柔性生产下的分拣系统

杨超民　魏佳兴

[摘 要]全球一体化以及市场的复杂性和不可预测性的情况越发突出，这要求企业的生产方式更加柔性化。柔性化的生产方式离不开柔性分拣系统进行辅助。本文旨在研究柔性生产下的分拣系统。首先介绍了柔性生产的内涵以及作用，然后说明柔性生产下的分拣系统的构成并且进行分析，最后引入MAS亮灯分拣系统进一步说明柔性化分拣对于柔性化生产的影响以及辅助作用。

[关键词]柔性生产；生产制选型企业；分拣系统；MAS

[中图分类号]F251 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2014）27-0019-02

1 引 言

现在全球一体化和技术革新使得竞争更加激烈。原有体系的改变撼动了许多行业的竞争模式。市场的复杂性和不可预测性越来越突出[1]。信息的快速更新使得企业要尽快看清市场变化并且掌握对手信息做出决策与反应。所以管理模式、生产模式以及物流系统中的配送模式等多方面都提倡柔性。

柔性是对不确定环境的适应性反应，同时柔性是对竞争的很好的应对。换言之，柔性是一种应变能力，柔性是一个有效的系统，以对付环境变化或环境变换所造成的不确定性的能力[2]。对于企业来说，增加柔性，可以增加产品的销售以及分销系统，使系统资源得到优化配置，从而使整个系统的价值得到增长。柔性控制的重要内容包括对于需求的识别还有对于柔性系数的优化和控制。确定需求，首先分析外部环境，外部环境是怎样变化的；需求分为显性需求和潜在需求两种，显性需求是已经表现出来的需求，而潜在需求是现在未表现出来的需求，未来会用到的需求。柔性的优化和调整控制水平可根据需求把柔性水平与需求相匹配，调整柔性因子。根据需求，找出一个相对应的比较符合现实的柔性系数。所以，企业根据市场需求不断调整自身的柔性系数，做到柔性生产。

2 柔性生产

2.1 柔性生产的内涵

柔性生产是指通过系统结构、人员组织、运作方式和市场营销等方面的改革，使生产系统能对市场需求的变化进行快速反应，同时消除冗余无用的损耗，最大限度使企业获得更大的效益。柔性生产的“柔性”指的是按照成本效益原则，以“及时”的方式，对产品品种变化的适应能力[3-4]。

然而，由于柔性化的生产环境中，企业是在买方市场，客户需求的多样化和个性化的特点，产品生命周期的缩短，市场竞争环境激烈[5]。公司需要随时根据市场和实施方案进行改变，调整生产计划，生产通常表现出比较大的波动和具有被动性，因此，生产物流也会表现出随机性和不确定性。要求公司构建适应柔性生产特点的生产物流平衡策略机制，从而快速有效地进行柔性生产。

2.2 柔性生產的作用

（1）增强企业的应变能力。对于柔性化生产管理的重组生产，我们必须打破传统的部门分工界限，重新整合各部门及工作人员的职能，使得他们能够得到充分的锻炼。不断地调整生产线，工作人员的工作能力和自身潜能得到提高，部门的独立思考并且完成任务的能力还有整体的协调能力得到提高。增强了企业的应变能力。

（2）有效降低生产成本。发挥企业现有的生产设备，以及内部和外部的资源，优势互补，有效地降低了生产所需的信息搜索成本、开发成本、机会成本及其他生产成本，用最少的资金占用和消费，实现最大的生产效益。

（3）满足顾客需求。在客户需求的驱动下，柔性化生产管理的使用可以集成制造技术、管理科学、计算机技术与其他学科的成果解决多品种小批量的生产过程的自动化问题，以适应客户的个性化需求，实现客户满意。

3 柔性生产下的分拣系统

3.1 分拣系统的构成

一般的分拣的流程包括如下步骤：将等待分拣的物品放在扫描台上，通过扫描包装上的条码或者RFID获得待分拣物品的信息；同时，分拣的信号同步上传到分拣控制系统中，控制系统控制传输装置，将待分拣物品送达到高速分拣机承载小车上面，承载小车将此件物品送至指定格口出。然后，物品落入指定格口，进行信息核对，进而生成物品清单，得到的信息准确无误后进行物品的封装，为下一步物流配送做准备。

该分拣系统中设有分拣机主控系统、数据库服务器、上位计算机、条码扫描器、监控通信机、清单计算机、清单打印机、条码采集器、管理计算机、路单打印机、智能型总线式物流信息显示、计数装置。其中主控系统负责高速带式分拣机机电设备运动的实时控制，实现待分拣物品实物分拣工作；数据库服务器、上位计算机、条码扫描器、清单计算机、清单打印机、条码采集器、监控通信机、智能型总线式物流信息显示、计数装置，构成高速带式分拣机计算机网络管理和控制系统，实现实物分拣过程中的物流分拣信息和控制信息的交互通信和信息控制[6]。

3.2 柔性分拣系统分析

原来的分拣系统单纯地靠纸质订单，由人员依据纸质订单上的编号进行分拣，在分拣过程中需要很大的人力物力。同时分拣的准确性不高，效率比较低。所有的物品信息需要和订单上的信息相匹配，这需要分拣人员不停地比对订单上的信息和物品上的信息，大量的重复劳作，难免会出错，给下面的配送带来不便。分拣需要在一定的范围内进行移动，移动的范围太大会加重分拣人员的工作量同时分拣的效率大大降低，分拣人员的体力消耗严重；移动的范围较小就要加大分拣人员的数量，这给物流部门带来负担。

现在信息化的发展和市场快速反应的需要，分拣不能靠人员的增加从而增加分拣速度，柔性化的分拣需要信息化、模块化、可视化、机械化、电子化的加入。首先信息化可以使物品的信息及时录入，信息上传到计算机，计算机根据配载结果将信息进行整合，整合的信息反馈到分拣机上，分拣机将信息转为可视化的亮灯信息，提醒分拣人员进行分拣。对于模块化，分拣的物品要进行归类，对分拣的物品进行物流包装，使得物品更加规整，便于物品的堆垛和单元化的整合堆放。这样，部分物品可以放到托盘上，进行模块化操作，加快分拣的速度。在分拣系统中加入可视化信号灯，省去了分拣人员比对订单的繁重工作，信号灯指示分拣人员到所在区域进行拣取，分拣人员不用思考太多，直接拣取，增加了分拣的效率和准确率。进而分拣人员的活动区域加大，分拣人员的人数可以有所减少。一般小批量多批次的物品需要人员的拣选，但是对于大批量、质量和体积较大的物品需要机械化的拣选方式。如引入机械手臂，那么机械手臂的数量需要精确、机械手臂所在位置需要精确定位、机械手臂的活动速度需要精确设定等。机械化的加入可以减少分拣人员的工作强度。同时机械化离不开电子化，电子化与机械化结合使得计算机控制整个分拣流程，分拣的精度和速度都得到了提高，减少了人员的投入。

3.3 MAS亮灯分拣系统

在柔性化生产下的分拣系统中，上海通用汽车的随行料架的物料配载模式（SPS）中的MAS亮灯分拣系统给了很好的参考。SPS作为精确的配载模式，希望在恰当的时间将汽车所需要的零部件能够及时地送达工作人员随手可以触及的地方，使得工作更加安全、可靠、高效、有序[7-9]。

MAS亮灯分拣系统是SPS的重要辅助系统。MAS亮灯分拣系统是重要的电子设备，它安装在货架储位上，控制器与计算机对其进行控制，相关的软件整理和计算出相关的信息以数字的形式反馈到电子设备上，同时伴有信号灯的指示。拣货人员根据信号的指示进行拣选，可以高效准确地拣选到所需要的零部件。

同时MAS亮灯分拣系统可以检测出错误，如果有差错，那么电子信号就会进行反映，提示工作人员错误发生的位置以及情况，要求拣选人员及时地更正。MAS亮灯分拣系统根据需要控制工作人员的拣取流程，做到柔性化分拣。整个的分拣过程中，分拣系统会进行全程监控，减少工作人员的错误率，提高了工作人员的工作速度，同时增强了拣货的效率。进而MAS亮灯分拣系统提高了分拣的安全性，减少了人员的投入。

MAS亮灯分拣系统的功能如下[10]：

（1）MAS每天定时从随行料架的物料配载模式中获取BOM 信息，保证MAS系统实施应急作业模式。随行料架的物料配载模式所下发的BOM信息涵盖这一天的所有车的型号，如果发现有的车型不在BOM信息里面，MAS将会报警进行提示。

（2）当车辆经过最后总装车间时，MAS将从随行料架的物料配载模式中自动得到该辆车的相关配载单信息，其中包括有PV I、车型、颜色、配载区代码等。

（3）MAS会及时记录配载车辆信息，其中包括三种情况如下：进入待拣选的区域、开始进行拣货和最后完成拣货，这些信息将及时上传到随行料架的物料配载模式系统中。

（4）MAS亮灯分拣系统还包括工位操作超时的设定、亮灯的方式切换以及各种报警的屏蔽。

（5）MAS亮灯分拣系统还包括待处理队列显示、当前车辆亮灯信息显示、PV I手工输入功能、指示灯Bypass功能、应急作业模式切换、强制Bypass车辆、系统启停、报警信息查看。

MAS亮灯分拣系统作为柔性分拣系统对柔性生产具有重要的影响以及辅助功能。这里的汽车生产的柔性化要求精益生产和降低成本提高效率。SPS打破了多车型共线生产方式的瓶颈，柔性化生产方式更加突出。MAS亮灯分拣系统作为SPS的重要辅助功能，它的信息化、电子化使得分拣更加柔性化。根据计算机软件的整合，工作人员及时有效地进行拣货，配合柔性化生产做到精益性；全程监控功能使得柔性化生产具有安全性；亮灯和数字的指示功能使得工作人员能及时到达所拣的货物地方去，增加了柔性化生产的效率，给生产及时供货；MAS亮灯分拣系统能够将错误信息及时报警，提示工作人员，降低了错误率，使柔性化生產质量合格率上升；分拣系统使得人员的活动区域大，工作简单易行，减少了人员的投入，人力资源的降低和分拣系统引入的长远利益来看降低了企业的成本。柔性化分拣系统是柔性化生产的重要组成部分，对柔性化生产具有重要影响。

4 结 论

柔性化生产是越来越多的生产制造型企业所追求的目标，它是企业在市场多变环境中保持强有力竞争的重要手段。分拣需要辅助生产进行整个流程的调整，柔性化生产离不开柔性化分拣作为支撑，柔性化的分拣使得柔性化生产更加可行。柔性化分拣需要适当的信息化、电子化、机械化、可视化等方面进行支持。柔性化的分拣有利于降低公司的成本，提高整个分拣效率进而提高整个生产效率，降低工作人员的分拣强度，提高分拣的准确性。

参考文献：

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[2]孙宇.需求不定条件下柔性配送系统的生产决策优化模型[J].上海企业，2012（8）：76-78.

[3]钱芝网，王晓光，张李.基于柔性生产的生产物流平衡策略研究[J].工业工程与管理，2012（2）：13，20，50.

[4]钱飞帆.基于柔性生产企业物流系统构建[J].科技资讯，2011（6）：183.

[5]李宁，丛黎亮.基于SOA的柔性物流信息系统分析与设计[J].商场现代化，2008（3）：112-113.

[6]周晓光，堤正臣，苏志远，卢山.具有柔性变址功能的高速带式分拣机网络管理控制系统研究[J].物流技术，2004（10）：42-45.

[7]杰弗里·莱克.丰田汽车案例——精益制造的14项管理原则[M].北京：中国财经出版社，2005.

[8]范玉顺.信息化管理战略与方法[M].北京：清华大学出版社，2008.

[9]周文军，赵辉.汽车行业第三方物流管理供货模式[J].物流技术与应用，2003（6）.

[10]王建华，奚冰.柔性化生产模式中的物料配送信息系统[J].上海汽车，2010（6）：32-35.