編者按：

尹軍琪專(zhuān)著(zhù)《現代物流系統集成-方法、實(shí)踐與思辨》自出版以來(lái)，受到行業(yè)內的廣泛關(guān)注。今天分享一篇經(jīng)典案例。重溫15年前的案例，看看當時(shí)的技術(shù)與應用，或許您會(huì )對伍強有新的了解。

        高等教育出版社(以下簡(jiǎn)稱(chēng)高教社)創(chuàng )立于1954年，是教育部直屬的以出版高等教育、職業(yè)教育、與社會(huì )教育等各級各類(lèi)教材和提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源服務(wù)為主的大型綜合性出版社，是當時(shí)我國唯一進(jìn)入世界單體出版社前50強的出版社。2009年，高教社的出版物超過(guò)1.6萬(wàn)種，銷(xiāo)售冊數超過(guò)1.3億冊，銷(xiāo)售碼洋逾25億元人民幣。

        高教社物流中心位于北京大興龐各莊，占地180畝，總投資約3.6億人民幣，其中物流設備及系統投資約1.2億人民幣。

        高教社物流中心是國內最早開(kāi)始建設的自動(dòng)化圖書(shū)物流中心之一，也是目前國內最大的圖書(shū)物流中心之一。在建設規模、庫存能力、技術(shù)水平、出入庫能力等方面創(chuàng )造了多項第一，堪稱(chēng)我國出版行業(yè)物流中心建設的里程碑。

高教社的物流需求

        高教社是典型的教材出版社，約90％的出版物都是教材，因此高教社的物流表現出明顯的季節性。春、秋兩季的發(fā)貨量大約各占全年總量的1／3和2／3，并且存在忙閑不均的現象，旺季日最高發(fā)貨量達4萬(wàn)～5萬(wàn)件，而淡季的日均發(fā)貨量只有幾千件。因此，為了充分利用物流資源，高教社準備積極開(kāi)展第三方物流業(yè)務(wù)。

        同時(shí)，圖書(shū)的品種規格差異較大，雖然書(shū)的開(kāi)本有幾種固定的規格，但異型規格越來(lái)越多，書(shū)的厚度也千差萬(wàn)別。此外，書(shū)的定價(jià)大多較低，尤其是教材，如果新建的物流系統完全實(shí)現自動(dòng)化，建設成本、運營(yíng)成本將與現實(shí)需求脫節。因此，在物流中心規劃之初就確定了適度自動(dòng)化的目標，同時(shí)注重信息系統建設，因為信息化是圖書(shū)物流的靈魂。

        物流中心的建設目標確定為：滿(mǎn)足高教社近期約30億碼洋的年配送需求，并可實(shí)現每年約20億～30億碼洋的第三方圖書(shū)配送業(yè)務(wù)。

        經(jīng)過(guò)2009年冬季發(fā)貨和2010年秋季兩季發(fā)貨的檢驗，物流中心基本達到了設計目標。其最大能力一度達到日收貨4萬(wàn)件、日發(fā)貨5.2萬(wàn)件的高點(diǎn)，創(chuàng )造了新的記錄。

        對物流中心的運轉效果，楊松濤副社長(cháng)表示滿(mǎn)意。他說(shuō)：“高教社物流中心的能力完全可以滿(mǎn)足社里的要求。此外，保守估計，還可以完成每天2萬(wàn)件以上的第三方物流業(yè)務(wù)。這在全國出版行業(yè)是首屈一指的?！?

4.4.1   物流中心總體布局與配置                                                                

        物流中心建筑面積約5.5萬(wàn)平方米，局部采用兩層設計。

        物流中心一層設置了入庫區、自動(dòng)化立體庫、A類(lèi)揀選區、B類(lèi)揀選區、自動(dòng)分揀區、發(fā)貨區，二層為平置作業(yè)區、在線(xiàn)揀選區、拆零作業(yè)區、拆零復核區、退貨處理區，詳見(jiàn)表1。

        表1高教物流中心作業(yè)區設置：

        自動(dòng)化立體庫使用了16臺堆垛機，共有49088個(gè)貨位。物流中心內部同時(shí)使用了托盤(pán)輸送系統、整件輸送系統、拆零輸送系統、提升機、高速分揀設備、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統、靜態(tài)稱(chēng)重裝置、托盤(pán)流力貨架、高架叉車(chē)貨架、特制揀選車(chē)等相關(guān)設備，并且設置了包裝復核系統、退貨系統，詳見(jiàn)表2。

        表2 高教物流中心配置的主要設備和軟件系統

        根據我國消防規范要求，物流中心共劃分12個(gè)防火分區。由于整體建筑和分區均超過(guò)國家的消防規范要求的標準，為此，專(zhuān)門(mén)成立由中國建筑設計院防火所專(zhuān)家組成的“物流中心防火量化分析”項目組。在對整個(gè)項目的防火數據進(jìn)行分析和計算的基礎上，設計了一套防火方案，并請清華大學(xué)公共安全研究中心對計算結果和方案進(jìn)行復核，該方案得到了北京市消防局的批準。

4.4.2   系統總體流程                                                                                

        本項目的主要流程包括收貨入庫作業(yè)、揀選出庫作業(yè)和退貨作業(yè)，并且針對圖書(shū)行業(yè)的特點(diǎn)，在流程設計上強化了針對性。

        1 入庫環(huán)節作業(yè)流程

        WMS嚴格按照ASN收貨；

        可以直接越庫收貨(CROSS DOCKING)；

        圖書(shū)基本數據應事先維護；

        圖書(shū)重量標定對每一批次進(jìn)行，非常重要的一點(diǎn)是：一次標定圖書(shū)不得少于3本；

        圖書(shū)的組盤(pán)分配自動(dòng)進(jìn)行，也可以人工干涉；

        圖書(shū)如果已經(jīng)包裝，則直接碼盤(pán)，包裝比例應根據需要預先確定；

        收貨時(shí)，可以直接收貨到拆零區和整件揀選區；

        大宗圖書(shū)(約54個(gè)品種)，直接進(jìn)入平面庫(南庫)儲存；

       上架作業(yè)全部采用RF指導作業(yè)。

        2 揀選環(huán)節作業(yè)流程

        補貨按照波次進(jìn)行，必須補完后才能進(jìn)行分配；

        周轉箱的運算根據圖書(shū)的體積進(jìn)行，實(shí)際操作過(guò)程中同時(shí)考慮開(kāi)本和厚度兩個(gè)參數；

        為了縮短周轉箱的響應時(shí)間，拆零揀選分為兩個(gè)區域發(fā)起，標簽打印可以提前進(jìn)行；

        整托盤(pán)出庫后，標簽打印完成，可以人工分揀，也可以投入到輸送線(xiàn)進(jìn)行分揀；

        LED顯示屏提示各區域的揀選工作量及開(kāi)始時(shí)間；

        重量復核是本項目的重要技術(shù)手段；分揀一般要求按照路線(xiàn)進(jìn)行；集貨時(shí)要求標簽朝外，以便于復核。

        3 退貨環(huán)節作業(yè)流程

        退貨的貨物，按照退貨單位組盤(pán)。一般要求有經(jīng)過(guò)批準的退貨單作為退貨依據，如沒(méi)有退貨單，則拒收。最終的退書(shū)清單以實(shí)際翻理結果為準。

        每天的作業(yè)內容首先對待處理圖書(shū)進(jìn)行分析(根據退貨單)，確定大宗圖書(shū)的信息。

        對于大宗圖書(shū)，設置專(zhuān)門(mén)的集貨區，待滿(mǎn)一個(gè)托盤(pán)后，進(jìn)入AS／RS儲存。

        報廢圖書(shū)首先集中儲存，然后分批銷(xiāo)毀。

4.4.3   關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng )新點(diǎn)                                                                          

        在高教社物流中心系統設計及建設過(guò)程中，針對圖書(shū)配送的關(guān)鍵技術(shù)提出了一系列解決方案，有如下創(chuàng )新點(diǎn)：

        1 物流路線(xiàn)問(wèn)題

        作為面積超過(guò)5萬(wàn)平方米的物流中心，其作業(yè)路線(xiàn)和輸送線(xiàn)的布置規劃尤其重要，否則將導致整個(gè)作業(yè)路線(xiàn)過(guò)長(cháng)，作業(yè)效率大大降低。這也是該項目的難點(diǎn)之一。

        作業(yè)路線(xiàn)包括收貨、入庫、整件揀選、拆零揀選、整托盤(pán)出庫、集貨、退貨翻理、退貨上架等主要過(guò)程。在設計中充分運用輸送機等傳輸設備，結合生產(chǎn)線(xiàn)作業(yè)原理，大大減少人工作業(yè)的行走路線(xiàn)。其中尤其是采用托盤(pán)流力貨架和貨到人在線(xiàn)揀選技術(shù)，使揀選路線(xiàn)縮減到最少。

        2 AS／RS應用于海量?jì)Υ?

        該項目的難點(diǎn)之一是庫存量大。按照業(yè)務(wù)要求，物流中心將設計超過(guò)20億碼洋的庫存，約折合托盤(pán)6萬(wàn)個(gè)(理論值)，這對于普通的平面倉庫和叉車(chē)倉庫均是不能完成的。最終，項目提出采用AS／RS系統完成大容量庫存的設計思想，共設計16個(gè)巷道、32排貨架的雙深度立體庫，儲存能力達到49088個(gè)托盤(pán)，圓滿(mǎn)地解決了海量存儲問(wèn)題。如此大規模的立體庫系統此前在國內是沒(méi)有的。

        3 重量復核技術(shù)

        盡管高教社物流中心圖書(shū)的拆零比例只有約25％，但總量最高卻達到每天約6000件。這樣的拆零量在全國的出版社中是絕無(wú)僅有的。為此，項目采用了重量復核法進(jìn)行拆零圖書(shū)的復核。應用結果表明，超過(guò)75％的周轉箱可以通過(guò)重量復核得到確認，從而大大縮短了復核所需時(shí)間，并且提高了揀選的準確性。

        圖書(shū)重量復核技術(shù)是針對圖書(shū)揀選提出的重要理念，該技術(shù)已在上海新華書(shū)店和浙江新華書(shū)店得到應用，并取得了良好效果。

       4 快速揀選系統

        高教社物流中心圖書(shū)整件揀選量有時(shí)每天高達3萬(wàn)～5萬(wàn)件，如何實(shí)現快速揀選成為關(guān)鍵問(wèn)題。研究表明，約10％的圖書(shū)品種占據了圖書(shū)配送量的70％左右。為此，該項目采用了兩種技術(shù)。

        其一是對極少數大品種，包括兩課教材(僅4個(gè)品種)和其他約50個(gè)品種(約占全部發(fā)貨量的20％)，采用獨立揀選區方式，并利用平面倉庫進(jìn)行存取，獨立成件，因而大大降低了這部分圖書(shū)的揀選難度，極大提高了揀選水平。

        其二是對發(fā)貨量位于前1500位的品種，采用托盤(pán)流力貨架進(jìn)行揀選，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強度，提高了揀選效率。

        5 特殊輸送系統

        在該項目的設計中，有一個(gè)技術(shù)難題一直困擾著(zhù)工程技術(shù)人員，就是如此大規模的揀選輸送，如果采用周轉箱或托盤(pán)作為載體來(lái)運輸，那么載體的補充和收集將成為一個(gè)重大問(wèn)題。

        為此，項目組提出包裝后的紙包直接在輸送線(xiàn)和提升機上運輸的設想。最終研究表明，采用加密輥子間距、大量采用皮帶機等技術(shù)手段，成功解決了這一技術(shù)難題，現場(chǎng)運轉效果非常成功。

        6 托盤(pán)調度

        AS／RS系統中，一個(gè)波次的“在線(xiàn)作業(yè)”有時(shí)將達到上千個(gè)托盤(pán)的作業(yè)量。這時(shí)，整盤(pán)出庫、收貨入庫、補貨、在線(xiàn)揀選等作業(yè)指令互相搶占AS／RS資源，如不進(jìn)行有效管理，現場(chǎng)托盤(pán)將十分混亂，作業(yè)效率必定降低。

        為此，項目組專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了托盤(pán)調度程序，通過(guò)有效分配在線(xiàn)托盤(pán)數量，成功解決了AS／RS的資源分配問(wèn)題?，F場(chǎng)運轉表明，托盤(pán)調度程序不僅大大提高了作業(yè)效率，而且還可以調整由于作業(yè)任務(wù)在各巷道分配不均對系統效率、波次完成造成的影響。

        7 退貨解決方案

        退貨始終是圖書(shū)物流的一大難題。高教社物流中心的退貨量高峰時(shí)每天約3000件，對于如此大的退貨量，以往的技術(shù)幾乎是束手無(wú)策。有些新華書(shū)店和出版社采用高速分揀機解決退貨問(wèn)題，但效果甚微。

        針對退貨問(wèn)題，項目組創(chuàng )造性地提出二次分類(lèi)法，即將退貨問(wèn)題首先按照大類(lèi)分類(lèi)(在新華書(shū)店中，是將出版社和圖書(shū)品種分類(lèi)；在出版社中，是將拆零貨架進(jìn)行分類(lèi))，然后再進(jìn)行每個(gè)大類(lèi)下面的分類(lèi)操作。將一個(gè)數以10萬(wàn)計的問(wèn)題，分解為100×1000，或100×100等級的問(wèn)題，從而大大加快了退貨處理速度。

        采用電子標簽的二次分類(lèi)系統，其成本只有高速分揀系統的1／3，但效率卻遠遠高于高速分揀系統。在高教社物流中心，每天處理約3000件的退貨圖書(shū)，僅需要40余人。

        8 系統總體效率問(wèn)題

        系統總體效率的體現非常關(guān)鍵，包括拆零揀選的完成時(shí)間、拆零揀選的復核包裝時(shí)間、整件揀選的完成時(shí)間、在線(xiàn)揀選的完成時(shí)間、集貨發(fā)運的完成時(shí)間。對于一個(gè)波次而言，需要在規定的時(shí)間內完成這些作業(yè)。

        高教社物流中心設計了調度系統、LED指揮系統等，輔助各區域和子過(guò)程的作業(yè)，達到各區域作業(yè)任務(wù)完成時(shí)間的一致性，從而保證了系統的總體效率。

4.4.4   經(jīng)驗分享                                                                                        

         高教社物流中心雖然系統龐大復雜，但建設工期和項目管理制約得很好。其中有很多經(jīng)驗值得借鑒，包括土建配合、設備安裝配合、建設節點(diǎn)制約、系統調試與測試、搬遷、運營(yíng)管理等諸多方面，以下僅舉二例進(jìn)行說(shuō)明。

        1 搬遷時(shí)機與策略

        對于物流中心建設者來(lái)說(shuō)，對于搬遷進(jìn)行充分、周密的考慮是非常必要的。

        高教社物流中心投入使用時(shí)，需要對15000品種、10億碼洋庫存、約110萬(wàn)件圖書(shū)進(jìn)行搬遷，需要2100車(chē)次，還需要進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)、做賬、碼盤(pán)、裝車(chē)、卸車(chē)、組盤(pán)、稱(chēng)重、注冊、入庫等工作。這些工作都需要在不影響正常收發(fā)貨的前提下完成，因此，選擇搬遷的時(shí)機非常重要，在發(fā)貨低谷時(shí)完成搬遷比較有利，此外，搬遷方法也很重要。

        本項目在搬遷時(shí)，由于老庫采用傳統平置倉庫，托盤(pán)規格并不一致，所以給搬遷帶來(lái)很大困難。再由于拆零發(fā)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(fā)貨高峰，給搬遷帶來(lái)了很大困難，并造成了一定的混亂。這是需要吸取的教訓。

        2 如何高效完成一個(gè)波次揀選

        大型物流中心的運營(yíng)管理是一個(gè)重要課題。以該項目為例，在實(shí)際運營(yíng)過(guò)程中，對于波次的準備、補貨、波次下發(fā)、拆零打印、整件打印、拆零揀選、整件、集貨、復核等過(guò)程，如果沒(méi)有一套系統的管理辦法，使各環(huán)節緊密銜接，其作業(yè)效率將十分低下。

        以拆零揀選為例，在波次下發(fā)時(shí)，往往會(huì )發(fā)現上一波次還沒(méi)有結束，這時(shí)不能啟動(dòng)下一波次揀選，但可以啟動(dòng)打印程序，完成標簽打印等工作，這樣就使波次銜接更加緊密。

        進(jìn)行揀選操作時(shí)，如拆零區域揀選，按照24個(gè)揀選區的順序，位于A(yíng)區和F區的揀選將優(yōu)先進(jìn)行，因此在揀選初期任務(wù)比較多。而位于B區和E區的揀選將最后完成，在揀選后期任務(wù)比較多，針對這種情況，應對揀選人員進(jìn)行有效調劑，才能高效地完成揀選任務(wù)。

      （注：本篇發(fā)表于2010年9月《物流技術(shù)與應用》雜志，轉載時(shí)有修改）