編者按：

尹軍琪專著《現(xiàn)代物流系統(tǒng)集成-方法、實踐與思辨》自出版以來，受到行業(yè)內(nèi)的廣泛關注。今天分享一篇經(jīng)典案例。重溫15年前的案例，看看當時的技術與應用，或許您會對伍強有新的了解。

        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)教學資源服務為主的大型綜合性出版社，是當時我國唯一進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。在建設規(guī)模、庫存能力、技術水平、出入庫能力等方面創(chuàng)造了多項第一，堪稱我國出版行業(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(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，高教社準備積極開展第三方物流業(yè)務。

        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)完全實現(xiàn)自動化，建設成本、運營成本將與現(xiàn)實需求脫節(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，同時注重信息系統(tǒng)建設，因為信息化是圖書物流的靈魂。

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

        經(jīng)過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4萬件、日發(fā)貨5.2萬件的高點，創(chuàng)造了新的記錄。

        對物流中心的運轉效果，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。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，局部采用兩層設計。

        物流中心一層設置了入庫區(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)設置：

        自動化立體庫使用了16臺堆垛機，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、高速分揀設備、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、特制揀選車等相關設備，并且設置了包裝復核系統(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)范要求的標準，為此，專門成立由中國建筑設計院防火所專家組成的“物流中心防火量化分析”項目組。在對整個項目的防火數(shù)據(jù)進行分析和計算的基礎上，設計了一套防火方案，并請清華大學公共安全研究中心對計算結果和方案進行復核，該方案得到了北京市消防局的批準。

4.4.2   系統(tǒng)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)，并且針對圖書行業(yè)的特點，在流程設計上強化了針對性。

        1 入庫環(huán)節(jié)作業(yè)流程

        WMS嚴格按照ASN收貨；

        可以直接越庫收貨(CROSS DOCKING)；

        圖書基本數(shù)據(jù)應事先維護；

        圖書重量標定對每一批次進行，非常重要的一點是：一次標定圖書不得少于3本；

        圖書的組盤分配自動進行，也可以人工干涉；

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

        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(jié)作業(yè)流程

        補貨按照波次進行，必須補完后才能進行分配；

        周轉箱的運算根據(jù)圖書的體積進行，實際操作過程中同時考慮開本和厚度兩個參數(shù)；

        為了縮短周轉箱的響應時間，拆零揀選分為兩個區(qū)域發(fā)起，標簽打印可以提前進行；

        整托盤出庫后，標簽打印完成，可以人工分揀，也可以投入到輸送線進行分揀；

        LED顯示屏提示各區(qū)域的揀選工作量及開始時間；

        重量復核是本項目的重要技術手段；分揀一般要求按照路線進行；集貨時要求標簽朝外，以便于復核。

        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際翻理結果為準。

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

        對于大宗圖書，設置專門的集貨區(qū)，待滿一個托盤后，進入AS／RS儲存。

        報廢圖書首先集中儲存，然后分批銷毀。

4.4.3   關鍵技術及創(chuàng)新點                                                                          

        在高教社物流中心系統(tǒng)設計及建設過程中，針對圖書配送的關鍵技術提出了一系列解決方案，有如下創(chuàng)新點：

        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，否則將導致整個作業(yè)路線過長，作業(yè)效率大大降低。這也是該項目的難點之一。

        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。在設計中充分運用輸送機等傳輸設備，結合生產(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，使揀選路線縮減到最少。

        2 AS／RS應用于海量儲存

        該項目的難點之一是庫存量大。按照業(yè)務要求，物流中心將設計超過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，項目提出采用AS／RS系統(tǒng)完成大容量庫存的設計思想，共設計16個巷道、32排貨架的雙深度立體庫，儲存能力達到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 重量復核技術

        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，項目采用了重量復核法進行拆零圖書的復核。應用結果表明，超過75％的周轉箱可以通過重量復核得到確認，從而大大縮短了復核所需時間，并且提高了揀選的準確性。

        圖書重量復核技術是針對圖書揀選提出的重要理念，該技術已在上海新華書店和浙江新華書店得到應用，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3萬～5萬件，如何實現(xiàn)快速揀選成為關鍵問題。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，該項目采用了兩種技術。

        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％)，采用獨立揀選區(qū)方式，并利用平面?zhèn)}庫進行存取，獨立成件，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行揀選，大大降低了操作人員的勞動強度，提高了揀選效率。

        5 特殊輸送系統(tǒng)

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

        為此，項目組提出包裝后的紙包直接在輸送線和提升機上運輸?shù)脑O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手段，成功解決了這一技術難題，現(xiàn)場運轉效果非常成功。

        6 托盤調(diào)度

        AS／RS系統(tǒng)中，一個波次的“在線作業(yè)”有時將達到上千個托盤的作業(yè)量。這時，整盤出庫、收貨入庫、補貨、在線揀選等作業(yè)指令互相搶占AS／RS資源，如不進行有效管理，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。現(xiàn)場運轉表明，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，以往的技術幾乎是束手無策。有些新華書店和出版社采用高速分揀機解決退貨問題，但效果甚微。

        針對退貨問題，項目組創(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，是將拆零貨架進行分類)，然后再進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，但效率卻遠遠高于高速分揀系統(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)非常關鍵，包括拆零揀選的完成時間、拆零揀選的復核包裝時間、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)，達到各區(qū)域作業(yè)任務完成時間的一致性，從而保證了系統(tǒng)的總體效率。

4.4.4   經(jīng)驗分享                                                                                        

         高教社物流中心雖然系統(tǒng)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(jié)點制約、系統(tǒng)調(diào)試與測試、搬遷、運營管理等諸多方面，以下僅舉二例進行說明。

        1 搬遷時機與策略

        對于物流中心建設者來說，對于搬遷進行充分、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110萬件圖書進行搬遷，需要2100車次，還需要進行盤點、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。

        2 如何高效完成一個波次揀選

        大型物流中心的運營管理是一個重要課題。以該項目為例，在實際運營過程中，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，完成標簽打印等工作，這樣就使波次銜接更加緊密。

        進行揀選操作時，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)先進行，因此在揀選初期任務比較多。而位于B區(qū)和E區(qū)的揀選將最后完成，在揀選后期任務比較多，針對這種情況，應對揀選人員進行有效調(diào)劑，才能高效地完成揀選任務。

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