一種快遞處理中心內部場地工藝設計方法
【專利摘要】本發明提供一種快遞處理中心內部場地工藝設計方法，運用極限效率分析法對物料搬運系統性能進行了分析，以比較不同的包裹分揀系統概念；運用圖論和網絡理論，采用流量檢查器，來檢查系統布局中的流量密度；運用排隊理論和生產系統無縫供應鏈理論進行靜態仿真和優化，以分析整個流程，評估資源需求，所有最重要處理區域中的緩沖要求，并對其處理時段進行同步；進行動態工作規劃以評估設施內所需操作員的數目；對提出的分揀系統解決方案進行動態模仿真，從而對參數進行優化。本發明基于快遞業務流量作業窗口，通過物料搬運系統極限效率分析法，對快遞處理元素進行動態工作規劃，完成邏輯元素實體化過程后，形成內部場地物理布局。
【專利說明】一種快遞處理中心內部場地工藝設計方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于物流【技術領域】，特別涉及一種快遞處理中心內部場地工藝設計方法。
【背景技術】
[0002]由于中國自入世以來經濟飛速發展，因此不僅國內貨物運輸呈爆炸性增長，與國外的貨物交換也得到了加強。預計未來幾年經濟發展形勢良好，這也可支持和證明了快遞服務業務量日益增長的勢頭。因此物流公司對于快遞處理中心內部場地的需求一直在變化和增長，如何規劃設計快遞處理中心的內部場地，使其既能夠滿足當前需要，又能快速靈活地適應未來的變化和增長，是處理該類問題的難題。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種快遞處理中心內部場地工藝設計方法。
[0004]本發明的技術方案是，一種快遞處理中心內部場地工藝設計方法，包括以下步驟:
[0005]運用極限效率分析法對物料搬運系統性能進行了分析，以比較不同的包裹分揀系統概念；
[0006]運用圖論和網絡理論，包括采用Dijkstra算法的流量檢查器，來檢查系統布局中的流量密度；
[0007]運用排隊理論和生產系統無縫供應鏈理論進行靜態仿真和優化，以分析整個流程，評估資源需求，所有最重要處理區域中的緩沖要求，并對其處理時段進行同步；
[0008]進行動態工作規劃以評估設施內所需操作員的數目；
[0009]對提出的分揀系統解決方案進行動態模仿真，從而對參數進行優化。
[0010]本發明基于快遞業務流量作業窗口，通過物料搬運系統極限效率分析法，對快遞處理元素進行動態工作規劃，完成邏輯元素實體化過程后，形成內部場地物理布局。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是某物流集散中心布局中運用的極限效率分析示意圖
[0012]圖2是人工分揀與自動分揀成本比較示意圖
【具體實施方式】
[0013]一種優良的快遞處理中心內部場地是一個充分展示模塊化、冗余度、可靠性和擴展性的系統。能夠根據真實的預定業務量來擴展系統性能，能以同一操作將資源靈活地分配至不同位置，無需針對附加設備為操作員提供額外培訓，極大地減少擴展附加模塊所需的工程量，最大程度地減少維護程序、備用件物流、培訓和文件編制。模塊化還將延伸至擴展建筑，而擴展建筑基本上是復制一期施工的建筑。
[0014]快遞集散中心的系統設計可保證即使在分揀機之類核心子系統意外停車期間，流量仍將輕而易舉地沿剩余的輸送線路被改道投遞至最終目的地。
[0015]冗余功能設計的基本原理是，尋找附加設備和相關成本之間的最佳平衡，以便提高系統利用率并確保及時投遞。
[0016]所規劃的系統應以這種方式進行優化，并通過在該概念和規劃階段進行靜態和動態仿真而得到驗證。
[0017]可以對系統進行擴展，使之為增長量提供支持。擴展工程對分揀作業的影響將達到最小，而且無論如何也完全不會中斷這些作業。
[0018]通過修建擴展建筑，分揀能力將擴展，使整個系統能力將會翻番。該擴展建筑實際上是復制第一個建筑。
[0019]起始區域和目的地區域之間為直線流程，沒有多余的偏移和轉彎，這可以保持最少的輸送時間，還可減少整個建筑體積，從而在最大程度上減少投資，并使主建筑內行政空間和辦公用房的整合成為可能。
[0020]本發明所述的極限效率分析法，是指，
[0021]一般的預期是為下一個客戶復制已為特定客戶設計并實現了的系統，而僅對現有設計和理念進行少量的修改。為確保此類預期的可行性，基于經驗和科學方法進行了系統地檢驗。
[0022]結果顯示，復制現有系統可適用于低吞吐量和低性能的小型系統，但完全不適合與外部世界有廣泛關聯并具備復雜內部操作流程的大型高性能系統。
[0023]具體來說，運用基于眾所周知的科學理論所產生的方法來進行證明系統解決方案正確性的物流和搬運設備計算，以檢查不同系統解決方案的物理局限性，并為做出的決策提供支持。
[0024]本發明所述的流量檢查器，是指，
[0025]在開始有關布局的詳細設計工作之前，重要的是證明精心設計的基本概念能夠支持物流，而不致遭遇瓶頸或子系統過載。通過軟件工具，用于檢查大量輸送段的積聚量，以避免出現瓶頸。
[0026]使用這一工具，能夠以靜態方式模擬不平衡的負荷方案。
[0027]本發明所述的靜態仿真，是指，
[0028]在靜態仿真工具中，以相互關聯和系統分析的方式列出了不同的操作流程。各種結果在顯示必要資源并顯示最重要流程未來業務量的緩沖需求的圖表中得到了匯總，并就針對直達各處理區域前部的流量而進行的不同時段的同步、流程吞吐量以及操作概念提出了建議。
[0029]本發明所述的動態工作規劃，是指，
[0030]運用動態工作規劃工具，能夠獲取有關整個流程所需人力資源的信息。結合靜態仿真結果，還可以使用這些數據來確定各工作區域的工作空間、機械設備和硬件設備。
[0031]本發明所述的動態仿真，是指，
[0032]動態仿真工具可以就系統在不同操作狀態中的性能提供最可靠的信息。不過結果仍直接取決于輸入數據的質量和準確度。遺漏信息將必須由假設所取代，而假設則通常基于過去的經驗和現有的設備。
[0033]在仿真包裹分揀系統和文件分揀系統的過程中，已經對許多關鍵方案進行了分析，其中包括:
[0034]?最大系統吞吐量
[0035]?不同分揀機或區域的故障
[0036]?不均衡的卸載操作
[0037]?不均衡的目的地卸載
[0038]關于文件分揀處理的結果，已經逐漸被加入最終設計，并影響了:
[0039]?對最佳系統配置的確定(按格口數目、抵達時間分布和分揀時段而配置的機器數目)
[0040]?對處理時段的確定
[0041]?在考慮可獲取的機器能力、時段、抵達時間、容量和運輸工具順序的情況下，對操作概念的確定
[0042].對處理規則的確定
[0043]某快遞處理中心中的設計結果表明，以64個卸車位、80個裝車位為前提，比較和分析在不同分揀需求下自動分揀方案和人工分揀方案的年運行成本。
[0044]業務處理需求超過1.4萬件/小時應考慮自動分揀系統。業務處理需求越高，自動分揀機在成本方面優勢更明顯。隨著人員成本的逐年升高，自動分揀機在成本方面優勢也將更明顯。
[0045]自動分揀成本包括供件人員成本、補碼人員成本、入格人員成本、自動分揀機折舊和自動分揀機電費。人工分揀成本包括初分人員成本、分揀人員成本、皮帶機折舊和皮帶機電費。
[0046]例如，XX快遞公司XX分撥中心XX路自動分揀項目是為XX公司XX長線發出業務專門設計的工程，專用于處理所有由XX本地網站攬收，并在本場地卸車的長線快件，經卸車，傳輸，粗、細分揀，解包，集包，裝車等環節，將快件運往全國。兩期工程分別位于XX路處理場地南樓所屬的西側部分和東側部分，占地面積共約15，700平方米。本項目為XX分撥中心XX路自動分揀系統建設的一期工程，位于XX路處理場地南樓所屬的西側部分，占地面積約9，745平方米左右。
[0047]I)設計基礎
[0048]根據XX公司的統計數據，XX路處理場地2013年每天需處理7.2萬票長線發出快件。其中，外走快件5.65萬票，占比78.56% ;包、袋1.54萬票，占比21.44%。所有快件中，面單信息齊全的快件占比85.42%。
[0049]其中大城市互換量為總業務量的10%，因此，每天需分揀業務量為6.5萬件。綜合考慮外走物品和總包比例、體積占比，自動分揀業務量確定為需分揀業務量的70%，即4.5萬件。每日分揀作業時間為7個小時。
[0050]名址信息的完整和準確是實現自動分揀的基礎和關鍵因素。經過多次實地調研取數，XX快遞公司XX分撥中心到達件信息可用的約占86.46%，錄入準確率為85.42% ;信息不完整但可通過名址庫比對自動補齊的約占1.04%;信息缺失或錯誤的占13.54%。因此，名址信息質量已經基本達到了配置自動分揀機的基本要求。
[0051]2)總體布局
[0052]根據設計原則和業務量預測值，設計南樓接收來自XX本地承包商的快件，分揀所有在本場地卸車的長線快件。南樓東西兩側(一、二兩期)各配備一臺交叉帶自動分揀機，共有64個卸車車位，80個裝車車位，負責106個路向的分揀集包。方案總體布局如圖所示:
[0053]一期方案(南樓西側)的細節包括:
[0054]?南樓東側為卸車位，共32個卸車位，分南北兩側，各16個卸車位，快件粗分4路，一路為未集包的小件傳輸線，兩路為上分揀機的傳輸線，另一路為大件與無需開包的人工分揀傳輸線。
[0055]?南樓西側為裝車位，共40個裝車位，分南北兩側，各20個裝車車位。
[0056]?南樓西側配置南北2條人工分揀線，合計40個大件裝車線。
[0057]?南樓東側，南北卸車位中間場地，為未集包小件開拆及分揀場地。
[0058]?南樓西側搭建5米高的鋼平臺，上面配置一套自動分揀機。
[0059].自動分揀機采用兩點供包形式，每點采用8個供件臺，合計16個供件臺。
[0060]?分揀機共有47個分揀格口，其中40個格口可與大件裝車線合流并直接裝車，7個落地緩存，另外有兩個收容格口。
[0061]3)流程分析
[0062]-卸車
[0063]一期方案分為南北兩個卸車區，各16個卸車位，要求網點裝車時必須將快件按南北路向粗分為兩路。卸車時車輛將快件分別運至南北兩個卸車區進行卸車(如先將南路的快件卸在南側的卸車位，再將車輛開到北側，將北路的快件卸在北側的卸車位)。標準快件卸在計泡機上，超規格件、保價件卸至其他場地上，不上設備，直接人工處理。如果分揀機未開機，快件可暫存在一樓。
[0064]——初分
[0065]卸車人員將未集包快件倒在小件集包傳輸線。
[0066]大件快件及無需開拆總包經過人工掃描，計泡后通過轉盤分路器初分為3路，兩路上自動分揀機傳輸線，一路上大件傳輸線。
[0067]作業高峰時，卸車時將快件直接卸在計泡機邊上的地面上，利用換車時間進行快件計泡。
[0068]——傳輸
[0069]未集包快件通過小件傳輸線傳輸至內場地集包作業區(南北卸車位之間場地)。
[0070]可上機的快件通過兩條南卸車位傳輸線、兩條北卸車位傳輸線分別傳送至分揀機的西側8個供件臺和東側8個供件臺處，等待供件。大件與無需開包的總包通過大件傳輸線分別送至南北人工分揀線。
[0071]——供件
[0072]傳輸至供件臺的分配系統可考慮使用斜帶分配方案，或擺臂分配方案。自動分揀機供件人員在掃描快件時直接把包裹放在供件臺上進行供件。
[0073]除人工供件方案外還應有自動供件方案供選擇，在設計時已考慮自動方案的無縫升級。
[0074]若人工供件臺改成自動供件臺后，兩側自動供件臺仍各應保留一個手動供件臺，在鋼平臺上提供集包、緩存包裹的分揀功能，以匹配整機效率。
[0075]——分揀
[0076]稱重人員將小件傳輸線上小件拿下并掃描稱重。小件分揀人員在內場地進行分揀集包后，將總包傳輸至末端，并按路向放置相應人工分揀線。如需實現亮燈分揀，則應在傳輸線末端進行掃描并將快件排隊。
[0077]小件集包后分南北兩路，分別傳送至南北人工分揀線，進行排隊。分揀時，通過亮燈提示(當快件即將到達工位時，會亮燈提示操作人員，操作人員只需看一定范圍內的快件，無需查看經過自己的所有快件)，由人工將快件拉下，暫存，等待裝車。大件通過亮燈提示，由人工將快件拉下，暫存，等待裝車。
[0078]上分揀機的快件，采用人工擺件，將快件面單向上，放在供件臺上進行上機分揀，也可采用人工掃條碼后，放在供件臺上進行上機分揀(這種操作快件可以隨便擺放，無需面單向上)。分揀機通過自動識別，將快件分揀到相應的格口，暫存，等待裝車。
[0079]-裝車
[0080]裝車時，由人工將所需裝車的快件放在裝車膠帶機上進行裝車。
[0081]小件物品通過自動分揀直滑槽落到相應傳輸線，大件物品與小件物品合并裝車位。超大件、異型件通過車輛運輸至相應裝車位。
[0082]傳輸線提供較大長度的暫存空間，傳輸線兩側也提供較大緩存空間，同時建筑柱間多余寬度預留了冗余格口。
[0083]4)效率分析
[0084]卸車總效率可達2.88萬件/小時。每臺計泡機效率為900件/小時，卸車位有32個，每個工位2名員工。卸車的主要瓶頸在于計泡機效率，考慮在卸車位緩存快件，并在供件同時進行車輛交換。
[0085]初分效率3.6萬件/小時。每條卸車皮帶機后，設置一個初分工位。初分功能通過轉盤實現，轉盤將快件分到兩個自動分揀機供件臺和兩條人工分揀線，每個轉盤初分效率1200件/小時，共有32個轉盤。
[0086]傳輸效率3.32萬件/小時。其中總包傳輸效率為0.92萬件/小時，2條皮帶機傳輸至2圈人工分揀皮帶機；小件傳輸效率為2.4萬件/小時，4條皮帶機傳輸至2組供件臺。
[0087]人工供件效率大于1.6萬件/小時。人工供件方案中，每個供件臺效率大于1000件/小時，共16個供件臺。自動供件效率大于1.4萬件/小時。自動供件方案中，每個供件臺效率大于3500件/小時，共4個供件臺。自動分揀機實行兩點供件，總實際效率1.4萬件/每小時。
[0088]人工分揀由2條獨立分揀線構成，總效率0.92萬件/小時。在自動分揀機不開機的情況下，人工分揀線仍能繼續提供相當的分揀處理能力。
[0089]根據以上各環節的效率比較，一期實際總效率可達2.32萬件/小時。經過折算，整個系統提供的散件分揀能力約為10.28萬票/小時。
【權利要求】
1.一種快遞處理中心內部場地工藝設計方法，包括以下步驟: 運用極限效率分析法對物料搬運系統性能進行了分析，以比較不同的包裹分揀系統概念； 運用圖論和網絡理論，包括采用Dijkstra算法的流量檢查器，來檢查系統布局中的流量密度； 運用排隊理論和生產系統無縫供應鏈理論進行靜態仿真和優化，以分析整個流程，評估資源需求，所有最重要處理區域中的緩沖要求，并對其處理時段進行同步； 進行動態工作規劃以評估設施內所需操作員的數目； 對提出的分揀系統解決方案進行動態模仿真，從而對參數進行優化。
【文檔編號】G06Q10/08GK104408268SQ201410790086
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月17日 優先權日:2014年12月17日
【發明者】周吉, 方華, 陳波 申請人:上海郵政科學研究院