第5章 分揀技術及其裝備czx

第5章分揀技術與裝備中國人民大學出版社.2010LogisticsTechnology&LogisticsEquipment第1節(jié)分揀技術裝備

分揀的現(xiàn)狀與發(fā)展

分揀作業(yè)就是根據(jù)顧客的訂貨要求，迅速、準確地將貨物從其儲位揀取出來，并按一定方式進行分類、集中，等待配裝送貨的作業(yè)過程。分揀作業(yè)是整個配送作業(yè)系統(tǒng)的核心。在配送搬運成本中，分揀作業(yè)的搬運成本約占90%，分揀時間約占整個送中心作業(yè)時間的30-40%。合理規(guī)劃分揀作業(yè)系統(tǒng)，對提高配送中心的作業(yè)效率和服務水平具有決定性的影響。

分揀是指為進行輸送、配送，把許多貨物按不同品種、不同地點和單位分配到所設置的場地的一種物料搬運過程，也就是一種將物品從集中到分散的處理過程。分揀機用途

隨著社會生產(chǎn)力的提高，商品品種的日益豐富，在生產(chǎn)和流通領域中的物品分揀作業(yè)，已成為耗時、耗力、占地大、差錯率高、管理復雜的部門，為此，物品分揀輸送系統(tǒng)已經(jīng)成為物料搬運系統(tǒng)的一個重要分支，廣泛應用于郵電、航空、食品、醫(yī)藥等行業(yè)，流通中心和配送中心。分揀方式比較能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀差錯率極低，分揀作業(yè)基本實現(xiàn)無人化

自動分揀以機械為主要輸送工具，靠人工進行揀選

機械分揀勞動量大、效率低、差錯率高人工分揀特點分揀方式分揀作業(yè)

（1）分揀信息（2）分揀作業(yè)過程

分揀作業(yè)所消耗的時間主要包括以下4個方面：1）形成揀貨指令的訂單信息處理過程所需時間；2）行走或貨物運動的時間；3）準確找到儲位并確隊所揀貨物及其數(shù)最所需時間；4）揀取完畢，將貨物分類集中的時間。

分揀方法

傳統(tǒng)的分揀系統(tǒng)的基本構(gòu)成有3個元素：分揀貨架集貨點（集貨貨架）分揀人員

（1）“人到貨”分揀方法這種方法是分揀貨架不動，即貨物不運動，通過人力揀取貨物。在這種情況下，分揀貨架是靜止的，而分練人員帶著流動的集貨貨架或容器到分揀貨架，即揀貨區(qū)揀貨，然后將貨物送到靜止的集貨點。這種作業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成簡單，柔性化程度高，可以不用機械設備和計算機支持。但所需要的作業(yè)面積較大、補貨困難、勞動強度高。

（2）分布式“人到貨”分揀方法

這種分揀作業(yè)系統(tǒng)的分揀貨架也是靜止不動，但分貨作業(yè)區(qū)被輸送機分開，這種分揀方法也簡稱為“貨到皮帶”法

。因有輸送機的幫助，分揀人員的行走距離短，勞動強度低，揀貨的效率高，每小時每人可分揀1000件貨物。但輸送機將揀貨作業(yè)區(qū)分成兩個部分，在分揀任務不是均勻分布在兩邊的貨架時，不能調(diào)節(jié)兩旁分揀人員的工作節(jié)奏，同時也造成系統(tǒng)的柔性差、補貨困難、所需的作業(yè)面積變大等現(xiàn)象的發(fā)生

。

（3）“貨到人”分揀方法

這種作業(yè)方法是人不動，托盤（或分揀貨架）帶著貨物來到分揀人員面前，再由不同的分揀人員揀選，揀出的貨物集中在集貨點的托盤上，然后由搬運車輛送走

。分揀人員不用行走，分揀效率高、工作面積緊湊、補貨容易、空箱和空托盤的清理也容易進行，也可以優(yōu)化分揀人員的工作條件與環(huán)境。不足之處在于投資大，分揀周期長。

（4）閉環(huán)“貨到人”分揀方法

載貨托盤（即集貨點）總是有序地放在地上或擱架上，處在固定位置。輸送機將分揀貨架（或托盤）送到集貨區(qū)，揀貨人員根據(jù)揀貨單揀選貨架中的貨物，放到載貨托盤上，然后移動分揀貨架，再由其他的分揀人員揀選，最后通過另一條輸送機，將揀空后的分揀貨架（揀選貨架）送回

。優(yōu)點在于：揀選路徑短、揀選效率高、系統(tǒng)柔性好、空箱和無貨托盤的清理容易、所需作業(yè)面積小、勞動組織簡單。其缺點有:為了解決分揀貨架的出貨和返回問題，倉庫、輸送機和控制系統(tǒng)的投資大，因順序作業(yè)，造成作業(yè)時間長等。

（5）活動的“人到貨”分揀方法

分揀人員（或分揀機器人、高架堆垛機）帶著集貨容器（集貨點）在搬運機械的幫助下，按照訂貨單的要求，到分揀貨架揀貨，當集貨容器裝滿后，到集貨點卸下所揀貨物

。由于此系統(tǒng)一般是由機器人揀貨。但機器人取物裝置的柔性較差，不能同時滿足箱狀貨物，球狀貨物、柱狀貨物的揀取，這也就限制了它的應用。這種系統(tǒng)一般用在出庫頻率很高且貨種單一的場合

。

（6）分練貨架與集貨點合一的分揀方法

分揀貨架與集貨貨架一起運動，來到分揀人員（或分揀機）前，進行分揀的方式。這種方法僅是一種基于理論的構(gòu)想，因控制和輸送技術上的原因，在實際上并不可行。分揀作業(yè)合理化的原則

（1）存放時應考慮易于出庫和揀選（2）提高保管效率，充分利用存儲空間（3）減少揀選錯誤（4）作業(yè)應力求平衡化，避免忙閑不均的現(xiàn)象（5）事務處理合作也環(huán)節(jié)要協(xié)調(diào)配合（6）分揀作業(yè)的安排咬合配送路線的順序一致（7）縮短配送車輛的滯留時間第2節(jié)自動分揀技術裝備

自動分揀系統(tǒng)物流中心每天接收成百上千家供應商或貨主通過各種運輸工具送來的成千上萬種商品，在最短的時間內(nèi)將這些商品卸下并按商品品種、貨主、儲位或發(fā)送地點進行快速準確的分類，將這些商品運送到指定地點（如指定的貨架、加工區(qū)域、出貨站臺等）同時，當供應商或貨主通知物流中心按配送指示發(fā)貨時，自動分揀系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)從龐大的高層貨存架存儲系統(tǒng)中準確找到要出庫的商品所在位置，并按所需數(shù)量出庫，將從不同儲位上取出的不同數(shù)量的商品按配送地點的不同運送到不同的理貨區(qū)域或配送站臺集中，以便裝車配送。第二節(jié)

物流設備分揀設備（SortingMachinery）

自動分揀系統(tǒng)的主要特點

（1）能連續(xù)、大批量地分揀貨物（2）分揀誤差率極低（3）分揀作業(yè)基本實無人化

自動分揀機優(yōu)缺點（1）優(yōu)點： 減少揀選面積 提高揀選速度 節(jié)省揀選成本 提高揀選準確率（2）缺點： 價格高 需要專人經(jīng)常補貨 適用范圍小，只適用較小的物件自動分揀系統(tǒng)的組成

控制裝置的作用是識別、接收和處理分揀信號，根據(jù)分揀信號的要求指示分類裝置、按商品品種、按商品送達地點或按貨主的類別進行自動分類。分類裝置的作用是根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指示，當具有相同分揀信號的商品經(jīng)過該裝置時，該裝置動作，使改變在輸送裝置上的運行方向進入其它輸送機。輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機，其主要作用是使待分揀商品魚貫通過控制裝置、分類裝置，并輸送裝置的兩側(cè)。分揀道口是已分揀商品脫離主輸送機（或主傳送帶）進入集貨區(qū)域的通道，一般由鋼帶、皮帶、滾筒等組成滑道，使商品從主輸送裝置滑向集貨站臺，在那里由工作人員將該道口的所有商品集中后或是入庫儲存，或是組配裝車并進行配送作業(yè)。

分揀信號的輸入和識別1）鍵盤2）聲音識別輸入3）條形碼和激光掃描器4）光學文字讀取裝置傳統(tǒng)方法：由操作員用肉眼識別分揀貨物的分揀目的地，同時在輸入鍵盤上用手按分揀口的號碼鍵進行自動分揀。這種方式簡單可靠，但要求操作人員精力集中，認真負責，分揀差錯率與人的因素關系很大。自動識別技術：編上號碼的貨物經(jīng)入口輸送輸入鍵盤附近自動停住，經(jīng)分揀員吧物品號碼打入鍵盤進入計算機，打入信號無誤后，在安東鍵盤輸出到分揀裝置。在到達分揀裝置之前，再通過脈沖器復核貨物在這段運行的時間，如果允許誤差范圍內(nèi)到達，計算機即指令分揀器動作到制定出口，如果沒能到達或超出實現(xiàn)給定的數(shù)量，計算機指令分揀器不動作，一直進入零出口，把貨物收回。自動分揀系統(tǒng)的分類

1、自動分揀機分揀系統(tǒng)采用自動分揀機分揀時可實現(xiàn)分揀工作的自動化，分揀精度好，分揀效率高，可同時完成多張訂單所要求的分揀貨物。但只適合于尺寸較小的圓柱狀，盒狀貨物分揀；對每一張訂單所要求的貨物數(shù)量有限制，否則貨架會很長；補貨只能通過人工進行，準確率要求也高；由于貨物從貨架出口掉出需要時間，皮帶機上集貨容器之間的距離還要與所要求的貨物的數(shù)量匹配。自動分揀系統(tǒng)的分類

2、機器人分揀系統(tǒng)與裝備

與自動分揀機分揀相比，機器人分揀具有很高的柔性。如果機器人分揀所需的揀選貨物的儲位和數(shù)量等信息是通過配送中心的計算機信息系統(tǒng)提供的，則貨物的存放地點不能隨意變動，活動貨架也不可能應用；為了保證機器人作業(yè)的效率，包裝的樣式要統(tǒng)一，尺寸誤差也不能過大。但如果采用了CCD（電子耦合器件），則機器人可通過傳感系統(tǒng)了解貨物儲位和包裝的變化，并向機器人控制系統(tǒng)發(fā)出指令，機器人就可自行變更預定的運動路線，系統(tǒng)可獲得更大的靈活性。自動分揀機的拓撲結(jié)構(gòu)線性結(jié)構(gòu)：訂單大且少、揀貨終端數(shù)量少可采用線性結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)：訂單小且多，可采用環(huán)形結(jié)構(gòu)自動分揀系統(tǒng)的分類裝置

（1）橫向貨物分類裝置（2）活動貨盤分類裝置（3）翻盤式分類裝置（4）直落式分類裝置（5）輥子浮出式分類裝置（6）皮帶浮出式分類裝置（7）滑塊式分類裝置（8）搖臂式分類裝置（9）推出式分類裝置類型適應范圍最大貨重/kg最大速度(m/s)最大分揀能力/(件/h)費用空間要求橫向貨物分類貨物底面平整

20

2.5

15000高合適活動貨盤分類小件貨物約5

2.5

15000一般高翻盤式分類貨物底面光滑

50

2.5

12000一般一般直落式分類扁平和不易碎品

5

1.5

12000一般合適輥子浮出式類平底和無包裝帶貨物

50

2.5

7000一般合適滑塊式分類無包裝帶貨物約90

2.5

12000一般一般氣缸側(cè)推分類非易碎品約50

1.5

1500合適一般旋轉(zhuǎn)擋臂分類幾乎所有物品約50

1.8

2500合適一般搖臂式分類非易碎及形狀穩(wěn)定物約20

1.0

2000合適高皮帶浮出式類適用皮帶運輸?shù)奈锲?/p>

50

1.5

3000合適高分類裝置性能比較

第3節(jié)電子標簽輔助揀貨系統(tǒng)

電子標簽輔助揀貨系統(tǒng)電子標簽輔助揀選系統(tǒng)在歐美一般稱為PTL（Pick-to-lightorPut-to-light）System，在日本稱之為CAPS（ComputerAidedPickingSystem）或者DPS（DigitalPickingSystem）。它是一種計算機輔助的無紙化的揀貨系統(tǒng)，采用計算機傳輸揀選指令到操作者面前的顯示屏上，導引操作者完成規(guī)定的作業(yè)。其原理是在每一個貨位安裝數(shù)字顯示器，利用電腦的控制將訂單信息傳輸?shù)綌?shù)字顯示器，揀貨人員根據(jù)數(shù)字顯示器所顯示的數(shù)字揀貨，揀完貨后按確認鈕即完成揀貨工作，這種方式也叫做電子標簽揀貨。

電子標簽揀貨操作過程

1、電子標簽輔助揀貨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成（1）PC主機（2）交換機（3）接線箱+控制器（4）電子標簽（5）條形碼掃描槍（6）條形碼打印機（7）顯示屏2、電子標簽輔助揀貨系統(tǒng)的優(yōu)點

無紙化作業(yè)方式提高揀貨速度及效率，降低誤揀錯誤率作業(yè)員走動路最優(yōu)設計，能做到走動線路最短距離化?？蓜討B(tài)監(jiān)視操作管理過程，貨品出入庫數(shù)據(jù)實時顯示，員工操作進度存儲顯示。提升出貨配送物流效率降低作業(yè)成本電子標簽輔助揀貨系統(tǒng)的類型

電子標簽若依硬件設計與應用之不同

1、標準型在標簽的面板設計上，除了燈號與按鍵外，尚有一可顯示數(shù)量的LED顯示設計

2、經(jīng)濟型與標準型的差別在于其只有燈號與按鍵的設計，無法顯示應揀數(shù)量，因此硬件成本較低。按揀貨作業(yè)方法的不同可分為

1、摘取式貨架上安裝的標簽所對應的是商品，揀貨人員依標簽的指示，自貨架上將商品取下。2、播種式貨架上安裝的的標簽所對應的是客戶，揀貨人員將批次匯總后之商品，依標簽的指示，并分配至訂購客戶。

第4節(jié)分揀設備系統(tǒng)合理規(guī)劃與配置

揀選模式的選取

揀選模式編號存儲單位揀選單位記號1托盤托盤P→P2托盤托盤+箱P→P+C3托盤箱P→C4箱箱C→C5箱單品C→B6箱箱+單品C→C+B7單品單品B→B分揀策略

分揀策略是影響分揀作業(yè)效率的重要因素，對不同的訂單需求應采取不同的分揀策略。決定分揀策略的四個主要因素是：分區(qū)、訂單分割、訂單分批及分類。這四個主要因素交互運用可產(chǎn)生多個分揀策略。分揀策略

1、分區(qū)策略分區(qū)就是將分揀作業(yè)場地作區(qū)域劃分。按分區(qū)原則的不同，有以下四種分區(qū)方法：（1）按貨物特性分區(qū)（2）按分揀單位分區(qū)（3）按分揀方式分區(qū)（4）按工作分區(qū)分揀策略

2、訂單分割策略當訂單上訂購的貨物項目較多，或是分揀系統(tǒng)要求及時快速處理時，為使其能在短時間內(nèi)完成分揀處理，可將訂單分成若干一子訂單交由不同分揀區(qū)域同時進行分揀作業(yè)。將訂單按分揀區(qū)域進行分解的過程叫做訂單分割。訂單分割一般是與分揀分區(qū)相對應的，對于采用分揀分區(qū)的配送中心，其訂單處理過程的第一步就是要按區(qū)域進行訂單分割，各個分揀