通道式异型条烟分拣系统分拣策略研究
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第16期 2 019 年 8月
无 线 互 联 科 技·实 验研究
N o .16 Aug ust，2019
（2）为降低计算复杂度，只对销量大的品项进行聚类分
析。本系统由卧式分拣机负责分拣销量大的货品品项，设卧
式分拣机个数为k，则某一订单的前k个品项为大销量货品。
（3）Qij(i=1,2,…,n; j=1,2,…,k)是第i条线路第j个货品的 销量。
第16期 2 019 年 8月
无线互联科技 Wireless Internet Technology
N o .16 Aug ust，2019
通道式异型条烟术学院 机电技术系，安徽 池州 247100）
摘 要：科学的分拣策略是提升卷烟物流中心异型条烟分拣效率的关键。通道式自动分拣系统是最为常见的条烟分拣设备，它 能依照订单要求，在人工辅助下自动完成订单分割、分拣、打码、塑封包装等一体化流程。文章提出的聚类算法可以更加科学 地分割订单，对品项相似度高的订单进行聚类分拣，减少分拣过程中的配货调换次数，以提高分拣效率。 关键词：条烟分拣系统；分拣策略；聚类算法
nm
=i 1=j 1 ij
x j − vi 2
∑ ∑ = u d C
n m2
=i 1=j 1 ij ij
（1）
式（1）中，V为Vi的集合。m为模糊指数，表示控制分类 矩阵U的模糊程度，m值越大，分类的模糊程度越高。在实
（7）C为集合X划分子集的个数，即分拣线的条数。
（8）uij为集合X中的第j个元素对第i个类中心的隶属度， vi为第i个类别的聚类中心。
（9）dij表示对象i与j之间的相似度变化，dij=xik+xjk，对 象自身的相似度dij=0。那么，C-均值算法的目标函数是：
( ) ∑ ∑ = J U，V
u C
基金项目：安徽省高校优秀青年人才支持计划项目；项目名称：新型复合式异形烟分拣系统研究与设计；项目编号：gxyq2018213。安徽省 高校省级质量工程校企合作实践教育基地项目；项目名称：池州职业技术学院芜湖美的厨卫电器制造有限公司实践教育基地；项目编号： 2017sjjd052。 作者简介：王彬（1987— ），男，安徽池州人，讲师，硕士；研究方向：智能制造，自动化。
（3）IQ 分析，即订单中单一品项出货 数 量 分析，直 接 影响订单处理原则、分拣系统规划以及出货方式、出货区 的规划等。
（4）IK分析，即订单中单一品项受定次数分析，有助于 了解单一品项的出货频率，配合IQ分析可为储存区与分拣系 统的设计提供决策依据。
分拣系统的决策理论需要依靠EQ，EN，IQ，IK等指标 进行综合分析。若订单货品品项数非常大，为缩短分拣作业 时间，一般会将货品订单按配送线路拆分成若干子订单。将 订单按线路进行分解的过程叫订单分割，订单分割一定要 遵循品项相似的订单尽可能汇聚在一起，减少更换配货的 时间。 3 订单聚类分拣策略
（4）R是第k个品项货品的销量之和，即：
∑ ∑ R
=n =i
k 1 =j
1 Qij
。
（5）Wij(i=1,2,…,n; j=1,2,…,k)是第j个货品在i条线路中 的位次，wij=k，表示第j个货品的销量最大；wij=1，表示第j个 货品的销量最小。
（6）x i是 一 个 k 维 矢 量 x i = { x i1, x i 2 ,…, x i k}，其 中， xij=Qij×Wij/R。
通道式分拣系统主要由电气控制台、卧式分拣机、柜式 分拣机、皮带式输送机、激光打标机、塑封包装机等组成。 其中，卧式机具有占地面积较小、投资低等特点，所以在分 拣线上可多组并行使用，用来分拣销量较大的香烟品项。 柜式机补货动作繁琐，影响作业效率，故一般用来分拣销 量不大的香烟品项。皮带式输送机将两种分拣机、打标机、 包 装 机等 有 机 结 合在一 起 ，组 成一 个完 整的分 拣 作 业 系 统。电气控制台是系统的控制中枢，用于控制各设备的协调 动作，完成分拣工作。激光打标机则给分拣出的条烟标上 清晰的销售码，塑封包装机配合在人员辅助下，按照订单 顺序将分拣完成的条烟打包。通道式分拣系统上的工作人 员一般有补货人员、控制台操作员、包装机操作员和出货码 垛人员[1-2]。
所谓聚类，即是将实际对象或抽象对象解构重组，使得 类似对象组成一个或者多个类或簇的过程。聚类过程中，要 求同一簇或类中的对象尽可能相似，不同簇或类中的对象尽 可能相异[4]。卷烟订单的聚类，是以每条配送线路为对象，依 据配送线路订单的货品品项结构相似性，进行聚类。
（1）设 X={x1, x1,…, xn}是n个 配 送 线 路的 集合，线 路 j 的 订单即为集合X 中第j 个元素。
目前，国家烟草专卖局要求卷烟产品以客户为中心，不 断推进产品供给侧结构性改革。卷烟生产企业生产出来的 异型烟品种增幅显著，故各地卷烟配送中心对异型烟分拣作 业流程进行优化再造与自动化设备的投入需求逐渐增加。设 计出一套科学适用、成本节约的分拣策略是提升卷烟配送 中心异型条烟分拣效率的关键。 1 通道式分拣系统构成
分析方法，由日本铃木震先生率先提出。在进行EIQ分析时， 通常是以一个或者半个工作日为计量周期，把订单资料归纳 生成EQ，EN，IQ，IK 4个分析指标[3]。
（1）EQ分析，即订单量分析，指单张订单的出货数量分 析，是订单处理原则、分拣系统规划的决策依据，也直接影 响着出货方式和出货区的规划。
（2）EN分析，即订单货品品项数分析，指单张订单的货 品品项数分析，直接影响仓储的规划、储存空间的估算以及 分拣方式、分拣区的规划等。
该分拣系统从物流中心企业资源计划（E nt e r p r i s e Resource Planning，ERP）系统接收订单、分析订单，分拣过 程按时间顺序划分，依次有备货（补货）、分拣、打码、包装 （码垛）4个环节。 2 分拣策略分析
影响卷烟分拣系统工作效率的最主要因素就是分拣策 略。为提高分拣工作效率，必须要对卷烟订单进行分析，以 设计科学、高效的分拣策略。订单数量、货品品项、货品数量 （Entry-Item-Quantity，EIQ）分析法是一种常用的货品订单
第16期 2 019 年 8月
无 线 互 联 科 技·实 验研究
N o .16 Aug ust，2019
（2）为降低计算复杂度，只对销量大的品项进行聚类分
析。本系统由卧式分拣机负责分拣销量大的货品品项，设卧
式分拣机个数为k，则某一订单的前k个品项为大销量货品。
（3）Qij(i=1,2,…,n; j=1,2,…,k)是第i条线路第j个货品的 销量。
第16期 2 019 年 8月
无线互联科技 Wireless Internet Technology
N o .16 Aug ust，2019
通道式异型条烟术学院 机电技术系，安徽 池州 247100）
摘 要：科学的分拣策略是提升卷烟物流中心异型条烟分拣效率的关键。通道式自动分拣系统是最为常见的条烟分拣设备，它 能依照订单要求，在人工辅助下自动完成订单分割、分拣、打码、塑封包装等一体化流程。文章提出的聚类算法可以更加科学 地分割订单，对品项相似度高的订单进行聚类分拣，减少分拣过程中的配货调换次数，以提高分拣效率。 关键词：条烟分拣系统；分拣策略；聚类算法
nm
=i 1=j 1 ij
x j − vi 2
∑ ∑ = u d C
n m2
=i 1=j 1 ij ij
（1）
式（1）中，V为Vi的集合。m为模糊指数，表示控制分类 矩阵U的模糊程度，m值越大，分类的模糊程度越高。在实
（7）C为集合X划分子集的个数，即分拣线的条数。
（8）uij为集合X中的第j个元素对第i个类中心的隶属度， vi为第i个类别的聚类中心。
（9）dij表示对象i与j之间的相似度变化，dij=xik+xjk，对 象自身的相似度dij=0。那么，C-均值算法的目标函数是：
( ) ∑ ∑ = J U，V
u C
基金项目：安徽省高校优秀青年人才支持计划项目；项目名称：新型复合式异形烟分拣系统研究与设计；项目编号：gxyq2018213。安徽省 高校省级质量工程校企合作实践教育基地项目；项目名称：池州职业技术学院芜湖美的厨卫电器制造有限公司实践教育基地；项目编号： 2017sjjd052。 作者简介：王彬（1987— ），男，安徽池州人，讲师，硕士；研究方向：智能制造，自动化。
（3）IQ 分析，即订单中单一品项出货 数 量 分析，直 接 影响订单处理原则、分拣系统规划以及出货方式、出货区 的规划等。
（4）IK分析，即订单中单一品项受定次数分析，有助于 了解单一品项的出货频率，配合IQ分析可为储存区与分拣系 统的设计提供决策依据。
分拣系统的决策理论需要依靠EQ，EN，IQ，IK等指标 进行综合分析。若订单货品品项数非常大，为缩短分拣作业 时间，一般会将货品订单按配送线路拆分成若干子订单。将 订单按线路进行分解的过程叫订单分割，订单分割一定要 遵循品项相似的订单尽可能汇聚在一起，减少更换配货的 时间。 3 订单聚类分拣策略
（4）R是第k个品项货品的销量之和，即：
∑ ∑ R
=n =i
k 1 =j
1 Qij
。
（5）Wij(i=1,2,…,n; j=1,2,…,k)是第j个货品在i条线路中 的位次，wij=k，表示第j个货品的销量最大；wij=1，表示第j个 货品的销量最小。
（6）x i是 一 个 k 维 矢 量 x i = { x i1, x i 2 ,…, x i k}，其 中， xij=Qij×Wij/R。
通道式分拣系统主要由电气控制台、卧式分拣机、柜式 分拣机、皮带式输送机、激光打标机、塑封包装机等组成。 其中，卧式机具有占地面积较小、投资低等特点，所以在分 拣线上可多组并行使用，用来分拣销量较大的香烟品项。 柜式机补货动作繁琐，影响作业效率，故一般用来分拣销 量不大的香烟品项。皮带式输送机将两种分拣机、打标机、 包 装 机等 有 机 结 合在一 起 ，组 成一 个完 整的分 拣 作 业 系 统。电气控制台是系统的控制中枢，用于控制各设备的协调 动作，完成分拣工作。激光打标机则给分拣出的条烟标上 清晰的销售码，塑封包装机配合在人员辅助下，按照订单 顺序将分拣完成的条烟打包。通道式分拣系统上的工作人 员一般有补货人员、控制台操作员、包装机操作员和出货码 垛人员[1-2]。
所谓聚类，即是将实际对象或抽象对象解构重组，使得 类似对象组成一个或者多个类或簇的过程。聚类过程中，要 求同一簇或类中的对象尽可能相似，不同簇或类中的对象尽 可能相异[4]。卷烟订单的聚类，是以每条配送线路为对象，依 据配送线路订单的货品品项结构相似性，进行聚类。
（1）设 X={x1, x1,…, xn}是n个 配 送 线 路的 集合，线 路 j 的 订单即为集合X 中第j 个元素。
目前，国家烟草专卖局要求卷烟产品以客户为中心，不 断推进产品供给侧结构性改革。卷烟生产企业生产出来的 异型烟品种增幅显著，故各地卷烟配送中心对异型烟分拣作 业流程进行优化再造与自动化设备的投入需求逐渐增加。设 计出一套科学适用、成本节约的分拣策略是提升卷烟配送 中心异型条烟分拣效率的关键。 1 通道式分拣系统构成
分析方法，由日本铃木震先生率先提出。在进行EIQ分析时， 通常是以一个或者半个工作日为计量周期，把订单资料归纳 生成EQ，EN，IQ，IK 4个分析指标[3]。
（1）EQ分析，即订单量分析，指单张订单的出货数量分 析，是订单处理原则、分拣系统规划的决策依据，也直接影 响着出货方式和出货区的规划。
（2）EN分析，即订单货品品项数分析，指单张订单的货 品品项数分析，直接影响仓储的规划、储存空间的估算以及 分拣方式、分拣区的规划等。
该分拣系统从物流中心企业资源计划（E nt e r p r i s e Resource Planning，ERP）系统接收订单、分析订单，分拣过 程按时间顺序划分，依次有备货（补货）、分拣、打码、包装 （码垛）4个环节。 2 分拣策略分析
影响卷烟分拣系统工作效率的最主要因素就是分拣策 略。为提高分拣工作效率，必须要对卷烟订单进行分析，以 设计科学、高效的分拣策略。订单数量、货品品项、货品数量 （Entry-Item-Quantity，EIQ）分析法是一种常用的货品订单