，而分拣的成本也占到整个物流成本的4 0 ，因此若要降低物 流成本，提高运作效率，从物流中心内部的分拣作业上着手，具有相当的潜 力可挖【2 】。 分拣系统的优良与否不但影响着物流中心的系统效率，而且也影响着物 流中心功能的发挥也可以说，物流中心作业能力受到分拣作业能力的限 制在建设新的物流配送中心时，如何最科学、最经济的设计和选择分拣系 统是至关重要的 3 1 近年来国外许多新型的物流设备和应用观念传入国内，有些物流中心未 加分析就盲目效仿或者显得手足无措，不知如何着手规划i 造成系统效益不 高、难以扩展或者成本太高等问题。究其原因，往往是因为对各种物流设备 的特性了解不够深入，物流规划的基础理论与实际结合不足所致。 目前所发表的关于物流中心分拣作业的文献中，文字说理的内容较多， 真正涉及到实际运作方面的内容相当少：规划过程中面对大量的调研资料， 往往不知从何处下手进行分析，即使对资料的分析，一般只是定性分析，没 有深入到定量的程度，理论方法和实际操作有一定距离，并没有形成一套实 用的规划方法本文在对物流系统基础理论的总结和剖析的基础上，重点对 物流中心的分拣策略规划体系进行了研究，提出用e i q 模型和a h p 层次分 析法对物流中心分拣策略进行定量规划的方法，做到了在物流中心分拣系统 山东大学硕士学位论文 规划中有依据可循。 1 2 国内外发展与研究现状 1 2 1 国内外物流中心发展状况 物流中心是重要的现代化物流基础设施，它从供应商处采购或进货，通 过装卸、储存、分拣、配送、流通加工和信息处理等作业，然后按照客户订 单要求备齐货物，以令人满意的服务水平进行配送 4 1 。随着商品消费市场的 不断发达，仓储周转速度的逐渐加快，过去大批量的货物运输改为多批次小 批量，这就造成物流成本上升、城市交通堵塞和环境污染等各项问题，解决 办法之一就是采用“物流中心”这种新型高效的物流模式，所以物流中心的 形成与发展是完全符合客观需求的。 1 2 1 1 国外物流中心发展状况 。 国外物流中心起源于二战之后，最早在美国出现，随后日本和西欧等国 家和地区跟着发展起来，它是物流配送专业化、社会化发展的产物。欧美和 日本为了适应经济发展和商品流通的需要。在仓储、运输、批发等企业基础 上发展建设了众多形态的商品物流中心这些物流中心或作为独立的企业， 提供社会化的配送服务，或作为企业集团的一个重要组成部分，以保障集团 内部生产和流通业务需求。上世纪6 0 8 0 年代，随着经济的快速发展，发达 国家物流中心向网络化和信息化迅速推进，深刻改变社会的生产和消费方 式到2 0 世纪8 0 年代，这些物流中心己经取代了传统的批发体系，发展成 ， 为商品流通体系的骨干力量，为促进流通向现代化发展、实现贸易国际化， 起到了重要的保障和中介作用。据专家估计，物流产值占发达国家生产总值 的l o - 2 5 ，而配送中心是创造这部分产值的主要因素【5 1 世界上发达国家物流中心的发展各具特点，其除了具备基本功能外，为 了适应各国的需求特点，还发展了其他专项功能 6 r i s l 。例如，日本物流中 心的特色功能有：通过提高商品质量、增加花色品种、增加供货频率等方式 强化供货枢纽的战略功能，通过综合物流管理方式以控制物流成本的功能， 通过增强应变能力以适应物流量常随经营规模的发展不断变化的应变功能 唧美国物流中心的特色功能是特别重视单个消费者服务功能，即尽力满足 山东大学硕士学位论文 顾客提出的各种要求【l o j 加拿大物流中心的特色功能是重视为批发商和零 售商服务的功能【l i 】。 同时在分拣系统等物流中心子系统规划设计中，各发达国家的规划原则 也有很大的差异。日本的物流中心大都规模适中，采用先进的自动分拣系统 和无线通讯设备【1 2 1 美国主要采用立体仓库以节约地价支出，但分拣等设 备大都是采用机械化或半自动化的，不盲目采用全自动设备【1 3 1 【1 4 1 他们共 同特点是均实现较成熟的电脑网络化管理，保证了配送的即时准确性，节约 劳动力成本。 1 2 i 2 我国物流中心发展状况 我国台湾地区推崇“本土化物流”观念，认为“自动化”不是万能，必 须考虑自身的财力规模、土地成本、建筑成本、设备成本等条件 1 5 1 1 6 1 因 此，台湾的物流中心多为中小规模的平房仓库，并采用适合本地区特点的分 拣设备，甚至可能采用人工分拣方式，完全根据自己的需求出发，缺什么充 实什么此外，台湾也相当重视物流人才培养。 我国大陆从2 0 世纪8 0 年代开始引进物流理念，9 0 年代有一批物流中 心建立，但整体发展进度较国外发达国家有明显滞后。实践证明，发展信息 化、现代化、社会化的新型物流配送中心是建立和健全社会主义市场经济条 件下新型流通体系的重要内容【1 7 1 8 1 1 9 1 。经过近十年的实践探索，我国已建 成了一批融商流、物流、信息流为一体，集储存保管、集散转运、流通加 工、商品配送、信息传递、代购代销、连带服务等多功能于一体的现代化物 流中心。但从总体上看，我国的物流中心因缺乏科学的规划和设计，在经营， 管理上都不同程度地存在一些i a - j 题，经营不规范的物流中心约占总数的t 8 0 ，如经营方向不明确、功能不完善、流程不合理、设备选择上存在误 区、现代化程度低、设备利用率低等问题。这不仅造成了配送中心设备资源 的浪费，同时也给物流中心的业务开拓、设备更新等方面带来不必要的麻烦 f 1 9 2 0 1 从以上存在的这些问题可以看出，我国物流中心建设迫切需要用物流规 划技术的发展来引导。通过对物流中心进行合理的选址定位、规划设计，建 设高效的物流中心，并对已存在的物流中心进行改造，提高其工作效率和资 源利用率 山东大学硕士学位论文 1 2 2 物流中心相关技术研究现状 且前，物流中心规划问题的研究主要集中在以下五个方面：一是物流信 息平台的研究，山东大学、北京工业大学、大连海事大学和东南大学等高校 对物流信息平台进行了深入研究，希望通过信息技术提高物流中心的效率 口1 】吲【2 3 】嘲。二是物流中心车辆调度和配载问题，通过优化车辆调度和智能 配载，提高物流中心的吞吐率，山东大学、同济大学、中央财经大学和上海 交通大学等高校对这方面问题进行了研究和应用口5 】【2 6 】【2 7 】【2 引。三是物流中心 的选址问题，通过科学的选址，降低物流中心在供应链中的运作成本，上海 海事大学和武汉理工大学进行了这方面的研究( 2 9 】f 3 0 】。四是物流中心的内部 布局和规划问题，如物流中心的存储策略、分拣策略、分拣线路优化等，北 京科技大学等高校进行了这方面的研究 2 1 t 习五是物流中心的绩效考核，采 用群组层次分析法，运用二级模糊综合评判法，得到百分制数值的评价结 果，用来表示配送中心配送活动的绩效水平【3 1 1 。 从这些资料看出，很多专家学者从不同的角度对目前国内物流中心存在 的问题进行了研究，并且都取得了很好的效果。但这些理论研究中，仍存在 一个巨大的问题，即部分理论研究成果的可操作性不强。理论来源于实践， 同时理论的总结升华又应该指导实践的发展。在理论方面，我国在从国外引 进物流概念的过程中，实践步伐相对滞后，导致部分理论研究成果的可操作 性不强；在实践方面，很多传统的物流规划项日是仅凭决策者的主观意志和 经验确定，造成了很多决策上的失误。一些依赖于理论计算的规划方法，结 果也往往不尽如人意，其中很多问题就出在理论方法本身。物流规划的模型7 化方法中，存在很多难题，现代物流理论研究应该突破传统数学模型的框 架，运用各有关学科的最新成果，采用学科交叉的方式，开发符合我国物流 配送中心本身特点的研究方法和思路，将我国物流配送中心规划的理论水平 提高到一个新的层次，为我国物流规划工作提供切实可行的理论工具。 1 2 3 物流中，b 分拣系统研究现状 随着用户需求向小批量多样化方向发展，物流中心配送货品的种类和数 量急剧增加，分拣作业在物流中心作业中所占的比例也越来越大，成为最耗 。费人力和时间的作业分拣作业的目的在于正确而迅速把用户所需商品集中 山东大学硕士学位论文 起来【3 2 1 ，于是分拣作业的效率将直接影响着物流中心的作业效率和经营效 益，也是物流中心服务水平高低的重要因素。 在物流中心分拣系统的研究中，主要有三方面内容。一方面是物流分拣 设备和控制技术的研究，如用于邮政系统的交叉带式分拣机研究【3 3 】、应用 于烟草行业的通道式分拣机研究1 等等。第二方面是对物流中心存储策略 3 5 1 3 6 1 和分拣路径优化的研究，如用b o m 表进行仓储位置优化的研究 3 7 1 、 用蚁群算法实现分拣路径的优化【3 2 】等等。第三方面是对分拣作业数据信息 与分析决策问题，华南理工大学 3 5 】、中国人民大学口引、华中科技大学【4 0 】、 浙江大学【4 l 】等国内高等院校的学者都进行了定性与定量的研究，国外的学 者专家如美国麻省理工学院d i m i t r i s b e r t s i m a s l 4 2 1 、r o b e r t m f r e u n d 【4 3 1 和 m a r c h , j ga m ，w l w i n s t o n l 4 5 1 、j e r e m y s h a p i r o 4 6 1 等学者也做了部分相 关内容的研究工作。 但是从这些文献和其他相应文章中的成果看，他们在分拣系统规划研究 过程中，。考虑了硬件设备与控制系统的设计与应用，但在分拣系统规划过程 中使用的定量分析方法很少，并且没有形成体系，这导致了可操作性不强， 项目实际规划中，凭决策者的主观意志和经验确定的成分较多，有可能使分 拣系统乃至整个物流系统效率低下 1 3 本文主要研究内容和框架 1 3 1 主要研究内容和框架 本研究课题主要来源是，在做物流系统规划的多个案例过程中所碰到的 问题，规划过程中，面对大量的调研资料，往往不知从何处下手进行分析。害 本研究课题的目的就在于形成物流分拣策略规划体系，实现对分拣策略的规 划从数据分析、设备选型到仿真分析，解决物流系统、特别是分拣系统规划 过程中无据可依的状态 在理论深入与实践应用相结合的原则下，本文第一章绪论进行了论文背。 景及相关研究领域发展状况的论述，作为本文的铺垫，确定了论文的研究环 境基础及意义所在。接着对论文中所涉及到的分拣系统的实用理论方法在第 二章中做了详细的介绍，加强了论文的理论深度第三章以本人以前做过的 山东大学硕士学位论文 多个物流中心的规划项目为背景，提出了按照分拣单元的变化对分拣模式进 行分类的方法，对各种类型分拣模式的特点进行了更深一步的分析，重点研 究了适用情况、成本投资等。第四章作为本文的核心部分，在前面三章对分 拣系统和模式研究的基础上，以e i q 模型a h p 层次分析为理论依据，提出 了对分拣策略进行量化规划的体系方法。课题最后将研究成果应用于烟草行 业物流中心，对该物流中心一周的订单数据进行了分拣策略体系分析之后， 选择了合适的分拣策略，并在最后应用f l e x s i m 仿真软件验证了该方案具有 较高的效率和实用型，这也进一步证明了本文提出的分拣策略规划体系是可 行的。 本文采用了总一一分一一总的论文结构，在论述过程中采用理论与实践 相结合的论述手法，将分拣系统的理论与实践、分拣策略规划体系的理论与 实践在整篇文章中相互渗透。整篇文章的框架和研究过程分别如图1 1 和 图1 2 所示； 山东大学硕士学位论文 图1 - 2 整篇论文研究过程 1 3 2 主要研究方法， 本文主要使用了e i q 分析方法、a h p 层次分析法、柏拉图分析、a b c 分析明 1 3 2 1e i q 分析方法 e i q 分析法( 订单品项数量分析法) 是由日本物流研究所铃木震先生积 极倡导的一种用来进行物流中心系统规划的数据分析方法。它利用客户订单 的品项、。数量与订购次数这三个物流关键要素f 4 8 1 1 4 们，来研究物流中心的需 求特性，为物流中心规划提供依据。 e i q 分析的基本思想是，以出库订单为原始数据，运用柏拉图、次数分 布图及a b c 分析工具等，对订单进行订单量( e q ) 、订货品项数( e 村) 、 品项数量( i q ) 、品项受订次数( ) 等的统计分析，以获取规划信息。 e i q 分析起着历史订单资料与规划依据之间的衔接作用，规划前期通过 对e i q 分析，可以避免规划人员迷失在庞大的资料数据中，综合运用 e i q 、a b c 分类和p c b 分析等方法进行交叉分析，进行订单不同层面的分 析，有效掌握物流特性并提供规划过程宏观角度的切入点；对货品进行分 类，并对不同特性的货品规划合适的储存和分拣方式通过分析还可得到储 存和分拣的基本规模【5 0 形，用以确定物流中心各功能区域作业能力的依 山东大学硕士学位论文 据，e i q 分析的基本过程如图l - 3 所示。 图1 - 3e i q 分析基本过程 1 3 2 2a h p 层次分析法 美国运筹学家a l s a a t y 于2 0 世纪7 0 年代提出的层次分析法 ( a n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ，简称a h p 方法) ，是一种定性与定量相结合的 决策分析方法。它能将决策者对复杂系统的决策思维过程模型化、数量化， 应用这种方法，决策者通过将复杂问题分解为若干层次和若干因素，在各因 素之间进行简单的比较和计算，就可以得出不同方案的权重，为最佳方案的 选择提供依据。 a h p 法首先把问题层次化，按问题性质和总目标将此问题分解成不同 层次，构成一个多层次的分析结构模型，从最低层( 供决策的方案、措施等) 到最高层( 总目标) ，每一层都要有相对重要性权值的确定问题。 a h p 分析法思路清楚，可将系统分析人员的思维过程系统化、数学化 和模型化；分析时需要的定量数据不多，但要求对问题所包含的因素及其关 系具体而明确；这种方法适用于多准则、多目标的复杂问题的决策分析，广 泛用于资源规划、地区经济发展方案比较、科学技术成果评比和分析、企业 人员素质测评等方面 1 3 2 3 柏拉图分析 在一般物流中心的作业中，如将订单或单品品项出货量经排序后绘图，。 并将其累积量以曲线表示出来，即为柏拉图，此为数量分析时最基本的绘图 分析工具，如图1 - 3 所示。其他可表示成项与量关系的资料，均可以柏拉图 方式描述。 亡至瑟圈蘸匿= 二三强匿 图1 4 柏拉图务析 山东大学硕士学位论文 1 3 2 4a b c 分析 a b c 分析法源出于a b c 曲线分析，a b c 曲线又叫帕累托曲线。是 1 8 7 9 年意大利经济学家帕累托在研究人口与收入的分配问题中提出来的， 主要强调“关键的少数和次要的多数”之间的关系 4 1 。 在制作e q 、i q 、e n 、i k 等统计分布图时，除可由次数分布图找出分 布趋势，进一步可由a b c 分析法将一特定百分比内的主要订单或产品找 出，以作进一步的分析及重点管理通常先以出货量排序，以占前2 0 及 5 0 的订单件数( 或品项数) ，计算所占出货量的百分比，并作为重点分类的 旅据如果出货量集中在少数订单( 或产品) ，则可针对此一产品族群( 少数 的品项数但占有重要出货比例) 作进一步的分析及规划，以达事半功倍之 效。相对的出货量很少而产品种类很多的产品组群，在规划过程可先不考虑 或以分类分区规划方式处理，以简化系统的复杂度，并提高规划设备的可行 性及利用率。 q 图1 - 5a b c 分析 山东大学硕士学位论文 第2 章物流中心分拣系统理论基础 2 1 物流中心概述 在2 0 0 1 年8 月1 日开始实施的中华人民共和国物流术语标准对物 流中心的定义是：从事物流活动的场所或组织，应基本符合以下要求： a ) 主要面向社会服务；b ) 物流功能健全；c ) 完善的信息网络；d ) 辐射范围 大；e ) 少品种、大批量；d 存储吞吐能力强；g ) 物流业务统一经营、管理。 凡事从事大规模、多功能物流活动的场所即可称为物流中心。市场经济 的发展为物流中心提供了广阔的赢利空间，同时也对物流中心的建设提出了 更高的要求：要求企业物流提供成本优势。物流中心既然是第三利润源泉， 一个重要作用是通过物流管理的专业化降低产品或服务的总成本，为企业核 心竞争力做出贡献。 2 1 1 物流中心的功能 物流中心的功能是大规模集结、吞吐货物，因此必须具备运输、储存、 保管、分拣、装卸、搬运、配载、包装、加工、单证处理、信息传递、结算 等主要功能，以及贸易、展示、货运代理、报关检验等一系列延伸功能。 如图2 1 所示，物流中心的建立，有利于资源、人员的统筹利用，能够 缩短配送路线，减少配送次数。利用物流中心的资源优势，可以应对客户多 品种、少批量、多批次的更高的配送需求，大幅提高客户满意度。物流中心 的合理使用能够最大程度的降低供应链的运作成本 性砌訾 ： 陌薅节酣 蕊 图2 i 配送中心的功能 2 1 2 物流中心的作业流程 配送中心的特性或规模不同，其营运涵盖的作业项目和作业流程也不完 1 0 山东大学硕士学位论文 全相同，但其基本作业流程大致可归纳如图2 - 2 所示 。 铺 o l t e i n ：t 4 1 t 图2 - 2 物流中心作业流程 由供应货车到达码头开始，经“收货”作业确认进货品后，便依次将货 品“入库”进行“储存”。为确保在库物品受到良好的保护管理，需进行定 期或不定期的“盘点”检查。当接到客户订单后，先将订单依其性质作“订 单处理”，之后即可按处理后的订单信息将客户订购货品从仓库中取出的 “拣货”作业。拣货完成一旦发觉拣货区所剩余的存量过低，则必须由储区 来“补货”，当然，若整个物流中心的存储量也低于标准，便应向上游供应 商“采购”进货。而从仓库拣出的货品经“包装”等整理工作后即可准备 。出库”，等到一切出货作业完成后，司机便可将出货品装上配送车，将其： “送货”到各个客户点 2 1 3 分拣作业在物流中心的角色 在物流中心内部所涵盖的作业范围里，分拣作业是其中十分重要的一 环，其所扮演的角色相当于人体内的心脏，空调系统中的压缩机，而其动力 来自于客户的订单，分拣作业的目的也就在于正确而迅速的集合顾客所订购 的商品【5 2 1 。 从成本分析的角度来看，物流成本约占商品最终销售的3 0 ，而物流 山东大学硕士学位论文 中心的分拣成本约占总物流运营成本4 0 【5 3 】【5 4 1 ，如图2 3 所示因此若要 降低物流中心运作成本，从分拣作业上着手可以达到事半功倍的效果 图2 - 3 仓库运营成本比例分析图 从效率分析的角度来看，分拣作业的“时间投入”占整个物流中心的 6 0 以上，并且随着用户需求向小批量多样化方向发展，分拣作业的“时闻 投入”也越来越大，因此规划合理的分拣作业方法，对物流中心的运作效率 和服务水平有着决定性影响。 2 2 分拣系统概述 一 中华人民共和国物流术语标准中对分拣相关的术语进行了以下解 释：分拣( s o r t i n g ) ，将物品按品种、出入库先后顺序进行分门别类推放的 作业。分拣作业的目的是在无分拣错误的情况下，将正确的货品及正确的数 量，在正确的时间内，及时配送给客户 如图2 4 所示，分拣过程是信息流与物流共同运作的结果，信息流指导 物流，并伴随货物而移动，物流最终完成信息流的要求 宁 - 1 2 甲甲 介介 圆日臣蚰匝自日兰卜匦巫圃j 图2 4 分拣系统的信息流与物流 山东大学硕士学位论文 2 3 分拣系统构成 分拣系统虽然多种多样，但通过归类分析，可认为分拣系统由四项主要 元素组成：分拣单位、分拣方式、分拣信息、分拣设备【5 2 】 2 3 1 分拣单位 分拣单位分为三种；托盘分拣( p a l l e t ，p ) 、整箱分拣( c a s e ，c ) 、单 品分拣( b o x ，b ) 一般以托盘为分拣单位的货品体积和重量最大，其次为 箱，最小者为单品。物流中心一般都有两种以上的分拣单位。容器及分拣单 位的不同，将影响储区的分布规划及加工程序、拆箱、包装等作业。 出货单位以整托盘为基本单位，须用堆垛机或叉车等机械设备来搬运； 出货以产品的外箱为基本单位，例如烟草行业中的件，医药行业中的箱；单 品是分拣的最小单位，例如烟草行业中的条，医药行业中的单盒药品 分拣单位是根据订单分析的结果作决定的，如果订货的最小单位是箱， 则以箱为分拣单位；如果订货的最小单位是单品则以单品为分拣单位；如果 订货的单位既有箱，也有单品，则物流中心的分拣单位也必须有两种。在物 流中心的物流结构分析上，必须清楚划分分拣单位，如图2 5 所示。 图2 - 5 物流中心物流结构分析图 p 一托盘t 一容器( 周转箱) c 一箱b - - 单品 山东大学硕士学位论文 2 3 2 分拣作业方式 分拣作业方式的不同将影响订单处理的方式和时间，甚至影响配送中心 的内部作业。配送中心的分拣作业方式有许多种：按订单的组合可以分为按 单分拣( s i n g l eo r d e rp i c k i n g ) 和批量分拣( b a t c hp i c k i n g ) ；按人员组合， 可以分为单独分拣方式( 单人分拣式，o n ep e r s o np i c k i n g ) 和接力分拣式 ( 分区分拣，z o n ep i c k i n g ) 2 3 2 1 按单分拣( s i n g l eo r d e rp i c k i n g ) 这种作业方式是针对每一张订单，作业员巡回于仓库内，将客户所订购的 商品逐一由仓储区挑出集中的方式，是较传统的分拣方式，俗称“摘取式分 拣”，也称为一次分拣。 优点： 一作业方法单纯，导入容易且弹性大 _ 订单处理前置时间短 一作业员责任明确，派工容易、公平 _ 分拣后不必再进行分类作业，适用于少品种大批量订单的处理 缺点： 一商品品项多时，分拣行走路径加长，拣取效率降低 _ 拣取区域大时，搬运系统设计困难 少量多次拣取时，造成分拣路径重复费时，效率降低 2 3 2 2 批量分拣( b a t c hp i c k i n g ) 把多张订单集合成一批次，按商品品项别将数量加总后再进行拣取，拣 取完后按客户订单别作分类处理，称为二次分拣，其中第一段按产品类别汇 总后一次拣出，第二段将同一产品按客户订单进行分配，俗称为“播种式拣 取”。此种作业方式之优缺点如下； 优点： 适合订单数量庞大的系统 _ 可以缩短拣取时行走搬运的距离，增加单位时间的拣取量 对少量，多频率的配送，批量拣取非常有效 可以实现复核功能 山东大学硕士学位论文 缺点； 一对到来的订单无法做及时的反应，必须等订单达蓟一定数量时才做 一次处理，因此会有停滞的时间产生。( 只有根据订单到达的状况做 等候分析，决定出适当的批量大小，才能将停滞时间减至最低) 2 3 2 3 单独分拣( o n ep e r s o np i c k i n g ) 单独分拣方式即1 人持分拣单进入分拣区分拣货物，直至将取货单中内 容完成为止；此种作业方式的优缺点如下： 优点： 五。_ 分拣简单，出错率低 - 不需要进一步分类处理 缺点： _ 分拣过程的不固定性 需要耗费更长的行走时间 2 3 2 4 分区分拣( z o n ep i c k i n g ) 分区分拣方式是将分拣区分为若干区，由若干名作业者分别操作，每个 作业者只负责本区货物的分拣，携带分拣单的分拣小车依次在各区巡回，各 区作业者按分拣单的要求分拣本区段存放的货物。 分区分拣有两种方式：分区接力分拣、分区汇总分拣。 分区接力分拣指一个区域分拣完移至下一区段，直至将分拣单中所列货 物全部分拣完该分拣方式分拣单即订单，不需要对订单拆分 分区汇总分拣指将一张订单拆成各区域所需的分拣单，再将各区域所拣 取的商品汇集一起。 。 此种作业方式的优缺点如下： 优点： - 将订单分解，能降低总的行走时间 _ 每个人负责自己熟悉的一部分，能够提高分拣效率、降低出错率 缺点： 一需要进行二次分拣 一货物的分区原则需要不断改进，才能最大限度提高效率 注意点： 山东大学硕士学位论文 应根据某种存货的订货频率、互补性、产品重量、货架位置和产品 体积来决定存货策略，平衡各分区分拣员之间的工作量 _ 销售订单必须分解到每个分区的分拣清单中 一在货物出库前，必须将被分解的订单合并成一个完整的订单。常采 用两种方式：一是在出库区进行人工分类处理的方式，二是采用自 动分拣设备，如交叉带式分拣机，滑梭式分拣机等将分解的订单合 并。 一在人工进行多任务分拣时，要考虑到路径的优化问题。如何进行路 线的优化，这实际是“旅行商问题( t r a v e l i n gs a l e s m a r r p r o b l e m ) ”的一个实例。 2 - 3 2 5 复合分拣方式 上面的四种分拣方式为基本的分拣方式，按单分拣与批量分拣为按订单 一次处理多少划分。单独分拣和分区分拣为按分拣人员多少划分 复合分拣为四种基本分拣方式的组合运用。组合方式如表2 1 所示： 表2 - 1 分拣作业方式比较 按单分拣批量分拣单独分拣分区分拣 ( 一单)( 多单)( 一人)( 多人) 订单别按单分拣( 一单)方式l方式3 批量分拣( 多单)方式2方式4 人员别 单独分拣( 一人区)方式1方式2 分区分拣( 多人区) 方式3方式4 方式1 ：一人一单式分拣 一张订单由一个人从头到尾，负责拣取完毕。此种分拣方式的分拣单， 只需将订单资料转为分拣需求资料即可。 方式2 ：一人多单式分拣 主要是应用在一天中每一订单只有少数品项的场合，为了提高输配送的 装载效率，故将多张订单汇整成一张分拣单，由一入一次拣取后，集中捆包出 库。 ， 方式3 ：多区一单式分拣 山东大学硕士学位论文 将储存或分拣区划分成几个区域，一张订单由各区人员采前后接力式或 分区汇总式完成。前者只需一张分拣单，不需将一张订单拆成几张分拣单； 后者需要将一张订单拆成各区域所需的分拣单，再将各区域所拣取的商品汇 集一起。 方式4 ：多区多单式分拣 多张订单合并后按照分区分拣方式分拣完成，同样分为接力式和汇总式 两种。 2 3 2 6 分类时分拣( s o r tw h i l ep i c k ) ，一次处理多张订单，并且在分拣各种商品的同时，按照客户订单分类放 置。如一次分拣五六张订单时，每次分拣用台车或笼车带此五六家客户的篮 子，一边分拣一边按客户分类。如此可减轻事后分类的麻烦，提高了分拣效 益泱型的应用是分拣台车，这种方式适合于每张订单量不大的情况。 2 3 2 7 小结 以上6 大类分拣方式，可以组合使用。在物流中心规划中要根据不同类 别的商品属性选择不同的分拣作业方式，一个物流中心可以有多种分拣方式 共同运作 按单分拣和批量分拣是两种最基本的分拣方式比较而言，按单分拣弹 性交大，临时性的生产调整较为容易，适合少品种、大批量的客户订货，订 货大小差异交大，订单数量变化频繁，有季节性趋势，且货品外形体积变化 较大，货品特性差异交大，分类作业较难进行的物流中心批量分拣的作业1 方式通常在系统化、自动化后生产调整能力较小，适用于订单大小变化小，： 订单数量稳定，且货品外形体积较规则，及需流通加工的物流中心。_ ：= i 2 3 3 分拣信息 分拣信息是分拣作业的原动力，主要目的在于指示分拣的进行，而其资 料的源头是客户的订单为了使分拣人员在既定的分拣方式下正确而迅速的 进行分拣，分拣信息成为分拣作业规划设计中重要的一环。 常见分拣信息传送方式有传票、分拣单，条形码以及自动化传输的无纸 化系统，如电子标签系统( p i c kt ol i g h t ) 、无线射频系统( r f ) 、i c 卡分 拣、自动分拣等方式自动分拣方式有a - 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