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电商拣选技术与拣选方式(上)

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发表于 2017-6-13 10:22:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

由于干货太多,为了便于读者理解和阅读,该演讲内容将分为上、下两部分内容呈现。


  以下为演讲详细内容的上半部分——电商拣选技术。

  拣选技术与拣选方式

  整个电商行业从诞生发展到现在大约20多年的时间,但到目前为止还没有专门的学科来介绍电商物流仓储物流。对于电商行业来讲,拣选是仓储作业中最重要、最复杂、最影响效率的环节,同时它有跟仓库布局、流程、设备、效率、成本直接相关。但是大家在谈到电商拣选的时候通常会混淆两个问题——拣选技术VS拣选方式。


  比如,货到人技术、KIVA机器人,这是一种拣选方式呢还是一种拣选技术呢?


  大家知道,中国武功有外功和内功之分,有“道”和“术”,内功可能大家看不到,它就是技术,外功是解决方式。如仓库内采用PDA拣选,这个可以直观的看到,这是一种拣选方式。


  拣选方式是拣选的表现形式,其背后的驱动是拣选技术,拣选技术才是拣选作业流程和效率的真正核心。

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  拣选技术的分类

  拣选技术主要分为三种:

  1)order picking 按照订单拣选

  2)batch picking 按照批次(波次)拣选

  3)flow picking 按照流程拣选


  目前我们看到所有仓库的各种表现形式的拣选,无论是语音拣选还是PDA拣选,或者穿梭车货到人、旋转货架货到人,KIVA货到人……其背后驱动的逻辑都是以上三种拣选技术。


  在这三种拣选技术之下,又涉及到是一个人完成还是由多个人完成;是在一个区域里面拣选还是多个区域里面拣选;是平行拣选还是接力拣选。因此,又在不同的维度上也有细微的划分。到家讲“一生二,二生三,三生万物”,电商拣选也是由这三种拣选技术衍生出各种不同各样的拣选方式。


  下面我们就来具体看一看这三种拣选技术。

  (1)order picking 按照订单拣选

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  这是整个仓库诞生最早的一种拣选技术,自有仓库开始就会有order picking拣选,它适合于拣选面积小、SKU种类少,订单行特别多、lead time比较短的作业场景。


  可能有人不禁会问:现在电商的趋势跟order picking的特点完全相反,SKU种类非常多,仓库的面积越来越大,那这样的拣选技术是不是过时了呢?其实这不一定。

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  上图是采用传送带的典型order picking,虽然说仓库面积非常大,但是它把过去由一个人完成一个订单变成了由多个人完成一个订单,每个人固定在工位上,拣完自己的货以后把包装箱放到传送带上,由传送带来完成周转,这是一个接力拣选的作业。


  事实上,这样的仓库在国内电商行业里还有很多。所以每种拣选技术都有它的优缺点,所以大家不要认为order picking这种拣选技术诞生的比较早就不适合电商,只要把它进行变形以后,也会有比较好的应用。

  (2)batch picking 按照批次/波次拣选

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  这种拣选技术必须要增加一个流程——分拨,所以必须保证完成整个拣选和分拨作业的时间,总的效率要大于order picking才有经济性。


  Batch picking是目前大部分电商通用的一种方式,它适合于SKU种类多,订单行少,订单量又比较大的作业场景。但是它的缺点在于lead time特别长,因为只有完成一整个拨次的拣选以后才能够进行分拨。分拨又需要一些时间,所以从一开始拣选到拣选完成的时间比较长,快一点的可能半个小时,慢一点的可能需要一个小时。


  事实上,对于batch picking来说还有一个非常致命的缺点——目前国内大部分仓库还是人工仓,传送带也并非每个仓库都匹配,有的只是在包装环节来放一些传送带,如果仓库面积超过40,000平米以后,如果还是batchpicking拣选的话,就很容易造成拣选效率非常低。因为仓库面积太大,要完成一个波次的话可能在仓库内行走的距离非常长,随着仓库面积的增大,拣选效率会成指数级下降。


  对于batch picking来说,最核心的是如何生成一个batch(批次/波次)。

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  如上图,比如有X个订单的订单池,要生成包含Y个订单的波次,假设现在有3000个订单等待被处理,60个订单产生一个波次,这就变成了一个数学题。


  它将生成的可能性有多少种呢?


  答案是:


  也就是说,在生产这个波次的时候有很多种方案,但是在这些方案里面,只有一个是效率最优的,如何找到这个最优解就是波次拣选最核心的问题。


  对此,暴力求解是没有用的,如果说这个最优解没有求好,那么它的拣选效率比orderpicking的效率还要差。因此必须要建立数学模型、快速的找到最优解,提高拣选效率。


  下面介绍两个简单求最优解的模型。

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  ①最小面积建模法

  把整个仓库变成一个坐标系,每个货架的每一个货位作为一个坐标,每一点都会有一个坐标,于是订单在订单池里调进系统的时候会进行绑定,每一个订单都会有一个自己的坐标,有的是一单一件的,有的是一单两件的。


  接下来以任意一点为圆心开始画圆,最小面积则表示订单波次的最优解。正常情况下,如果有3000个订单,那就可能有9000个可以作为圆心的点,所以只需要画9000次圆就可以求出这个最优解。不过,该最优解只是一个近视最优解,不一定是真实最优解。


  ②最小值建模法

  同样的在仓库里面,每个货架都有一个坐标,每个订单出来以后会针对自己的坐标进行求和。比如,某一个订单是一单两件的,掉到(1,3)坐标和(1,8)坐标,那么他就分两部分进行求和,1+3;1+8,等于4+9等于13,那么去拣货这个订单的成本就是14。所有订单的最小值相加就是最小值求批次最优解的方式。


  这两种方式仅仅是batch picking里面的两个模型而已,每个企业要针对自身的情况来建立自己的数学模型,很多时候这种建模方式也跟企业管理息息相关。

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  每次波次拣选完之后必然要进行合批,如果是由一个人完成的可能不存在合批工作,直接分拨就可以了;但是如果是多区域、多个人同时完成一个波次,必然存在合批操作,所以说从order picking 到batch picking,是把一个流程变成了三个流程。


  在合批阶段可以用到很多合批自动化设备替代人工,如穿梭车、miniload、旋转货架、甚至可以用堆垛机。合批结束以后就是分拨,由于大家都非常熟悉,这里就不再赘述。


  但是值得一提的是,一个批次优化做得不好的企业和一个批次优化做得好的企业,其拣选效率可以相差一倍,所以当企业拣选效率很低时,很可能是批次优化出了问题,应该要思考数学建模,怎么样去求最优解是更加合适的。


  但现实是,很多小企业不具备开发数学模型的能力,买的标准产品里面可能也没有求最优解的功能,很多时候就只能手动挪订单,或者简单做排序,这种情况对拣选效率的影响是很大的。

  (3)Flow picking 按照流程拣选

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  这种拣选技术可能大家相对比较陌生,从字面上来讲就是按照流程拣选。


  order picking是一次完成1个订单;


  batch picking是一次完成多个订单,但是当拣货人员走到某个货位时正好有一个新的订单掉下来,待拣货物就在其面前,但是拣货人员也没有办法拣货;


  flow picking则是拣货人员一边拣货,一边处理新产生的订单,在走过的路径中把所有可以拣选的商品全部拣选出来。


  所以从理论上来讲,按流程拣选会达到最高的拣选效率。具体来说,flowpicking是如何实现的,采用flowpicking以后对后续拣选会带来哪些变化呢?一起来看看下面的视频。


  不过flow picking来说,最大的困难就在于后续如何汇聚成一个一个的订单,多出来的工序就是需要再把它一件一件地拆开,再在传送带上汇合成一个个的订单,送到分拨墙去。

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  由于flow picking可以不断地优化,所以是理论上拣选效率最高的,flow picking适合的场景是海量的SKU,通常是百万级以上的;订单行少;同时仓储面积比较大。


  但是同时,flow picking也存在一些问题:

  1)合批及拆单,把拣选出来的商品每一个都拆成一件一件的,所以需要企业保证这种拣选技术在全流程投入和产出效率方面优;


  2)Flow picking离不开自动化设备和计算机软件,他必须配很多的设备。我们有时候看到有些仓库里面用了几十公里的传送带,就都是采用的flow picking拣选;同时离不开强大的计算机软件,因为需要详细的记录所拣的每一件货物,再进行分批,控制自动化设备再次汇集成一个一个订单。

  除了以上三大拣选技术之外,还有多种影响电商拣选技术的其他因素,比如订单池细化、存储拣选分离、货物储位优化、随机存储等。由于篇幅有限,更多精彩内容我们将在后续文章中陆续呈现,敬请关注。


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发表于 2017-6-13 18:36:55 | 显示全部楼层
感谢分享,请问 还有下吗?有实际案例吗?

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发表于 2017-6-14 08:41:50 | 显示全部楼层
很好的分享,感谢楼主

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发表于 2017-6-14 13:52:42 | 显示全部楼层
看了很受益,学到很多知识,谢谢楼主!
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发表于 前天 16:31 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享
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