編者按：本文發(fā)表在2012年“物流技術(shù)與應(yīng)用”雜志，在過去的7年里，我們體驗(yàn)到了B2C電子商務(wù)尤其是拆零揀選技術(shù)的飛速發(fā)展。今天重新閱讀此文，對(duì)行業(yè)，對(duì)伍強(qiáng)科技，仍然具有非常重要的意義。

        尹軍琪先生，教授級(jí)高級(jí)工程師，曾任北京交通大學(xué)客座教授、北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究院副總工程師?，F(xiàn)任全國物流標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)倉儲(chǔ)技術(shù)與管理分技術(shù)委員會(huì)副主任，中國物流與采購聯(lián)合會(huì)常務(wù)理事，北京伍強(qiáng)科技有限公司董事、總經(jīng)理。主要研究方向：物流機(jī)械產(chǎn)品與物流系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，物流園區(qū)與物流配送中心總體規(guī)劃，物流配送中心系統(tǒng)集成，物流系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)，物流配送中心庫存管理系統(tǒng)（WMS）研究開發(fā)等。

        配送中心的一個(gè)訂單行一般可拆分為兩部分：夠整箱部分和不夠整箱部分（也稱為拆零部分或零頭）。一般情況下，夠整箱部分的揀選可在整箱區(qū)單獨(dú)進(jìn)行，拆零部分則要求與訂單的其他行的零頭合并揀選，并組合成箱。這種關(guān)于拆零部分的揀選，包括組箱和包裝過程，統(tǒng)稱為拆零揀選作業(yè)。

        拆零揀選作業(yè)是配送中心的核心業(yè)務(wù)形態(tài)之一。拆零作業(yè)廣泛存在于醫(yī)藥、零售、圖書、服裝服飾、化妝品、煙草等行業(yè)領(lǐng)域的配送中心。拆零作業(yè)在不同的配送中心里所占比例有很大差異，例如，在以大賣場(chǎng)配送為主的零售業(yè)配送中心里，其所占整個(gè)配送量的比例約為5%~8%，但在B2C電子商務(wù)配送中心，其所占比例會(huì)高達(dá)99%！

        不同于整件揀選，拆零作業(yè)耗時(shí)耗力，但以揀選數(shù)量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)的效果卻不好。在實(shí)際作業(yè)中，每天訂單中拆零作業(yè)的行數(shù)往往高達(dá)數(shù)萬甚至數(shù)十萬，而折合箱數(shù)卻很少。拆零揀選是導(dǎo)致配送中心作業(yè)成本上升的重要原因之一。正因?yàn)槿绱?，拆零揀選技術(shù)在配送中心中備受關(guān)注。如何提高拆零揀選效率，成為提高配送中心總體作業(yè)效率的關(guān)鍵因素。

        長(zhǎng)期以來，工程師們絞盡腦汁開發(fā)了各種拆零揀選技術(shù)，有的非常樸素，有的非常精妙，且均在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了重大作用。這些發(fā)明創(chuàng)造是人類寶貴的財(cái)富。本文將對(duì)這些技術(shù)和方法進(jìn)行系統(tǒng)介紹，希望有助于讀者加深對(duì)拆零揀選技術(shù)的了解。

        拆零揀選技術(shù)的主要模式、特點(diǎn)與適用范圍

        拆零揀選按照自動(dòng)化程度可以分為全自動(dòng)揀選和人工揀選兩大類。顧名思義，全自動(dòng)揀選是完全由自動(dòng)化設(shè)備完成的揀選，揀選和裝箱過程無需人工干預(yù)；人工揀選則需要人工最后從貨架上或載體中（周轉(zhuǎn)箱、紙箱、托盤等）完成揀選工作。

        1.全自動(dòng)拆零揀選技術(shù)

        全自動(dòng)拆零揀選是拆零揀選技術(shù)中的重大發(fā)明，對(duì)拆零揀選技術(shù)的發(fā)展影響重大。目前在應(yīng)用的全自動(dòng)拆零方式種類較多。但總體歸納起來分為兩種：其一是以A字架為基本原理的自動(dòng)拆零揀選技術(shù)，其二是以堆垛機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)拆零揀選技術(shù)。目前，以A字架為基本原理的自動(dòng)拆零揀選技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。這種技術(shù)的組成部分包括：A字架儲(chǔ)存裝置；物料自動(dòng)彈出裝置；皮帶輸送系統(tǒng)；周轉(zhuǎn)箱輸送系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)等（見圖1——A字架自動(dòng)揀選系統(tǒng)）。

        圖1——A字架自動(dòng)揀選系統(tǒng)

        由于客觀條件的限制，全自動(dòng)拆零揀選技術(shù)有其局限性：其一是要求包裝規(guī)范，且要求包裝后的物品應(yīng)有一定的剛度，不能有明顯的變形；其二是商品有一定的抗摔撞能力，不易碎；其三是產(chǎn)品體積不宜太大或太小。因此，A字架自動(dòng)分揀系統(tǒng)主要適應(yīng)于醫(yī)藥、化妝品、煙草等行業(yè)的拆零揀選，對(duì)于服裝服飾、日用百貨、圖書等并不合適。此外，由于A字架受布局空間影響，揀選品種受限制，因此并不適應(yīng)SKU數(shù)量太多的系統(tǒng)，如B2C等業(yè)務(wù)。

        A字架拆零揀選系統(tǒng)的揀選能力取決于輸送系統(tǒng)的速度。一般來說，一條揀選線每小時(shí)完成1000個(gè)周轉(zhuǎn)箱的揀選是沒有問題的。這相當(dāng)于電子標(biāo)簽系統(tǒng)下約35~40人的工作能力，相當(dāng)于傳統(tǒng)揀選方式100~120人的揀選能力，由此可見其效率之高。

        2.人工拆零揀選技術(shù)

        相對(duì)于自動(dòng)揀選技術(shù)，人工揀選技術(shù)應(yīng)用更為廣泛。人們根據(jù)揀選的基本特點(diǎn)，將人工揀選分為“人到貨揀選”和“貨到人揀選”兩大類。

        所謂“人到貨揀選”是指被揀選貨物不動(dòng)，揀選者到達(dá)指定貨位，完成揀選?！柏浀饺藪x”則相反，揀選人員基本不移動(dòng)，被揀選貨物被自動(dòng)送到揀選者面前，再由人工完成揀選。從實(shí)際應(yīng)用情況看，“人到貨揀選”是目前的主要揀選方式。

        （1）“人到貨”揀選

        人到貨揀選有很多種實(shí)現(xiàn)方式，其中主要有“按單揀選”、“提總揀選”和“自由揀選”幾種。每種揀選方式均有多種揀選技術(shù)支撐，如揀選標(biāo)簽、DPS電子標(biāo)簽、RF手持終端、語音輔助、輸送設(shè)備等。下面分別介紹其特點(diǎn)。

        按單揀選：這是最古老的揀選方式之一，因?yàn)樗煞笨珊?jiǎn)，系統(tǒng)配置相對(duì)簡(jiǎn)單，因此也是目前應(yīng)用最廣泛的揀選技術(shù)。揀選者根據(jù)訂單需要，完成所有揀選，并組合成箱，完成復(fù)核包裝，然后進(jìn)入集貨狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以直接打印揀選單，輔助以RF、DPS、語音等技術(shù)，完成揀選。對(duì)于多箱情形，也可以事先計(jì)算好箱數(shù)，完成組箱運(yùn)算，然后分區(qū)揀選。在大型配送中心里，輸送系統(tǒng)是必不可少的輔助設(shè)備之一。

        提總揀選：這是一種高效的揀選方式。其基本原理是首先打破訂單的概念，先以物品為目標(biāo)完成揀選（稱為“摘果”），然后再按照訂單完成“播種”。這種揀選方式在訂單數(shù)較多、揀選品種相對(duì)集中的配送中心應(yīng)用廣泛。目前在B2C電子商務(wù)應(yīng)用中，提總揀選是主要的揀選技術(shù)。B2C電子商務(wù)企業(yè)每天動(dòng)輒數(shù)萬個(gè)訂單，拆零率達(dá)到99%以上，如果按照單個(gè)訂單進(jìn)行揀選則非常困難。

        自由揀選：自由揀選可以視為提總揀選的一種特殊形式。其基本原理也是按照品規(guī)進(jìn)行揀選，然后通過高速分揀設(shè)備將揀選貨物按照訂單進(jìn)行分配，從而完成揀選作業(yè)。這種揀選方式有一個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)是揀選路線非常短，揀選效率非常高。但其缺點(diǎn)也非常明顯：即投資非常高，且由于受分揀能力的限制，該方法并不適應(yīng)于訂單行非常大的場(chǎng)合；另一方面，由于投資高，因此該方法也不適合于訂單量很小的場(chǎng)合。

        （2）“貨到人”揀選

        真正的“貨到人”揀選技術(shù)并不多。目前應(yīng)用最廣泛的一種“貨到人”揀選是KNAPP公司OSR穿梭存取系統(tǒng)（見圖2），德馬泰克、大福、SWISSLOG等公司也推出了類似的技術(shù)。

        “貨到人”技術(shù)的一般原理是：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，利用堆垛機(jī)、輸送機(jī)系統(tǒng)完成周轉(zhuǎn)箱或者托盤等載體的快速搬運(yùn)，把貨物載體送到揀選人員面前，并設(shè)置DPS電子標(biāo)簽輔助揀選系統(tǒng)，從而完成整個(gè)拆零揀選。

        “貨到人”揀選可以按單揀選，也可以提總揀選。其揀選速度不僅取決于堆垛機(jī)和輸送機(jī)的總體能力，也取決于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的調(diào)度能力。一般情況下，其揀選速度將是普通電子標(biāo)簽揀選的3~5倍，是RF揀選的10倍以上。

        “貨到人”揀選技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、堆垛機(jī)系統(tǒng)、輸送機(jī)系統(tǒng)的要求很高，這也制約了它的發(fā)展。但由于其具有廣泛的適應(yīng)性、較高的揀選效率和準(zhǔn)確性、較低的勞動(dòng)強(qiáng)度，必將在未來被廣泛采用。

        圖2 KNAPP公司OSR穿梭存取系統(tǒng)

        拆零揀選解決方案的規(guī)劃與實(shí)施要點(diǎn)

        總體來說，拆零揀選解決方案的選擇要考慮以下幾個(gè)方面：

        1.方案的適應(yīng)性

        企業(yè)在選擇拆零揀選方案時(shí)，適應(yīng)性應(yīng)該是首先要考慮的。適應(yīng)性主要包括如下幾個(gè)方面：

        產(chǎn)品是否適應(yīng)：前文所述，很多先進(jìn)的揀選技術(shù)都存在局限，如對(duì)包裝、體積、重量、SKU數(shù)量、訂單及訂單行等的限制，所以，在設(shè)計(jì)揀選方案時(shí)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特性選擇合適的揀選技術(shù)和系統(tǒng)配置。適應(yīng)性也是總體設(shè)計(jì)所應(yīng)遵循的基本原則。

        綜合效率是否滿足：適應(yīng)性的另一方面是系統(tǒng)的綜合效率，通常配送中心越大，綜合效率就越難以保證。拆零揀選方案的選擇應(yīng)優(yōu)先考慮總體效率與系統(tǒng)是否匹配，既不能不足，也不能太過，既要考慮眼前的需求，也要考慮今后的發(fā)展。如采用電子標(biāo)簽輔助揀選時(shí)，應(yīng)考慮SKU的數(shù)量、并行揀選的組數(shù)（即分區(qū)的數(shù)量）、本區(qū)域與其他區(qū)域揀選效率的匹配等。只有性能指標(biāo)相互匹配的系統(tǒng)才是比較合適和均衡的系統(tǒng)。

        勞動(dòng)強(qiáng)度是否適應(yīng)：很多配送中心在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，往往忽略了勞動(dòng)強(qiáng)度因素。勞動(dòng)強(qiáng)度包括行走的距離、揀選的頻率、揀選負(fù)荷等多方面因素。合適的勞動(dòng)強(qiáng)度不僅是保護(hù)勞動(dòng)者，同時(shí)也是保障綜合效率和揀選性能的關(guān)鍵因素。

        服務(wù)水平是否滿足：拆零揀選工作量大，由此帶來的差錯(cuò)在所難免。不同的揀選技術(shù)其系統(tǒng)差錯(cuò)率是不一樣的。因此，在選擇揀選技術(shù)和進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)配置時(shí)，應(yīng)充分考慮企業(yè)對(duì)服務(wù)水平的要求。一般情況下，全自動(dòng)揀選的準(zhǔn)確性要遠(yuǎn)高于人工揀選。人工揀選情形下，“貨到人”揀選的準(zhǔn)確性要高于“人到貨”揀選，而采用RF、DPS、語音技術(shù)等輔助設(shè)備的揀選準(zhǔn)確率要高于采用紙單揀選。

        當(dāng)然，揀選的準(zhǔn)確性也與操作人員本身的職業(yè)素養(yǎng)、揀選習(xí)慣等有關(guān)。因此，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，使其養(yǎng)成良好的作業(yè)習(xí)慣非常必要。

        2.成本

        配送中心是一個(gè)成本中心。在滿足效率和服務(wù)水平的前提下，應(yīng)尋求控制成本最低的技術(shù)和策略。概略來說，配送中心的成本分為投資成本和運(yùn)營成本兩部分。選擇不同的拆零揀選技術(shù)，其成本會(huì)有很大的差異。甚至一個(gè)企業(yè)的不同時(shí)期、不同的企業(yè)類型、不同地區(qū)的企業(yè)，其成本的構(gòu)成都不一樣。所以我們看到，在國外自動(dòng)化拆零揀選技術(shù)的應(yīng)用比較多；在國內(nèi)，沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)采用的拆零揀選技術(shù)要高于內(nèi)地，煙草、醫(yī)藥等行業(yè)的拆零揀選水平要高于零售行業(yè)等。

        一般來說，自動(dòng)化水平越高，作業(yè)效率越高，設(shè)備的投資和維護(hù)成本相對(duì)也越高，但需要的人力成本就會(huì)降低。具體設(shè)計(jì)揀選方案時(shí)，應(yīng)對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)分析，找到成本的平衡點(diǎn)。需要特別提示的是：現(xiàn)階段隨著我國人工成本的不斷提高，自動(dòng)化技術(shù)會(huì)越來越具有成本優(yōu)勢(shì)。這一點(diǎn)，也將決定我國拆零揀選技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的基本走勢(shì)。

        3.場(chǎng)地條件限制

        有些配送中心場(chǎng)地條件的限制也決定了其揀選技術(shù)的選擇。這是因?yàn)楹芏嘞冗M(jìn)的揀選技術(shù)對(duì)場(chǎng)地有特殊的要求，受場(chǎng)地的長(zhǎng)度、寬度、高度、柱網(wǎng)、朝向等因素的影響。有些場(chǎng)地條件不好的配送中心如果硬性地采用不適宜的技術(shù)，就會(huì)很不適應(yīng)，也很不經(jīng)濟(jì)，這一點(diǎn)值得注意。

        拆零揀選技術(shù)市場(chǎng)需求分析

        現(xiàn)代物流配送中心出現(xiàn)了兩個(gè)大的發(fā)展趨勢(shì)：其一是規(guī)模越來越大，其二是揀選越來越散。這兩個(gè)趨勢(shì)決定了拆零技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。但是，要定量地描述拆零揀選技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用前景顯然是一件不容易的事。我們或許可以從當(dāng)前如火如荼的B2C電子商務(wù)配送中心的發(fā)展看出其端倪。

        B2C電子商務(wù)在過去10年間取得了突飛猛進(jìn)的增長(zhǎng)，2011年的統(tǒng)計(jì)表明，我國B2C電子商務(wù)交易額已經(jīng)超過2000億元。然而，作為電子商務(wù)兩大支撐體系之一的物流配送體系，卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)際需求，已經(jīng)成為制約B2C電子商務(wù)發(fā)展的首要因素。

        B2C電子商務(wù)配送中心的關(guān)鍵技術(shù)在于拆零揀選，目前規(guī)模以上的B2C網(wǎng)購企業(yè)每天訂單量都在幾萬個(gè)以上。以京東商城為例，2012年5月，日最大訂單量超過60萬。如此規(guī)模的訂單量，對(duì)拆零技術(shù)的要求越來越高。京東商城目前擁有面積在20000平方米以上的配送中心多達(dá)8個(gè)，正在建設(shè)的“亞洲一號(hào)”由5個(gè)面積超過5萬平方米的配送中心組成，分布在北京、上海、廣州、武漢和沈陽。

        據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來10年，我國B2C電子商務(wù)交易額將超過2萬億元，是2011年的10倍。屆時(shí)，年交易規(guī)模超過1000億元的電子商務(wù)企業(yè)將有若干家，大規(guī)模的配送中心建設(shè)勢(shì)在必行，拆零揀選技術(shù)將大有用武之地。

        當(dāng)然，考慮到技術(shù)因素和綜合成本，全自動(dòng)拆零技術(shù)在B2C行業(yè)中的應(yīng)用暫時(shí)還將受到一定限制，目前仍主要以“人到貨”的揀選作業(yè)為主。但與之配套的RF系統(tǒng)、DPS電子標(biāo)簽系統(tǒng)、語音揀選系統(tǒng)以及高速分揀系統(tǒng)將得到廣泛應(yīng)用。

        拆零揀選貨位

        拆零揀選技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

        拆零揀選技術(shù)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，成果顯著。尤其是最近10年以來，隨著煙草、醫(yī)藥、化妝品、零售、B2C電子商務(wù)等領(lǐng)域的巨大市場(chǎng)需求，拆零揀選技術(shù)出現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。其中“自動(dòng)揀選技術(shù)”、“貨到人揀選技術(shù)”、“DPS電子標(biāo)簽技術(shù)”、“語音揀選技術(shù)”、“高速分揀技術(shù)”將拆零揀選水平推到了前所未有的高度?？梢灶A(yù)見，隨著B2C電子商務(wù)業(yè)務(wù)的蓬勃興起，拆零揀選技術(shù)將會(huì)在自動(dòng)化、高效率等方面取得新的突破。而傳統(tǒng)的揀選技術(shù)則會(huì)得到更加合理的應(yīng)用，并在揀選效率和準(zhǔn)確度方面有本質(zhì)的提高。

        另一方面，隨著先進(jìn)拆零揀選技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其在流程優(yōu)化、適應(yīng)性研究等方面的成果將引導(dǎo)企業(yè)更加樂于接受新的技術(shù)，并在新技術(shù)應(yīng)用中獲得更大的收益。