第5章 分揀技術(shù)及其裝備czx

第5章分揀技術(shù)與裝備中國人民大學(xué)出版社.2010LogisticsTechnology&LogisticsEquipment第1節(jié)分揀技術(shù)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(zhǔn)確地將貨物從其儲(chǔ)位揀取出來，并按一定方式進(jìn)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(gè)配送作業(yè)系統(tǒng)的核心。在配送搬運(yùn)成本中，分揀作業(yè)的搬運(yùn)成本約占90%，分揀時(shí)間約占整個(gè)送中心作業(yè)時(shí)間的30-40%。合理規(guī)劃分揀作業(yè)系統(tǒng)，對(duì)提高配送中心的作業(yè)效率和服務(wù)水平具有決定性的影響。

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

隨著社會(huì)生產(chǎn)力的提高，商品品種的日益豐富，在生產(chǎn)和流通領(lǐng)域中的物品分揀作業(yè)，已成為耗時(shí)、耗力、占地大、差錯(cuò)率高、管理復(fù)雜的部門，為此，物品分揀輸送系統(tǒng)已經(jīng)成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)的一個(gè)重要分支，廣泛應(yīng)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(cuò)率極低，分揀作業(yè)基本實(shí)現(xiàn)無人化

自動(dòng)分揀以機(jī)械為主要輸送工具，靠人工進(jìn)行揀選

機(jī)械分揀勞動(dòng)量大、效率低、差錯(cuò)率高人工分揀特點(diǎn)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(shí)間主要包括以下4個(gè)方面：1）形成揀貨指令的訂單信息處理過程所需時(shí)間；2）行走或貨物運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；3）準(zhǔn)確找到儲(chǔ)位并確隊(duì)所揀貨物及其數(shù)最所需時(shí)間；4）揀取完畢，將貨物分類集中的時(shí)間。

分揀方法

傳統(tǒng)的分揀系統(tǒng)的基本構(gòu)成有3個(gè)元素：分揀貨架集貨點(diǎn)（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(dòng)，即貨物不運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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(diǎn)。這種作業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成簡單，柔性化程度高，可以不用機(jī)械設(shè)備和計(jì)算機(jī)支持。但所需要的作業(yè)面積較大、補(bǔ)貨困難、勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)，但分貨作業(yè)區(qū)被輸送機(jī)分開，這種分揀方法也簡稱為“貨到皮帶”法

。因有輸送機(jī)的幫助，分揀人員的行走距離短，勞動(dòng)強(qiáng)度低，揀貨的效率高，每小時(shí)每人可分揀1000件貨物。但輸送機(jī)將揀貨作業(yè)區(qū)分成兩個(gè)部分，在分揀任務(wù)不是均勻分布在兩邊的貨架時(shí)，不能調(diào)節(jié)兩旁分揀人員的工作節(jié)奏，同時(shí)也造成系統(tǒng)的柔性差、補(bǔ)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(dòng)，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(diǎn)的托盤上，然后由搬運(yùn)車輛送走

。分揀人員不用行走，分揀效率高、工作面積緊湊、補(bǔ)貨容易、空箱和空托盤的清理也容易進(jìn)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(diǎn)）總是有序地放在地上或擱架上，處在固定位置。輸送機(jī)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(dòng)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(jī)，將揀空后的分揀貨架（揀選貨架）送回

。優(yōu)點(diǎn)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(dòng)組織簡單。其缺點(diǎn)有:為了解決分揀貨架的出貨和返回問題，倉庫、輸送機(jī)和控制系統(tǒng)的投資大，因順序作業(yè)，造成作業(yè)時(shí)間長等。

（5）活動(dòng)的“人到貨”分揀方法

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

。由于此系統(tǒng)一般是由機(jī)器人揀貨。但機(jī)器人取物裝置的柔性較差，不能同時(shí)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(yīng)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(diǎn)合一的分揀方法

分揀貨架與集貨貨架一起運(yùn)動(dòng)，來到分揀人員（或分揀機(jī)）前，進(jìn)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(shù)上的原因，在實(shí)際上并不可行。分揀作業(yè)合理化的原則

（1）存放時(shí)應(yīng)考慮易于出庫和揀選（2）提高保管效率，充分利用存儲(chǔ)空間（3）減少揀選錯(cuò)誤（4）作業(yè)應(yīng)力求平衡化，避免忙閑不均的現(xiàn)象（5）事務(wù)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(shí)間第2節(jié)自動(dòng)分揀技術(shù)裝備

自動(dòng)分揀系統(tǒng)物流中心每天接收成百上千家供應(yīng)商或貨主通過各種運(yùn)輸工具送來的成千上萬種商品，在最短的時(shí)間內(nèi)將這些商品卸下并按商品品種、貨主、儲(chǔ)位或發(fā)送地點(diǎn)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分類，將這些商品運(yùn)送到指定地點(diǎn)（如指定的貨架、加工區(qū)域、出貨站臺(tái)等）同時(shí)，當(dāng)供應(yīng)商或貨主通知物流中心按配送指示發(fā)貨時(shí)，自動(dòng)分揀系統(tǒng)在最短的時(shí)間內(nèi)從龐大的高層貨存架存儲(chǔ)系統(tǒng)中準(zhǔn)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(chǔ)位上取出的不同數(shù)量的商品按配送地點(diǎn)的不同運(yùn)送到不同的理貨區(qū)域或配送站臺(tái)集中，以便裝車配送。第二節(jié)

物流設(shè)備分揀設(shè)備（SortingMachinery）

自動(dòng)分揀系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

（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(shí)無人化

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

控制裝置的作用是識(shí)別、接收和處理分揀信號(hào)，根據(jù)分揀信號(hào)的要求指示分類裝置、按商品品種、按商品送達(dá)地點(diǎn)或按貨主的類別進(jìn)行自動(dòng)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(dāng)具有相同分揀信號(hào)的商品經(jīng)過該裝置時(shí)，該裝置動(dòng)作，使改變在輸送裝置上的運(yùn)行方向進(jìn)入其它輸送機(jī)。輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機(jī)，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(jī)（或主傳送帶）進(jìn)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(tái)，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(chǔ)存，或是組配裝車并進(jìn)行配送作業(yè)。

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

1、自動(dòng)分揀機(jī)分揀系統(tǒng)采用自動(dòng)分揀機(jī)分揀時(shí)可實(shí)現(xiàn)分揀工作的自動(dòng)化，分揀精度好，分揀效率高，可同時(shí)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(duì)每一張訂單所要求的貨物數(shù)量有限制，否則貨架會(huì)很長；補(bǔ)貨只能通過人工進(jìn)行，準(zhǔn)確率要求也高；由于貨物從貨架出口掉出需要時(shí)間，皮帶機(jī)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(dòng)分揀系統(tǒng)的分類

2、機(jī)器人分揀系統(tǒng)與裝備

與自動(dòng)分揀機(jī)分揀相比，機(jī)器人分揀具有很高的柔性。如果機(jī)器人分揀所需的揀選貨物的儲(chǔ)位和數(shù)量等信息是通過配送中心的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)提供的，則貨物的存放地點(diǎn)不能隨意變動(dòng)，活動(dòng)貨架也不可能應(yīng)用；為了保證機(jī)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(jī)器人可通過傳感系統(tǒng)了解貨物儲(chǔ)位和包裝的變化，并向機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)出指令，機(jī)器人就可自行變更預(yù)定的運(yùn)動(dòng)路線，系統(tǒng)可獲得更大的靈活性。自動(dòng)分揀機(jī)的拓?fù)浣Y(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(dòng)分揀系統(tǒng)的分類裝置

（1）橫向貨物分類裝置（2）活動(dòng)貨盤分類裝置（3）翻盤式分類裝置（4）直落式分類裝置（5）輥?zhàn)痈〕鍪椒诸愌b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(yīng)范圍最大貨重/kg最大速度(m/s)最大分揀能力/(件/h)費(fèi)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(dòng)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?zhàn)痈〕鍪筋惼降缀蜔o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(yùn)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(biāo)簽輔助揀貨系統(tǒng)

電子標(biāo)簽輔助揀貨系統(tǒng)電子標(biāo)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(jì)算機(jī)輔助的無紙化的揀貨系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)傳輸揀選指令到操作者面前的顯示屏上，導(dǎo)引操作者完成規(guī)定的作業(yè)。其原理是在每一個(gè)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(rèn)鈕即完成揀貨工作，這種方式也叫做電子標(biāo)簽揀貨。

電子標(biāo)簽揀貨操作過程

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

無紙化作業(yè)方式提高揀貨速度及效率，降低誤揀錯(cuò)誤率作業(yè)員走動(dòng)路最優(yōu)設(shè)計(jì)，能做到走動(dòng)線路最短距離化?？蓜?dòng)態(tài)監(jiān)視操作管理過程，貨品出入庫數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，員工操作進(jìn)度存儲(chǔ)顯示。提升出貨配送物流效率降低作業(yè)成本電子標(biāo)簽輔助揀貨系統(tǒng)的類型

電子標(biāo)簽若依硬件設(shè)計(jì)與應(yīng)用之不同

1、標(biāo)準(zhǔn)型在標(biāo)簽的面板設(shè)計(jì)上，除了燈號(hào)與按鍵外，尚有一可顯示數(shù)量的LED顯示設(shè)計(jì)

2、經(jīng)濟(jì)型與標(biāo)準(zhǔn)型的差別在于其只有燈號(hào)與按鍵的設(shè)計(jì)，無法顯示應(yīng)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(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的是商品，揀貨人員依標(biāo)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(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的是客戶，揀貨人員將批次匯總后之商品，依標(biāo)簽的指示，并分配至訂購客戶。

第4節(jié)分揀設(shè)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(hào)存儲(chǔ)單位揀選單位記號(hào)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(duì)不同的訂單需求應(yīng)采取不同的分揀策略。決定分揀策略的四個(gè)主要因素是：分區(qū)、訂單分割、訂單分批及分類。這四個(gè)主要因素交互運(yùn)用可產(chǎn)生多個(gè)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(dāng)訂單上訂購的貨物項(xiàng)目較多，或是分揀系統(tǒng)要求及時(shí)快速處理時(shí)，為使其能在短時(shí)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(shí)進(jìn)行分揀作業(yè)。將訂單按分揀區(qū)域進(jìn)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(duì)應(yīng)的，對(duì)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(jìn)行訂單分割，各個(gè)分揀