服裝行業(yè)物流中心的機(jī)器人揀選策略

文/ 張 威 汪 旭

北京極智嘉科技有限公司

當(dāng)前服裝行業(yè)由于人力成本上漲、勞動力短缺、訂單碎片化和不可預(yù)測性等因素，對于機(jī)器人設(shè)備的需求越來越強(qiáng)烈。本文結(jié)合服裝行業(yè)的具體場景，詳細(xì)介紹了機(jī)器人揀選的系統(tǒng)邏輯以及機(jī)器人在服裝行業(yè)物流中心的拆零揀選策略。

隨著人們生活水平日益提高，服裝不再是基礎(chǔ)的生活必需品，而越來越成為人們彰顯個性和品味的重要介質(zhì)，因此服裝的款式越來越多，更新頻率也越來越快。隨著電商經(jīng)濟(jì)的興起，除了傳統(tǒng)門店購物外，電商、直播等平臺都在以更加豐富多樣的銷售渠道來滿足大眾對服裝的消費(fèi)需求，這也促使了大眾對服裝商品的發(fā)貨和配送時效越來越高。在這個產(chǎn)品同質(zhì)化和銷售同質(zhì)化的時代，人們對于品牌的忠誠度越來越低，如在購物過程中某服裝品牌商家發(fā)生缺貨，絕大多數(shù)的顧客會去其它品牌門店挑選和采購，從而使商家錯失了銷售的機(jī)會。因此，如何保證服裝商品在銷售季不缺貨，從倉內(nèi)及時且準(zhǔn)確地將商品揀選出來并發(fā)運(yùn)是解決這個問題的關(guān)鍵。

當(dāng)前服裝行業(yè)由于人力成本上漲、勞動力短缺、訂單碎片化和不可預(yù)測性等因素，對于機(jī)器人設(shè)備的需求越來越強(qiáng)烈，本文將結(jié)合服裝行業(yè)的具體場景，詳細(xì)介紹服裝物流中心內(nèi)機(jī)器人倉庫如何進(jìn)行拆零揀選。

服裝物流中心訂單類型及特點(diǎn)

服裝物流中心內(nèi)的主要揀選訂單分為經(jīng)銷商訂單、門店訂單和電商訂單三種類型，這三種訂單中的拆零揀選訂單是倉內(nèi)作業(yè)中人數(shù)最多，效率影響最大的環(huán)節(jié)。此外，這三種訂單的訂單結(jié)構(gòu)不同，時效要求不同，因此其在物流中心內(nèi)對應(yīng)的揀選策略也各有不同。

門店訂單：以拆零為主，訂單行數(shù)多在100行以上，行件比多數(shù)在2～4。

經(jīng)銷商訂單：多為整箱和拆零揀選為主，拆零訂單結(jié)構(gòu)與門店訂單相似。

電商訂單：行數(shù)多在1～3行，行件比多為1。

目前，針對拆零揀選的訂單，物流中心內(nèi)的揀選操作主要有兩大策略：

一是針對流量較大、面積較大的物流中心，多采用分區(qū)存儲+提總揀選的策略，揀選完成后再使用分揀機(jī)或機(jī)器人進(jìn)行分揀（門店訂單和電商多品訂單）；

二是對于流量相對較小的物流中心，多會采用分區(qū)按單揀選的方式，在集貨區(qū)按訂單進(jìn)行集貨。

近年來機(jī)器人解決方案在服裝拆零揀選領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，下面我們先來了解下，機(jī)器人揀選的基本思想：

1.無需人工入貨架區(qū)進(jìn)行上架和揀選，由機(jī)器人搬運(yùn)商品到人，人只做揀選的動作；

極智嘉貨箱機(jī)器人+貨架機(jī)器人揀選場景圖

極智嘉助力日本耐克提升揀選效率

2.系統(tǒng)根據(jù)策略和算法自動派單上墻，保證人員連續(xù)揀選；

3.算法優(yōu)化提升每次搬運(yùn)的效率和盡可能減少機(jī)器人的搬運(yùn)距離。

機(jī)器人揀選的系統(tǒng)邏輯

（1）接收下發(fā)訂單

客戶系統(tǒng)通過機(jī)器人系統(tǒng)接口平臺，推送訂單信息到機(jī)器人業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

（2）貨位預(yù)匹配

機(jī)器人業(yè)務(wù)系統(tǒng)首先將所有訂單放入訂單池，并進(jìn)行訂單明細(xì)與貨位的預(yù)匹配，預(yù)匹配會以貨架命中率作為優(yōu)化目標(biāo)，預(yù)匹配的目的是盡量以最小的搬運(yùn)次數(shù)即最少的機(jī)器人數(shù)量來完成全部揀選任務(wù)。

（3）訂單調(diào)度

生產(chǎn)開始后，機(jī)器人系統(tǒng)會根據(jù)系統(tǒng)配置進(jìn)行人工或者系統(tǒng)自動調(diào)度，調(diào)度會參照訂單的業(yè)務(wù)要求、算法優(yōu)化、機(jī)器人倉庫可用資源等進(jìn)行，完成調(diào)度的訂單由訂單池進(jìn)入待生產(chǎn)狀態(tài)。

（4）組波/任務(wù)拆分

隨后機(jī)器人系統(tǒng)會根據(jù)波次策略進(jìn)行自動或者人工組波，除了考慮業(yè)務(wù)上，優(yōu)先級、時效、波次數(shù)量體積限制、款色碼限制等之外，還會參照訂單池預(yù)匹配的結(jié)果，來提高命中率，減少貨架搬運(yùn)次數(shù)。

（5）波次上墻

隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，波次會按照優(yōu)先級、訂單類型等業(yè)務(wù)約束和重合度、貨架距離等算法優(yōu)化因素來選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ髡?，并自動派單上墻進(jìn)入揀選狀態(tài)。

（6）尾波策略

波次篩選過程中未達(dá)成最優(yōu)波次的訂單，滿足一定條件會觸發(fā)尾波策略，用單獨(dú)的波次策略來確保尾波也可以按時完成，以達(dá)成業(yè)務(wù)要求。

（7）機(jī)器人調(diào)度

訂單明細(xì)行命中的貨位會被作為搬運(yùn)任務(wù)下發(fā)給機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)，由調(diào)度系統(tǒng)選擇最近的機(jī)器人通過最短的路徑進(jìn)行搬運(yùn)。

（8）貨到人揀選

若多個訂單同時需要同一個SKU，則可以進(jìn)行合并揀選、再分播來提高揀選效率；揀選過程會按照揀-掃-播-拍燈這樣的流程反復(fù)進(jìn)行，直到最后一件完成揀選，亮燈換箱，新的波次進(jìn)入。

機(jī)器人揀選可以更加靈活和智能化地根據(jù)業(yè)務(wù)的不同進(jìn)行智能策略的匹配，另外機(jī)器人也可以根據(jù)業(yè)務(wù)量的變化，柔性地調(diào)整產(chǎn)能和布局,相信機(jī)器人產(chǎn)品在服裝行業(yè)會有更加廣闊的市場空間。

機(jī)器人倉庫揀選策略

現(xiàn)結(jié)合服裝行業(yè)具體的業(yè)務(wù)場景，對機(jī)器人倉庫的揀選策略分析如下。

1.業(yè)務(wù)模式一：門店訂單

門店訂單有同款同箱的要求，在人工倉庫內(nèi)多是通過人工按序揀選實(shí)現(xiàn)；在自動化倉庫里多是將門店訂單根據(jù)商品體積拆成訂單箱，再進(jìn)行揀選。機(jī)器人倉庫若要嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)同款同箱，需要對機(jī)器人搬運(yùn)貨架的順序做出要求，因此會限制算法的優(yōu)化深度，犧牲一定的揀選效率。在目前的階段，機(jī)器人倉庫多通過訂單箱任務(wù)拆分的方式來滿足同款同箱的業(yè)務(wù)需求，前提是需要準(zhǔn)確的SKU體積信息。

（1）按訂單揀選

在組波時，執(zhí)行按訂單揀選策略，即可實(shí)現(xiàn)一訂單一波次。按訂單揀選，往往搭配邊揀邊分的模式，一個人既進(jìn)行揀選摘果，又完成播種，輸出的是一個個訂單，后續(xù)無需增加額外的二次分揀環(huán)節(jié)。流程簡單，運(yùn)營難度低，適用于絕大部分倉庫場景。

如不考慮同款同箱，由算法計算最優(yōu)的揀選順序并執(zhí)行貨架搬運(yùn)，揀選過程中若出現(xiàn)滿箱，則進(jìn)行人工拆箱，拆出的多個箱子一方面會自動綁定到同一個訂單，另一方面箱內(nèi)明細(xì)與箱號也進(jìn)行一一綁定，便于全程跟蹤。這種模式下，系統(tǒng)不會按照體積進(jìn)行自動拆分，因此對SKU體積基礎(chǔ)數(shù)據(jù)無要求，同時對于客戶使用規(guī)格不一的入庫箱比較友好，可保證只有一個尾箱，減少整體物流成本。

（2）提總揀選

在組波時，執(zhí)行一定的波次策略，即可實(shí)現(xiàn)多訂單一波次的提總揀選。機(jī)器人倉庫的揀選工作站空間有限，每個工作站僅容納一人操作，因此有效率上限，加人也不能顯著提升揀出效率；對于一些規(guī)模較大的企業(yè)，或者在業(yè)務(wù)峰值，大量訂單涌入的情況下，需要更高的效率輸出時，可采用波次分區(qū)提總揀選+二次分播的策略。

提總揀選策略下，揀選工作站操作人員僅負(fù)責(zé)揀選和粗分，通過將多個訂單組合在一起，訂單重合度和算法優(yōu)化深度都會大大加強(qiáng)，反映在實(shí)際操作中即命中率大大提升，同樣的貨架搬運(yùn)次數(shù)可以揀出更多的貨物，從而大大提高揀選環(huán)節(jié)的輸出效率。與此同時，需要在后續(xù)環(huán)節(jié)增加二次分揀環(huán)節(jié)，將混在一起的多個訂單再分成一個個訂單。

提總揀選模式將“揀”和“分”分開，從而提高揀選效率，同時在后續(xù)環(huán)節(jié)通過分揀機(jī)或機(jī)器人方案雙管齊下，可大幅實(shí)現(xiàn)倉庫揀選效率的提升，也可大幅減少人員的投入，但由于需要增加一個分揀流程，因此需要增加分揀區(qū)域的規(guī)劃，對于倉庫的面積有一定的需求。

經(jīng)銷商訂單中的拆零揀選訂單結(jié)構(gòu)與門店訂單相似，揀選策略亦與門店訂單相同，故不單獨(dú)另作分析。

2.業(yè)務(wù)模式二：電商訂單

電商訂單主要有二種，多品訂單和單品訂單。針對兩種訂單結(jié)構(gòu)，在倉庫內(nèi)多會采用不同的方式來進(jìn)行揀選。另外，由于電商業(yè)務(wù)經(jīng)常開展促銷活動，倉庫在促銷期間也會采用不用的方式來提升揀選效率。

（1）多品訂單

可采用上述按訂單揀選策略，一訂單一波次，每一個訂單獨(dú)占播種墻上的一個格口。訂單上墻時，一方面可以考慮承運(yùn)商、訂單類型、包裝形式、線路等業(yè)務(wù)約束，來將訂單指定到某些工作站上，使后續(xù)打包、二次分揀更加容易。

比如可以將同一個線路的不同訂單分配至同一個工作站，完成揀選的訂單自動對應(yīng)到同一條發(fā)運(yùn)線路，減少后續(xù)操作環(huán)節(jié)。再比如可以將不同包裝形式的訂單分工作站揀選，同一個工作站揀出的訂單適用一種包裝形式，可以直接將該工作站揀出的訂單與指定包裝臺綁定，減少后續(xù)進(jìn)行二次分揀的難度。另一方面，還會考慮訂單之間的重合度、關(guān)聯(lián)關(guān)系等因素，來將相似或者相關(guān)的訂單派至同一個工作站，以增加算法優(yōu)化深度，增大命中率，減少貨架搬動次數(shù)。

顯然，最后一種方案是單環(huán)節(jié)揀選效率最優(yōu)的，但庫內(nèi)規(guī)劃需要從倉內(nèi)整個作業(yè)流程和布局來考慮，多種的揀選策略，可以滿足客戶不同的需求。

（2）單品訂單

可采用上述提總揀選策略。在單品訂單組波上墻后，即可以每個格口的任務(wù)全部完成再打包，也可邊揀選邊打包，后一種方式極大地提升了訂單完成的即時性。

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（3）促銷期訂單

由于電商促銷較多，訂單量波動較大。針對促銷期的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，會采用多種揀選策略來大幅度提升揀選效率。

一是增加機(jī)器人的投入量，提升揀選效率；

二是增加工作站或工作站復(fù)用，可用上架工作站進(jìn)行揀選；

三是延長揀選工作時間；

四是調(diào)整波次策略，提升貨架命中率和人員每次揀選的行件。其中調(diào)整波次策略，一方面可能提升播種墻上每個格口的訂單數(shù)量，另一方面也可以多訂單組成一個波次，每個波次占播種墻上的一個格口。組波時，可以設(shè)定波次策略，按相同結(jié)構(gòu)訂單、相似訂單等維度進(jìn)行組波，以最大程度地減少后續(xù)二次分揀的難度，其中如按相同訂單來進(jìn)行組波，則不需要在后面設(shè)置二次分揀環(huán)節(jié)，直接即可復(fù)核包裝。

針對于電商訂單來說，貨到人機(jī)器人解決方案較貨箱到人機(jī)器人解決方案，在機(jī)器人的效率上優(yōu)勢更明顯。因?yàn)樵谕粎^(qū)域，同樣的機(jī)器人臺數(shù)，同樣的存儲貨架數(shù)和庫存量，單量不同的情況下，每個貨架命中的SKU數(shù)量不一樣，單臺機(jī)器人每次搬運(yùn)的被命中的SKU也是不一樣的，單量越大，命中率越高。而貨箱到人解決方案，由于每次搬運(yùn)的量較少，因此命中率提升的機(jī)率很小。

結(jié)束語

綜合以上可以看出，機(jī)器人揀選可以更加靈活和智能化地根據(jù)業(yè)務(wù)的不同進(jìn)行智能策略的匹配，另外機(jī)器人也可以根據(jù)業(yè)務(wù)量的變化，柔性地調(diào)整產(chǎn)能和布局，相信機(jī)器人產(chǎn)品在服裝行業(yè)會有更加廣闊的市場空間。

貨到人機(jī)器人和貨箱到人機(jī)器人是當(dāng)前市面上的兩大主流機(jī)器人揀選產(chǎn)品，這兩種產(chǎn)品各有特點(diǎn)，其中貨到人機(jī)器人在市場上應(yīng)用的時間較長，在海外和國內(nèi)均有較大規(guī)模的應(yīng)用；而貨箱到人機(jī)器人是相對新的產(chǎn)品，因其明顯彌補(bǔ)了貨到人機(jī)器人產(chǎn)品的劣勢，現(xiàn)在也吸引了很多服裝行業(yè)人的興趣。綜合來看，如貨到人機(jī)器人產(chǎn)品可以再提升一些貨架的高度來提升庫容利用率和解決揀選需要登高的問題，將會更加有市場競爭力；而貨箱到人機(jī)器人產(chǎn)品如可以有更加柔性的工作站方案，且可以很好地解決尾箱理貨的問題，并能夠優(yōu)化設(shè)備成本，也將會有更廣闊的應(yīng)用。