第六章 智能拣选系统

智能物流：系统构成与技术实践about第六章智能拣选系统目录智能拣选系统概述整箱智能拣选6.16.2拆零拣选6.36.1智能拣选系统概述整箱类的拣选，体现方式是从仓库中的托盘上直接挑选正确的料箱出库拆零拣选，体现方式是找到料箱并将其打开，再将里边的小件拣选出来并出库6.1智能拣选系统概述整箱拣选拆零拣选6.1智能拣选系统概述动作时间占比行走W55%寻找S15%取货R10%信息登记等其它动作I20%作业过程进行分类，并对各分类进行消耗时间上的统计，大致分布如下表最耗时间的是“行走”的过程，因此如果能想办法减少行走时间，则可以大幅的提高拣选效率海量的货物分布在仓库中，人工需要借助IT信息系统来辅助找到需要寻找的货物在何处取货是拣选的核心，将拣选工作的时间尽量压缩在取货的环节采用一定的IT设施和订单处理系统自动进行订单信息记录可减少信息类的操作时间6.1智能拣选系统概述拣选的理想状态就是取消所有其他与”拣货”R动作无关的环节。将工作的时间都集中在”拣货”动作上，使拣选工作工作尽量的“傻瓜化”或“机械化”，增加拣选员的拣货密度。6.1智能拣选系统概述6.1.1提高移动速度由于在订单拣选中，行走消耗掉的时间最多，加快行走的过程是提高拣选效率的最直接的途径。以整箱拣选为例，通常的办法是采用电动托盘车来代替人工行走，缩短拣选人员行走时间。拣选类车辆都属于离散搬运设备，通过增加单次的搬运装载量，间接提高搬运效率，减少拣选人员满车后卸货的往返行走时间。6.1智能拣选系统概述6.1.2提高搜索速度RF手持语音拣选指示灯指引AR指引6.1智能拣选系统概述6.1.3提高信息管理速度所有的拣选工作任务执行过程都被自动的记录下来并存到后台数据库中。比如RF拣选时，扫码后的物料信息直接与拣选订单匹配，任务被无线的发送到后台的数据库中；语音拣选过程中，拣选员与Mic的对话过程中，系统也根据语音反馈信息将拣选工作一并无线传输到后台数据库中；虚拟现实技术也同样跟踪当前进行的作业过程，智能分辨要拣选的物料编码、拿取的物料数量等，一并同步到后台数据库中。以上所有的信息记录过程兼为后台自动管理，生成，跟踪，拣选员只需要根据拆分出来的当前简易任务去执行即可，无需思考、订单核对、手动记录订单账目。若把各种方式互相组合到一起，能进一步提升拣选的效率，比如语音拣选配合简易的RF扫描等6.2整箱智能拣选系统6.2.1整箱拣选策略1、分类集中拣选根据业务模式，如果仓库内有按照出库拣选品类频次统计出来的周转率较高的一类货物，则可以将此类物品集中起来进行拣选。如果一个订单需要拣选8个箱子，传统拣选需要行走的路线和集中起来拣选行走的路线有巨大的差异。6.2整箱智能拣选系统6.2.1整箱拣选策略2、分区拣选对于拣选频率中等的拣选工作，可以按照分区域拣选的方案，将不同的拣选员分别分配到不同的物品区域内。系统自动分配拣选任务给每个区域的拣选员捡取自己“领地”内的物料，最后汇总到统一的目的地，将同一订单的整箱码放到统一托盘上待发货。6.2整箱智能拣选系统6.2.1整箱拣选策略3、柔性分区分拣如果业务发生变化比较频繁，则系统对拣选的柔性要求较高。而被现场划定的区域、固定的输送机和拣选设备这些都是非柔性的典型代表，很难适应柔性的要求。如果拣选前和拣选后都能柔性的布置，则可使系统非常灵活的适配于多种拣选业务场景。于是有专门的拣选搬运机器人被投入使用分区拣选中的“区”可随时被“画地为区”，系统可分配仓库内的任意的几个仓储位变为某个拣选员的工作分区。搬运机器人可以由系统指定后马上服务于该区域的拣选员，保证拣选员减少等待时间。即使是按照波次订单拣选，搬运机器人可以直接将各整箱分别按照最终订单或者客户进行不同目的地的搬送，省掉了最后的分拣环节。6.2整箱智能拣选系统6.2.2整箱拣选方式1、货到人拣选拣选员不论是分区拣选还是分类集中拣选，都或多或少的需要在待拣选的货架之间要行走。而“移动”这一物理现象本来就是相对的，因此为了减少人的移动，“人移动到货物”可以变为“货物移动到人”，则可以将拣选效率推到极致。也就是现在普遍提及的“货到人”拣选方式6.2整箱智能拣选系统6.2.2整箱拣选方式2、货到机器人拣选可以将出库物料直接搬运到工业机械手周边进行拣选，使系统变为“货到机器人”的拣选方式。同时为了保证拣选效率的最大化，要是使机械手一直处于“抓取”动作上，减少机器人等待时间。与人相比，机器人可以满负荷并且无需思考时间、无需休息。6.3拆零拣选系统6.3.1拆零拣选概述与整箱拣选一样，仓储中的拆零作业中，最耗费时间的是拣选员的行走过程。造成行走时间长最直接的原因是各类物品之间距离较远并且分散，因此如果能将各类物品尽可能的存储在小范围内，则可以有效的降低拣选员的行走时间，提高拣选效率。同样品类数量的物料如果分别按照托盘存放和按照料箱存放，同一个订单供拣选员拣选，按照料箱存放能极大的减少拣选员的行走距离，因为料箱存放方式下，压缩了拣选面，增加了拣选密度。6.3拆零拣选系统6.3.2拆零拣选策略1、分类拣选一个仓储物流中心在建设前，往往都要对其预期的物流业务与物料数据进行EIQ（oderentry,item,quantity物流三要素）分析，目的就是为了将各种物料和相关设施进行分类和有区分的资源调配和管理，使各种资源（包括人力和设施）达到最佳利用率。对于拣选策略的选择也是同样的原理。对于周转率不同的物料往往要区别对待才能使综合拣选效率最高。比如将周转率高的物料集中存放到一起，周转率普通的放到一起，周转率极低的放到一起。6.3拆零拣选系统6.3.2拆零拣选策略2、波次拣选通常情况下，订单是随着时间一个个到达仓库的。而拣选员在拣选第一个订单过程时，要从周转箱A拣取1件物料到拣选箱B。而如果下个订单也要从周转箱A拣选，则拣选员还要找到周转箱A后再拣选。因此如果拣选订单很多，同时订单的物料同类品项较多，则可以将多个订单合并，将需要的物料一并从周转箱拣取总数后再分配给各个订单。这样的拣选策略在整箱拣选中也有提到，通常被称为波次拣选波次的选取原则要根据具体工艺和现实条件来选取，不能一概而论，有的按照发货地区，有的按照最终的包装形式，有的按照线路，有的按照订单物料关联性等等，不过波次拣选的最终目标是为了简化拣选流程，除去无用过程，以提高整体拣选效率。波次拣选的策略既可以被应用在人工拣选方式中，也可以被应用在“货到人”自动化拣选过程中。并行串行6.3拆零拣选系统6.3.2拆零拣选策略3、串行&并行6.3拆零拣选系统6.3.3拆零拣选方式1、基础拣选方式1)RF拣选2)语音拣选3)电子标签6.3拆零拣选系统6.3.3拆零拣选方式2、货到人拣选方式拆零拣选的超高吞吐率不光表现在对于出入库效率的极致要求，贯穿于整个拣选作业中所有细节的设计中1）出入库多穿系统Kiva高位料箱机器人6.3拆零拣选系统6.3.3拆零拣选方式2、货到人拣选方式拆零拣选的超高吞吐率不光表现在对于出入库效率的极致要求，贯穿于整个拣选作业中所有细节的设计中2）料箱输送出库后的物料要移动到拣选员的面前，并且要实现每5秒就要进出两个周转箱连续供应。这样大吞吐量的料箱搬运非连续输送机系统不可胜任。选取多条、多层并行的输送机可以达到非常高的吞吐效率。6.3拆零拣选系统6.3.3拆零拣选方式2、货到人拣选方式拆零拣选的超高吞吐率不光表现在对于出入库效率的极致要求，贯穿于整个拣选作业中所有细节的设计中3）拣选台拣选员每5s完成一个订单箱后，系统要将下一个待拣的周转箱呈给拣选员面前。也就是5s必须要在拣选台处完成前一个周转箱离开和下一个周转箱进入的过程，效率要求非常高。输送机直接当拣选台专用换箱机构交替缓存6.3拆零拣选系统6.3.3拆零拣选方式2、货到人拣选方式拆零拣选的超高吞吐率不光表现在对于出入库效率的极致要求，贯穿于整个拣选作业中所有细节的设计中4）SO比例很显然拣选站台中的料箱作业位有两大类，一个是来自库内的源周转箱S，一个是订单周转箱O。S和O的比例究竟该如何设置才合理，是与拣选订单的结构有关系的。如果拣选出库业务主要是针对C端客户的，则意味着每个订单的关联性很低，也就是每个订单中牵扯到的库内周转箱的共性很低，也即各订单对应的各类周转箱在库内很分散，则S：O选择1：1较好。此种情况下拣选人员在原地重复从A到B的拣放动作即可，效率非常高1：11：N自由比例6.3拆零拣选系统6.3.3拆零拣选方式2、货到人拣选方式拆零拣选的超高吞吐率不光表现在对于出入库效率的极致要求，贯穿于整个拣选作业中所有细节的设计中5）订单排序在货到人拣选系统中，从出库到拣选再到回库，整个物流过程中，周装箱的出库和入库效率是整个环节的瓶颈。因此货到人拣选系统中，周转箱的频繁出入库是对设备的性能要求最严格的。因此为了保证出入库的效率而不至于影响整体的拣选效率，一方面可以从提升出入库设备的性能入手，另外一方面也可以通过其他优化方式来降低周转箱出入库的频率要求，比如合理的订单排序就是一种方法。订单拣选流转多站台