自動化物流配送中心在現代互聯網家居企業的應用和設備選型優化

孫鵬浩 陳 恰

北京起重運輸機械設計研究院有限公司 北京 100007

0 引言

自動化物流配送中心是現代家居企業提高物流配送效率的重要手段之一，隨著互聯網的普及，自動化物流配送中心的應用逐漸被推廣開來。自動化物流配送中心能在實現物流配送自動化的同時兼顧實現配送的信息化和智能化。但是，在實際應用中還應考慮到自動化物流配送中心的設備選型和系統設計，以及數據采集和實施應用等方面。因此，本文將以某互聯網家居企業自動化立體庫項目為例，對自動化物流配送中心在現代互聯網家居企業的應用和設備選型優化進行分析。

1 研究背景和意義

本文旨在通過某互聯網家居企業自動化立體庫項目，分析自動化物流配送中心在現代互聯網家居企業的應用和設備選型優化。

通過對自動化物流配送中心在現代互聯網家居企業的應用和設備選型優化的研究，可以提高貨物物流配送的準確性、時效性，同時還可減少企業的物流成本，從而實現物流配送的自動化、信息化以及智能化，提高企業在行業內的整體競爭力。

2 自動化物流配送中心設備選型和系統設計

2.1 設備選型

自動化物流配送中心的設備選型需要考慮其功能、性能和價格等因素。在選擇自動化物流配送中心的設備時，需要選擇性能好、價格適中、易于維護的設備，還應考慮自動化物流配送中心的實際需求及使用環境，以確保自動化物流配送中心的正常運轉和高效工作。

該自動化立體庫項目在設計初期充分考慮了家居行業類項目貨物的特殊性以及現場使用環境的復雜性，故在物流設備進行設計選型前應作好調研工作。

在對堆垛機硬件結構進行設計時，考慮到家居貨物的特殊性，設計了12臺高度為29.8 m的雙工位單伸高速堆垛機，用以滿足整體出入庫效率。其中，堆垛機的主副立柱結構采用一體成型工藝，保證了設備整體結構在起升、運行、取放貨過程中的穩定。同時，載貨臺采用了雙工位的設計、自動切換貨叉狀態以及無需人為切換的結構邏輯，滿足了不同尺寸托盤的出入庫功能。此外，在載貨臺上裝有照明和無線視頻監控系統，可滿足遠程監測堆垛機載貨臺狀態功能，給現場設備維護人員在處理故障、檢查設備狀態時帶來極大便利作用。

輸送機的整體采用了適配大、小托盤可同時線上運行的結構設計，無需額外更換或人工調整輸送機設備，充分利用了現場場地。

2.2 系統設計

自動化物流配送中心的整體方案需要考慮其功能、結構和運行模式等方面因素。在設計自動化物流配送中心系統時，需要考慮不同企業各自的運行模式以及自動化物流配送中心的各部分之間的協同工作，以確保自動化物流配送中心的運行高效、可靠和安全。同時，還需要考慮自動化物流配送中心的實際建設需求和當地使用環境，以確保自動化物流配送中心的正常運轉和高效工作。

在整體設備方案設計時，該自動化立體庫項目在揀選備貨區采用AGV—輸送機運輸的模式。當整托貨物出庫至揀選區后，人工進行貨物揀選操作，然后由AGV將貨物運送至備貨區等待下樓，待運輸車輛到達倉庫再由AGV按照相應順序排列組合并運送至提升機，通過提升機下樓運送至發貨區，再進行出庫發貨裝車。在場地有限的環境中，這種模式可以作到不同樓層具備不同的功能運用，分區明顯，滿足了揀選、備貨、排序發貨的功能。同時，在揀選區布置了8臺輔助吸盤吊具，定制化設計可適配該項目復雜多樣的貨品貨型，減少了作業強度，提高揀選人員的工作效率。

與在輸送線上排序相比，這種模式的排序工作具有作業時間短、處理數據少等特點。該家居企業自動化立體庫特殊的發貨模式需對出庫的貨物按照物流公司提供的貨物品類順序以及裝載號進行排序裝車。因此，在貨物出庫裝車時，應嚴格按照系統的要求進行出庫，以便提高物流公司配送的時效性、準確性以及便利程度。

在軟件方面，整體軟件系統層次的架構劃分為物流信息管理系統（Automation Warehouse Management System，AWMS）、整體系統接口層、物流設備監控系統（Warehouse Control System，WCS）等基礎系統。系統接口層可以實現與外部信息系統的對接、物流信息管理系統和物流設備監控系統的接口對接，通過對整體集成設備、物流監控系統、信息管理系統的統一配置，從而實現對整體自動化系統的調度、控制以及管理。

3 自動化物流配送中心數據采集和實施應用

3.1 數據采集

自動化物流配送中心的數據采集需要考慮其范圍、內容和質量等方面因素。在進行自動化物流配送中心的數據采集時，需要收集和處理物流配送過程中貨物的品類、數量、時效等信息，還需要對整體數據進行分析和處理，以實現自動化物流配送中心的智能化和自動化。自動化物流配送中心的數據采集對倉庫整體運行來說至關重要。該自動化立體庫項目的數據采集有前端輸入和設備交互2種方式。

前端輸入是指現場的操作人員利用PDA手持終端進行條碼掃描或輸入數據信息，將前端結果傳遞到后端進行數據信息分析處理和邏輯轉換（如托盤的條碼、一維碼商品序列號、二維碼商品序列號、商品數量、品類等信息）。由于這些信息的采集來自人工的主觀行為，可能會存在一定偏差，故系統需要根據已有的邏輯對采集的數據進行詳細分析、判斷以及限制處理。

設備交互是指系統層面在讀取整體設備的占位信息、運動信息、執行信息等一系列實時數據后對收集到的數據進行有效的監控、分析、處理，以便下達后續指令。例如，系統在讀取到輸送機設備的占位信息、運行狀態及流量監控后進行數據分析，以避免因大批量托盤輸送導致輸送線的擁堵，從而提高整體的輸送效率平衡，保證系統的穩定運行。

3.2 實施應用

自動化物流配送中心的實施應用需要考慮其場景、模式及時效等方面因素。在進行自動化物流配送中心的實施應用時，需要根據實際情況選擇適合的場景和模式，以實現自動化物流配送中心的智能化和自動化。同時，還需要考慮自動化物流配送中心的實際效果和預測評估等因素，以確保自動化物流配送中心的正常運轉和高效工作。

為了實現自動化物流配送中心的智能化和自動化，在設計自動化立體庫項目的初期應進行實地調研，并考慮企業的實際工作場景、作業模式、業務流程及所期望的效果等因素。因此，基于本設計產品框架構建以及與之相匹配的倉庫管理系統應用軟件，綜合形成了適配該項目最終的AWMS軟件。

在硬件設施方面，該項目的托盤分為大小2種不同尺寸的托盤，在設計初期可將條碼按照大小托盤進行初步區分，根據入庫條碼的特殊性設計了一整套針對該項目特殊的條碼解析規則。在設計階段，針對不同層的作業場景設計了不同的分層設備布局，根據入庫端設備的特殊性設計了入庫貨位分配邏輯以適應不同場景的入庫需求。該項目設有用以揀選需出庫貨物的揀選工作臺，本文根據揀貨的特殊性設計了環線流量控制方法。物流運輸車輛對運輸滿載率有一定要求，且家居行業貨物的多樣性、復雜性對裝車方式也有一定要求，為此根據裝車對貨物擺放的要求設計了按順序裝車效率邏輯。

在軟件系統方面，AWMS接收供應商數據用以區別物料批次屬性；接收客戶數據用以出庫信息顯示；接收成本中心數據用以區分物料成本的歸屬情況；接收倉庫數據用以指定物料的出、入庫，且倉庫編碼與倉庫描述需一一對應。因此，根據數據多樣的特殊性設計了特殊的數據分類算法，同時根據單據維度的特殊性，設計了按裝載號和訂單號的自動配貨方案。

4 自動化物流配送中心的優化

4.1 管理優化

自動化物流配送中心的管理優化需要考慮其運行模式、組織架構和管理方法等方面因素。在進行自動化物流配送中心的管理優化時，需要優化其運行模式和組織架構，提高其管理效率和水平，同時還需要改進管理方法，實現自動化物流配送中心的智能化和自動化。

該自動化立體庫項目目前共配有入庫操作人員7人、揀選操作人員10人、出庫裝卸人員26人、設備維護人員6人、訂單調度人員2人，與傳統的平庫作業人數相比減少了約60%的作業人數，降低了招人、用人的風險。由此，人員的簡化使組織架構得到了簡化，不同的崗位有不同的負責區域，劃分明顯，便于管理。而且，相對獨立負責各自區域的作業工作，減少了交叉作業，避免了現場雜亂、無序的作業模式。

相比較于傳統平庫倉庫，倉庫現場工作人員在工作內容上得到了極大的精簡，減少了冗雜的庫存管理、出入庫信息記錄、位置堆放等工作。工作內容的優化使企業人員得以精簡，工作效率得到提升。

在管理模式方面，設立班組長，生產負責人職位、層級架構明顯，管理便捷，每周提前分發、安排入庫、揀選及出庫計劃，由AWMS系統接收客戶數據及供應商數據，進行數據分析后，再由訂單調度人員在AWMS系統進行揀選、配貨以及發貨的確認即可。管理人員僅需與負責人對接即可管理自動化立體庫的日常生產使用。

4.2 技術優化

自動化物流配送中心的技術優化需要考慮其應用技術、軟件系統和硬件設備等方面因素。在進行自動化物流配送中心的技術優化時，需要提高其應用技術和軟件系統的水平，升級和更新硬件設備，還需要改進其技術架構，實現自動化物流配送中心的智能化和自動化。

該家居企業自動化立體庫項目的落成預計可滿足30萬標準套/年、床墊18.5萬標準套/年的入庫存儲、揀選備貨以及出庫發貨量。在場地利用率方面，存儲密集度提升，與平面樓庫相比占地面積減少約55%，存儲密度提升330%。

該項目的輸送機電氣程序與WCS、AWMS協同開發，為該項目裝車排序進行定制開發，實現了托盤排序的功能，該功能滿足因物流發貨需配套裝車而導致的出庫貨物排序問題。在堆垛機電氣設備上，采用伺服系列驅動器，支持直流母線共聯，硬件拓撲來實現節能，軸間協調控制，通過算法可使提升驅動和行走驅動自動交互能量，實現節能效果。而且，自帶S曲線功能和2個陷波濾波器通道功能參數，無需在PLC 側開發復雜的運動控制算法即可實現堆垛機運動單元在不犧牲節拍和效率的情況下平穩啟動和停車，大大減緩了堆垛機運行中的搖晃程度，起到了防搖擺的作用，也是該項目超高堆垛機項目的一大技術亮點。

該項目的AWMS軟件系統定制開發，具有靈活拓展性、支持各種數據接口、易用性高及界面良好等特點。

1）靈活拓展性 AWMS為客戶個性定制倉儲物流管理需求，具有很強的靈活性，能根據客戶發需要進行延伸開發，適應企業管理模式的需求，以及適應企業長遠發展的需要。

2）支持各種數據接口 AWMS系統支持數據庫中間表、WebApi、WebService、中間文件夾、Socket等常用的主流數據接口的對接方式。

3）易用性高，界面良好 AWMS系統采用當下主流的HTML5、配合先進的echart報表引擎，能支持二維、三維的數據展示。

5 自動化物流配送中心應用前景及優化措施

5.1 在現代互聯網家居企業中的應用前景

隨著現代互聯網的發展，自動化物流配送中心的應用將會越來越廣泛。家居行業由于其貨物品類的多樣性，通常貨物尺寸都比常規貨物大且復雜，故在常規平庫存儲會存在擺放困難、浪費空間的問題。自動化物流配送中心的整體架構操作簡單、易于管理，可為家居企業提供更加高效、可靠和智能的存儲、揀選以及物流配送服務。

目前，物流倉儲行業集成商在行業內具備適配不同功能設備的集成能力，多樣的設備種類可以滿足不同場景、模式下的與生產車間相連接，可以作到從生產到存儲以及發貨的自動化操作，可以極大地減少人力成本以及場地成本的投入，提高自動化程度，故自動化物流配送中心在不久的將來會是現代互聯網家居企業在物流配送板塊建設的首要選擇。

5.2 自動化物流配送中心的優化措施

通過優化自動化物流配送中心的設備選型和系統設計以及數據采集和實施應用，可以提高其智能化和自動化水平，實現物流配送自動化、信息化和智能化。此外，還應注意其管理和技術優化，以提高其運行效率和水平。

隨著近些年物聯網概念、5G概念的興起，自動化物流配送中心的軟硬件仍有較大提升空間。軟件與硬件之間的相互連接，系統的狀態信息（如硬件使用壽命、零部件保養情況及整體系統的維護周期等信息）均存在優化提升的可能性。由于一般項目的使用方并非專業人員，難免在使用過程中忽略整體設備的運行狀態，容易造成設備的故障、停機等情況，狀態信息的集成可提前起到預警作用，減少此類事件的發生。

目前，許多企業暫無或僅有較少的自動化物流配送中心管理經驗，仍舊按照傳統的思維對平庫管理模式進行管理，這會削弱自動化、智能化的功能。因此，在自動化物流配送中心的管理方式上仍需進一步探索，從而完善出適配各自企業文化、企業特點的管理模式。