原创《配送中心分区同步拣货系统品项均衡分区》
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文/马小霞 苏辉辉 梁艳 杨惠惠
摘 要：分区拣货作业是配送中心常见的一种人至货的拣选方式,由于多人同时对一个订单进行拣货作业,如果订购品项在拣选区的分布不均衡,导致了拣货人员的工作量有差异,而造成作业中的空闲等待时间,形成了浪费,且订单需求的品项种类不同,数量也有差异,这些都导致了均衡储存的复杂性,本文拟在货品进行入库前对储位进行优化,按照订单的历史数据将货品均匀地分布在各个拣选区,来平衡拣货人员的工作负荷.
关键词：分区拣货；储位优化；均衡储存
引言
随着物流业的不断发展,仓储管理在现代物流环节中占据越来越重要的地位,成为其必不可少的一环.拣选作业在仓储作业中消耗的人力成本、设备成本和时间成本非常高,成为影响仓储作业效率的瓶颈.在配送中心中,分拣作业时间约占全部作业时间的40%以上,拣选成本一般要占全部运营成本的65%以上,因此,合理优化订单拣选作业,对配送中心作业效率的提高具有重要影响[1].
分区拣货是将拣货作业场地分成多个区域,由一个或一组拣货人员负责捡取自己负责区域的物品[2].分区拣货是一种比较好的拣选策略,目前的研究成果主要分为分区接力拣选和分区同步拣选,分区拣货不能保证订单的完整性,但拣选效率较高.在并行分区拣选中,由于储位安排不合理,员工对货位的熟悉情况、拣货速度的差异等因素造成了工作负载不均衡,部分分区拣货员忙碌,部分拣货员空闲等情况,造成了劳动力资源的浪费,影响了拣货系统的整体效率.工作负载不均衡在人工拣货系统成为瓶颈也是亟待解决的问题.
1.分区同步拣货模式研究现状
S p e a k e r 最早提出配送中心分区拣选作业策略[ 3 ].EleonoraB,MargheritaC,GiuseppeV为了简化拣选作业,减少拣选过程中的行走时间为目的,在分区存储系统分配中,采用遗传算法确定订单品项的分配,有效降低拣选距离和拣取成本[4].Sebastian介绍了并行分区中的上线订单分批问题,在客户订单到达的一定时间内,以最大化完工时间为目标,进行储位优化,设计了启发式算法求解物料的拣选顺序[5].
国内文献中关于分区同步拣货模式的研究有：李诗珍重新定义了分区同步拣货系统储位分配中的相似系数,提出了当量订购次数[6].蒋淑华结合并行分区拣货的特点,将EIQ分析法和订单的相关品项进行结合来安排储位[7].张贻弓和吴耀华在品项间相似系数中考虑了拣选数量的影响,将货物品项分配问题归结为聚类问题,结合最大最小蚁群算法进行求解[8].雷斌、蒋兆远、马殷元提出了静态分区、动态分配拣货人员的方法,建立人员调度模型,动态调度各分区拣货人员的数量[9].李晓春、钟雪灵、王雄志考虑拣货员速度不同情况下,通过对品项在各分区的储位安排来平衡分区作业时间[10].许小利、崔雪丽以不同分区的拣选时间趋于均衡作为储位优化目标,建立储位优化数学模型,采用遗传算法求取最优解[11].
综上所述,有关分区同步拣货模式的研究集中在拣选目标、优化方法上,从拣货员的角度出发研究较少.拣货员具有主观能动性,从拣货员工作量出发,平衡拣货数量差异是非常有必要的,它可以提高员工拣货积极性,同时避免工作负载不均衡造成的资源闲置,解决分区同步拣货系统出现的延迟误差等瓶颈问题.
2.品项均衡分区模型
2.1思路与目标
品项均衡分区模型的关键是货物的关联性,即货物间的相似系数.例如顾客在订购产品A时,同时会订购其他品项B或C,这些货物经常同时拣取,这些货品之间存在着关联性.不同的货品在一个订单中出现的次数越多,说明关联性越强,相似性越高.在正常的储位优化中,一般都是以拣选时间最短,或拣选距离最短为目标将相似性大的品项临近存放,即如果品项A和B的相似性系数越大,越要放置在同一拣选区,而本章研究的品项均衡分区模型利用逆向思维,将这种关联性强或者相似系数大的产品放在不同的区域,用来平衡拣选人员的工作量.
2.2前提假设
在拣选系统已知的条件下,为便于建立数学模型,作一下假设：
1）每个订单订购不同的品项,且品项的数量较少
2）每种品项的分布在一个货架上,没有同种货品有多个货架现象
3）品项的重量、体积较小,数量较少的同种类品项一次可同时拣取
4）每个拣货员的动作都符合标准,即拣取品项所花的时间相同
5）各分区拣选人员独立进行拣选
根据以上假设,各分区的拣选作业时间与工作负荷与各分区中货品的种类、数量有关.订单的完成时间是分区中拣选作业时间最长的.
2.3模型建立
对于并行分区的人工拣选系统来说,货品的单次拣取时间就是货品被拿取的时间,所以拣选分区的拣选时间与货品订货量、单次拣选量和订货次数有关.
假设拣取商品的重量和体积较小,一次可以拣取多个同类的品项,相似系数可以表示为：
分区论文参考资料：
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