专家谈：生成短拣选路径的启发式方法

在订单拣选员没有仓库详细地图信息情况下，如何生成可行的短拣货路径？想象下拣选员必须去一个仓库所有的存储货位，再进一步假设我们可以找到一个有效的全局路径到达所有这些货位。我们只要计算出这条有效路径一次，就可以多次使用：当拣选员去检索一个订单的货物，我们需要他简单地到访所要求的货位，这个顺序要与有效的全局路径相同。那么该全局路径提供一个将被所有行走遵守的顺序。当我们收到一个客户订单，WMS通过存储货位简单地归类拣选线路，那样线路显示的顺序与有效全局路径一样。该想法是，如果全局路径是有效的，那么每个客户订单诱导的子路径好像也是同样有效。

通过存储货位找出一个全局路径的问题被称为“概率旅行商问题”或PTSP，有大量的文献。PTSP问题的主要议题是诱导子路径的长度，在订单拣选的范围内有其他的议题。

1 、路径轮廓

一个好的全局路径不应该只最短路径的客户订单，它也应该更具体的指导拣选员到下一个货位、如何最直接地行走到那里。我们想要一个路径轮廓，可以为大部分订单诱导出一个短的拣选路径，且结构简单，订单拣选人员可以理解它。一个有效的路径轮廓将解释货架的实物布局，最常用货物存储的地方在哪里，一个典型的订单看起来像什么。另外，管理人员可能设计简单的规则，通过它能够使该路径轮廓为特别的客户订单所采纳。通过提供给订单拣选员一系列规则去改进路径，充分利用人的智慧，而不是嵌入规则与计算结果到WMS软件。

最简单的路径轮廓是沿着单个巷道，如图10.2中所示。如此一个路径轮廓是最理想的情况，即任何路径优化都与此排序是一致的。这种结构通常可以在一个配送中心的快速拣选模块中发现。

图1：这个拣选区域只包含了常用的SKU，所以每个订单很可能需要走过该巷道。因此一个有效的行程是预先知道的。

一个常用的路径轮廓是所谓的蛇形拣选路径，如图10.3的描述。每个巷道的路径诱导出单向行走，这意味着可通过使用狭窄巷道来节省地面空间。然而，货位序列可能没法给出最优行走路径，如同在这个例子，拣选员将不必要地沿着巷道3和6的长边行走。除非一个典型的客户订单去到每个巷道，这样一个路径能导致浪费的行走。

图2：一个蛇形拣选路径能够导致不必要的行走（在这个案例中沿着巷道3和6）

改进这个问题的一个方法是在存储货位中只指定一个特定的排序。例如，图10.4所示，一个不完全指定的蛇形轮廓，其中从左边开始的几个巷道按位置排序，但此后只有巷道本身排序，没有包含巷道的位置。这利用较少先验（a priori）结构在最终拣选路径，同时依靠订单拣选员的主观能动性来适当地适应它。这个例子能成为一个有效的路径轮廓，如果前面（最左边的）的巷道包括较常用的产品。在这个情况下，拣选员能够通过跳过巷道3和6构造一个更有效的拣选路径。

因为这个路径轮廓不能提前保证拣选员可能从哪个方向走到下一个（最右边）巷道，仓库右侧必须允许双向通过，所以可能需要宽阔的巷道。

图3：一个修改的路径轮廓，将巷道4-6排序，但不包括它们的位置

另一个常见的拣选路径类型是分枝式（branch-and-pick），只按巷道排序不包含巷道的位置。该拣选路径通过一个减少的位置集合（结束），这是最快移动的物品应该存放的地放（图10.5），同时拣选员按需要绕行进入巷道。这通常用于当有一些滞销产品在巷道的时候。

它可以用于进一步的原则，即一个拣选员能够从一张拣选清单生成的行走路径。比如，最简单的算法可能是“按顺序到达巷道；按需要绕行进入并退出每个巷道，拣选商品。”

图4：拆零拣选的例子

图5：左边：由绕行进入巷道和从巷道后退出来产生的行走路径；右边：通过允许拣选员决定从每个巷道进出，行走距离得以减少。

2、 货物位置

帮助拣选员猜测最好的方法行走，人们必须几何和地址一起工作。例如，如果货位之间太近，还有相似的地址，同时反过来也一样，之后拣选清单也告诉拣选员一些关于下一个地址在仓库的哪里。全局（仓库布局）是被嵌入到局部的（地址清单）。

另外，通常最热门的SKU靠近路径轮廓存储会更好，以便可以以较少或不用绕行的路径完成，如下图所示。更少的和较短的绕行也意味着最终绕行路径将更简单，这表明更有可能实现节约，因为订单拣选员更有可能用到它。

图6：如果热门项目靠近路轮廓存储，如同右边，可能行走路径会更短