摘果式和播种式的比较

拆零拣选的方式主要分为摘果式和播种式两大类，国内应用较多的是摘果武拣选。两种方式各有什么特点，分别适用于哪种类型的物流配送中心?本系列连载文章将给出细致的分析，以便使广大读者和应用企业对于两种拣选方式形成更为深入的了解。

配送中心内通常有多种拆零拣选作业方法，总体上可归纳为两种：订单别拣选，俗称摘果式；商品别汇总拣选，俗称播种式。在普遍采用电子显示标签辅助拣选的今天，拆零拣选按照操作流程更加明确地区分为摘果式和播种式两类。

摘果式拣选和播种式分拣

1摘果式拣选(订单别拣选)

摘果式拣选法是针对每一份订单(即每个客户)进行拣选，拣货人员或设备巡回于各个货物储位，将所需的货物取出，形似摘果。其特点是每人每次只处理一份订单或一个客户。

应用电子显示标签进行摘果式拣选，一般要求每一品种货物(货位)对应一个电子显示标签，控制计算机系统可根据货物位置和订单数据，发出出货指示，并使货位上的电子显示标签亮灯，操作员根据电子标签所显示的数量及时、准确地完成拣货作业。

图1是使用电子显示标签的摘果式拣选系统示意图，其作业特点是：从货架上取货，放入流水线上的箱中。图2是某配送中心的摘果式分拣线作业场景，拣选品规数约为1000个。

2播种式分拣(商品别汇总拣选)

播种式分拣是把多份订单(多个客户的要货需求)集合成一批，先把其中每种商品的数量分别汇总，再逐个品种对所有客户进行分货，形似播种，因此称其为“商品别汇总分播”更为恰当。

应用电子显示标签的播种式分拣系统，其每个电子标签货位代表一张订单(即一个客户)，操作员先通过条码扫描把将要分拣货物的信息输入系统中，需要货物的货位所在的电子标签就会亮灯，同时显示出该位置所需分货的数量。载有单一品种货物的拣货人员或设备，巡回于各个客户的分货位置，按电子标签显示数量进行分货。

图3是使用电子显示标签的播种式分拣系统示意图，图4是某配送中心播种式分拣线的作业场景，该线采用“货到人”方式，一次分拣客户数最多为60个。其作业特点是：从流水线上的货箱中取货，放入货架上的发货箱内，与摘果式的动作刚好相反。

图5、图6是摘果式系统和播种式系统在配送中心的平面布局图，参照条件是分拣处理的品种数不小于2000个，分拣输出能力大致相等。图5中拆零拣选区安装的摘果式分拣线长度人于200米，并且一般情况下都是如此。图6中的拆零拣选区安装了4条播种分拣线，每条线长度10米。

由两种系统的平面布局可以看出，播种式系统的占地面积小很多，因此可以获得更多的仓储容积和作业区域。

硬件设备和成本分析

应用电子显示标签的摘果式和播种式分拣系统，其硬件组成主要包括装有电子显示标签的货架、配套的流水(输送)线。从外观形式看，两种分拣系统硬件的主要区别在于，摘果式系统货架和流水线的长度远远大于播种式系统，宽度的差别并不大。

1摘果式拣选系统

摘果式拣选系统一般要求每一品种货物占用一个货位，对应使用一个电子标签。国内现有的摘果式系统货架，一般每米长度可设置10个左右(8～12)的货位，因此，2000个品种的摘果式系统，其货架长度约为200米。配套的流水线长度一般会大于货架的长度。

2播种式分拣系统

播种式分拣系统的每个电子标签(货位)代表一张订单(一个客户)，因此，货架长度和分拣处理的品种多少无关，用很短的货架分拣线就可以处理品种数巨大的订单。例如，托贝克公司开发的TBC型播种分拣线处理2000个品规、40个客户，其货架长度仅为10米，仅为前述摘果式分拣线的1/20。图6中4条播种式分拣线组合，其长度也只有40多米，仅为摘果武的1/5。

3硬件设备的成本分析

粗略估算摘果式系统和播种式系统的硬件造价，其每一个货位的成本、每米流水线的成本是基本相等的。由于摘果式系统的货架、流水线长度远大于播种式，因此在分拣处理能力相等的条件下，摘果式系统在占地面积、设备造价、操作人员数量、使用费用等方面将远大干播种式系统。

图7是一次处理40份订单的播种式分拣线，长度为10米。

作业流程和耗费工时分析

在此以含有若干份订单的一个波次为例进行分析，讨论的范围是订单间品种重合度较高的情况，并且与前述平面布局图对照理解。

1摘果式拣选的作业流程

①补货：从仓储区向拆零拣选区送货，并且逐个货位上架。

②沿线拣选：周转箱沿着分拣流水线移动，分拣人员从货架上取货，放入周转箱。

③复核装箱：拣选结束后，对已经装入周转箱的货物进行核对(品种、数量等)，有时还需要换箱装货。

④集货待运：把已经复核装箱完毕的货箱送到发货区，等待运出。

2播种式分拣的作业流程

①汇总拣货：从仓储区将该波次所需货物全部拣出，送到拆零分拣区，逐个放到分拣线上。

②沿线分货(含复核装箱)：待分播货箱沿着流水线移动，分拣人员从流水线上的箱中取货，放入货架箱内。间歇性复核、装箱。

③集货待运：把已经复核装箱完毕的货箱送到发货区，等待运出。

3作业量和耗时比较

按照作业流程，对两种方式的各主要阶段进行比较。

①摘果式的“补货”VS播种式的“汇总拣货”

摘果式的补货作业：包括从仓储区将该波次所需货物拣出，按品项巡行于数千个货位，逐个放到拣选货位上。

播种式的汇总拣货：包括从仓储区将该批次所需货物全部拣出，逐个放到分拣线上。

两种方式相比较，摘果式的补货作业需要巡行数千个货位的行走距离，通常长度达几百米。此外，摘果式对每个货位的放货操作，其动作量也大于播种式的放货。

由于拣选货架空间有限，对出货量较大的商品货位，一个波次内摘果式往往需要进行多次补货。而播种式只需一次。

由此看来，在这个作业时段，摘果式的作业量、耗时要远大于播种式。

此外，摘果式在大量补货时通常要暂停拣选作业，这就很难实现连续分拣，造成时间利用不充分。播种式则不存在这个问题。

②摘果式的“沿线拣选”VS播种式的“沿线分货”

摘果式的沿线拣选：从货架上取货放到流水线上。

播种式的沿线分货：从流水线上取货放到货架上。

这两个互逆的拣货动作，耗时基本相当。

但摘果式的流水线长度远大于播种式，并且摘果式的货位多、转换多，周转箱移动的阻碍也多，造成摘果式分拣线的周转箱移动速度往往低于播种式(不考虑空行程)。

每当货架上货箱装满后，播种式分拣需要做一个换箱动作；此外，播种式分拣还要间歇性进行数量复核。完成这两件事所需的时间，大约为总拣货动作时间的10％。

综合而论，在这个作业时段，两种方式的工效大致相当。

③摘果式的“复核装箱”

“复核装箱”动作是摘果式独有的，就是要对流水线出来的货箱内的品种数量进行逐一核对，有时还要重新装箱。

可见，摘果式的“沿线拣选”与“复核装箱”作业时间之和明显超过播种式的“沿线分货”。

有些摘果式分拣线中，为缩短作业时间而免去了“复核”动作，其后果是增加了差错率。

关于差错率：播种式在分拣货物时，可以通过核对剩余数量发现前面作业的差错，因此可以明显减少差错；摘果式则很难在作业中核对。所以同等条件下，摘果式的差错率高于播种式。

④集货待运

在此阶段，两种拣选方式的作业量基本相等。

分析结论

对于同样的分拣量，摘果式的行走距离较大、动作多、耗时长、差错率高。因此播种式优于摘果式。

从另一方面说，尽管摘果式对单个订单的响应速度较快，但是播种式可以高效处理成批订单，其完成一份订单的平均时间要少于摘果式(在本文设定的条件下)。低重合度品项分拣状况对比分析

在一个波次的订单里，对其中每个品种的货物，可以按照需要该品种的客户数的多少进行分类。要货客户数超过该波次客户总数50％的品种，一般称为高重合度品种(品项)。

上一讲对于摘果和播种两种分拣方式的分析，主要适用于重合度较高的货物品项。

对于低重合度品项的分拣，是否播种式仍然具有高效率、低差错率的优势?长期以来，这是一个认识误区颇多的问题。

对于摘果式拣选，当一些品种货物要货重合度较低时，就意味着拣货箱在流水线上巡回时，会经过一些不需拣货的货位，即空行程。这些空行程占用的时间、空间、人员操作都是无效益的。播种式分拣也有类似情况。

为了解决这个问题，目前摘果式往往采取分区拣选策略，其主要做法是将全部拆零拣选货架分为若干区域，这样在拣选低重合度品项时，对于没有要货品项的区域，拣货箱就不必进入。以此来缩小拣货区域和空行程。

图1为分区摘果式分拣线示意图。其中黄色区域为输送线，灰色块为周转箱，红色箭头表示周转箱的移动方向。图1中周转箱的行走路径就没有进入分区2和分区4。

以下分析在采用分区策略的情况下，摘果式的作业效率。

①拣货行走距离分析

假定在一个2000个品项、40个客户的分拣波次中，有30个品项是单客户要货品项。对于两种分拣方式，这30个品项的拣货行走距离分别是：

摘果式：应用分区策略，将2000个品项的拣选区分为4个小区(参见图1)，每个分区的品项货位数是500个，因此每个单客户品项的拣货行走距离为一个分区，即500个货位(略去主通道长度)，30个品项总拣货行走距离为15000个货位。

播种式：使用每线40个客户(货位)的播种式分拣线，每个单客户品项的最大拣货行走距离是40个货位，30个品项总拣货行走距离为1200个货位。

可见，摘果式的拣货行走距离远大于播种式。

运用上面的推理方法可以看出，对于要货客户数大于1的低重合度品项，也有类似的结论。

②播种式的空行程问题

对于低重合度的品项，早期播种式分拣也存在空行程造成的人员、时间浪费。但前面的分析表明，空行程对播种式的影响远远小于摘果式。

深圳市托贝克信息设备公司开发设计的TBC型播种式分拣系统，针对低重合度品种采用特定的播种流程，使用并行作业方案，使得高重合与低重合度品项并行分拣，很好地解决了空行程问题，也缩短了订单的响应时间。(本栏目后续文章会进行详细说明)

③摘果式高低频分类拣选的分析

为了缩短摘果式拣选的行走距离和时间，有专家设计了高低频分类拣选方案。该方案的特点：一是采用分区拣选策略，二是提高低重合品项拣选货架密度。典型案例为上海某便利店配送中心。

理论分析和实际考察表明，这个方案也有明显的缺陷：

采用分区拣选策略后，摘果式行走路径依然长于播种式；

高低频分类的补货、拣选作业流程比较复杂，容易出错；

市场要货的高低频是每天都在变化的，分拣货位很难随时调整；

高低频分类不能解决摘果式分拣无法兼顾复核的问题；

放货密度提高，造成拣货标识不明显，拣货差错增加。

所以高低频分类只是部分优化了摘果式拣选流程，并不能根本改变摘果式的固有缺点。

分析结论：

对于低重合度品项的分拣作业，即使采用分区策略。摘果式分拣线的货架长度并未减少，只是空行程有所减少，但是其拣货行走距离同样远大于播种式。此时播种式仍然优于摘果式。

忽略两种方式的技术细节，用工业工程的一般原理分析，由于播种式采用了汇总订单成批处理的方法，必然可以省略单个订单处理作业的若干重复动作，效率自然要高于摘果式。

提高自动化程度后的比较

曾有观点认为，采用高速输送线可以克服摘果式拣货行走耗时较多的缺点，因此高速机械化的摘果式是优于播种式的。

这个观点是否准确?下面进行分析。

1、摘果和播种这两种分拣系统处理的货物对象是相同的，机械输送动作是类似的，因此两者都可以采用高速输送线，不存在孰优孰劣的情况。播种式同样可以采用高速机械化来加快速度、提高效率。

2、由于摘果式的补货是在上千个货位补货点进行，而播种式的补货是在一个上线点进行，因此播种式更容易实现自动机械化补货。

图2是摘果式多货位补货示意图。

图3为使用输送线后，对播种式分拣线进行自动补货的示意图。这个方案是不难实现的。

3、如果不设置复核工序，提高自动化程度也不能降低摘果式的分拣差错率。但是设置复核工序必然增加作业时间、降低效率。

由上述分析可知，使用高速自动化技术后，播种式依然优于摘果式。

实测数据的比较

表1给出了某医药配送中心使用TBC型播种式分拣系统、某便利店配送中心使用摘果式分拣线(高低频优化分区型)的作业数据对比。

分析结论

采用了优化分区策略的摘果式分拣系统，其占地面积(造价)是TBC型播种式分拣系统的3倍多，人效比播种式低约30％。

摘果式和播种式的比较总结

本文以使用电子显示标签的拣选系统为主进行说明，其结论也适用于未安装电子显示标签的普通货架拣选系统。

1)占地、造价、适用范围

①当拆零拣选的品种较多时(例如大于1000个)，对应相同的分拣能力，摘果式分拣系统的货架和输送线长度、占地面积远大于播种式系统，其造价和操作人员数量也较多。

换言之，如果占用同样大的场地面积，播种式系统的分拣能力会比摘果式大很多。

因此，对于拆零拣选品种数较多的情况，应优先选用播种式。

②当拆零拣选的品种数小于300个，而订单客户数量巨大(超过1000个)时，非常适合使用摘果式分拣，因为：

如果采用播种式，会造成很长的货架、流水线长度、占地面积，带来类似于品种数巨大时采用摘果式的情况；

此时品种数不多，因此摘果式的拆零拣选货架长度不大，可以使用。

这个情况的典型案例是卷烟拆零分拣线。图4显示的是条烟摘果式分拣线，可以处理200个品种、单班1500个客户。

③拆零货物数量较少时，因为不需要频繁补货，所以摘果式比较方便。拆零数量较大时则应使用播种式。

总而言之，对于订单品种和数量都比较多的大规模拆零拣选，播种式分拣比摘果式具有多方面的优势，此时应以播种式为主要作业流程，适当辅之以摘果式流程。

2)工作效率

前面已经分析过，在订单品种重合度较高的情况下，摘果式和播种式在分货工序人均工效方面相差不多，而摘果式的补货工作量比播种式大。

在实际工作中，多数配送中心的订单品种通常差异变化较大，此时播种式因行走距离较短等因素，效率优于摘果式。

因此，从提高工作效率的角度考虑，应优先采用播种式进行拆零拣选。

3)差错率

播种式在分拣过程中可以很方便地兼顾复核，而摘果式则很难做到。摘果式要降低差错率，就必须增加复核工序，也就相应增加了工作量。所以同等条件下，播种式差错率低于摘果式。

4)订单响应时间

订单响应时间较短是摘果式的优点。早期播种式分拣系统订单响应时间较长，严重制约了播种式分拣技术的推广。

深圳市托贝克信息设备技术公司研发的多线并行播种技术，可以按照订单响应时间的要求随需配置设备和波次，随需调整订单响应时间，满足了实际需求。

值得关注的是，现在多数配送中心的订单都是按照计划作业的，要求即刻提货的订单只是个别现象，所以摘果式“摘了就出”的作业特点实际价值并不大。对于个别紧急订单，可以采用RF手持终端辅助人工拣货方式来解决。

5)扩展升级、系统柔性

从播种式分拣系统的平面布置图(见本刊上一讲)可以看出，TBC型播种式系统由多组相同或类似的分拣线组成，规模小时可以只用一组，规模发展了可以逐步增加。每组分拣线又可以分别采用纯人工推动、半自动或全自动输送，作业时各组系统可以单独作业或者按需组合，因此具有良好的扩展升级特性和系统柔性。

托贝克公司的实际案例