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
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