分揀中心:包裹物流分揀詳解

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在國內電商或是跨境電商中,分揀都是電商履約中的一道重要環節。這篇文章里,作者就對物流分揀中心中的分揀機硬件、系統數據交互、分揀模式等方面做了分析,一起來看一下。

一、為何要分揀

在做國內電商時,商家通常將需要發貨的訂單,批量包裹交付給上門攬收的物流商。物流商攬收成功后,會將包裹運輸至分揀中心,對包裹按目的地(華南、華北、華東等)、包裹形態(軟袋、紙箱)等要求進行分揀區分,再將同類型包裹集中裝車統一配送,提升履約效率。

而跨境電商中,除非通過國際快遞或全程服務商進行全程履約,即門到門配送——上門攬收—分揀—報關—清關—配送。否則若通過“自主頭程”履約,則需商家先自行對包裹根據目的地進行分揀區分,再聯系各目的國服務商上門攬收(如美國訂單通知美國服務商、新加坡訂單通知東南亞服務商)。

因此,無論是國內電商還是跨境電商,分揀都是電商履約中一道必不可少的環節。

二、包裹分揀機

1. 為什么需要分揀機

在訂單包裹量少的時候,選擇雇傭分揀員,以人工肉眼的方式對包裹面單上目的地等信息進行分揀,不失為一種低成本高效做法。

但當訂單包裹量較大的時候,則需要雇傭大量的分揀人員人工操作,也因此產生了高額的分揀人工成本。此時資金充裕的商家,會將目光投向包裹分揀的全自動化設備——包裹分揀機。

當然,分揀機設備對資金、場地等都有較高的要求。當人工分揀的成本超過分揀機投入的成本、且訂單增長樂觀時,成立專門的分揀中心部署自動化分揀設備,會成為很多大型公司降本、增效的手段。

包裹分揀機:是一種借助計算機管理系統、自動識別裝置等軟硬件設置,自動將包裹以一定的規則“歸類”到指定位置,實現自動化分揀的機器。

2. 分揀機構成

1)建包臺

由無動力滾動條組成,主要幫助運往分揀機導入過程中,減少人工推動、重量過重等對耗材外包裝的磨損。

2)導入臺

導入臺主要負責“待分揀”包裹的承放的同時,頂部的“自動識別攝像機”對包裹上標簽、面單條碼的掃描解析。

解析識別成功包裹號或訂單號后,將利用接口查詢該包裹對應“分揀任務”,比如包裹與槽口的對應關系,以便后續推入槽口。

  • 在包裹導入時,時長會發生以下異常
  • 包裹重量低于分揀系統設置的最低重量閾值
  • 包裹重量大于分揀系統設置的最高重量閾值
  • 包裹體積過大,超出分揀機可識別的體積范疇
  • 包裹上標簽/面單未翻轉朝上,攝像機無法識別
  • 包裹上標簽/面單褶皺、破損,條碼無法識別
  • 由于接口異常,未查詢到包裹分揀任務
  • 包裹無可用槽口等等

后文將會對以上異常情況的解決方案進行分享。

3)量方機

量方顧名思義,即對包裹的長、寬、高、重量、體積等信息進行自動識別計算。

有些分揀機會在導入臺導入包裹時即進行量方,導入與量方合二為一。而有些分揀機會在包裹導入后的下一個環節安裝量方機,包裹流經此處后會降低運輸速度,便于儀器識別。

如圖所示,此類型量方機僅頂部感應器支持對包裹標簽進行掃描,而一旦包裹非標簽/面單正面朝上時,則量方數據無法與具體的包裹進行關聯,因此在導入臺導入時即需對包裹進行翻轉朝上調整。

而有些較為昂貴與先進的量方機,支持六面量方,安裝多個識別器,360度無死角進行包裹標簽/面單條碼掃描。

量方數據時長用于與物流服務商的對賬結算,因此該數據十分重要,需要存儲并回傳業務系統使用。

4)運輸小車

運輸小車指運輸履帶上的“格子”,包裹掃描成功后,包裹會被履帶運輸到其中一個小車上,此時包裹分揀狀態變更為導入成功。

一個小車僅可裝載唯一個對應包裹,小車通過重力感應或光感感應是否成功載貨,若失敗則為導入失敗,對應的包裹需要人工介入重新掃描。

小車運輸包裹去往槽口過程中,也會出現一些常見異常:

  • IBB:包裹卡在2個小車之間
  • IOB:包裹超出小車邊緣
  • 轉彎過大,包裹從小車甩出

以上異常同在下文分揀異常部分作詳細介紹。

5)槽口

槽口也稱格口,處于分揀機末端,相當于分揀機的出口。通常與籠車、麻袋相連接,用于被分揀機小車推出的包裹歸類。

槽口類型有:正常槽口、異常槽口、停用槽口等??稍诜謷芾硐到y中對槽口類型進行維護。異常槽口專門用來接收重量、無槽口判斷等異常包裹。

槽口通常帶有業務屬性:比如相同渠道、耗材、訂單類型、申報方式、國家、體積等,可根據業務包裹分揀需要,對槽口匹配的包裹條件進行設置。

槽口與運輸小車連接處,可安裝光感感應設備,用于對包裹推入槽口是否成功、以及槽口是否裝滿進行感應。

當光感設備感應包裹成功落入槽口,則包裹對應分揀狀態應自動變更為卸載成功。若光感識別槽口已有包裹溢出,可自動將該槽口狀態變更為停用(后續可由人工拉走滿載籠車后手動開啟)。

槽口停用后,帶有該槽口分揀任務的包裹將不會流入,系統將自動識別該包裹是否有其余可用槽口,若無可用,則包裹會在運輸流水線上,以業務配置的超圈數以內圈數繼續流轉,尋找與等候可用槽口,超過超圈數設置后,則流入異常槽口等候二次掃描。

6)MES人工補碼

從分揀機靈活性考慮,需在導入臺提供人工補碼設備,以支持自動識別攝像設備無法識別時,由人工輸入包裹關鍵信息,查詢分揀任務并進行掃描導入。

MES補碼器通常由顯示屏、掃描槍、鼠標、鍵盤、支架組成。

三、分揀系統交互

1. 系統交互

以下介紹幾個主體:業務系統、分揀管理系統、PLC、分揀機設備。

  • 業務系統,即分揀環節上游的OMS、WMS、TMS等業務系統,其下發的訂單、包裹、渠道、目的地等信息,都是包裹分配槽口的重要依據。
  • 分揀系統:對分揀機設置、槽口匹配條件、分揀任務下發、分揀結果存儲進行管理的系統。
  • PLC:可編譯邏輯控制系統,相當于分揀機設備的大腦,由它來對分揀機設備執行進行發號施令。
  • 分揀機:對包裹執行分揀的實體設備。

一次完整的包裹分揀,基本由這四個系統主體串聯起來,進行系統交互:

首先,需上游業務系統將槽口配置需要用到的業務數據提供,比如渠道信息、訂單類型等。

其次,在分揀系統維護分揀機設備基礎設置:比如一個分揀機最輕、最重重量、超圈數(即一次最多支持運轉幾圈)等進行設置。同時需要維護槽口匹配條件:比如目的國=美國時,命中槽口A001。

維護完畢后,需將對應的信息推送PLC系統,由于分揀機設備商內部也有一套槽口編碼,因此得將企業端的槽口編碼與分揀端的槽口編碼映射,使得分揀任務能成功找到對應槽口。

等待業務系統包裹信息下發,分揀系統根據槽口分配規則,為包裹分配對應的槽口,一個“包裹—槽口”的對應關系即是一個最簡單的分揀任務。

分揀系統下發分揀任務至PLC,由PLC通知對應的設備機器執行分揀任務。

分揀機執行任務后,根據任務分發鏈條,再將分揀結果反向通過PLC——分揀系統——業務系統層層返回。

2. 分揀任務狀態機

上文提及,分揀系統根據槽口分配規則,為包裹分配對應的槽口,一個“包裹—槽口”的對應關系即是一個最簡單的分揀任務。

分揀任務可簡單歸結為4個狀態:未分揀、分揀中、分揀成功、分揀失敗。

  • 未分揀:分揀系統分配包裹槽口,創建分揀任務下發PLC并被成功接收。
  • 分揀中:包裹拉至導入臺,分揀機設備對包裹條碼識別解析成功后。
  • 分揀成功:從掃描成功到包裹真正滑入正確槽口,分揀任務可變更為分揀成功。
  • 分揀失?。喝舫霈F包裹導入運輸小車失敗、包裹未正確滑落預判槽口、超過一定期限分揀任務未完結的,系統可自動將分揀任務變更為分揀失敗。

3. 分揀狀態

剛才提及的是分揀任務的狀態,實體是——分揀任務,而本土則是包裹的分揀狀態,對應實體為——包裹。

  • 待分揀:PLC接收分揀系統下發分揀任務成功。
  • 掃描成功:導入臺成功掃描解析包裹條碼。
  • 掃描失?。喊亓坎环蠘I務設置閾值、掃描無法定位包裹等。
  • 導入成功:包裹成功推入小車。
  • 導入失?。喊迫胄≤囀?、包裹推入小車前被人工回退等。
  • 卸載成功:包裹成功滑入預定預判槽口。
  • 卸載失?。喊謷蝿諢o槽口、未按預定滑入對應槽口等。

當包裹掃描失敗、導入失敗、卸載失敗時,需人工介入重新處理后,二次進行導入臺掃描,可對原分揀任務變更為分揀失敗后作廢,并將原分揀任務復制出新分揀任務執行。

四、分揀模式

包裹分揀機分揀模式有以下幾種通用模式。

模式一:自動掃描模式

系統能自動識別包裹上的條碼,通過條碼信息在相關系統查詢對應分揀任務,獲取包裹預判槽口。后續將包裹正確分揀入相應的物理槽口中。

模式二:人工掃描模式

使用與分揀設備實時連接的手持條碼掃描器識讀包裹上的條碼,通過條碼信息在相關系統查詢對應分揀任務,獲取包裹預判槽口。后續將包裹正確分揀入相應的物理槽口。

模式三:人工掃描條碼并鍵入模式

使用與分揀設備實時連接的手持條碼掃描器識讀包裹上的條碼,并鍵入分揀信息(槽口編碼等),分揀設備將掃描的條碼信息和人工鍵入的分揀信息綁定儲存,利用鍵入的分揀信息將包裹分揀入相應的物理格槽口。

上述三種分揀模式之間無需人工切換,可實時實現所有分揀模式的混合作業。

模式四:純人工鍵入模式

在該模式中,分揀設備根據人工鍵入的分揀信息(槽口編碼等),將快遞件分揀入相應的物理槽口。

五、分揀異常

針對上文提及到的相關異常,可用以下方法解決:

1. 重量異常

超輕、超重、分揀重與打包重差異過大等,可設置專門的異常槽口處理該類型異常包裹。也可在導入臺即進行攔截,包裹攔截導入。

2. 無槽口

若包裹分揀任務無法識別對應的槽口,同理可設置專門異常槽口分揀。由分揀中心現場異常處理員核實無槽口原因。若確實由于為進行槽口配置所致,可針對缺失的條件維護對應唯一槽口。

3. 無分揀任務

當包裹掃描完成,未能識別含有分揀任務時,可能是由于下發分揀任務接口異常引起,可調起補償接口主動進行分揀任務查詢。

4. IBB(包裹占用2個運輸小車異常)

當IBB感應器檢測到兩個小車之間有一票快件時,兩個小車同時被封鎖(自動),導入供件臺的新的快件將不能送上這兩個小車。

該小車之間的快件被認定為迷路物品,將被送至指定的異常格口(如上圖IBB chutes),經過異常格口時,兩個小車同時被激活,嘗試釋放該快件。在統計報表中,按迷路物品記錄,并將此異常信息反饋給主機。

當經過下一個IBB感應器時,若該快件被檢測到仍未卸載,分揀機應繼續運行,但需系統報警(兩小車仍然保持封鎖),直至IBB感應器檢測不到被封鎖小車上有件(例如該快件被人工移除)被移除,然后系統自動將兩小車解除封鎖。

在驗收測試過程中,如果快件出現在兩個小車之間或卸載到IBB異?;?,該包裹將被認定為分揀失敗。

5. IOB(超邊:包裹超出小車邊界)

被第一個IOB感應器檢測到的快件被認定為迷路物品,將被嘗試居中拉回。在第二個IOB感應器檢測到快件時,分揀機環線將停機到自動掃描儀位置附近(如上圖)并在系統報警。

六、分揀搭建原則

除此以外,分揀中心分揀機的搭建也應該遵循以下幾個原則。

1. 分揀柔性

若分揀中心區分大貨分揀機和小貨分揀機,從分揀柔性上看,應當支持將小包裹投入大貨分揀機分揀。

同時,若存在多個距離較近分揀中心,為確保履約時效。當某個分揀中心分揀機設備故障并短期難以修繕完畢時,系統應支持包裹“轉倉投放分揀”。

2. 安全

分揀機周圍應設立安全立網,用于防止操作人員意外觸碰到運行中的的分揀小車,或人工橫跨、彎腰穿過分揀機設備,避免卷入重大安全風險。

在分揀機沿線沒有格口的位置需要安裝安全托網。安全托網應設計成在小車兩側具有足夠的寬度,托網的外沿在靠近操作員的一側需設計成向上折起,以防止小件飛落。托網的設計需滿足身高約1.7米的操作人員在沒有輔助設施的情況下可以撿到飄落在托網上的快件,且無法觸碰到運行的分揀小車。

3. 高效

導入臺的自動識別設備,應該經過實踐調整至最佳拍攝位,減少人工多次調整導入包裹位置耽誤時效。分揀任務、分揀結果回傳接口,應考慮接口異常阻塞影響分揀運轉情況,產品方案設計時要充分考慮補償、兜底接口。

以上,就是對物流分揀中心中,分揀機硬件、系統數據交互、分揀模式的一些抽象和概略分享。更多的內容將會在“下篇”推出。

作者:供應鏈出海派,某跨境電商SaaS公司產品負責人

本文由 @供應鏈出海派 原創發布于人人都是產品經理。未經作者許可,禁止轉載。

題圖來自Unsplash,基于CC0協議。

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