拣选技术与拣选方式的比较分析

特洛伊智能仓储工作室创始人 / 刘明

拣选技术与拣选方式的比较分析

特洛伊智能仓储工作室创始人 / 刘明

随着电子商务的突飞猛进，我国物流行业在过去几年得到快速发展。拣选作为整个仓储运营系统中的重要环节，各种拣选技术的发展日新月异，从过去的拣货单拣货到PDA拣货，从RFID技术到语音拣货系统，从穿梭车类货到人系统到类似Kiva机器人的自动拣货，琳琅满目。企业在设计仓储运营系统时，面临越来越多的选择。本文针对当前各种拣选技术与拣选方式做简要介绍，方便企业在设计仓储运营系统时，选择适合的拣选技术和拣选方式。

一、认识拣选技术与拣选方式

拣选是将订单商品从存储区取出的过程，它是整个仓储运营系统中重要的一环，同时又是不能脱离整个仓储运营系统而单独存在的。跟拣选密切相关的两个重要限制性条件，也就是在完成商品取出过程中必须具备的两个条件：订单和存储区。订单的情况与存储区的情况决定并限制了拣选方式的选择，同时也意味着，订单情况不同，存储区情况不同的拣选过程，本身就不具备互相比较的可能性。所以企业在选择拣选方式时，一定要考虑自身的订单情况和存储区情况进行有针对性的分析和选择，而不是简单复制其他企业的成功经验。

通常我们所说的拣选包含两个维度。第一个维度是拣选技术，通常的分类有Order Picking（按订单拣选）、Batch Picking（按批次拣选）和Flow Picking（按流程拣选）。在此三类拣选技术的基础上，每一类内因为使用方法和操作方式不同，又分单人拣选、多人拣选和区域拣选。此外，针对Batch Picking的特性，又存在边拣选边分拣和拣选全部完成后再进行分拣的不同模式。

第二个维度是指拣选方式，包括拣货单人工拣选、PDA人工拣选、RFID人工拣选、语音拣选、穿梭车货到人拣选、类Kiva机器人货到人拣选，以及正在兴起的增强现实智能眼镜拣选。

因为拣选方式通常是直观可见的，所以通常意义上，我们谈论拣选时都是在谈论拣选的方式，其实拣选技术才是整个拣选作业的真正核心。每种可见的拣选方式的背后，都有看不见的拣选技术。拣选技术驱动着拣选方式按照设定的流程完成拣选作业。因此可以说，拣选方式是整个拣选的最终表现形式，而拣选技术是整个拣选的灵魂。

同样，一家企业在确定拣选流程时，不仅需要确定拣选方式，更要确定拣选技术。像上文提到的每一种拣选方式都可以选择三种拣选技术中的一种与之相匹配。不同拣选技术的选择，同样会影响每种拣选方式最终在拣选效率和经济性上的表现。需要特别注意的是，不论拣选技术还是拣选方式，都不存在特定的一种比其他技术或方式更加优越，或者更加经济，或效率更高；永远只有相对意义上更加适合企业自身情况的拣选技术和方式，而非绝对。也就是说，技术本身并无优劣之分，找到适合自己的才是关键。

二、三种拣选技术及其应用场景

1. Order Picking（ 按 订 单拣选）

指整个拣选过程按照订单进行，可以支持单人拣选、多人同时拣选和多人分区拣选。该方式尤其适合订单内订单行特别多的情况。如果拣选作业区面积比较小，那么也可以考虑应用此拣选技术。因为每次拣选都是对一个单独的订单进行，所以不需要拣选完成后再分拣出每个订单的商品，因此操作流程非常简单。但是对于订单行比较少的情况，会明显存在拣选密度（拣选商品次数除以拣选运动距离）低的弊端，进而导致拣选效率低下。同样因为操作流程简单，所以订单处理周期非常短，很多时候对于加急订单的处理也会采用Order Picking来进行，虽然牺牲了拣选效率，但是保障了快速响应订单的处理能力。

Batch Picking

2.Batch Picking（ 按 批 次拣选）

批次即若干个订单的集合。同样的，批次拣选可以支持单人拣选、多人同时拣选和多人分区拣选。其特殊之处在于，因为是若干个订单同时进行拣选作业，所以在拣选后，必须存在一个分拣的流程将所有拣出的商品再次分拣到每个订单。在实际操作中，这个分拣过程可以在拣选作业完成后，对整个批次的商品集中按照订单进行分拣；也可以在拣选过程中边拣选边分拣，同时完成。该拣选技术下，多个订单被同时进行拣选，所以大大提高了拣选密度，进而提高了拣选效率。但是因为增加了分拣的流程，所以只有在增加拣选密度后节省的拣选时间大于该批次商品分拣时间的情况下，才比Order Picking有明显的经济效益。该拣选技术适合仓储拣选作业区面积比较大、同时每个订单的订单行又比较少的情况。当前电子商务的仓储运营中心通常使用Batch Picking技术。

很显然，Batch的生成肯定不是随机的，如何从庞大数量级的可能性中找到企业需要的那个Batch并把它精准生成，是Batch Picking最重要的技术核心。所以对于使用Batch Picking的企业，必须依据自己仓储运营系统的特性，建立评价Batch经济性的方法，然后通过计算机强大的处理能力，按照设定的方法来生成Batch。Batch生成的经济性水平将直接决定Batch Picking应用的成败。

当前我国很多电子商务企业的仓储运营中心依旧在使用Orde Picking方式，根本原因就是没有找到合适的、有针对性的Batch生成方式。如果仅仅是应用随机的方式来生成Batch，那么应用Batch Picking后的拣选综合效率（包含订单分拣时间）很可能低于应用Order Picking的拣选效率。所以很多企业只能无奈地选择Orde Picking拣选技术匹配一种拣选方式来设定自己的拣选流程。相比 Order Picking，Batch Picking对WMS系统的要求更高，这是一种脱离计算机系统就无法存在的拣选技术。

3.Flow Picking（ 按 流 程拣选）

Batch Picking是一次拣选完成若干确定订单数量的拣选作业，而Flow Picking是一次拣选完成所有当前可以处理的全部订单的拣选作业。Batch Picking在拣选开始的一刻，整个拣选任务已经全部确定，不会再发生变化；而Flow Picking在拣选开始后，拣选任务还在随着新增加的订单而不断发生变化，确保拣选作业通过的区域内，所有需要被执行的拣选任务一次性被全部完成。目前国内还没有企业应用Flow Picking技术，在国外只有一些大型电子商务公司为了最大化拣选密度，并且针对电子商务行业订单实时增长变化的特性而采用的一种拣选方式。

同样的，Flow Picking整个拣选过程的完成，可以支持单人拣选多人同时拣选和多人分区拣选，但是很少采用单人拣选。相比BatchPicking一次拣选最多100～200个订单的情况，Flow Picking同时可以处理几千个订单，同时因为没有Batch生成的环节，Flow Picking的订单处理周期相比Batch Picking要短很多。但是，因为Flow Picking需同时处理的订单数量太多，没有方法实现订单商品边拣选边分拣，所有订单的分拣工作都在拣选完成以后，并且通常是由自动化设备（分拣机）辅助完成订单分拣工作。所以应用Flow Picking的库房大部分是面积超过4万平方米的大型电子商务仓储运营中心。因为在Flow Picking的情况下，拣选任务单在员工进行拣选的过程是实时依据最新订单情况更新的，所以对仓储运营中心内的计算机系统和计算机网络要求更加高。大量订单在拣选完成后进行分拣，对自动化设备的要求也非常高，特别是对自动化设备的软件控制程序提出了较高的要求。

Flow Picking技术的优点是最大化拣选密度，在理论上将拣选作业的效率最大化到极致（不含拣选后的按照订单分拣），特别适合日处理订单量超过10万的大型电商仓储运营中心。拣选流程结束后，将拣选商品按照订单分拣开的环节，是Flow Picking的核心技术。该环节如何同时处理几千个订单并完成分拣工作，是企业是否可以成功应用Flow Picking的前提条件。因为当前大部分仓储物流公司并不具备开发和设计此类系统的能力，所以限制了Flow Picking技术的应用和推广。

上述三种拣选技术是当今拣选技术发展的全部。任何一家仓储运营企业的拣选作业都是上面的某一种技术或其发展应用。需要再次强调的是，技术本身没有好坏优劣，只有是否更加适合。因此企业在选择拣选技术时，应该从自身的当前情况出发，选择最适合自己的拣选技术。遗憾的是，目前我国大部分企业对于拣选的理解仍停留在拣选方式上，真正投入资金和精力去研究拣选技术的企业比较少。但是笔者相信，随着行业的发展，拣选技术方面的研究将会越来越多。

物流中心内部场景

三、不同拣选方式及其特点

1.拣货单人工拣选

即拣选员持纸质拣选任务单完成拣选作业。该方式是仓储物流拣选方式中成本最低的，其优点是仓储运营中心不需要进行无线网络设置，没有硬件成本，在拣选任务增加，需要提高拣选能力时，不受硬件设备的限制，可以随时增加拣选作业人员；该方式最大的缺点是仓储系统中货位上物品的种类和数量信息与实际货位上的物品种类和数量不同步。也就是说，商品在被完成拣选作业后，WMS系统显示的商品数据信息并未实时更新，只有在完成全部拣选作业并进行拣选复核后，该数据信息才被更新。这就造成了所有盘点工作必须在没有拣选作业并且没有等待拣选复核的商品的情况下才可以进行。这就使整个仓储运营中心面临较高的仓储区域存在实物信息与系统记录信息不吻合的风险。同时，因为整个拣选作业是在没有信息系统支持的情况下进行，所有的拣选作业都无法被记录和追溯，从而无法保障拣选作业质量，也无法实现拣选作业的精细化管理。此外，因为拣选作业完全依靠作业人员在货架间行走并找到订单商品，所以需要拣选人员对整个拣选作业区的货位设计和位置比较熟悉，否则拣选作业效率较低。

2.PDA人工拣选

这是当前应用最广泛的拣选方式，作业人员使用PDA完成拣选作业。该方式最大的好处就是，通过PDA实现了拣选作业与WMS系统的实时通讯，确保了仓储货位的商品与系统中的库存信息实时同步，所有的拣选作业全部可以被记录和追溯，便于拣选作业的分析和管理。应用此拣选方式，需要无线网络覆盖整个拣选作业区，同时WMS要开发专门的拣选模块配合PDA使用。所有仓储信息的数据同步，使盘点工作可以随时开展，同时对于各种异常，如拣货时发现商品丢失、商品破损等都可以及时记录和处理。PDA拣选要求扫描商品条码进行复核，有的WMS系统还需要扫描货位进行复核，这就有力地提高了仓储质量与拣选质量。与拣货单人工拣选一样，该拣选方式同样要求拣选人员熟悉仓储拣选区的货位位置。如果拣选作业量临时增加，只需要增加作业人员和PDA的数量，就可以实现产能的提升。

3.RFID人工拣选

RFID拣选通常与PDA拣选配合使用，主要通过RFID技术节省了扫描货位和扫描商品的复核时间，尤其是对于高位货架情况下的叉车拣选作业比较适合。通常有设置货位RFID标签和设置商品RFID标签两种方式，在实际应用中多采用前者。拣选作业时，在读取到货位标签后，在PDA上确认拣选作业内容。该方式通常在商品种类不多（低于1万种），拣选次数较低，存贮批量较大的情况下应用，其最大的优点就是通过RFID技术省去了PDA拣选中扫描条码的复核工作，是PDA拣选方式的一种发展，但因为成本较高，目前在大型仓储物流运营中心应用较少。

4.语音拣选

语音拣选作为一种成熟的拣选方式在国外应用广泛，但是目前国内应用较少。员工在拣选时按照WMS系统发出的语音指令到达相应的货位，拣取相应的商品。作业人员通过语音应答来确认拣选作业的完成。该方式最大的优点是解放了拣选员的双手，特别适合拣选大件商品，同时硬件投入成本远低于PDA拣货方式。跟PDA拣选方式一样，该方式也实现了系统与拣选区实物的数据信息同步，但是因为拣选作业的确认通过语音应答的方式进行，并没有条形码扫描的确认环节，所以存在拣选错误的风险比较大，特别是针对相似商品的拣选。

5.穿梭车货到人拣选

该方式是当前主流的货到人拣选系统，通过使用穿梭车系统与输送系统相连接，将被拣选商品自动送到拣选作业人员面前。该方式的优点显而易见，消除了拣选作业中最耗费时间的行走和寻找商品工作，作业人员只要不停地对运送到面前的存储容器进行商品拣选作业就可以。但是该方式的设备投资较大，同时柔性比较小，主要体现在以下几个方面：

①系统中每条巷道的存储能力是有限的，由该巷道可存放标准容器的数量决定，通常在系统设计安装后无法再次调整。当存储容量成为瓶颈时，需要按照巷道的倍数整套增加设备，即使需要增加的存储能力只是很少的一部分，也需要增加一整条巷道，而不是像其他拣选方式一样，只增加需要数量的货架即可。

②系统中每条巷道的吞吐能力由每条巷道的提升机和穿梭车的数量和性能共同决定，系统设计安装后通常也无法调整。因为每条巷道的设备吞吐能力是有限的，所以需要均衡地将热销商品存储在每条巷道里。同时，因为每条巷道的吞吐能力需同时支持拣选作业和上架作业，对于热销商品来说，拣选的次数和数量越多，意味着上架的次数和数量越多。如果热销商品的存储分布没有做好，很有可能造成某一条巷道的吞吐能力成为制约整个仓储运营中心订单处理能力的瓶颈，而其他巷道的吞吐能力却闲置浪费。

③这种拣选方式是一种存储、拣选一体化的拣选方式，需要做好每条巷道存储能力和拣选能力的平衡，增加存储能力就意味着增加拣选产能，反之亦然。而实际上，物流中心订单情况的波动性非常巨大，每日存储商品总体积和每日拣选作业次数的比值不可能是恒定不变的。所以通常情况是，要么浪费了设备的存储能力，要么浪费了设备的拣选产能。对此该拣选方式的应用基本上找不到完美的解决方案。与之不同的是，其他拣选方式的存储能力和拣选产能是分开独立的，存储能力不足时，增加存储设备和人员，拣选产能不足时，增加拣选设备和人员。而且都可以按照最小单位——一个货架或者一名员工——的方式去增加，存储能力和拣选产能的调整几乎是线性的。但是对于穿梭车货到人拣选方式，无论存储能力还是拣选产能的增加，都是按照每条巷道处理能力的整数倍来增加。该拣选方式通常在利润率较高的行业使用，如高端制造业里的飞机制造等。

穿梭车货到人拣选方式按照存储单元体积大小的不同，分为周转箱型和托盘型。周转箱型通常被用来处理超大量商品种类的存储，拣选品类非常多但是每种商品被拣选的总体积较小；托盘型通常在两种极端情况下应用：存储商品种类较少且每种商品数量巨大，或者商品种类特别多而拣选作业较少。前者如一些生产厂家的仓库，比如盒装牛奶制造商的仓库；后者如特殊行业的模具仓库。在仓储物流运营中心应用此拣选方式，需要特别仔细地进行方案设计，以规避风险。

6. 类Kiva机器人货到人拣选

Kiva机器人一经面世就吸引了所有仓储物流行业人士的眼球。它创造性地发明了一种全新的拣选方式：使用AGV小车搬运货架到拣选作业员面前来完成拣选流程。这种拣选方式跟穿梭车货到人拣选方式相比，不仅同样能提升拣选效率，其存储能力和拣选产能还可以按照近似线性的方式提升：只要增加货架就可以扩大存储能力，增加AGV小车就可以提高拣选产能。这种拣选方式目前已经成为国内最受关注的拣选方式，多家企业正在着手开发核心技术。在这种拣选方式中，最重要的不是硬件AGV小车本身，而是驱动和调度小车的后台车辆管理软件，即，如何在几万平米的库房内同时调度上千辆AGV完成拣选作业是该系统最重要的技术核心。

穿梭车货到人拣选系统

7.增强现实智能眼镜拣选

这是最新在国外投入应用的一种拣选方式，随着增强现实技术的发展，这一技术已经开始在仓储物流运营中心的拣选作业中应用。员工佩戴增强现实眼镜，该眼镜具备导航功能，直接将员工导航至拣选货位，同时自动扫描货位与商品条形码，只需要拣选员语音确认拣选数量即可。所有的作业信息全部投影在眼镜上。

该方式的主要优点有：①跟语音拣货一样，解放了拣选作业人员的双手，同时又具备条形码复核能力，保障拣选质量与库存数据同步，并且通过自动扫描条码，提升拣选效率；②对于新员工，拣选效率更容易提升。但遗憾的是，因为现实增强眼镜技术还没有完全成熟，国外的相关企业也是在探索和试验阶段，目前应用该拣选技术的企业有限，国内也还没有成功应用的案例。

随着各种新技术的不断涌现，还有各种新的拣选方式不断出现。如，特洛伊最近合作的一家美国自动化公司正在开发的一种全新理念的货到人系统，预计今年底即可投入应用。

批次拣选后的订单分拣

PDA人工拣选

四、结束语

拣选技术与方式的发展，在物流信息化、自动化、智能化的道路上不断前进，但归根结底是在不断减少拣选作业中不产生价值的操作过程，不论是消除人员行走和搬运货物，还是减少寻找商品的时间，其目的都是如此。拣选方式作为拣选的表现形式，其背后的驱动是拣选技术，拣选技术才是拣选作业流程和效率的真正核心。回到本文多次强调的一句话，拣选技术和方式本身没有好坏优劣，只有适合与不适合之分。

当前，一种拣选技术和一种拣选方式的组合已经无法满足企业的多样化需求，同时使用几种拣选技术匹配一种或几种拣选方式来完成拣选作业将成为趋势。任何一家仓储物流运营中心，如果想实现整个仓储运营系统的高效率，首先必须针对自身的情况进行深入的数据分析，然后再寻找合适的拣选技术和拣选方式。需要指出的是，选择适合企业的拣选技术和拣选方式，仅仅是高效的仓储运营系统中很小的一个模块，因此应从提升企业仓储运营系统总效率的角度去思考拣选问题。

链接：特洛伊智能仓储工作室

该团队所有成员均来自于国内外顶尖的电商仓储物流公司或自动化设备公司，致力于为仓储物流企业提供专业的库房设计规划实施服务与WMS、WCS设计开发服务，以及其他相关咨询服务，包括本文提及的所有拣选技术和拣选方式的方案设计和咨询服务。