文/冉文學(xué) 趙藝德 胡珊娜 李明軒 孫咸寧 周金月

一、引言

近年來，電子商務(wù)對(duì)實(shí)體商務(wù)沖擊越來越大，特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，改變了人們的生活方式，也改變了商業(yè)模式。對(duì)于傳統(tǒng)行業(yè)來說，在電商的沖擊下，傳統(tǒng)零售的業(yè)績與利潤都在下滑，行業(yè)蛋糕被不斷切分蠶食，正遭遇行業(yè)發(fā)展的拐點(diǎn)。

而定制服務(wù)是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的一種先進(jìn)業(yè)態(tài)，它在滿足消費(fèi)者需求的基礎(chǔ)上為客戶提供滿意的服務(wù)，基于客戶定制的電子商務(wù)模式由以供應(yīng)商為中心轉(zhuǎn)向以客戶為中心，利用個(gè)性化的信息服務(wù)工具來了解和學(xué)習(xí)客戶的需求與喜好，根據(jù)客戶提出的明確要求提供信息服務(wù)，或通過對(duì)客戶個(gè)性、使用習(xí)慣的分析而主動(dòng)地組織信息資源，創(chuàng)建個(gè)性化的信息環(huán)境，向客戶提供其可能需要的信息服務(wù)。這樣不但使客戶在面對(duì)電子商務(wù)網(wǎng)站提供的上萬甚至上百萬種產(chǎn)品時(shí)能大大節(jié)省在商品搜索上花費(fèi)的時(shí)間和精力，而且提高了客戶對(duì)電子商務(wù)網(wǎng)站的忠誠度，增加了用戶的訪問次數(shù)，實(shí)現(xiàn)了將更多的電子商務(wù)網(wǎng)站的瀏覽者轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐返馁徺I者，提高了電子商務(wù)網(wǎng)站的交叉銷售能力，為電子商務(wù)企業(yè)提供更多的盈利機(jī)會(huì)。

圖1：穿梭車自動(dòng)化動(dòng)態(tài)立體倉儲(chǔ)工藝流程

電子商務(wù)的線上線下一體化需要完善三個(gè)主要的瓶頸，需要應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和客戶信息創(chuàng)造完整的網(wǎng)上信息系統(tǒng)平臺(tái)，以滿足生產(chǎn)和定制過程中的需要；將線上信息和線下的自動(dòng)化物流系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合；將倉庫、自動(dòng)化物流系統(tǒng)和信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)融合。這樣的線上線下的結(jié)合才能最大可能的滿足客戶的定制服務(wù)需求，將客戶滿意率達(dá)到最大。

因此，在電子商務(wù)迅猛發(fā)展和居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化背景下，如何更快速、經(jīng)濟(jì)、可靠、高效地滿足消費(fèi)者個(gè)性化的定制服務(wù)是眾多電子商務(wù)平臺(tái)面臨的重大挑戰(zhàn)。本文以干果行業(yè)為例，研究分析了基于客戶定制的電子商務(wù)一體化自動(dòng)物流系統(tǒng)。

2.分揀線的解決方案

二、技術(shù)解決方案

高效率、大流量穿梭車自動(dòng)化立體倉儲(chǔ)的工藝流程，如圖1。

整個(gè)系統(tǒng)以周轉(zhuǎn)箱為載體進(jìn)行的一系列作業(yè)，主要包括入、出庫作業(yè)和存儲(chǔ)作業(yè)。

入庫作業(yè)對(duì)象包括周轉(zhuǎn)箱和異常出庫返庫的箱。當(dāng)上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)下達(dá)入庫任務(wù)時(shí)，自動(dòng)掃描周轉(zhuǎn)箱的 RFID獲取箱的信息后，核對(duì)或錄入箱內(nèi)物料信息，之后由輸送機(jī)系統(tǒng)輸送或用叉車搬運(yùn)到到載貨提升機(jī)取貨站臺(tái)；同時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)度載貨提升機(jī)下降至取貨站臺(tái)并取貨，提升機(jī)將貨物提升到相應(yīng)的貨架分配層輸出到穿梭車取貨站臺(tái)，由穿梭車取貨后將貨物搬運(yùn)到計(jì)算機(jī)分配的貨位存儲(chǔ)。出庫作業(yè)，當(dāng)系統(tǒng)下達(dá)出庫任務(wù)時(shí)，穿梭車先把貨物搬運(yùn)到穿梭車卸貨站臺(tái)上，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)度載貨提升機(jī)上升到相應(yīng)的穿梭車卸貨站臺(tái)，取貨后提升機(jī)快速下降到載貨提升機(jī)卸貨站臺(tái)，出庫輸送機(jī)系統(tǒng)接貨后，最終將貨物輸送出來，由 RFID 讀寫器讀取電子標(biāo)簽獲取出庫信息，確認(rèn)正確后輸出到出庫站臺(tái)。穿梭車的換層作業(yè)是動(dòng)態(tài)立體倉儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的又一關(guān)鍵工序，本立體倉儲(chǔ)系統(tǒng)使用穿梭車充當(dāng)自動(dòng)化存取工具。

倉儲(chǔ)規(guī)劃圖，如圖2。

圖2：倉儲(chǔ)規(guī)劃圖

圖3：干果線上線下一體化定制生產(chǎn)物流系統(tǒng)

圖4：分揀線規(guī)劃圖

2.分揀線的解決方案

干果的線上線下一體化定制生產(chǎn)物流系統(tǒng)，其生產(chǎn)工藝流程是這樣實(shí)現(xiàn)的：

電子商務(wù)平臺(tái)適時(shí)收集消費(fèi)者的需求信息，這個(gè)需求信息經(jīng)消費(fèi)者確認(rèn)后即為定制訂單；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將定制訂單適時(shí)下達(dá)到定制生產(chǎn)物流系統(tǒng)，在現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)定制信息系統(tǒng)終端上顯示出來；適時(shí)投放周轉(zhuǎn)箱的工人根據(jù)終端的顯示信息，向分布位于無動(dòng)力輥道輸送機(jī)的投放工位放上周轉(zhuǎn)箱，周轉(zhuǎn)箱帶有RFID，被適時(shí)寫入訂單信息，配貨工人在工作臺(tái)附近根據(jù)定制信息系統(tǒng)終端適時(shí)讀取RFID訂單信息顯示的干果配貨信息，往周轉(zhuǎn)箱里配貨；配貨完以后確認(rèn)，將周轉(zhuǎn)箱人工送到下一個(gè)工位，循環(huán)進(jìn)行配貨作業(yè)，如果下一個(gè)工位沒有配貨信息，人工送入再下一個(gè)工位，直到RFID的訂單配貨信息完全執(zhí)行完以后，確認(rèn)；人工將周轉(zhuǎn)箱推入動(dòng)力輥道輸送機(jī)，輸送到人工裝箱站臺(tái)；裝箱、貼配送單，碼托盤送到訂單緩存區(qū)緩存，等待配送。最后，快速將訂單商品送到消費(fèi)者手中。

其中，干果線上線下一體化定制生產(chǎn)物流系統(tǒng)，如圖3；分揀線規(guī)劃圖，如圖4；AGV行走路線規(guī)劃圖，如圖5。

3.工藝流程圖

干果線上線下一體化定制生產(chǎn)物流系統(tǒng)主要工作流程，如圖6。

三、關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)的具體描述

1.倉儲(chǔ)的關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)

（1）存儲(chǔ)貨架

立體倉儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)貨架采用橫梁式存儲(chǔ)貨架，用于實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)箱多層密集緩存。它由立柱、橫梁、斜拉桿、橫拉桿、支撐框等拼裝組成，如圖7。

（2）穿梭車

穿梭車由行走機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、供電機(jī)構(gòu)以及定位掃描器等組成。

①行走機(jī)構(gòu)

穿梭小車行走機(jī)構(gòu)，是通過安裝有驅(qū)動(dòng)輪的伺服電機(jī)通過同步帶帶動(dòng)安裝在傳動(dòng)軸上的從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)行走動(dòng)作。如圖8。

②伸縮機(jī)構(gòu)

圖5：AGV行走路線規(guī)劃圖

圖6：干果線上線下一體化定制生產(chǎn)物流工藝流程

圖7：立體倉儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)貨架

伸縮機(jī)構(gòu)的作用是小車行走到指定的位置后， 從相應(yīng)的貨位上取出周轉(zhuǎn)箱或?qū)⑿≤嚿现苻D(zhuǎn)箱推出到貨位。該機(jī)構(gòu)主要由固定側(cè)板、一級(jí)伸縮板、二級(jí)伸縮板、拽引機(jī)構(gòu)、伸縮滑軌、鉤取機(jī)構(gòu)、伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。

圖8：行走機(jī)構(gòu)

圖9：伸縮機(jī)構(gòu)

伸縮原理：電機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝有主帶輪的主轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)安裝在主帶輪和從動(dòng)輪上傳動(dòng)帶轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)帶把轉(zhuǎn)動(dòng)通過嚙合帶帶動(dòng)一級(jí)伸縮版伸縮。

二級(jí)伸縮板的運(yùn)動(dòng)是靠安裝在一級(jí)伸縮板上的拽輪和拽引帶的作用來實(shí)現(xiàn)。拽引帶的一端通過固定塊固定在側(cè)板上，另一端通過固定塊安裝在二級(jí)伸縮板，帶的中間部分繞過拽輪。當(dāng)一級(jí)伸縮板運(yùn)動(dòng)時(shí)，拽輪做伸縮運(yùn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)二級(jí)伸縮板運(yùn)動(dòng)。如圖9。

③條碼定位裝置

條碼定位裝置是由條碼和條碼掃描器組成，條碼掃描器安裝在穿梭小車上，條碼尺貼在行走軌道內(nèi)側(cè)，小車行走時(shí)通過掃描器實(shí)時(shí)掃描條碼信息來獲取當(dāng)前的位置信息，系統(tǒng)不斷地比較當(dāng)前位置和目標(biāo)位置來控制小車的加減速以實(shí)現(xiàn)精確定位，如圖10。

（3）換層提升機(jī)

換層提升機(jī)是由底座、立柱、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、載貨臺(tái)、安全裝置等組成。當(dāng)穿梭車需要在不同的層間切換時(shí)，需要在換層提升機(jī)的輔助作用才能完成，換層時(shí)，穿梭車先進(jìn)入到提升機(jī)的載貨臺(tái)，提升機(jī)在系統(tǒng)的控制下上升或下降到相應(yīng)的貨層后，穿梭車從載貨臺(tái)上輸出并進(jìn)入貨架上的軌道。換層提升機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖11。

（4）載貨提升機(jī)

載貨提升機(jī)是由底座、立柱、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、載貨臺(tái)、安全裝置等組成。載貨提升機(jī)是安裝在貨架的一端，出穿梭車裝卸貨站臺(tái)、載貨提升機(jī)站臺(tái)對(duì)接，當(dāng)系統(tǒng)需要的某一層需要出或入庫時(shí)，提升機(jī)在系統(tǒng)的調(diào)度控制下，從穿梭車裝卸貨站臺(tái)取貨后升降到相應(yīng)的層后輸出到載貨提升機(jī)卸站臺(tái)（出庫），或是從載貨提升機(jī)取貨站臺(tái)接收貨物后提升到相應(yīng)的層后輸出到穿梭車裝取貨站臺(tái)（入庫）。

載貨提升機(jī)的結(jié)構(gòu)同換層提升機(jī)相類似，由相同的立柱、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、安全裝置等機(jī)構(gòu)組成，但載貨臺(tái)機(jī)構(gòu)不一樣，該機(jī)構(gòu)主要由出入庫輥道輸送機(jī)、阻擋器和支撐架組成。安裝有阻擋器的出入庫輥道輸送機(jī)安裝在支撐架上，如圖12所示。

2.分揀線的關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)

（1）RFID及識(shí)別器

RFID是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)。每個(gè)工作臺(tái)上均配備有一臺(tái)計(jì)算機(jī)顯示屏及一個(gè)RFID讀寫器。每個(gè)訂單的干果都會(huì)有一個(gè)周轉(zhuǎn)箱來裝存，每個(gè)周轉(zhuǎn)箱上都有一個(gè)固定的RFID電子標(biāo)簽。第一個(gè)工作臺(tái)的計(jì)算機(jī)用來接收訂單，當(dāng)收到訂單通知，將其錄入至已經(jīng)接受識(shí)別的RFID標(biāo)簽內(nèi)更改訂單信息。顯示屏的數(shù)據(jù)線與RFID讀寫器連接，當(dāng)讀寫器掃描周轉(zhuǎn)箱上的RFID標(biāo)簽時(shí)，顯示屏顯示該訂單的具體干果種類及規(guī)格。RFID標(biāo)簽，如圖13所示。

（2）AGV

AGV自動(dòng)導(dǎo)引小車，搬運(yùn)包裝完成的訂單箱。規(guī)劃其路線為包裝點(diǎn)至倉庫入庫端。本文的分揀線中利用的是電磁導(dǎo)引 AGV，因?yàn)樾袆?dòng)的路徑較為簡(jiǎn)單，即包裝點(diǎn)到倉庫入庫端的來回，可以在該行駛路徑上埋設(shè)金屬線，然后加載導(dǎo)引頻率，由AGV小車識(shí)別導(dǎo)引頻率來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。AGV除了必要的驅(qū)動(dòng)管理系統(tǒng)等，還有安全系統(tǒng)，即當(dāng)一定范圍內(nèi)進(jìn)入物體或人的時(shí)候，將會(huì)自動(dòng)減速或者停下來防止碰撞的發(fā)生。如圖14。

圖10：條碼定位裝置

圖11：換層提升機(jī)結(jié)構(gòu)

四、信息系統(tǒng)

1.網(wǎng)絡(luò)訂單信息管理系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平不斷提高，物質(zhì)極大豐富，傳統(tǒng)的手工處理模式顯露出很多弊端，網(wǎng)絡(luò)訂單管理系統(tǒng)和電子商務(wù)應(yīng)運(yùn)而生。訂單是客戶和企業(yè)之間完成買賣交易的紐帶。通過網(wǎng)絡(luò)訂單管理系統(tǒng)客戶和企業(yè)可以通過一臺(tái)電腦、一根網(wǎng)線達(dá)成購銷意愿，實(shí)現(xiàn)購銷活動(dòng)。采用新的網(wǎng)絡(luò)訂單管理系統(tǒng)大大降低了手工處理時(shí)的出錯(cuò)率，提高了工作效率，使客戶的響應(yīng)工作時(shí)間也大大減少，為企業(yè)和客戶帶來了級(jí)大的方便。

具體來看，網(wǎng)絡(luò)訂單管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)主要包括：

一是給管理員提供在線用戶查閱、人數(shù)統(tǒng)計(jì)、訂單確認(rèn)、訂單派送、訂單查閱、撤單查詢、個(gè)人資料和密碼管理、用戶留言等管理功能。

二是為非會(huì)員消費(fèi)者提供商品瀏覽、銷售情況查詢等功能。

三是對(duì)注冊(cè)會(huì)員提供下訂單、訂單數(shù)量修改、收貨人信息確認(rèn)、訂單處理狀態(tài)查詢、留言反饋、商品及服務(wù)評(píng)價(jià)、個(gè)人資料和密碼管理等功能。

圖12：載貨提升機(jī)載貨臺(tái)機(jī)構(gòu)

圖13：RFID標(biāo)簽

圖14：AGV自動(dòng)導(dǎo)引小車

圖15：網(wǎng)絡(luò)訂單管理系統(tǒng)

圖16：分揀線信息管理系統(tǒng)的功能與運(yùn)作模式

2.立體倉庫信息管理系統(tǒng)

系統(tǒng)采用西門子 S7-300 控制器為核心，通過以太網(wǎng)與客戶操作終端和服務(wù)器交互，通過profibus 通訊對(duì)S7-200 進(jìn)行控制，通過無線通訊對(duì)穿梭車、換層提升機(jī)、載貨提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行指令控制?？刂葡到y(tǒng)接收上位機(jī)下達(dá)任務(wù)后，指令控制執(zhí)行任務(wù)。系統(tǒng)構(gòu)架如圖15。

3.分揀線信息管理系統(tǒng)

分揀線信息管理系統(tǒng)通過以太網(wǎng)分別與網(wǎng)絡(luò)訂單信息管理系統(tǒng)和立體倉庫信息管理系統(tǒng)將信息進(jìn)行相互連接和傳遞，并通過RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與分揀、配送相連接，具體的功能和運(yùn)作模式如圖16。

五、結(jié)束語

該物流自動(dòng)化系統(tǒng)極大地縮短了訂單下達(dá)到完成的時(shí)間，在電子商務(wù)物流配送領(lǐng)域擁有廣闊的市場(chǎng)， 特別是對(duì)于一些客戶定制的產(chǎn)品，不僅在干果領(lǐng)域有效，而且在其他領(lǐng)域也能發(fā)揮需求與信息系統(tǒng)，生產(chǎn)線，倉儲(chǔ)有機(jī)結(jié)合起來，最大可能滿足客戶的個(gè)性化需求，形成新的自動(dòng)化物流系統(tǒng)，極大地增加效率，為企業(yè)增加利潤，成為電商更好更快發(fā)展的潛在動(dòng)力。