編者按：

尹軍琪專著《現代物(wù)流系統集成-方法、實踐與思辨》自出版以來(lái)，受到行業内的(de)廣泛關注。今天分(fēn)享一篇經典案例。重溫15年前的(de)案例，看看當時(shí)的(de)技術與應用(yòng)，或許您會對(duì)伍強有新的(de)了(le)解。

        高(gāo)等教育出版社(以下(xià)簡稱高(gāo)教社)創立于1954年，是教育部直屬的(de)以出版高(gāo)等教育、職業教育、與社會教育等各級各類教材和(hé)提供優質教學資源服務爲主的(de)大(dà)型綜合性出版社，是當時(shí)我國唯一進入世界單體出版社前50強的(de)出版社。2009年，高(gāo)教社的(de)出版物(wù)超過1.6萬種，銷售冊數超過1.3億冊，銷售碼洋逾25億元人(rén)民币。

        高(gāo)教社物(wù)流中心位于北(běi)京大(dà)興龐各莊，占地180畝，總投資約3.6億人(rén)民币，其中物(wù)流設備及系統投資約1.2億人(rén)民币。

        高(gāo)教社物(wù)流中心是國内最早開始建設的(de)自動化(huà)圖書(shū)物(wù)流中心之一，也(yě)是目前國内最大(dà)的(de)圖書(shū)物(wù)流中心之一。在建設規模、庫存能力、技術水(shuǐ)平、出入庫能力等方面創造了(le)多(duō)項第一，堪稱我國出版行業物(wù)流中心建設的(de)裏程碑。

高(gāo)教社的(de)物(wù)流需求

        高(gāo)教社是典型的(de)教材出版社，約90％的(de)出版物(wù)都是教材，因此高(gāo)教社的(de)物(wù)流表現出明(míng)顯的(de)季節性。春、秋兩季的(de)發貨量大(dà)約各占全年總量的(de)1／3和(hé)2／3，并且存在忙閑不均的(de)現象，旺季日最高(gāo)發貨量達4萬～5萬件，而淡季的(de)日均發貨量隻有幾千件。因此，爲了(le)充分(fēn)利用(yòng)物(wù)流資源，高(gāo)教社準備積極開展第三方物(wù)流業務。

        同時(shí)，圖書(shū)的(de)品種規格差異較大(dà)，雖然書(shū)的(de)開本有幾種固定的(de)規格，但異型規格越來(lái)越多(duō)，書(shū)的(de)厚度也(yě)千差萬别。此外，書(shū)的(de)定價大(dà)多(duō)較低，尤其是教材，如果新建的(de)物(wù)流系統完全實現自動化(huà)，建設成本、運營成本将與現實需求脫節。因此，在物(wù)流中心規劃之初就确定了(le)适度自動化(huà)的(de)目标，同時(shí)注重信息系統建設，因爲信息化(huà)是圖書(shū)物(wù)流的(de)靈魂。

        物(wù)流中心的(de)建設目标确定爲：滿足高(gāo)教社近期約30億碼洋的(de)年配送需求，并可(kě)實現每年約20億～30億碼洋的(de)第三方圖書(shū)配送業務。

        經過2009年冬季發貨和(hé)2010年秋季兩季發貨的(de)檢驗，物(wù)流中心基本達到了(le)設計目标。其最大(dà)能力一度達到日收貨4萬件、日發貨5.2萬件的(de)高(gāo)點，創造了(le)新的(de)記錄。

        對(duì)物(wù)流中心的(de)運轉效果，楊松濤副社長(cháng)表示滿意。他(tā)說：“高(gāo)教社物(wù)流中心的(de)能力完全可(kě)以滿足社裏的(de)要求。此外，保守估計，還(hái)可(kě)以完成每天2萬件以上的(de)第三方物(wù)流業務。這(zhè)在全國出版行業是首屈一指的(de)。”

4.4.1   物(wù)流中心總體布局與配置                                                                

        物(wù)流中心建築面積約5.5萬平方米，局部采用(yòng)兩層設計。

        物(wù)流中心一層設置了(le)入庫區(qū)、自動化(huà)立體庫、A類揀選區(qū)、B類揀選區(qū)、自動分(fēn)揀區(qū)、發貨區(qū)，二層爲平置作業區(qū)、在線揀選區(qū)、拆零作業區(qū)、拆零複核區(qū)、退貨處理(lǐ)區(qū)，詳見表1。

        表1高(gāo)教物(wù)流中心作業區(qū)設置：

        自動化(huà)立體庫使用(yòng)了(le)16台堆垛機，共有49088個(gè)貨位。物(wù)流中心内部同時(shí)使用(yòng)了(le)托盤輸送系統、整件輸送系統、拆零輸送系統、提升機、高(gāo)速分(fēn)揀設備、動态稱重系統、靜态稱重裝置、托盤流力貨架、高(gāo)架叉車貨架、特制揀選車等相關設備，并且設置了(le)包裝複核系統、退貨系統，詳見表2。

        表2 高(gāo)教物(wù)流中心配置的(de)主要設備和(hé)軟件系統

        根據我國消防規範要求，物(wù)流中心共劃分(fēn)12個(gè)防火分(fēn)區(qū)。由于整體建築和(hé)分(fēn)區(qū)均超過國家的(de)消防規範要求的(de)标準，爲此，專門成立由中國建築設計院防火所專家組成的(de)“物(wù)流中心防火量化(huà)分(fēn)析”項目組。在對(duì)整個(gè)項目的(de)防火數據進行分(fēn)析和(hé)計算(suàn)的(de)基礎上，設計了(le)一套防火方案，并請清華大(dà)學公共安全研究中心對(duì)計算(suàn)結果和(hé)方案進行複核，該方案得(de)到了(le)北(běi)京市消防局的(de)批準。

4.4.2   系統總體流程                                                                                

        本項目的(de)主要流程包括收貨入庫作業、揀選出庫作業和(hé)退貨作業，并且針對(duì)圖書(shū)行業的(de)特點，在流程設計上強化(huà)了(le)針對(duì)性。

        1 入庫環節作業流程

        WMS嚴格按照(zhào)ASN收貨；

        可(kě)以直接越庫收貨(CROSS DOCKING)；

        圖書(shū)基本數據應事先維護；

        圖書(shū)重量标定對(duì)每一批次進行，非常重要的(de)一點是：一次标定圖書(shū)不得(de)少于3本；

        圖書(shū)的(de)組盤分(fēn)配自動進行，也(yě)可(kě)以人(rén)工幹涉；

        圖書(shū)如果已經包裝，則直接碼盤，包裝比例應根據需要預先确定；

        收貨時(shí)，可(kě)以直接收貨到拆零區(qū)和(hé)整件揀選區(qū)；

        大(dà)宗圖書(shū)(約54個(gè)品種)，直接進入平面庫(南(nán)庫)儲存；

       上架作業全部采用(yòng)RF指導作業。

        2 揀選環節作業流程

        補貨按照(zhào)波次進行，必須補完後才能進行分(fēn)配；

        周轉箱的(de)運算(suàn)根據圖書(shū)的(de)體積進行，實際操作過程中同時(shí)考慮開本和(hé)厚度兩個(gè)參數；

        爲了(le)縮短周轉箱的(de)響應時(shí)間，拆零揀選分(fēn)爲兩個(gè)區(qū)域發起，标簽打印可(kě)以提前進行；

        整托盤出庫後，标簽打印完成，可(kě)以人(rén)工分(fēn)揀，也(yě)可(kě)以投入到輸送線進行分(fēn)揀；

        LED顯示屏提示各區(qū)域的(de)揀選工作量及開始時(shí)間；

        重量複核是本項目的(de)重要技術手段；分(fēn)揀一般要求按照(zhào)路線進行；集貨時(shí)要求标簽朝外，以便于複核。

        3 退貨環節作業流程

        退貨的(de)貨物(wù)，按照(zhào)退貨單位組盤。一般要求有經過批準的(de)退貨單作爲退貨依據，如沒有退貨單，則拒收。最終的(de)退書(shū)清單以實際翻理(lǐ)結果爲準。

        每天的(de)作業内容首先對(duì)待處理(lǐ)圖書(shū)進行分(fēn)析(根據退貨單)，确定大(dà)宗圖書(shū)的(de)信息。

        對(duì)于大(dà)宗圖書(shū)，設置專門的(de)集貨區(qū)，待滿一個(gè)托盤後，進入AS／RS儲存。

        報廢圖書(shū)首先集中儲存，然後分(fēn)批銷毀。

4.4.3   關鍵技術及創新點                                                                          

        在高(gāo)教社物(wù)流中心系統設計及建設過程中，針對(duì)圖書(shū)配送的(de)關鍵技術提出了(le)一系列解決方案，有如下(xià)創新點：

        1 物(wù)流路線問題

        作爲面積超過5萬平方米的(de)物(wù)流中心，其作業路線和(hé)輸送線的(de)布置規劃尤其重要，否則将導緻整個(gè)作業路線過長(cháng)，作業效率大(dà)大(dà)降低。這(zhè)也(yě)是該項目的(de)難點之一。

        作業路線包括收貨、入庫、整件揀選、拆零揀選、整托盤出庫、集貨、退貨翻理(lǐ)、退貨上架等主要過程。在設計中充分(fēn)運用(yòng)輸送機等傳輸設備，結合生産線作業原理(lǐ)，大(dà)大(dà)減少人(rén)工作業的(de)行走路線。其中尤其是采用(yòng)托盤流力貨架和(hé)貨到人(rén)在線揀選技術，使揀選路線縮減到最少。

        2 AS／RS應用(yòng)于海量儲存

        該項目的(de)難點之一是庫存量大(dà)。按照(zhào)業務要求，物(wù)流中心将設計超過20億碼洋的(de)庫存，約折合托盤6萬個(gè)(理(lǐ)論值)，這(zhè)對(duì)于普通(tōng)的(de)平面倉庫和(hé)叉車倉庫均是不能完成的(de)。最終，項目提出采用(yòng)AS／RS系統完成大(dà)容量庫存的(de)設計思想，共設計16個(gè)巷道、32排貨架的(de)雙深度立體庫，儲存能力達到49088個(gè)托盤，圓滿地解決了(le)海量存儲問題。如此大(dà)規模的(de)立體庫系統此前在國内是沒有的(de)。

        3 重量複核技術

        盡管高(gāo)教社物(wù)流中心圖書(shū)的(de)拆零比例隻有約25％，但總量最高(gāo)卻達到每天約6000件。這(zhè)樣的(de)拆零量在全國的(de)出版社中是絕無僅有的(de)。爲此，項目采用(yòng)了(le)重量複核法進行拆零圖書(shū)的(de)複核。應用(yòng)結果表明(míng)，超過75％的(de)周轉箱可(kě)以通(tōng)過重量複核得(de)到确認，從而大(dà)大(dà)縮短了(le)複核所需時(shí)間，并且提高(gāo)了(le)揀選的(de)準确性。

        圖書(shū)重量複核技術是針對(duì)圖書(shū)揀選提出的(de)重要理(lǐ)念，該技術已在上海新華書(shū)店(diàn)和(hé)浙江新華書(shū)店(diàn)得(de)到應用(yòng)，并取得(de)了(le)良好效果。

       4 快(kuài)速揀選系統

        高(gāo)教社物(wù)流中心圖書(shū)整件揀選量有時(shí)每天高(gāo)達3萬～5萬件，如何實現快(kuài)速揀選成爲關鍵問題。研究表明(míng)，約10％的(de)圖書(shū)品種占據了(le)圖書(shū)配送量的(de)70％左右。爲此，該項目采用(yòng)了(le)兩種技術。

        其一是對(duì)極少數大(dà)品種，包括兩課教材(僅4個(gè)品種)和(hé)其他(tā)約50個(gè)品種(約占全部發貨量的(de)20％)，采用(yòng)獨立揀選區(qū)方式，并利用(yòng)平面倉庫進行存取，獨立成件，因而大(dà)大(dà)降低了(le)這(zhè)部分(fēn)圖書(shū)的(de)揀選難度，極大(dà)提高(gāo)了(le)揀選水(shuǐ)平。

        其二是對(duì)發貨量位于前1500位的(de)品種，采用(yòng)托盤流力貨架進行揀選，大(dà)大(dà)降低了(le)操作人(rén)員(yuán)的(de)勞動強度，提高(gāo)了(le)揀選效率。

        5 特殊輸送系統

        在該項目的(de)設計中，有一個(gè)技術難題一直困擾著(zhe)工程技術人(rén)員(yuán)，就是如此大(dà)規模的(de)揀選輸送，如果采用(yòng)周轉箱或托盤作爲載體來(lái)運輸，那麽載體的(de)補充和(hé)收集将成爲一個(gè)重大(dà)問題。

        爲此，項目組提出包裝後的(de)紙包直接在輸送線和(hé)提升機上運輸的(de)設想。最終研究表明(míng)，采用(yòng)加密輥子間距、大(dà)量采用(yòng)皮帶機等技術手段，成功解決了(le)這(zhè)一技術難題，現場(chǎng)運轉效果非常成功。

        6 托盤調度

        AS／RS系統中，一個(gè)波次的(de)“在線作業”有時(shí)将達到上千個(gè)托盤的(de)作業量。這(zhè)時(shí)，整盤出庫、收貨入庫、補貨、在線揀選等作業指令互相搶占AS／RS資源，如不進行有效管理(lǐ)，現場(chǎng)托盤将十分(fēn)混亂，作業效率必定降低。

        爲此，項目組專門開發了(le)托盤調度程序，通(tōng)過有效分(fēn)配在線托盤數量，成功解決了(le)AS／RS的(de)資源分(fēn)配問題。現場(chǎng)運轉表明(míng)，托盤調度程序不僅大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)作業效率，而且還(hái)可(kě)以調整由于作業任務在各巷道分(fēn)配不均對(duì)系統效率、波次完成造成的(de)影(yǐng)響。

        7 退貨解決方案

        退貨始終是圖書(shū)物(wù)流的(de)一大(dà)難題。高(gāo)教社物(wù)流中心的(de)退貨量高(gāo)峰時(shí)每天約3000件，對(duì)于如此大(dà)的(de)退貨量，以往的(de)技術幾乎是束手無策。有些新華書(shū)店(diàn)和(hé)出版社采用(yòng)高(gāo)速分(fēn)揀機解決退貨問題，但效果甚微。

        針對(duì)退貨問題，項目組創造性地提出二次分(fēn)類法，即将退貨問題首先按照(zhào)大(dà)類分(fēn)類(在新華書(shū)店(diàn)中，是将出版社和(hé)圖書(shū)品種分(fēn)類；在出版社中，是将拆零貨架進行分(fēn)類)，然後再進行每個(gè)大(dà)類下(xià)面的(de)分(fēn)類操作。将一個(gè)數以10萬計的(de)問題，分(fēn)解爲100×1000，或100×100等級的(de)問題，從而大(dà)大(dà)加快(kuài)了(le)退貨處理(lǐ)速度。

        采用(yòng)電子标簽的(de)二次分(fēn)類系統，其成本隻有高(gāo)速分(fēn)揀系統的(de)1／3，但效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高(gāo)于高(gāo)速分(fēn)揀系統。在高(gāo)教社物(wù)流中心，每天處理(lǐ)約3000件的(de)退貨圖書(shū)，僅需要40餘人(rén)。

        8 系統總體效率問題

        系統總體效率的(de)體現非常關鍵，包括拆零揀選的(de)完成時(shí)間、拆零揀選的(de)複核包裝時(shí)間、整件揀選的(de)完成時(shí)間、在線揀選的(de)完成時(shí)間、集貨發運的(de)完成時(shí)間。對(duì)于一個(gè)波次而言，需要在規定的(de)時(shí)間内完成這(zhè)些作業。

        高(gāo)教社物(wù)流中心設計了(le)調度系統、LED指揮系統等，輔助各區(qū)域和(hé)子過程的(de)作業，達到各區(qū)域作業任務完成時(shí)間的(de)一緻性，從而保證了(le)系統的(de)總體效率。

4.4.4   經驗分(fēn)享                                                                                        

         高(gāo)教社物(wù)流中心雖然系統龐大(dà)複雜(zá)，但建設工期和(hé)項目管理(lǐ)制約得(de)很好。其中有很多(duō)經驗值得(de)借鑒，包括土建配合、設備安裝配合、建設節點制約、系統調試與測試、搬遷、運營管理(lǐ)等諸多(duō)方面，以下(xià)僅舉二例進行說明(míng)。

        1 搬遷時(shí)機與策略

        對(duì)于物(wù)流中心建設者來(lái)說，對(duì)于搬遷進行充分(fēn)、周密的(de)考慮是非常必要的(de)。

        高(gāo)教社物(wù)流中心投入使用(yòng)時(shí)，需要對(duì)15000品種、10億碼洋庫存、約110萬件圖書(shū)進行搬遷，需要2100車次，還(hái)需要進行盤點、做(zuò)賬、碼盤、裝車、卸車、組盤、稱重、注冊、入庫等工作。這(zhè)些工作都需要在不影(yǐng)響正常收發貨的(de)前提下(xià)完成，因此，選擇搬遷的(de)時(shí)機非常重要，在發貨低谷時(shí)完成搬遷比較有利，此外，搬遷方法也(yě)很重要。

        本項目在搬遷時(shí)，由于老庫采用(yòng)傳統平置倉庫，托盤規格并不一緻，所以給搬遷帶來(lái)很大(dà)困難。再由于拆零發貨系統尤其是WMS系統并未完全調試完成，時(shí)值冬天，正是發貨高(gāo)峰，給搬遷帶來(lái)了(le)很大(dà)困難，并造成了(le)一定的(de)混亂。這(zhè)是需要吸取的(de)教訓。

        2 如何高(gāo)效完成一個(gè)波次揀選

        大(dà)型物(wù)流中心的(de)運營管理(lǐ)是一個(gè)重要課題。以該項目爲例，在實際運營過程中，對(duì)于波次的(de)準備、補貨、波次下(xià)發、拆零打印、整件打印、拆零揀選、整件、集貨、複核等過程，如果沒有一套系統的(de)管理(lǐ)辦法，使各環節緊密銜接，其作業效率将十分(fēn)低下(xià)。

        以拆零揀選爲例，在波次下(xià)發時(shí)，往往會發現上一波次還(hái)沒有結束，這(zhè)時(shí)不能啓動下(xià)一波次揀選，但可(kě)以啓動打印程序，完成标簽打印等工作，這(zhè)樣就使波次銜接更加緊密。

        進行揀選操作時(shí)，如拆零區(qū)域揀選，按照(zhào)24個(gè)揀選區(qū)的(de)順序，位于A區(qū)和(hé)F區(qū)的(de)揀選将優先進行，因此在揀選初期任務比較多(duō)。而位于B區(qū)和(hé)E區(qū)的(de)揀選将最後完成，在揀選後期任務比較多(duō)，針對(duì)這(zhè)種情況，應對(duì)揀選人(rén)員(yuán)進行有效調劑，才能高(gāo)效地完成揀選任務。

      （注：本篇發表于2010年9月(yuè)《物(wù)流技術與應用(yòng)》雜(zá)志，轉載時(shí)有修改）