面向零售電商的倉庫管理系統設計

駱海東 馬衛清 梁丹

摘? 要：近年來，在線新經濟廣泛普及，電子商務飛速發展。為構建適用于零售電商企業的倉庫管理系統，提高企業倉庫貨物的周轉效率，應對日益增長的業務量。對零售電商倉庫管理的特性進行了全面研究，深入分析了倉庫的主要作業流程，應用微服務及多租戶等技術，構建了倉庫管理系統架構，并憑借此架構實現系統開發。最后通過實踐證明，該系統能夠有效應用于零售電商企業的倉庫管理，提高倉庫的管理效率。

關鍵詞：電子商務;倉庫管理系統;多租戶

中圖分類號：TP311.52? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）02-0027-05

Abstract：In recent years，online new economy is widely popular，and e-commerce develops rapidly. In order to develop a warehouse management system for retail e-commerce enterprises，speed up the turnover efficiency of good，cope with the growing business volume. By studying the characteristics of the retail e-commerce warehouse management comprehensively，and analyzing the main processes for warehouses deeply，applies many technology such as micro service multi-tenancy tenant，formulates the architecture of the warehouse management system，and realizes the system development based on the architecture. Finally，by the practice，it proves that the system can be applied to the warehouse management for online retailers effectively ，and improve the efficiency of warehouse management.

Keywords：e-commerce;WMS;multi-tenancy

0? 引? 言

受疫情影響，居民線上消費顯著增長，國家統計局數據顯示，2020年1—10月，我國實物商品網上零售額同比增長16%，較之社會消費品零售總額增速高21.9個百分點。直播帶貨、直播電商等為在線經濟帶來了巨大的流量，進一步促進了在線經濟的發展。面對新消費環境下訂單量不斷增加的趨勢，零售電商亟需一套適應其業務發展的WMS（倉庫管理系統），以更好地迎接未來的業務挑戰。本文以一家典型的零售電商企業為例，對零售電商企業倉庫管理的特性進行全面分析，旨在構建一套廣泛適用于零售電商企業的WMS。

1? 零售電商倉庫的特性

1.1? H公司倉庫管理現狀

H公司是一家以內衣服飾銷售為主的零售電商企業，其在國內主要電商平臺上均設有旗艦店，幾乎所有訂單均來自電商平臺。擁有近40家供銷商、3個倉庫，倉庫固定員工約110人。

平銷期間日均訂單量在4～5萬單，特大促銷活動期間，日訂單峰值可突破百萬，與平銷期間相差多達20余倍。促銷期間主要依靠招募臨時工來提高倉庫周轉率，峰值時期倉庫作業總人數可達260人。臨時工作人員出錯率相對較高，亟待改進倉庫管理方式，提高倉庫作業效率。

1.2? 零售電商倉庫特性分析

零售電商企業的訂單通常來自網絡購物平臺或電子商務平臺，用戶多為個人消費者，采購行為零散，采購周期短[1]，流程簡便，不像企業訂單那樣通常需要先簽訂合同再生產備貨。訂單處理更及時、貨物周轉更高效是零售電商倉庫管理的特性需求之一。

相較于傳統制造業倉庫“小品種、大批量或小批量、長周期”的要求，零售電子商務企業的倉庫要求通常是“多品種、小批量、多批次、短周期”。在傳統制造業中，倉庫貨物品類少，單次出貨數量大，往往采用叉車等自動化機械提高揀選效率。而零售電商倉庫往往需要以人工方式根據訂單揀選，并進行打包。需要高效且精細化的管理，以避免作業過程中出錯[2]。

零售電商倉儲為提高效率，貨物不再集中存放在某地某個倉庫，而是分布式異地建倉，就近配送，以節省物流費用，提高配送效率。同時各倉庫的訂單量波動較大，宜采用云計算等技術，實現分布式異地管理和靈活彈性的業務處理。

電商倉庫中物品種類繁多，訂單頻繁[3]，需要對各類商品庫存進行精細化的管理。必須通過系統引導實時處理，以使系統中每個貨品庫存的數量、狀態、位置與真實貨品同步，同時借助自動化作業設備來簡化人工操作，提高分揀效率。

2? 倉庫管理系統流程分析

2.1? 倉庫作業總體流程

H企業倉庫在內部工作管理中，主要包括訂單處理、采購作業、入庫上架、在庫管理、揀選包裝、出庫作業、配送作業、退貨作業以及財務會計作業等九大作業流程。根據業務功能分類，為支撐零售電商企業的運營，WMS主要面向出庫、入庫、盤庫等作業流程實現精細化管理，通過API（應用程序接口）與OMS（訂單管理系統）、SCM（供應鏈管理）、ERP（企業資源計劃系統）等有效連接，共同實現電商倉庫的運營管理。出庫和入庫流程是倉庫管理日常作業中最重要也最頻繁的流程，以此流程為例，重點分析WMS同其余系統間的工作聯系。

2.2? 出庫流程

出庫流程是電商企業倉庫日常運營過程中執行最為頻繁的作業流程，當用戶訂單下達后，業務系統會根據各地倉庫庫存和位置等信息，分派訂單給倉庫。具體流程及方式如圖1所示。

在出貨流程中，倉庫根據訂單信息執行出庫作業，系統指引人員進行揀貨、分揀等操作，確保貨物的及時發出，減少包裹錯誤的發生，對于倉庫管理，主要作業流程包括：（1）出庫單生成。系統需要根據訂單生成出庫單（其中包含SKU（Stock Keeping Unit）信息、物流信息、用戶收貨信息），并按照出庫規則鎖定庫位庫存。（2）波次管理。面對電商倉庫的訂單多品種、小批量的特性，采用波次揀貨方式，提高揀貨效率，即將不同的訂單按照某種策略合并為一個波次，進行一次揀貨。（3）揀貨、分揀、打單。為揀貨員推薦路線使其可以快速地從庫位拿取商品，系統需要支持PDA等電子設備對商品和庫存的管理，打印商品的出庫單。（4）復核、打包、發貨。系統支持生成物流面單，復核打包完成后，通過掃描單號，系統能通知快遞進行攬收，并更新訂單狀態。

2.3? 入庫流程

相較于傳統制造業倉庫的WMS，電商倉儲入庫過程中對儲位信息的管理要求更加精細，以便提供更便捷的分揀作業[4]。入庫流程主要包括采購入庫和退貨入庫，其管理流程分別如圖2、圖3所示。

對不同方式的入庫流程而言，在倉庫管理過程中區別不大，主要區別還是體現在業務系統中。入庫流程對WMS的主要業務需求覆蓋包括：（1）入庫單生成。根據采購訂單（或退貨單）和物流信息，生成對應的入庫單。（2）驗貨。對入庫商品進行核驗。（3）商品貼碼。給商品分配SKU（Stock Keeping Unit）碼，并打印。（4）上架。將SKU與庫區、儲位信息進行關聯，并更新庫存、庫位信息。

3? 倉庫管理系統架構設計

3.1? 倉庫管理系統架構

為應對電商企業倉庫管理過程中各流程的操作及精細化處理的要求，本文將WMS設計為四層架構，以滿足不同行業電商企業對倉庫管理的精細化要求，如圖4所示。

倉庫管理系統同其他業務系統分工協作，支撐電商零售業務，提供商品在倉庫內的各項作業管理，各層功能說明如下：（1）支撐平臺。提供WMS的基礎服務功能，包括數據庫處理，業務流程管理、操作日志管理、租戶權限管理等一系列通用服務功能，并提供應用服務器等業務支撐，以滿足WEB化的用戶訪問及操作。（2）數據資源。主要包括商品、訂單、庫存、物流等數據信息[5]，它是整個WMS的核心。各業務模塊基于數據的流轉處理實現倉庫在日常活動中的各項作業。（3）業務規則。提供倉庫在執行各類管理操作（包括批次、波次、包裝、上架、揀貨、補貨等）過程中所需遵循的原則。例如，通常對入庫批次采用FIFO（先進先出）策略，以最大限度地保障庫存商品的生產日期較新;也可像H企業那樣，按產品生產日期執行FIFO策略，以保證庫存商品擁有較好的有效期。通過業務規則選擇，系統能夠更好地適應不同企業倉庫管理的實際需求。（4）業務模塊。實現倉庫日常作業中的各項應用，按業務流程處理各類數據，以使倉庫中出庫、入庫等各項流程按既定業務規范執行。（5）業務連接。采用API接口同WCS（倉庫控制系統）、OMS、SCM、ERP等其他業務系統進行通信，共同推動業務的執行。

3.2? 基于微服務的設計框架

WMS工作中，在出入庫等過程中需要頻繁地對各類操作進行處理，單次流程中，處理節點較多，流程較長，需要系統具備較高的穩定性來滿足業務需求。面對倉庫作業過程中，存在大量的面向WMS的并發服務請求，傳統的單體應用中，眾多的業務模塊集中在一個程序內，單一模塊的故障將導致系統的全面崩潰，且開發維護困難。因此適宜采用微服務的設計框架進行開發設計，其框架如圖5所示，將WMS作業中各業務模塊以微服務的方式加以區分，各業務模塊單獨開發，適宜敏捷開發的要求;各業務模塊間相互獨立，業務發生擁塞時，能夠通過服務熔斷等機制提高WMS的服務保障能力;各業務模塊以微服務方式區分后，能提供更細顆粒的彈性管理，每個服務可對硬件資源獨立擴容。

3.3? 面向多租戶的倉庫管理

為滿足企業在異地建倉的需求，采用云平臺的方式實現多倉庫的管理。在訂單處理過程中，根據配送距離，由OMS對各倉庫進行統一的協調管控。而在運營過程中，各倉庫間日常的業務流程獨立，可作為獨立主體管理。為此，采用多租戶技術，能夠在整個WMS中較為便捷地進行數據的分離與統一[6]，并實現成本與性能間的平衡。

如圖6所示，在多租戶應用中，每個倉庫作為一個租戶共享倉庫管理服務，使用獨立的數據庫管理各自倉庫內的數據，數據庫被托管在彈性池中，以均衡各租戶的工作負載。

3.4? WMS實施規劃

在確定WMS所采用的各類業務規則前，需要對倉庫的管理業務進行整體規劃，包括基礎設施、商品布局、系統應用等[7]。開展規劃前須通過實際調研并確定情況，以保障各項業務規則能按照設定規則執行。可按表1開展規劃工作并明確各類業務規則。

4? 倉庫管理系統實施與部署

WMS采用B/S（瀏覽器/服務器模式）結構。通過構建云平臺環境，部署WMS服務端程序。用戶通過瀏覽器訪問系統。系統主要功能測試結果及測試設備環境分別如表2、表3所示，系統界面如圖7所示。

H企業按照本架構構建了倉庫管理系統，對其使用前后一個季度內倉庫作業情況進行了績效分析，分析結果如表4所示，其日作業時間平均降低31%，臨時工人數降低25%，促銷活動期間，每件貨物平均發貨時間縮短25%，大大提升了企業的核心能力。

5? 結? 論

本文通過調研，著重分析了零售電商企業WMS的業務特征，明確了WMS的核心業務以及與其余系統的集成方式，為滿足管理過程中各流程的業務需求，應對高并發量、高可靠性的業務痛點，結合云計算和微服務技術，提出了面向零售電商企業的WMS技術架構。最后通過在H企業的實踐證明了該技術架構的可用性，能有效完成零售電商倉庫管理過程中對倉儲、分揀的要求，提高短期內訂單爆發式增長情況下的出貨效率。

參考文獻：

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[3] 張郁.為現代倉儲搭建高效管理平臺 [J].物聯網技術，2020，10（6）：3-4.

[4] 邱志鵬.電商倉庫小件商品倉儲管理優化研究——以廣東某電商倉儲企業為例 [J].科技創新導報，2019，16（25）：167-168+ 170.

[5] 王一斌.基于Web的倉儲作業監控與管理系統關鍵技術研究 [D].上海：東華大學，2016.

[6] 黃秀彬，鄧艷麗，經航，等.多租戶管理技術在運營管理系統的應用研究 [J].微型電腦應用，2020，36（8）：129-131+ 139.

[7] 陳庚.淺議物資倉庫管理智能化建設方法 [J].信息系統工程，2020（9）：117-118.

作者簡介：駱海東（1969—），男，漢族，浙江嘉善人，中級工程師，碩士研究生，研究方向：電商ERP、OMS、WMS系統優化;馬衛清（1982—），男，漢族，浙江臺州人，助理工程師，本科，研究方向：電商ERP、OMS、WMS系統架構;梁丹（1980—），女，漢族，河北唐山人，本科，研究方向：倉儲、物流。