揭秘你不知道的制造业拣选技术
发布时间：2020-12-15 10:18:26 点击次数：206
有文献指出，拣选作业约占仓库作业成本的30％-50％，由于拣选作业的特殊性，拣选作业也是仓储物流中最劳动密集，最耗时的环节。在电子商务飞速发展的背景下，仓储物流的拣货技术不断充沛。 但是，在制造过程中，需进行拣选操作的场合很多，面对制造组织的需求，它们的存储和拣选操作也有所不同。基于对拣货技术的应用情景和分类的研究，总结了拣货技术与制造仓储物流的智能化趋向。
介绍 物流是制造及其供应链的重要保证，据统计，从原料到制品的产品生产和加工仅占10％的时间，而90％的时间则用于仓储，装卸等物流环节，包装，运输和分销。作为物流业务的重要内容，拣货操作也是制造及其供应链过程中的重要操作形式。随着制造方法和组织形式的变化，拣货技术不断创新和升级。
由于工业生产和制造的组织模式多种多样，例如大型流水线制造，多种类和小批量个性化定制，离散柔性制造，智能制造等，因此物流的组织也不同，相应每个拣配环节的拣选技术都不一样，甚至有很大的不同，它对于制造需求具备十分重要的特点。 例如，在大型流水线制造中，物流组织大都是标准化流程组织，关乎相对固定和标准化的拣货操作，更容易实现自动化拣货。在多品种和小批量的个性化定制中因此，个性化定制和柔性制造的拣选操作不断发展，新专利，新技术，新产品和新系统层出不穷。如今，随着智能制造的迅速发展，拣货技术也朝着自动化和智能化的方向发展。 拣货操作的功能和分类 根据国家标准物流术语（GB/T 18354-2016）的定义，拣配（Order Picking）是指根据订单或出库订单的要求从存储地点拣货的操作。 文献中的提货定义也略有不同，一般认为提货操作是指根据订单或出库订单的要求从货物处挑选物品的全过程。指定位置。
根据拣配操作的定义，可以看出，拣配功能的一般描述是：1）从存放地点拣出指定的物品（称呼，标准，型号，数目等）；2）送达指定地点；3）放置好。毫无疑问，拣选是拣选过程的基本功能。 由于拣选过程中的拣选和放置操作与所操作的对象和操作环境亲密相关，因此拣选操作一般而言可以分为：手动拣选，机器拣选和人机协同拣选。有关此分类的详实信息将不在此处扩充。 从拣货过程中关乎的物品处理或运输方法的出发点来看，拣货操作可以分为：人员到货物，货物到人和货物到机器。由于字数所限，关于在此将不扩充此方面。 在制造过程中，拣选操作可能会时有发生在仓储，加工和制造装配等多个环节中。根据拣选的生产过程，可以将拣选操作分为两类。 （1）仓库拣配 仓储操作是保证马上，精确，有效地供应每个生产环节所需材质的重要伎俩，也是制造公司始终在尽力缩减成本的关键环节。拣选是仓储操作的基本*图1显示了手动仓库拣配的示意图。 据文献报道，在经典的仓储作业中，拣选作业约占仓库作业成本的30％-50％，拣选人员人数占仓储人员总数的60％以上，且工作时间占70％的拣货人员正在移动。30％的操作时间用于挑选物品。
这就是为什么近年来“以人为本”的拣选方法饱受关注的缘故，并且出现了“以机器进行商品化”的研究趋向。为了不断提高拣选效率并满足灵巧制造和定制制造的需求，人们总结了“基于订单的拣选（SingleOrder Picking）”和“基于批次的拣选（BatchPicking））。）”和“基于过程的拣配（Flow Picking）”是三种主要的拣选技术。一些专家学者还总结了“采摘水果”和“采摘种子”的技术。 （2）在线领料 生产的每个加工环节以及上下加工过程的转换都离不开物料的组织，因此，在线拣选是生产物流必备的操作过程，根据生产的组织形式不同，可以分为：离散生产线拣配，装配线生产线拣选和单元生产线拣选等。 与仓库拣货不同的是，线路拣货的操作对象相对单一，搬运间距相对较短，操作员/装置相对较少，但联机拣货直接联系到加工的效率和质量，也是一个重要的因素是产品库存和生产周期中一个重要的耗时部分。因此，边沿拣选受到制造公司的高度重视，一些遥遥领先的制造公司，例如汽车制造商，将在线拣选外包给专业的物流公司许多公司早就对在线拣货进行了技术创新和改造，创设了特别的小型货架，垃圾桶和拣货辅助工具，例如rfid和PTL，甚至是自动化的三维仓库。 由于切边技术和装置具备行业和公司特性，并且与制造过程，环境甚至企业文化亲密相关，因此在此不再详尽介绍。 面向制造业的仓库拣配技术 拣配操作受生产订单驱动，并受存储布局的限制，订单下达和汇总以生成拣配策略，输出拣配清单计划和拣配路径拣选，集中审核和交付的整个过程均由公司的生产计划组织模型。仓库从ERP系统收到运输指令后，WMS将根据生产计划需求选择拣货策略（技术）：“基于订单的拣货”，“基于批次的拣货”和“基于过程的”采摘“”。 基本的采摘方法是基于订单的采摘或水果采摘。WMS将根据仓库布局（货物存储布局）将每个客户的订单分解为采摘清单，将其分配给不同区域的采摘者并生成采摘路线。拣选人员拿起货物后，将把它们送到集中区进行合并。
经过审查，它们将被移交给下一个分发过程，并交付给生产线。 基于批次的采摘或种子采摘是一种旨在更进一步提高采摘效率并下降采摘强度的分拣策略（技术）。ERP收到WMS指令后，将汇总多个订单，合并相同的项目，然后根据仓库布局（货物存放布局）编制拣货清单，将其分配给不同区域的拣货员，并生成拣货货物路线，由拣货人拣选货物并将其发送到集中区域。在生产组织中，可以根据订单再度选择组合，也可以直接对其进行审核并移交给下一个分配过程，然后发送到生产线。 基于过程的拣配类似于基于批次的拣配。差别在于WMS将搜集当前生产流程中的所有订单（例如一日订单），合并并分解这些订单以形成拣配清单。 随着对个性化定制的需求不断增加，生产组织正在朝着愈发灵巧和可再度配备的方向发展。因此，拣配技术不断发展，从而产生了一种将“基于订单的拣选”和“基于批次的拣选”相结合的新方法。我们将其定义为“动态组合拣选”技术。在正常生产条件下，该技术根据生产周期选择批次尺寸，并根据批次执行分类操作。当紧急订单或特别订单抵达时，它将根据“订单拣配”方法实时响应仓库需求。
智能采摘技术 根据图4所示的拣选流程，可以从多个方面启动拣选技术的智能化。1）智能拣选方法，例如机器拣选，以及辅助拣选方法，例如rfid，VR，qr码，PTL等；2）货物运输技术，例如堆垛机AGV，传送带。图5是基于Kivarob的货物到人仓库布局的示意图，在这种状况下，收到拣货指令Kivarobot找到指定的货架，然后将货架运输到指定的拣选台（W1-W4），供拣配人员拣货。 智能拣货的第三种方法是订单处理和拣货策略选择。在传统的订单拆分和项目合并算法的基本上，逐步使用基于大数据和优化技术的方法。 智能拣选的第四种方法是输出拣选清单。在有多个Kiva机器人和多个拣选站的状况下（如图5所示），将拣选顺序分配给哪个机器人和哪个拣选站是影响拣选顺序的关键因素。当前的方法主要包括动态规划法，博弈，合约网法等。图6显示了著者团队提出的基于合同网算法的订单调度过程，其中投标方是调度方，而投标方是调度方。投标方是Kivarob和领料站。 智能拣货的第五种方法是规划物品的运输路径，堆垛机和传送带通过固定路径进行运输，而AGV的路径可以根据货物的来源和目的地以及道路条件进行规划。路径规划方法很多，比起经典的是A*算法，还可以采用TSP疑问模型来优化解决方案。AGV的数目很大时，路径规划会变得十分繁杂。此时，可以采用组机器人协作调度技术，或者可以将网络流理论和图论用于建模优化。 本文分析了制造业的拣选技术，给出了拣选操作的功能，分类，主要技术和方法，阐释了仓储拣选操作的过程和智能方法。
