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高等教育出版社(以下简称高教社)创立于1954年,是教育部直属的以出版高等教育、职业教育、成人与社会教育等各级各类教材和提供优质教学资源服务为主的大型综合性出版社,业务涉及图书、期刊、音像制品、电子出版物以及网络等领域,是我国唯一进入世界单体出版社前50强的出版社.2009年,高教社的出版物超过1.6万种,销售册数超过1.3亿册,销售码洋逾25亿元人民币.
为了更好地满足自身的物流需求,进一步提高服务水平,同时积极拓展第三方物流业务,2005年,高等教育出版社酝酿建设现代化物流中心,2006年完成总体规划设计,2007年11月开始土建施工,2009年11月底投入使用.由于中间经历北京奥运会,土建工程停工6个月,实际建设期为18个月.
高教社物流中心位于北京大兴庞各庄,占地180亩,总投资约3.6亿人民币,其中物流设备及系统投资约1.2亿人民币.经过公开招标,北京伍强科技有限公司成为该项目的总体设计和总集成单位.
高教社物流中心是国内最早开始建设的自动化图书物流中心之一,也是目前国内最大的图书物流中心之一.在建设规模、库存能力、技术水平、出入库能力等方面创造了多项第一,堪称我国出版行业物流中心建设的里程碑.
高教社的物流需求
记者在高教社物流中心采访时,主管该项目建设的高等教育出版社副社长杨松涛先生介绍了物流中心规划及建设的过程.
高教社是典型的教材出版社,约90％的出版物都是教材,因此高教社的物流表现出明显的季节性,春、秋两季的发货量大约各占全年总量的1／3和2／3,并且存在忙闲不均的现象,旺季日最高发货量达4万～5万件,而淡季的日均发货量只有几千件.因此,为了充分利用物流资源,高教社准备积极开展第三方物流业务.
同时,图书的品种规格差异较大,虽然书的开本有几种固定的规格,但异型规格越来越多,书的厚度也千差万别.此外,书的定价大多较低,尤其是教材,如果新建的物流系统完全实现自动化,建设成本、运营成本将与现实需求脱节.因此,在物流中心规划之初就确定了适度自动化的目标,同时注重信息系统建设,因为信息化是图书物流的灵魂.
最终,物流中心的建设目标确定为,满足高教社近期约30亿码洋的年配送需求,并可实现每年约20亿～30亿码洋的第三方图书配送业务.
经过2009年冬季发货和2010年秋季两季发货的检验,物流中心基本达到了设计目标.其最大能力一度达到日收货4万件、日发货5.2万件的高点,创造了新的记录.
对物流中心的运行效果,杨松涛副社长表示满意.他说：“高教社物流中心的能力完全可以满足社里的要求.此外,保守估计,还可以完成每天2万件以上的第三方物流业务.这在全国出版行业是首屈一指的.”
物流中心总体布局与配置
物流中心建筑面积约5.5万平方米,局部采用两层设计.总体布局如图1所示.
物流中心一层设置了入库区、自动化立体库、A类拣选区、B类拣选区、自动分拣区、发货区,二层为平置作业区、在线拣选区、拆零作业区、拆零复核区、退货处理区,详见表1.
自动化立体库使用了16台堆垛机,设有49088个货位；物流中心内部同时使用了托盘输送系统、整件输送系统、拆零输送系统、提升机、高速分拣设备、动态称重系统、静态称重装置、托盘流力货架、高架叉车货架、特制拣选车等相关设备,并且设置了包装复核系统、退货系统,详见表2.
根据我国消防规范要求,物流中心共划分12个防火分区.由于整体建筑和分区均超过国家的消防规范要求的标准,为此,专门成立由中国建筑设计院防
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系统总体流程
该项目的主要流程包括入库、出库和退货,并且针对图书行业的特点,在流程设计上强化了针对性.
①入库环节作业流程
WMS严格按照ASN收货；
可以直接越库收货(CROSS DOCKING)；
图书基本数据应事先维护；
图书重量标定对每一批次进行,非常重要的一点是：一次标定图书不得少于3本；
图书的组盘分配自动进行,也可以人工干涉；
图书如果已经包装,则直接码盘,包装比例应根据需要预先确定；
收货时,可以直接收货到拆零区和整件拣选区；
大宗图书(约54个品种),直接进入平面库(南库)储存；
上架作业全部采用RF指导作业.
补货按照波次进行,必须补完后才能进行分配；
周转箱的运算根据图书的体积进行,实际操作过程中同时考虑开本和厚度两个参数；
拆零拣选分为两个区域发起,标签打印可以提前进行；
整托盘出库后,标签打印完成,可以人工分拣,也可以投入到输送线进行分拣；
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LED显示屏提示各区域的拣选工作量及开始时间；
重量复核是本项目的重要技术手段；分拣一般要求按照路线进行；集货时要求标签朝外,以便于复核.
收货的货物,按照退货单位组盘.一般要求有经过批准的退货单作为退货依据,如没有退货单,则拒收.最终的退书清单以实际翻理结果为准.
每天的作业内容首先对待处理图书进行分析(根据退货单),确定大宗图书的信息.
对于大宗图书,设置专门的集货区,待满一个托盘后,进入AS／RS储存.
报废图书首先集中储存,然届报批销毁.
关键技术及创新点
在高教社物流中心系统设计及建设过程中,针对图书配送的关键技术提出了一系列解决方案,有如下创新点：
①物流路线问题
作为面积超过5万平方米的物流中心,其作业路线和输送线的布置规划尤其重要,否则将导致整个作业路线过长,作业效率大大降低.这也是该项目的难点之一.
作业路线包括收货、入库、整件拣选、拆零拣选、整托盘出库、集货、退货翻理、退货上架等主要过程.在设计中充分运用输送机等传输设备,结合生产线作业原理,大大减少人工作业的行走路线.其中尤其是采用托盘流力货架和货到人在线拣选技术,使拣选路线缩减到最少.
②AS／RS应用于海量储存
该项目的难点之一是库存量大.按照业务要求,物流中心将设计超过20亿码洋的库存,约折合托盘6万个(理论值),这对于普通的平面仓库和叉车仓库均是不能完成的.最终,项目提出采用AS／RS系统完成大容量库存的设计思想,共设计16个巷道、32排货架的双深度立体库,储存能力达到49088个托盘,圆满地解决了海量存储问题.如此大规模的立体库系统此前在国内是没有的.
③重量复核技术
尽管高教社物流中心图书的拆零比例只有约25％,但总量最高却达到每天约6000件.这样的拆零量在全国的出版社中是绝无仅有的.为此,项目采用了重量复核法进行拆零图书的复核.应用结果表明,超过75％的周转箱可以通过重量复核得到确认,从而大大缩短了复核所需时间,并且提高了拣选的准确性.
图书重量复核技术是北京伍强科技有限公司针对图书物流中心提出的重要理念,该技术已在上海新华书店和浙江新华书店得到应用,并取得了良好效果.
④快速拣选系统
高教社物流中心图书整件拣选量有时每天高达3万～5万件,如何实现快速拣选成为关键问题.研究表明,约10％的图书品种占据了图书配送量的70％左右.为此,该项目采用了两种技术.
其一是对极少数大品种,包括两课教材(仅4个品种)和其他约50个品种(约占全部发货量的20％),采用独立拣选区方式,并利用平面仓库进行存取,独立成件,因而大大降低了这部分图书的拣选难度,极大提高了拣选水平.
其二是对发货量位于前1500位的品种,采用托盘流力货架进行拣选,大大降低了操作人员的劳动强度,提高了拣选效率.
⑤特殊输送系统
在该项目的设计中,有一个技术难题一直困扰着工程技术人员,就是如此大规模的拣选输送,如果采用周转箱或托盘作为载体来运输,那么载体的补充和收集将成为一个重大问题.
为此,伍强科技提出包装后的纸包直接在输送线和提升机上运输的设想,并与输送设备供应商贵阳普天公司一起进行研发.最终研究表明,采用加密辊子间距、大量采用皮带机等技术手段,成功解决了这一技术难题,现场运行效果非常成功.
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⑥托盘调度问题
AS／RS系统中,一个波次的“在线作业”有时将达到上千个托盘的作业量.这时,整盘出库、收货入库、补货、在线拣选等作业指令互相抢占AS／RS资源,如不进行有效管理,现场托盘将十分混乱,作业效率必然降低.
为此,伍强科技专门开发了托盘调度程序,通过有效分配在线托盘数量,成功解决了AS／RS的资源分配问题.现场运行表明,托盘调度程序不仅大大提高了作业效率,而且还可以调整由于作业任务在各巷道分配不均对系统效率、波次完成造成的影响.
⑦退货解决方案
退货始终是图书物流的一大难题.高教社物流中心的退货量高峰时每天约3000件,对于如此大的退货量,以往的技术几乎是束手无策.有些新华书店和出版社采用高速分拣机解决退货问题,但效果甚微.
针对退货问题,伍强科技创造性地提出二次分类法,即将退货问题首先按照大类分类(在新华书店中,是将出版社和图书品种分类；在出版社中,是将拆零货架进行分类),然后再进行每个大类下面的分类操作.将一个数以10万计的问题,分解为100×1000,或100×100等级的问题,从而大大加快了退货处理速度.
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采用电子标签的二次分类系统,其成本只有高速分拣系统的1／3,但效率却远远高于高速分拣系统.在高教社物流中心,每天处理约3000件的退货图书,仅需要40余人.
⑧系统总体效率问题
系统总体效率的体现非常关键,包括拆零拣选的完成时间、拆零拣选的复核包装时间、整件拣选的完成时间、在线拣选的完成时间、集货发运的完成时间.对于一个波次而言,需要在规定的时间内完成这些作业.
高教社物流中心设计了调度系统、LED指挥系统等,辅助各区域和子过程的作业,达到各区域作业任务完成时间的一致性,从而保证了系统的总体效率.
经验分享
高教社物流中心虽然系统庞大复杂,但建设工期和项目管理控制得很好,其中有很多经验值得借鉴,包括土建配合、设备安装配合、建设节点控制、系统调试与测试、搬迁、运营管理等诸多方面,以下仅举二例进行说明.
①搬迁问题
对于物流中心建设者来说,对于搬迁进行充分、周密的考虑是非常必要的.
高教社物流中心投入使用时,需要对15000品种、10亿码洋库存、约110万件图书进行搬迁,需要2100车次,还需要进行盘点、做账、码盘、装车、卸车、组盘、称重、注册、入库等工作.这些工作都需要在不影响正常收发货的前提下完成,因此,选择搬迁的时机非常重要,在发货低谷时完成搬迁比较有利.
②如何高效完成一个波次拣选
大型物流中心的运营管理是一个重要课题.以该项目为例,在实际运营过程中,对于波次的准备、补货、波次下发、拆零打印、整件打印、拆零拣选、整件、集货、复核等过程,如果没有一套系统的管理办法,使各环节紧密衔接,其作业效率将十分低下.
以拆零拣选为例,在波次下发时,往往会发现上一波次还没有结束,这时不能启动下一波次拣选,但可以启动打印程序,完成标签打印等工作,这样就使波次衔接更加紧密.
进行拣选操作时,如拆零区域拣选,按照24个拣选区的顺序,位于A区和F区的拣选将优先进行,因此在拣选初期任务比较多.而位于B区和E区的拣选将最后完成,在拣选后期任务比较多,针对这种情况,应对拣选人员进行有效调剂,才能高效地完成拣选任务.
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