摘果式揀選和播種式揀選的比較分析

拆零揀選的方式主要分為摘果式和播種式兩大類，國內應用較多的是摘果武揀選。兩種方式各有什么特點，分別適用于哪種類型的物流配送中心?本系列連載文章將給出細致的分析，以便使廣大讀者和應用企業對于兩種揀選方式形成更為深入的了解。

配送中心內通常有多種拆零揀選作業方法，總體上可歸納為兩種：訂單別揀選，俗稱摘果式；商品別匯總揀選，俗稱播種式。在普遍采用電子顯示標簽輔助揀選的今天，拆零揀選按照操作流程更加明確地區分為摘果式和播種式兩類。

一 概念比較

1 摘果式揀選

摘果式揀選法是針對每一份訂單(即每個客戶)進行揀選，揀貨人員或設備巡回于各個貨物儲位，將所需的貨物取出，形似摘果。其特點是每人每次只處理一份訂單或一個客戶。

應用電子顯示標簽進行摘果式揀選，一般要求每一品種貨物(貨位)對應一個電子顯示標簽，控制計算機系統可根據貨物位置和訂單數據，發出出貨指示，并使貨位上的電子顯示標簽亮燈，操作員根據電子標簽所顯示的數量及時、準確地完成揀貨作業。

圖1是使用電子顯示標簽的摘果式揀選系統示意圖，其作業特點是：從貨架上取貨，放入流水線上的箱中。圖2是某配送中心的摘果式分揀線作業場景，揀選品規數約為1000個。

2 播種式揀選

  播種式分揀是把多份訂單(多個客戶的要貨需求)集合成一批，先把其中每種商品的數量分別匯總，再逐個品種對所有客戶進行分貨，形似播種，因此稱其為“商品別匯總分播”更為恰當。

應用電子顯示標簽的播種式分揀系統，其每個電子標簽貨位代表一張訂單(即一個客戶)，操作員先通過條碼掃描把將要分揀貨物的信息輸入系統中，需要貨物的貨位所在的電子標簽就會亮燈，同時顯示出該位置所需分貨的數量。載有單一品種貨物的揀貨人員或設備，巡回于各個客戶的分貨位置，按電子標簽顯示數量進行分貨。

圖3是使用電子顯示標簽的播種式分揀系統示意圖，圖4是某配送中心播種式分揀線的作業場景，該線采用“貨到人”方式，一次分揀客戶數最多為60個。其作業特點是：從流水線上的貨箱中取貨，放入貨架上的發貨箱內，與摘果式的動作剛好相反。

圖5、圖6是摘果式系統和播種式系統在配送中心的平面布局圖，參照條件是分揀處理的品種數不小于2000個，分揀輸出能力大致相等。圖5中拆零揀選區安裝的摘果式分揀線長度人于200米，并且一般情況下都是如此。圖6中的拆零揀選區安裝了4條播種分揀線，每條線長度10米。

二 硬件設備成本分析

應用電子顯示標簽的摘果式和播種式分揀系統，其硬件組成主要包括裝有電子顯示標簽的貨架、配套的流水(輸送)線。從外觀形式看，兩種分揀系統硬件的主要區別在于，摘果式系統貨架和流水線的長度遠遠大于播種式系統，寬度的差別并不大。

1 摘果式揀選系統

摘果式揀選系統一般要求每一品種貨物占用一個貨位，對應使用一個電子標簽。國內現有的摘果式系統貨架，一般每米長度可設置10個左右(8～12)的貨位，因此，2000個品種的摘果式系統，其貨架長度約為200米。配套的流水線長度一般會大于貨架的長度。

2 播種式分揀系統

播種式分揀系統的每個電子標簽(貨位)代表一張訂單(一個客戶)，因此，貨架長度和分揀處理的品種多少無關，用很短的貨架分揀線就可以處理品種數巨大的訂單。例如，托貝克公司開發的TBC型播種分揀線處理2000個品規、40個客戶，其貨架長度僅為10米，僅為前述摘果式分揀線的1/20。圖6中4條播種式分揀線組合，其長度也只有40多米，僅為摘果武的1/5。

3 硬件設備的成本分析

粗略估算摘果式系統和播種式系統的硬件造價，其每一個貨位的成本、每米流水線的成本是基本相等的。由于摘果式系統的貨架、流水線長度遠大于播種式，因此在分揀處理能力相等的條件下，摘果式系統在占地面積、設備造價、操作人員數量、使用費用等方面將遠大干播種式系統。

圖7是一次處理40份訂單的播種式分揀線，長度為10米。

三 作業流程和耗費工時分析

在此以含有若干份訂單的一個波次為例進行分析，討論的范圍是訂單間品種重合度較高的情況，并且與前述平面布局圖對照理解。播種式分揀較優

1 摘果式揀選的作業流程

①  補貨：從倉儲區向拆零揀選區送貨，并且逐個貨位上架。

②  沿線揀選：周轉箱沿著分揀流水線移動，分揀人員從貨架上取貨，放入周轉箱。

③ 復核裝箱：揀選結束后，對已經裝入周轉箱的貨物進行核對(品種、數量等)，有時還需要換箱裝貨。

④集貨待運：把已經復核裝箱完畢的貨箱送到發貨區，等待運出。

2 播種式分揀的作業流程

①匯總揀貨：從倉儲區將該波次所需貨物全部揀出，送到拆零分揀區，逐個放到分揀線上。

②沿線分貨(含復核裝箱)：待分播貨箱沿著流水線移動，分揀人員從流水線上的箱中取貨，放入貨架箱內。間歇性復核、裝箱。

③集貨待運：把已經復核裝箱完畢的貨箱送到發貨區，等待運出。

3 作業量和耗時比較

按照作業流程，對兩種方式的各主要階段進行比較。

①摘果式的“補貨”VS播種式的“匯總揀貨”

摘果式的補貨作業：包括從倉儲區將該波次所需貨物揀出，按品項巡行于數千個貨位，逐個放到揀選貨位上。

播種式的匯總揀貨：包括從倉儲區將該批次所需貨物全部揀出，逐個放到分揀線上。

兩種方式相比較，摘果式的補貨作業需要巡行數千個貨位的行走距離，通常長度達幾百米。此外，摘果式對每個貨位的放貨操作，其動作量也大于播種式的放貨。

由于揀選貨架空間有限，對出貨量較大的商品貨位，一個波次內摘果式往往需要進行多次補貨。而播種式只需一次。

由此看來，在這個作業時段，摘果式的作業量、耗時要遠大于播種式。

此外，摘果式在大量補貨時通常要暫停揀選作業，這就很難實現連續分揀，造成時間利用不充分。播種式則不存在這個問題。

②摘果式的“沿線揀選”VS播種式的“沿線分貨”

摘果式的沿線揀選：從貨架上取貨放到流水線上。

播種式的沿線分貨：從流水線上取貨放到貨架上。

這兩個互逆的揀貨動作，耗時基本相當。

但摘果式的流水線長度遠大于播種式，并且摘果式的貨位多、轉換多，周轉箱移動的阻礙也多，造成摘果式分揀線的周轉箱移動速度往往低于播種式(不考慮空行程)。

每當貨架上貨箱裝滿后，播種式分揀需要做一個換箱動作；此外，播種式分揀還要間歇性進行數量復核。完成這兩件事所需的時間，大約為總揀貨動作時間的10％。

綜合而論，在這個作業時段，兩種方式的工效大致相當。

③摘果式的“復核裝箱”

“復核裝箱”動作是摘果式獨有的，就是要對流水線出來的貨箱內的品種數量進行逐一核對，有時還要重新裝箱。

可見，摘果式的“沿線揀選”與“復核裝箱”作業時間之和明顯超過播種式的“沿線分貨”。

有些摘果式分揀線中，為縮短作業時間而免去了“復核”動作，其后果是增加了差錯率。

關于差錯率：播種式在分揀貨物時，可以通過核對剩余數量發現前面作業的差錯，因此可以明顯減少差錯；摘果式則很難在作業中核對。所以同等條件下，摘果式的差錯率高于播種式。

④集貨待運

在此階段，兩種揀選方式的作業量基本相等。

分析結論

對于同樣的分揀量，摘果式的行走距離較大、動作多、耗時長、差錯率高。因此播種式優于摘果式。

從另一方面說，盡管摘果式對單個訂單的響應速度較快，但是播種式可以高效處理成批訂單，其完成一份訂單的平均時間要少于摘果式(在本文設定的條件下)。

四 低重合度品項分揀狀況對比分析

在一個波次的訂單里，對其中每個品種的貨物，可以按照需要該品種的客戶數的多少進行分類。要貨客戶數超過該波次客戶總數50％的品種，一般稱為高重合度品種(品項)。 

對于低重合度品項的分揀，是否播種式仍然具有高效率、低差錯率的優勢?長期以來，這是一個認識誤區頗多的問題。

對于摘果式揀選，當一些品種貨物要貨重合度較低時，就意味著揀貨箱在流水線上巡回時，會經過一些不需揀貨的貨位，即空行程。這些空行程占用的時間、空間、人員操作都是無效益的。播種式分揀也有類似情況。

為了解決這個問題，目前摘果式往往采取分區揀選策略，其主要做法是將全部拆零揀選貨架分為若干區域，這樣在揀選低重合度品項時，對于沒有要貨品項的區域，揀貨箱就不必進入。以此來縮小揀貨區域和空行程。

圖1為分區摘果式分揀線示意圖。其中黃色區域為輸送線，灰色塊為周轉箱，紅色箭頭表示周轉箱的移動方向。圖1中周轉箱的行走路徑就沒有進入分區2和分區4。　　以下分析在采用分區策略的情況下，摘果式的作業效率。

① 揀貨行走距離分析

假定在一個2000個品項、40個客戶的分揀波次中，有30個品項是單客戶要貨品項。對于兩種分揀方式，這30個品項的揀貨行走距離分別是：

摘果式：應用分區策略，將2000個品項的揀選區分為4個小區(參見圖1)，每個分區的品項貨位數是500個，因此每個單客戶品項的揀貨行走距離為一個分區，即500個貨位(略去主通道長度)，30個品項總揀貨行走距離為15000個貨位。 . y' ]1 W: i% c2 F0 ]8 D# w1 D
: e* I+播種式：使用每線40個客戶(貨位)的播種式分揀線，每個單客戶品項的最大揀貨行走距離是40個貨位，30個品項總揀貨行走距離為1200個貨位。
) J  b4可見，摘果式的揀貨行走距離遠大于播種式。
     運用上面的推理方法可以看出，對于要貨客戶數大于1的低重合度品項，也有類似結論。

②播種式的空行程問題

對于低重合度的品項，早期播種式分揀也存在空行程造成的人員、時間浪費。但前面的分析表明，空行程對播種式的影響遠遠小于摘果式。

深圳市托貝克信息設備公司開發設計的TBC型播種式分揀系統，針對低重合度品種采用特定的播種流程，使用并行作業方案，使得高重合與低重合度品項并行分揀，很好地解決了空行程問題，也縮短了訂單的響應時間。(本欄目后續文章會進行詳細說明)

③摘果式高低頻分類揀選的分析

為了縮短摘果式揀選的行走距離和時間，有專家設計了高低頻分類揀選方案。該方案的特點：一是采用分區揀選策略，二是提高低重合品項揀選貨架密度。典型案例為上海某便利店配送中心。

理論分析和實際考察表明，這個方案也有明顯的缺陷：

采用分區揀選策略后，摘果式行走路徑依然長于播種式；

高低頻分類的補貨、揀選作業流程比較復雜，容易出錯；

市場要貨的高低頻是每天都在變化的，分揀貨位很難隨時調整；

高低頻分類不能解決摘果式分揀無法兼顧復核的問題；

放貨密度提高，造成揀貨標識不明顯，揀貨差錯增加。

所以高低頻分類只是部分優化了摘果式揀選流程，并不能根本改變摘果式的固有缺點。 分析結論：

對于低重合度品項的分揀作業，即使采用分區策略。摘果式分揀線的貨架長度并未減少，只是空行程有所減少，但是其揀貨行走距離同樣遠大于播種式。此時播種式仍然優于摘果式。　　忽略兩種方式的技術細節，用工業工程的一般原理分析，由于播種式采用了匯總訂單成批處理的方法，必然可以省略單個訂單處理作業的若干重復動作，效率自然要高于摘果式。

提高自動化程度后的比較

曾有觀點認為，采用高速輸送線可以克服摘果式揀貨行走耗時較多的缺點，因此高速機械化的摘果式是優于播種式的。

這個觀點是否準確?下面進行分析。

1、摘果和播種這兩種分揀系統處理的貨物對象是相同的，機械輸送動作是類似的，因此兩者都可以采用高速輸送線，不存在孰優孰劣的情況。播種式同樣可以采用高速機械化來加快速度、提高效率。

2、由于摘果式的補貨是在上千個貨位補貨點進行，而播種式的補貨是在一個上線點進行，因此播種式更容易實現自動機械化補貨。

圖2是摘果式多貨位補貨示意圖。

圖3為使用輸送線后，對播種式分揀線進行自動補貨的示意圖。這個方案是不難實現的。

3、如果不設置復核工序，提高自動化程度也不能降低摘果式的分揀差錯率。但是設置復核工序必然增加作業時間、降低效率。

由上述分析可知，使用高速自動化技術后，播種式依然優于摘果式。