前言

随着社会经济的发展，订单碎片化、个性化的现象越来越突出，仓储作业中拆零拣选作业占比越来越大，从原先的10%增长到现在普遍的50%，甚至部分物流中心超过90%，拆零拣选比例的增加致使仓库作业量成倍增长，同时业务发展的波峰波谷差距却日益巨大，柔性化拆零拣选系统的需求越来越高。本文针对柔性拆零拣选系统的设计问题展开讨论，首先需要搞清楚典型拆零拣选系统的组成，然后讨论柔性拆零拣选系统的设计，最后举例说明。

拆零拣选系统的组成

1.1拆零拣选的概念

    “拆零拣选”术语从broken case picking翻译而来，字面应该称为“拆件拣选”，对应“整件拣选”。

拆零拣选是物流中心最复杂的作业环节，传统物流中心仓库里边人工成本占比最高的环节，拆零拣选方案的合理性将直接决定整个物流中心的运营成本和效率，如何规划合理的拆零拣选方案，是物流中心建设的重中之重。

1.2典型拆零拣选系统的组成

    拆零拣选系统涉及整个物流中心的全流程，不能仅仅从拣货这一个环节上考虑问题，还要考虑上架、补货、输送、包装等一系列复杂的流程，典型的拆零拣选系统由存储系统、运输系统、拣选系统、订单处理系统四部分组成。

第一、存储系统

存储系统根据自动化程度分两类：普通货架（如中型搁板货架、重型托盘货架、悬臂式货架、阁楼式货架、移动式货架、重力式货架、驶入/驶出式货架等）、自动化存储系统AS/RS（如托盘自动化立库、箱式自动化立库、箱式穿梭车自动化立库、托盘穿梭车自动化立库等）。

第二、运输系统

运输系统主要有输送机系统、AGV系统、叉车三类。叉车是最通用的运输工具，应用范围也最广；输送机系统主要用于货物的水平/垂直输送，也可以通过坡度进行不同楼层的传输，常用的输送机有皮带机、滚筒输送机、链式输送机、螺旋输送机等；AGV是Automated Guided Vehicle的缩写、意即“自动导引运输车”，AGV是装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，导引方式主要采用磁条、二维码、激光/图像SLAM等，具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。

第三、拣选系统

拣选系统主要由人工拣选、半自动化的拣选站系统、全自动化的机器人拣选系统和分拣机系统三大类组成。人工拣选由作业人员通过货单、RF等手段，进行摘果式、播撒式拣选，这是比较传统的拣货方式；半自动化的拣选站系统通过输送机、类kiva机器人等运输货物到工作站，由人进行拣选，完成拣选工作，此系统大幅度减少工作人员的行走，提高拣选效率；机器人拣选、分拣机拣选等全自动拣选系统方式，是信息化、智能化的体现，融入了互联网、大数据、AI、物联网等诸多先进技术，拣选准确性可以接近100%。

第四、订单处理系统

    订单处理系统（Order Processing System）是为达到订单高效拣选的一种调度系统，该系统核心采用合适算法处理订单批次、SKU批次、拣选组合等。

如何衡量拆零拣选系统的柔性化

我们要讨论拆零拣选系统的柔性化就需要先把什么是柔性化搞清楚，与系统柔性相对的是系统刚性，不能改变或改变成本过大的系统即刚性系统，我们需要把刚性和柔性两个角度一起来认识拆零拣选系统。

目前不少业内同行的认识里似乎只有类KIVA的AGV系统才是柔性的系统，笔者觉得这种认识还不够全面，类KIVA系统仅仅是满足了部分库内货物运输功能，我们下面从投资、作业能力、场地、用工四个角度去衡量不同系统或解决方案的柔性化。

2.1投资角度

投资角度看，刚性的系统一次投资后更换功能或者搬迁成本巨大、而且很难进行分布投资；柔性化的系统投资后更换功能或者搬迁成本较低、而且可以进行分步投资。从这个角度看，托盘自动化立体仓库，就属于刚性系统，多层穿梭车自动化立库，就属于柔性系统。

2.2作业能力角度

作业能力角度看，设备是否能够单元化，能否进行自由组合的系统是衡量刚性和柔性的关键，首先柔性系统一定是可以单元化、至少可以模组化的系统，单元或者模组之间的耦合性越低，系统柔性化程度越高。从这个角度看，半自动化的拣选站和类KIVA机器人都是柔性系统，但是类KIVA系统耦合性低，柔性化程度就高。

2.3场地角度

场地角度看，刚性系统的作业场地用途是固定的，无法改变或者极难改变的（改变需要改变建筑结构），柔性的系统相对来说作业场地用途很容易改变。从这个角度看，我们日常采用地堆方式平铺托盘形式存储货物就是柔性最大的存储系统，而传统托盘自动化立库就是刚性的。

2.4用工角度

用工角度看，柔性化系统在业务量暴增时，可通过增加用工，用人工的方式解决自动化设备满足不了的场景，以达到业务的需求；刚性化系统可能无法增加人工，或者增加人工受限于系统效率极低。从这个角度，一个纯粹的机器人拣选站或者半自动化的拣选站就是刚性的，而传统人工RF拣选就是柔性的。

如何进行拆零拣选柔性化设计

3.1拆零拣选系统各个环节常用设备的柔性化程度分析

备注：本节选取的仅为常用设备，软件方面的柔性设计属于纯粹软件技术问题，不同厂家差距很大，在此不再赘述。

3.2拆零拣选系统的柔性化设计原则

1) 系统柔性化设计要首先从系统需求和总体工艺角度去考虑，不需要追求绝对的柔性，柔性系统的设计都是相对的，也不存在所谓纯粹的柔性系统；

2) 柔性设计不一定是最优设计，刚性设计也不是较差设计，一切评价的出发点是客户需求；

3) 拆零拣选系统的柔性化设计要考虑把刚性和柔性的有机结合，对业务需求稳定且业务量较大的部分建议采用刚性的设计，对业务需求变化较大或者业务量较小的部分建议尽量采用柔性化设计；

4) 拆零拣选系统的柔性化设计要善于从工艺角度把柔性化程度不同的部分进行组合，才能最大程度的做出柔性化的系统，不是高柔性化的部分系统才能组成总的柔性化系统；

5) 我们不仅要关注各个环节的柔性化，也要从总体工艺上考虑柔性化，但是工艺上没有柔性化的高低区别。

3.3拆零拣选系统的柔性化发展趋势

1) 低耦合性的系统：各个环节子系统之间耦合性很低，有利于最大程度的提高系统柔性；

2) 作业能力自动弹性调节的系统：未来会出现作业能力会根据业务需求自动化调节的子系统。

3) 作业属性可配置的系统：未来会出现可配置作业属性可配置的子系统，比如集输送、拣选、存储等于一体的系统设备；