柔性生產(chǎn)下的分揀系統(tǒng)

楊超民　魏佳興

[摘 要]全球一體化以及市場的復(fù)雜性和不可預(yù)測性的情況越發(fā)突出，這要求企業(yè)的生產(chǎn)方式更加柔性化。柔性化的生產(chǎn)方式離不開柔性分揀系統(tǒng)進行輔助。本文旨在研究柔性生產(chǎn)下的分揀系統(tǒng)。首先介紹了柔性生產(chǎn)的內(nèi)涵以及作用，然后說明柔性生產(chǎn)下的分揀系統(tǒng)的構(gòu)成并且進行分析，最后引入MAS亮燈分揀系統(tǒng)進一步說明柔性化分揀對于柔性化生產(chǎn)的影響以及輔助作用。

[關(guān)鍵詞]柔性生產(chǎn)；生產(chǎn)制選型企業(yè)；分揀系統(tǒng)；MAS

[中圖分類號]F251 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-6432（2014）27-0019-02

1 引 言

現(xiàn)在全球一體化和技術(shù)革新使得競爭更加激烈。原有體系的改變撼動了許多行業(yè)的競爭模式。市場的復(fù)雜性和不可預(yù)測性越來越突出[1]。信息的快速更新使得企業(yè)要盡快看清市場變化并且掌握對手信息做出決策與反應(yīng)。所以管理模式、生產(chǎn)模式以及物流系統(tǒng)中的配送模式等多方面都提倡柔性。

柔性是對不確定環(huán)境的適應(yīng)性反應(yīng)，同時柔性是對競爭的很好的應(yīng)對。換言之，柔性是一種應(yīng)變能力，柔性是一個有效的系統(tǒng)，以對付環(huán)境變化或環(huán)境變換所造成的不確定性的能力[2]。對于企業(yè)來說，增加柔性，可以增加產(chǎn)品的銷售以及分銷系統(tǒng)，使系統(tǒng)資源得到優(yōu)化配置，從而使整個系統(tǒng)的價值得到增長。柔性控制的重要內(nèi)容包括對于需求的識別還有對于柔性系數(shù)的優(yōu)化和控制。確定需求，首先分析外部環(huán)境，外部環(huán)境是怎樣變化的；需求分為顯性需求和潛在需求兩種，顯性需求是已經(jīng)表現(xiàn)出來的需求，而潛在需求是現(xiàn)在未表現(xiàn)出來的需求，未來會用到的需求。柔性的優(yōu)化和調(diào)整控制水平可根據(jù)需求把柔性水平與需求相匹配，調(diào)整柔性因子。根據(jù)需求，找出一個相對應(yīng)的比較符合現(xiàn)實的柔性系數(shù)。所以，企業(yè)根據(jù)市場需求不斷調(diào)整自身的柔性系數(shù)，做到柔性生產(chǎn)。

2 柔性生產(chǎn)

2.1 柔性生產(chǎn)的內(nèi)涵

柔性生產(chǎn)是指通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運作方式和市場營銷等方面的改革，使生產(chǎn)系統(tǒng)能對市場需求的變化進行快速反應(yīng)，同時消除冗余無用的損耗，最大限度使企業(yè)獲得更大的效益。柔性生產(chǎn)的“柔性”指的是按照成本效益原則，以“及時”的方式，對產(chǎn)品品種變化的適應(yīng)能力[3-4]。

然而，由于柔性化的生產(chǎn)環(huán)境中，企業(yè)是在買方市場，客戶需求的多樣化和個性化的特點，產(chǎn)品生命周期的縮短，市場競爭環(huán)境激烈[5]。公司需要隨時根據(jù)市場和實施方案進行改變，調(diào)整生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)通常表現(xiàn)出比較大的波動和具有被動性，因此，生產(chǎn)物流也會表現(xiàn)出隨機性和不確定性。要求公司構(gòu)建適應(yīng)柔性生產(chǎn)特點的生產(chǎn)物流平衡策略機制，從而快速有效地進行柔性生產(chǎn)。

2.2 柔性生產(chǎn)的作用

（1）增強企業(yè)的應(yīng)變能力。對于柔性化生產(chǎn)管理的重組生產(chǎn)，我們必須打破傳統(tǒng)的部門分工界限，重新整合各部門及工作人員的職能，使得他們能夠得到充分的鍛煉。不斷地調(diào)整生產(chǎn)線，工作人員的工作能力和自身潛能得到提高，部門的獨立思考并且完成任務(wù)的能力還有整體的協(xié)調(diào)能力得到提高。增強了企業(yè)的應(yīng)變能力。

（2）有效降低生產(chǎn)成本。發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，以及內(nèi)部和外部的資源，優(yōu)勢互補，有效地降低了生產(chǎn)所需的信息搜索成本、開發(fā)成本、機會成本及其他生產(chǎn)成本，用最少的資金占用和消費，實現(xiàn)最大的生產(chǎn)效益。

（3）滿足顧客需求。在客戶需求的驅(qū)動下，柔性化生產(chǎn)管理的使用可以集成制造技術(shù)、管理科學(xué)、計算機技術(shù)與其他學(xué)科的成果解決多品種小批量的生產(chǎn)過程的自動化問題，以適應(yīng)客戶的個性化需求，實現(xiàn)客戶滿意。

3 柔性生產(chǎn)下的分揀系統(tǒng)

3.1 分揀系統(tǒng)的構(gòu)成

一般的分揀的流程包括如下步驟：將等待分揀的物品放在掃描臺上，通過掃描包裝上的條碼或者RFID獲得待分揀物品的信息；同時，分揀的信號同步上傳到分揀控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)控制傳輸裝置，將待分揀物品送達到高速分揀機承載小車上面，承載小車將此件物品送至指定格口出。然后，物品落入指定格口，進行信息核對，進而生成物品清單，得到的信息準(zhǔn)確無誤后進行物品的封裝，為下一步物流配送做準(zhǔn)備。

該分揀系統(tǒng)中設(shè)有分揀機主控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、上位計算機、條碼掃描器、監(jiān)控通信機、清單計算機、清單打印機、條碼采集器、管理計算機、路單打印機、智能型總線式物流信息顯示、計數(shù)裝置。其中主控系統(tǒng)負責(zé)高速帶式分揀機機電設(shè)備運動的實時控制，實現(xiàn)待分揀物品實物分揀工作；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、上位計算機、條碼掃描器、清單計算機、清單打印機、條碼采集器、監(jiān)控通信機、智能型總線式物流信息顯示、計數(shù)裝置，構(gòu)成高速帶式分揀機計算機網(wǎng)絡(luò)管理和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)實物分揀過程中的物流分揀信息和控制信息的交互通信和信息控制[6]。

3.2 柔性分揀系統(tǒng)分析

原來的分揀系統(tǒng)單純地靠紙質(zhì)訂單，由人員依據(jù)紙質(zhì)訂單上的編號進行分揀，在分揀過程中需要很大的人力物力。同時分揀的準(zhǔn)確性不高，效率比較低。所有的物品信息需要和訂單上的信息相匹配，這需要分揀人員不停地比對訂單上的信息和物品上的信息，大量的重復(fù)勞作，難免會出錯，給下面的配送帶來不便。分揀需要在一定的范圍內(nèi)進行移動，移動的范圍太大會加重分揀人員的工作量同時分揀的效率大大降低，分揀人員的體力消耗嚴(yán)重；移動的范圍較小就要加大分揀人員的數(shù)量，這給物流部門帶來負擔(dān)。

現(xiàn)在信息化的發(fā)展和市場快速反應(yīng)的需要，分揀不能靠人員的增加從而增加分揀速度，柔性化的分揀需要信息化、模塊化、可視化、機械化、電子化的加入。首先信息化可以使物品的信息及時錄入，信息上傳到計算機，計算機根據(jù)配載結(jié)果將信息進行整合，整合的信息反饋到分揀機上，分揀機將信息轉(zhuǎn)為可視化的亮燈信息，提醒分揀人員進行分揀。對于模塊化，分揀的物品要進行歸類，對分揀的物品進行物流包裝，使得物品更加規(guī)整，便于物品的堆垛和單元化的整合堆放。這樣，部分物品可以放到托盤上，進行模塊化操作，加快分揀的速度。在分揀系統(tǒng)中加入可視化信號燈，省去了分揀人員比對訂單的繁重工作，信號燈指示分揀人員到所在區(qū)域進行揀取，分揀人員不用思考太多，直接揀取，增加了分揀的效率和準(zhǔn)確率。進而分揀人員的活動區(qū)域加大，分揀人員的人數(shù)可以有所減少。一般小批量多批次的物品需要人員的揀選，但是對于大批量、質(zhì)量和體積較大的物品需要機械化的揀選方式。如引入機械手臂，那么機械手臂的數(shù)量需要精確、機械手臂所在位置需要精確定位、機械手臂的活動速度需要精確設(shè)定等。機械化的加入可以減少分揀人員的工作強度。同時機械化離不開電子化，電子化與機械化結(jié)合使得計算機控制整個分揀流程，分揀的精度和速度都得到了提高，減少了人員的投入。

3.3 MAS亮燈分揀系統(tǒng)

在柔性化生產(chǎn)下的分揀系統(tǒng)中，上海通用汽車的隨行料架的物料配載模式（SPS）中的MAS亮燈分揀系統(tǒng)給了很好的參考。SPS作為精確的配載模式，希望在恰當(dāng)?shù)臅r間將汽車所需要的零部件能夠及時地送達工作人員隨手可以觸及的地方，使得工作更加安全、可靠、高效、有序[7-9]。

MAS亮燈分揀系統(tǒng)是SPS的重要輔助系統(tǒng)。MAS亮燈分揀系統(tǒng)是重要的電子設(shè)備，它安裝在貨架儲位上，控制器與計算機對其進行控制，相關(guān)的軟件整理和計算出相關(guān)的信息以數(shù)字的形式反饋到電子設(shè)備上，同時伴有信號燈的指示。揀貨人員根據(jù)信號的指示進行揀選，可以高效準(zhǔn)確地揀選到所需要的零部件。

同時MAS亮燈分揀系統(tǒng)可以檢測出錯誤，如果有差錯，那么電子信號就會進行反映，提示工作人員錯誤發(fā)生的位置以及情況，要求揀選人員及時地更正。MAS亮燈分揀系統(tǒng)根據(jù)需要控制工作人員的揀取流程，做到柔性化分揀。整個的分揀過程中，分揀系統(tǒng)會進行全程監(jiān)控，減少工作人員的錯誤率，提高了工作人員的工作速度，同時增強了揀貨的效率。進而MAS亮燈分揀系統(tǒng)提高了分揀的安全性，減少了人員的投入。

MAS亮燈分揀系統(tǒng)的功能如下[10]：

（1）MAS每天定時從隨行料架的物料配載模式中獲取BOM 信息，保證MAS系統(tǒng)實施應(yīng)急作業(yè)模式。隨行料架的物料配載模式所下發(fā)的BOM信息涵蓋這一天的所有車的型號，如果發(fā)現(xiàn)有的車型不在BOM信息里面，MAS將會報警進行提示。

（2）當(dāng)車輛經(jīng)過最后總裝車間時，MAS將從隨行料架的物料配載模式中自動得到該輛車的相關(guān)配載單信息，其中包括有PV I、車型、顏色、配載區(qū)代碼等。

（3）MAS會及時記錄配載車輛信息，其中包括三種情況如下：進入待揀選的區(qū)域、開始進行揀貨和最后完成揀貨，這些信息將及時上傳到隨行料架的物料配載模式系統(tǒng)中。

（4）MAS亮燈分揀系統(tǒng)還包括工位操作超時的設(shè)定、亮燈的方式切換以及各種報警的屏蔽。

（5）MAS亮燈分揀系統(tǒng)還包括待處理隊列顯示、當(dāng)前車輛亮燈信息顯示、PV I手工輸入功能、指示燈Bypass功能、應(yīng)急作業(yè)模式切換、強制Bypass車輛、系統(tǒng)啟停、報警信息查看。

MAS亮燈分揀系統(tǒng)作為柔性分揀系統(tǒng)對柔性生產(chǎn)具有重要的影響以及輔助功能。這里的汽車生產(chǎn)的柔性化要求精益生產(chǎn)和降低成本提高效率。SPS打破了多車型共線生產(chǎn)方式的瓶頸，柔性化生產(chǎn)方式更加突出。MAS亮燈分揀系統(tǒng)作為SPS的重要輔助功能，它的信息化、電子化使得分揀更加柔性化。根據(jù)計算機軟件的整合，工作人員及時有效地進行揀貨，配合柔性化生產(chǎn)做到精益性；全程監(jiān)控功能使得柔性化生產(chǎn)具有安全性；亮燈和數(shù)字的指示功能使得工作人員能及時到達所揀的貨物地方去，增加了柔性化生產(chǎn)的效率，給生產(chǎn)及時供貨；MAS亮燈分揀系統(tǒng)能夠?qū)㈠e誤信息及時報警，提示工作人員，降低了錯誤率，使柔性化生產(chǎn)質(zhì)量合格率上升；分揀系統(tǒng)使得人員的活動區(qū)域大，工作簡單易行，減少了人員的投入，人力資源的降低和分揀系統(tǒng)引入的長遠利益來看降低了企業(yè)的成本。柔性化分揀系統(tǒng)是柔性化生產(chǎn)的重要組成部分，對柔性化生產(chǎn)具有重要影響。

4 結(jié) 論

柔性化生產(chǎn)是越來越多的生產(chǎn)制造型企業(yè)所追求的目標(biāo)，它是企業(yè)在市場多變環(huán)境中保持強有力競爭的重要手段。分揀需要輔助生產(chǎn)進行整個流程的調(diào)整，柔性化生產(chǎn)離不開柔性化分揀作為支撐，柔性化的分揀使得柔性化生產(chǎn)更加可行。柔性化分揀需要適當(dāng)?shù)男畔⒒㈦娮踊?、機械化、可視化等方面進行支持。柔性化的分揀有利于降低公司的成本，提高整個分揀效率進而提高整個生產(chǎn)效率，降低工作人員的分揀強度，提高分揀的準(zhǔn)確性。

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