編者按：

尹軍琪專著《現(xiàn)代物流系統(tǒng)集成-方法、實(shí)踐與思辨》自出版以來，受到行業(yè)內(nèi)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(dāng)時的技術(shù)與應(yīng)用，或許您會對伍強(qiáng)有新的了解。

        高等教育出版社(以下簡稱高教社)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、與社會教育等各級各類教材和提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源服務(wù)為主的大型綜合性出版社，是當(dāng)時我國唯一進(jìn)入世界單體出版社前50強(qiáng)的出版社。2009年，高教社的出版物超過1.6萬種，銷售冊數(shù)超過1.3億冊，銷售碼洋逾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(shè)備及系統(tǒng)投資約1.2億人民幣。

        高教社物流中心是國內(nèi)最早開始建設(shè)的自動化圖書物流中心之一，也是目前國內(nèi)最大的圖書物流中心之一。在建設(shè)規(guī)模、庫存能力、技術(shù)水平、出入庫能力等方面創(chuàng)造了多項(xiàng)第一，堪稱我國出版行業(yè)物流中心建設(shè)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(xiàn)出明顯的季節(jié)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(xiàn)象，旺季日最高發(fā)貨量達(dá)4萬～5萬件，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(zhǔn)備積極開展第三方物流業(yè)務(wù)。

        同時，圖書的品種規(guī)格差異較大，雖然書的開本有幾種固定的規(guī)格，但異型規(guī)格越來越多，書的厚度也千差萬別。此外，書的定價大多較低，尤其是教材，如果新建的物流系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)自動化，建設(shè)成本、運(yùn)營成本將與現(xiàn)實(shí)需求脫節(jié)。因此，在物流中心規(guī)劃之初就確定了適度自動化的目標(biāo)，同時注重信息系統(tǒng)建設(shè)，因?yàn)樾畔⒒菆D書物流的靈魂。

        物流中心的建設(shè)目標(biāo)確定為：滿足高教社近期約30億碼洋的年配送需求，并可實(shí)現(xiàn)每年約20億～30億碼洋的第三方圖書配送業(yè)務(wù)。

        經(jīng)過2009年冬季發(fā)貨和2010年秋季兩季發(fā)貨的檢驗(yàn)，物流中心基本達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)。其最大能力一度達(dá)到日收貨4萬件、日發(fā)貨5.2萬件的高點(diǎn)，創(chuàng)造了新的記錄。

        對物流中心的運(yùn)轉(zhuǎn)效果，楊松濤副社長表示滿意。他說：“高教社物流中心的能力完全可以滿足社里的要求。此外，保守估計，還可以完成每天2萬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5.5萬平方米，局部采用兩層設(shè)計。

        物流中心一層設(shè)置了入庫區(qū)、自動化立體庫、A類揀選區(qū)、B類揀選區(qū)、自動分揀區(qū)、發(fā)貨區(qū)，二層為平置作業(yè)區(qū)、在線揀選區(qū)、拆零作業(yè)區(qū)、拆零復(fù)核區(qū)、退貨處理區(qū)，詳見表1。

        表1高教物流中心作業(yè)區(qū)設(shè)置：

        自動化立體庫使用了16臺堆垛機(jī)，共有49088個貨位。物流中心內(nèi)部同時使用了托盤輸送系統(tǒng)、整件輸送系統(tǒng)、拆零輸送系統(tǒng)、提升機(jī)、高速分揀設(shè)備、動態(tài)稱重系統(tǒng)、靜態(tài)稱重裝置、托盤流力貨架、高架叉車貨架、特制揀選車等相關(guān)設(shè)備，并且設(shè)置了包裝復(fù)核系統(tǒng)、退貨系統(tǒng)，詳見表2。

        表2 高教物流中心配置的主要設(shè)備和軟件系統(tǒng)

        根據(jù)我國消防規(guī)范要求，物流中心共劃分12個防火分區(qū)。由于整體建筑和分區(qū)均超過國家的消防規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)，為此，專門成立由中國建筑設(shè)計院防火所專家組成的“物流中心防火量化分析”項(xiàng)目組。在對整個項(xiàng)目的防火數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算的基礎(chǔ)上，設(shè)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(jié)果和方案進(jìn)行復(fù)核，該方案得到了北京市消防局的批準(zhǔn)。

4.4.2   系統(tǒng)總體流程                                                                                

        本項(xiàng)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)，并且針對圖書行業(yè)的特點(diǎn)，在流程設(shè)計上強(qiáng)化了針對性。

        1 入庫環(huán)節(jié)作業(yè)流程

        WMS嚴(yán)格按照ASN收貨；

        可以直接越庫收貨(CROSS DOCKING)；

        圖書基本數(shù)據(jù)應(yīng)事先維護(hù)；

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

        圖書的組盤分配自動進(jìn)行，也可以人工干涉；

        圖書如果已經(jīng)包裝，則直接碼盤，包裝比例應(yīng)根據(jù)需要預(yù)先確定；

        收貨時，可以直接收貨到拆零區(qū)和整件揀選區(qū)；

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

       上架作業(yè)全部采用RF指導(dǎo)作業(yè)。

        2 揀選環(huán)節(jié)作業(yè)流程

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

        周轉(zhuǎn)箱的運(yùn)算根據(jù)圖書的體積進(jìn)行，實(shí)際操作過程中同時考慮開本和厚度兩個參數(shù)；

        為了縮短周轉(zhuǎn)箱的響應(yīng)時間，拆零揀選分為兩個區(qū)域發(fā)起，標(biāo)簽打印可以提前進(jìn)行；

        整托盤出庫后，標(biāo)簽打印完成，可以人工分揀，也可以投入到輸送線進(jìn)行分揀；

        LED顯示屏提示各區(qū)域的揀選工作量及開始時間；

        重量復(fù)核是本項(xiàng)目的重要技術(shù)手段；分揀一般要求按照路線進(jìn)行；集貨時要求標(biāo)簽朝外，以便于復(fù)核。

        3 退貨環(huán)節(jié)作業(yè)流程

        退貨的貨物，按照退貨單位組盤。一般要求有經(jīng)過批準(zhǔn)的退貨單作為退貨依據(jù)，如沒有退貨單，則拒收。最終的退書清單以實(shí)際翻理結(jié)果為準(zhǔn)。

        每天的作業(yè)內(nèi)容首先對待處理圖書進(jìn)行分析(根據(jù)退貨單)，確定大宗圖書的信息。

        對于大宗圖書，設(shè)置專門的集貨區(qū)，待滿一個托盤后，進(jìn)入AS／RS儲存。

        報廢圖書首先集中儲存，然后分批銷毀。

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(tǒng)設(shè)計及建設(shè)過程中，針對圖書配送的關(guān)鍵技術(shù)提出了一系列解決方案，有如下創(chuàng)新點(diǎn)：

        1 物流路線問題

        作為面積超過5萬平方米的物流中心，其作業(yè)路線和輸送線的布置規(guī)劃尤其重要，否則將導(dǎo)致整個作業(yè)路線過長，作業(yè)效率大大降低。這也是該項(xiàng)目的難點(diǎn)之一。

        作業(yè)路線包括收貨、入庫、整件揀選、拆零揀選、整托盤出庫、集貨、退貨翻理、退貨上架等主要過程。在設(shè)計中充分運(yùn)用輸送機(jī)等傳輸設(shè)備，結(jié)合生產(chǎn)線作業(yè)原理，大大減少人工作業(yè)的行走路線。其中尤其是采用托盤流力貨架和貨到人在線揀選技術(shù)，使揀選路線縮減到最少。

        2 AS／RS應(yīng)用于海量儲存

        該項(xiàng)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(shè)計超過20億碼洋的庫存，約折合托盤6萬個(理論值)，這對于普通的平面?zhèn)}庫和叉車倉庫均是不能完成的。最終，項(xiàng)目提出采用AS／RS系統(tǒng)完成大容量庫存的設(shè)計思想，共設(shè)計16個巷道、32排貨架的雙深度立體庫，儲存能力達(dá)到49088個托盤，圓滿地解決了海量存儲問題。如此大規(guī)模的立體庫系統(tǒng)此前在國內(nèi)是沒有的。

        3 重量復(fù)核技術(shù)

        盡管高教社物流中心圖書的拆零比例只有約25％，但總量最高卻達(dá)到每天約6000件。這樣的拆零量在全國的出版社中是絕無僅有的。為此，項(xiàng)目采用了重量復(fù)核法進(jìn)行拆零圖書的復(fù)核。應(yīng)用結(jié)果表明，超過75％的周轉(zhuǎn)箱可以通過重量復(fù)核得到確認(rèn)，從而大大縮短了復(fù)核所需時間，并且提高了揀選的準(zhǔn)確性。

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

       4 快速揀選系統(tǒng)

        高教社物流中心圖書整件揀選量有時每天高達(dá)3萬～5萬件，如何實(shí)現(xiàn)快速揀選成為關(guān)鍵問題。研究表明，約10％的圖書品種占據(jù)了圖書配送量的70％左右。為此，該項(xiàng)目采用了兩種技術(shù)。

        其一是對極少數(shù)大品種，包括兩課教材(僅4個品種)和其他約50個品種(約占全部發(fā)貨量的20％)，采用獨(dú)立揀選區(qū)方式，并利用平面?zhèn)}庫進(jìn)行存取，獨(dú)立成件，因而大大降低了這部分圖書的揀選難度，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，采用托盤流力貨架進(jìn)行揀選，大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，提高了揀選效率。

        5 特殊輸送系統(tǒng)

        在該項(xiàng)目的設(shè)計中，有一個技術(shù)難題一直困擾著工程技術(shù)人員，就是如此大規(guī)模的揀選輸送，如果采用周轉(zhuǎn)箱或托盤作為載體來運(yùn)輸，那么載體的補(bǔ)充和收集將成為一個重大問題。

        為此，項(xiàng)目組提出包裝后的紙包直接在輸送線和提升機(jī)上運(yùn)輸?shù)脑O(shè)想。最終研究表明，采用加密輥?zhàn)娱g距、大量采用皮帶機(jī)等技術(shù)手段，成功解決了這一技術(shù)難題，現(xiàn)場運(yùn)轉(zhuǎn)效果非常成功。

        6 托盤調(diào)度

        AS／RS系統(tǒng)中，一個波次的“在線作業(yè)”有時將達(dá)到上千個托盤的作業(yè)量。這時，整盤出庫、收貨入庫、補(bǔ)貨、在線揀選等作業(yè)指令互相搶占AS／RS資源，如不進(jìn)行有效管理，現(xiàn)場托盤將十分混亂，作業(yè)效率必定降低。

        為此，項(xiàng)目組專門開發(fā)了托盤調(diào)度程序，通過有效分配在線托盤數(shù)量，成功解決了AS／RS的資源分配問題?，F(xiàn)場運(yùn)轉(zhuǎn)表明，托盤調(diào)度程序不僅大大提高了作業(yè)效率，而且還可以調(diào)整由于作業(yè)任務(wù)在各巷道分配不均對系統(tǒng)效率、波次完成造成的影響。

        7 退貨解決方案

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

        針對退貨問題，項(xiàng)目組創(chuàng)造性地提出二次分類法，即將退貨問題首先按照大類分類(在新華書店中，是將出版社和圖書品種分類；在出版社中，是將拆零貨架進(jìn)行分類)，然后再進(jìn)行每個大類下面的分類操作。將一個數(shù)以10萬計的問題，分解為100×1000，或100×100等級的問題，從而大大加快了退貨處理速度。

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

        8 系統(tǒng)總體效率問題

        系統(tǒng)總體效率的體現(xiàn)非常關(guān)鍵，包括拆零揀選的完成時間、拆零揀選的復(fù)核包裝時間、整件揀選的完成時間、在線揀選的完成時間、集貨發(fā)運(yùn)的完成時間。對于一個波次而言，需要在規(guī)定的時間內(nèi)完成這些作業(yè)。

        高教社物流中心設(shè)計了調(diào)度系統(tǒng)、LED指揮系統(tǒng)等，輔助各區(qū)域和子過程的作業(yè)，達(dá)到各區(qū)域作業(yè)任務(wù)完成時間的一致性，從而保證了系統(tǒng)的總體效率。

4.4.4   經(jīng)驗(yàn)分享                                                                                        

         高教社物流中心雖然系統(tǒng)龐大復(fù)雜，但建設(shè)工期和項(xiàng)目管理制約得很好。其中有很多經(jīng)驗(yàn)值得借鑒，包括土建配合、設(shè)備安裝配合、建設(shè)節(jié)點(diǎn)制約、系統(tǒng)調(diào)試與測試、搬遷、運(yùn)營管理等諸多方面，以下僅舉二例進(jìn)行說明。

        1 搬遷時機(jī)與策略

        對于物流中心建設(shè)者來說，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，需要對15000品種、10億碼洋庫存、約110萬件圖書進(jìn)行搬遷，需要2100車次，還需要進(jìn)行盤點(diǎn)、做賬、碼盤、裝車、卸車、組盤、稱重、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，選擇搬遷的時機(jī)非常重要，在發(fā)貨低谷時完成搬遷比較有利，此外，搬遷方法也很重要。

        本項(xiàng)目在搬遷時，由于老庫采用傳統(tǒng)平置倉庫，托盤規(guī)格并不一致，所以給搬遷帶來很大困難。再由于拆零發(fā)貨系統(tǒng)尤其是WMS系統(tǒng)并未完全調(diào)試完成，時值冬天，正是發(fā)貨高峰，給搬遷帶來了很大困難，并造成了一定的混亂。這是需要吸取的教訓(xùn)。

        2 如何高效完成一個波次揀選

        大型物流中心的運(yùn)營管理是一個重要課題。以該項(xiàng)目為例，在實(shí)際運(yùn)營過程中，對于波次的準(zhǔn)備、補(bǔ)貨、波次下發(fā)、拆零打印、整件打印、拆零揀選、整件、集貨、復(fù)核等過程，如果沒有一套系統(tǒng)的管理辦法，使各環(huán)節(jié)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，往往會發(fā)現(xiàn)上一波次還沒有結(jié)束，這時不能啟動下一波次揀選，但可以啟動打印程序，完成標(biāo)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，如拆零區(qū)域揀選，按照24個揀選區(qū)的順序，位于A區(qū)和F區(qū)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(qū)和E區(qū)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(yīng)對揀選人員進(jìn)行有效調(diào)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(yīng)用》雜志，轉(zhuǎn)載時有修改）