文/冉文學(xué) 余麗艷 胡珊娜

化肥作為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)物資用品,在保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與糧食安全方面起著舉足輕重的作用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)有的化肥供應(yīng)模式已不能適應(yīng)形勢(shì)需要，造成了化肥的運(yùn)輸成本、倉儲(chǔ)成本都非常高。因此，迫切需要利用物流管理手段降低化肥供應(yīng)過程中的物流成本，降低化肥價(jià)格。

目前，我國農(nóng)資市場(chǎng)仍存在流通主體分散、企業(yè)規(guī)模較小、不規(guī)范、市場(chǎng)環(huán)境較差、市場(chǎng)秩序混亂等問題，嚴(yán)重影響了農(nóng)資市場(chǎng)的流通效率，制約了資源的優(yōu)化配置?；诖耍疚膹倪x址開始至完成繪圖方案，描述流程，到實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)，最終達(dá)到加強(qiáng)化肥等農(nóng)資產(chǎn)品的物流流通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，完善物流體系對(duì)于推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)。

目前迫切需要利用物流管理手段降低化肥供應(yīng)過程中的物流成本

圖1：集裝箱存儲(chǔ)區(qū)

圖2：取料包裝區(qū)

圖3：出庫分揀區(qū)

圖4：機(jī)器人碼垛圖

一、定制化的化肥配送中心的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

化肥物流是以廣大農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求為根本，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供高效率、低成本的供應(yīng)物流服務(wù)。化肥物流系統(tǒng)包括化肥的包裝、儲(chǔ)存、配送、信息等一系列活動(dòng)。

化肥配送中心相當(dāng)于一個(gè)銜接點(diǎn)，銜接著供應(yīng)商與顧客兩端。供應(yīng)商將貨物放置在配送中心實(shí)現(xiàn)集中儲(chǔ)存與銷售等，當(dāng)客戶下了訂單，配送中心需要根據(jù)訂單進(jìn)行加工包裝配送等作業(yè)流程把貨物交至客戶手中。定制化的化肥配送中心是肥料集貨、儲(chǔ)存、加工、包裝、分類、裝載、運(yùn)輸和分銷的基礎(chǔ)，它集訂單管理、倉儲(chǔ)管理、加工包裝等多個(gè)功能于一體，以實(shí)現(xiàn)保障后勤，降低成本。

本方案化肥配送中心的平面設(shè)計(jì)包括收貨質(zhì)檢區(qū)、集裝箱存儲(chǔ)區(qū)、取料包裝區(qū)、分揀區(qū)、緩存訂單存儲(chǔ)區(qū)、AGV充電區(qū)、發(fā)貨區(qū)以及其他區(qū)域。

1.收貨質(zhì)檢區(qū)

收貨區(qū)是在供貨商裝有化肥的車輛到達(dá)后，進(jìn)行RFID識(shí)讀器的掃描錄入信息，核對(duì)所裝化肥的準(zhǔn)確性并抽取適量化肥進(jìn)行質(zhì)檢（未達(dá)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行退貨處理）。

2.集裝箱存儲(chǔ)區(qū)

集裝箱存儲(chǔ)區(qū)實(shí)現(xiàn)集裝箱的信息錄入（如圖1），并按不同品種入庫存儲(chǔ)。

（1）將檢查合格的化肥集裝箱通過起重機(jī)搬運(yùn)至指定集裝箱庫的某個(gè)貨位。

（2）RFID識(shí)讀器掃描集裝箱上的電子標(biāo)簽錄入信息，計(jì)算機(jī)上顯示更新后的信息。

（3）當(dāng)滿載化肥的集裝箱被吸料清空后，把空集裝箱放入存儲(chǔ)區(qū)暫存。

3.取料包裝區(qū)

取料包裝區(qū)，如圖2。

（1）將裝有指定化肥的集裝箱由起重機(jī)取至重型AGV上。

（2）重型AGV背負(fù)集裝箱到達(dá)卸貨點(diǎn)，由起重機(jī)吊至相應(yīng)集裝箱站臺(tái)。

（3）無任務(wù)的起重機(jī)停至中間道，等待指令。

（4）另有一個(gè)集裝箱備用暫存。

（5）當(dāng)?shù)谝粋€(gè)集裝箱的化肥全部取出時(shí)，可直接將吸料管移至第二個(gè)集裝箱繼續(xù)工作。

（6）用自動(dòng)稱量包裝裝置稱所求重量的化肥，并完成包裝。

（7）將貨物信息打印成條碼標(biāo)簽貼至化肥包裝袋上。

4.分揀區(qū)

分揀區(qū)，如圖3，主要實(shí)現(xiàn)化肥訂單分揀及貨物碼垛。

（1）各個(gè)袋裝化肥通過皮帶輸送機(jī)匯至總輸送線上。

（2）輸送線上的條碼掃描器掃描化肥包裝袋的標(biāo)簽，按訂單分揀進(jìn)入不同集貨口進(jìn)行托盤的碼垛，如圖4。

（3）碼垛完成后，由貨叉式AGV完成托盤貨物搬運(yùn)。

5.立庫存儲(chǔ)區(qū)

立庫存儲(chǔ)區(qū)，如圖5。

（1）貨叉式AGV將實(shí)托盤運(yùn)送至自動(dòng)化立體庫的入庫端鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)上，如圖6。

（2）再由堆垛機(jī)將托盤放置于相應(yīng)貨格。

6.AGV充電區(qū)

AGV選用的是集中區(qū)域充電，如圖7。當(dāng)AGV的電量低于預(yù)設(shè)值時(shí)，完成當(dāng)次運(yùn)送任務(wù)后返回充電區(qū)進(jìn)行充電。

7.發(fā)貨區(qū)

發(fā)貨區(qū)，如圖8。

（1）當(dāng)訂單量達(dá)到可以裝車的程度時(shí)，將訂單合并起來。

（2）把訂單中所需貨物通過堆垛機(jī)送到二樓出庫，通過升降機(jī)將托盤從二樓送到一樓。

（3）由伸縮皮帶機(jī)把托盤碼放于貨車中進(jìn)行配送。

（4）當(dāng)出現(xiàn)緊急訂單時(shí)，貨叉式AGV直接將托盤送到貨車內(nèi)實(shí)現(xiàn)配送。

8.其他區(qū)域

其他區(qū)域則包括AGV的行駛區(qū)域、辦公區(qū)、中央控制室、配電室、工具儲(chǔ)存室以及男女衛(wèi)生間等公共區(qū)域。

二、化肥配送中心信息技術(shù)應(yīng)用

本文中的化肥配送中心信息系統(tǒng)包括五個(gè)模塊，分別是基本資料維護(hù)模塊、采購管理模塊、倉庫管理模塊、查詢模塊以及信息跟蹤模塊。

1.基本資料維護(hù)模塊

配送中心要先實(shí)現(xiàn)初始基本信息的采集與管理，也就是各項(xiàng)基本資料，為之后的采購管理和倉庫管理提供數(shù)據(jù)支持?；举Y料包括供應(yīng)商信息、車輛信息、化肥信息、工作人員信息四個(gè)部分。

2.采購管理模塊

配送中心信息系統(tǒng)采購人員采購管理模塊是提供一個(gè)快速和準(zhǔn)確的工具，為了供貨及時(shí)、而適量地開放采購訂單，讓倉庫貨物在按時(shí)裝車前，沒有庫存積壓或不足情況發(fā)生。

3.倉庫管理模塊

（1）入庫時(shí)先由集裝箱車載到達(dá)收貨質(zhì)檢處，取貨實(shí)行質(zhì)檢，但往往由于質(zhì)檢所需時(shí)間較長，則貨物先入庫暫存。閱讀器掃描集裝箱上的RFID電子標(biāo)簽，完成入庫信息錄入，系統(tǒng)指令給出在幾號(hào)區(qū)域卸貨，車輛到達(dá)后，起重機(jī)按照指令將集裝箱堆疊在相應(yīng)的集裝箱貨位上完成入庫。

（2）根據(jù)訂單要求用吸料機(jī)抽取化肥，并通過自動(dòng)稱量包裝裝置將化肥包裝完畢匯集至輸送線上，經(jīng)過條碼識(shí)讀器按訂單分揀，由碼垛機(jī)器人將袋裝化肥碼垛在托盤上。

圖5：立庫儲(chǔ)存區(qū)

圖6：入庫端

圖7：AGV充電區(qū)

圖8：發(fā)貨區(qū)

圖9：帶有存儲(chǔ)工序的配送工藝流程

（3）配送是同時(shí)完成集貨、理貨、送貨等多項(xiàng)職能的物流活動(dòng)。傳統(tǒng)倉儲(chǔ)僅保存貨物，而配送需要運(yùn)送貨物至客戶手中，但又不僅僅是運(yùn)輸，在發(fā)車前需要進(jìn)行必要的分揀、理貨；是基于上述各組成部分全部完成復(fù)核打包之后的配送，但又與其前面的流程操作有著不可分割的聯(lián)系。配送的流程是帶有存儲(chǔ)作用的配送，具體如圖9。

4.查詢模塊

查詢模塊提供采購單查詢、入庫單查詢、出庫單查詢、庫存查詢、訂單查詢以及基本資料查詢等六類基本查詢。查詢也可以通過輸入某個(gè)條件，如入庫日期、出庫日期、倉庫庫位等，來查詢?cè)谶@個(gè)條件下的集合信息內(nèi)容。

圖10：整體工藝流程圖

5.信息跟蹤模塊

在信息的跟蹤中，需要用到RFID、條碼、GPS、EDI等輔助技術(shù)。

（1）RFID即射頻識(shí)別技術(shù)，可以不直接接觸標(biāo)簽，就能通過識(shí)讀器識(shí)別標(biāo)簽內(nèi)部信息。借此，在每一個(gè)集裝箱、托盤和貨架上都貼有帶有RFID的標(biāo)簽，與其貨物進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)的信息綁定,并且可實(shí)現(xiàn)對(duì)其化肥進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和追溯。

（2）條碼掃描器則需要正對(duì)條碼，用激光掃描條碼才能獲取信息，但其成本較RFID便宜，因此在化肥包裝袋上使用條碼來存儲(chǔ)貨物信息。

（3）GPS系統(tǒng)在物流領(lǐng)域中主要有兩個(gè)主要作用：

①實(shí)時(shí)監(jiān)控

在一般情況下，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)其配送車輛可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)巡回監(jiān)視。對(duì)此，GPS系統(tǒng)非常適用于車輛監(jiān)控，在配送過程中，工作人員便可實(shí)時(shí)掌握可調(diào)配的車輛在哪里，并通知車輛進(jìn)行配送。

②路線規(guī)劃和導(dǎo)航調(diào)度

GPS系統(tǒng)可以根據(jù)路況、訂單目的地等信息自動(dòng)調(diào)整車輛行駛路線，使得顧客需求達(dá)到最快最優(yōu)的滿足。與此同時(shí)，駕駛者輕松獲得最佳運(yùn)輸路線，有效降低物流運(yùn)輸成本，同時(shí)也有助于提高調(diào)度中心的工作效率。

（4）EDI的作用就是連接供應(yīng)商和客戶，將配送中心的倉儲(chǔ)、分揀、配送等物流信息提供給供應(yīng)商以及客戶，供他們實(shí)時(shí)掌握貨物的流通狀態(tài)，同時(shí)也會(huì)得到供應(yīng)商和客戶的反饋信息。即EDI系統(tǒng)是進(jìn)行物流數(shù)據(jù)交換的。

三、工藝流程設(shè)計(jì)與項(xiàng)目設(shè)計(jì)原則

1.工藝流程設(shè)計(jì)

供應(yīng)商的貨物到達(dá)配送中心后，先進(jìn)行收貨驗(yàn)收，信息核對(duì)有誤與供應(yīng)商進(jìn)行咨詢與反饋，信息核對(duì)無誤則取樣質(zhì)檢，并通過識(shí)讀器掃描集裝箱上的RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行信息錄入。車輛到達(dá)指定卸貨口，由起重機(jī)工作人員進(jìn)行卸貨。最終由各自區(qū)域的碼垛機(jī)器人對(duì)袋裝化肥進(jìn)行碼盤，并將入庫單傳輸?shù)紸GV作業(yè)操作終端。整體工藝流程圖如圖10。

2.項(xiàng)目設(shè)計(jì)原則

由于每個(gè)農(nóng)戶的消費(fèi)習(xí)慣及配送地不同，因此對(duì)配送中心的規(guī)劃設(shè)計(jì)提出了更多的要求。

（1）服務(wù)原則：為提供客戶定制化服務(wù)，就需要配送中心根據(jù)最短路線、最低成本等多角度規(guī)劃配送布局方案。

（2）低運(yùn)費(fèi)原則：配送車輛極大可能裝有多個(gè)訂單貨物，故整合同線路的多訂單以及選擇最短路徑配送更多的訂單客戶，即能滿足降低運(yùn)費(fèi)的條件。

（3）動(dòng)態(tài)性原則：銷售是柔性的，用戶需求會(huì)產(chǎn)生變化，交通條件也會(huì)發(fā)生變化；由于市場(chǎng)的不穩(wěn)定性，成本和價(jià)格也會(huì)發(fā)生變化，因此配送中心應(yīng)當(dāng)根據(jù)每個(gè)季度或者高峰低谷期來調(diào)整銷售策略。

四、實(shí)例分析

化肥分為元素肥和復(fù)合肥。元素肥料是一種單一肥料，只含有氮、磷、鉀中的一種成分，而復(fù)合肥通常被稱為含有兩種或更多成分的肥料。據(jù)中國農(nóng)資網(wǎng)的數(shù)據(jù)表明，浙江寧波奉化市的耕地面積為34.79萬畝，糧食播種面積17.7萬畝，一年所需的氮肥純量5662噸，磷肥純量2780噸，鉀肥純量511噸，復(fù)合肥純量1049噸。

1.數(shù)據(jù)分析

本文中的化肥物流配送中心的倉儲(chǔ)配送對(duì)象選取了以下幾類常見肥料。

（1）氮肥

氮肥純量5662噸是指氮元素的折純量為5662噸，根據(jù)三種肥料的含氮量按尿素:碳酸氫銨:硫酸銨=4:1:2的比例求得三種肥料的年需求量。

圖11：配送中心功能區(qū)域規(guī)劃平面圖

（2）磷肥

磷肥純量2780噸指的是五氧化二磷（P2O5）折純量2780噸，根據(jù)三種肥料的五氧化二磷含量按過磷酸鈣:磷酸二銨:重過磷酸鈣=1:2:2的比例求得三種肥料的年需求量。

（3）鉀肥

鉀肥純量5 1 1噸指的是氧化鉀（K2O）折純量511噸，根據(jù)三種肥料的氧化鉀含量按硫酸鉀:氯化鉀:碳酸鉀=1:1:1的比例求得三種肥料的年需求量。

（4）復(fù)合肥

復(fù)合肥總需求量為1049噸，三種肥料按硝酸鉀:磷酸二氫銨:磷酸二氫鉀=1:1:1的比例求得三種肥料的年需求量。

2.設(shè)備需求量

根據(jù)季節(jié)性銷售明顯的特性，化肥以兩個(gè)主要季度銷售量作為物流配送中心的倉儲(chǔ)量。所有化肥的年需求量為23712.1噸，則物流配送中心應(yīng)該儲(chǔ)存11856噸的化肥。

（1）集裝箱的需求量：11856÷22≈540個(gè)。

（2）集裝箱入庫倉儲(chǔ)為15行×12列×5層=900個(gè)＞540個(gè)。900個(gè)集裝箱包括滿載以及空載緩存。

（3）箱式托盤的動(dòng)載為1000kg，靜載4000kg，以動(dòng)載量計(jì)算。立體庫內(nèi)的箱式托盤所需量為11856噸÷3000kg=3952只。

（4）庫位設(shè)計(jì)為12列×10層×40行×2（托盤位）=9600個(gè)托盤位。貨格不僅存放緩存的已分揀訂單貨物，同時(shí)也是空托盤的存儲(chǔ)位。

（5）重型AGV需要馱運(yùn)滿載以及空載的集裝箱，共配備6臺(tái)重型AGV。接運(yùn)滿載的托盤入庫，也需要將出庫的空托盤送至碼垛區(qū)，當(dāng)存在緊急訂單時(shí)，也要送至發(fā)貨口，因此一天的工作量最多能達(dá)到150×3=450托盤，工作8小時(shí)需配備10臺(tái)AGV。

3.功能區(qū)劃分

整個(gè)配送中心包括收貨質(zhì)檢區(qū)、集裝箱倉儲(chǔ)區(qū)、出庫區(qū)、取料包裝區(qū)、分揀區(qū)、立庫存儲(chǔ)區(qū)等功能區(qū)域。本方案配送中心功能區(qū)域規(guī)劃布局簡易示意圖，如11。

總面積:162×144＝23328m2

（1）作業(yè)區(qū)域面積:15390m2；收貨質(zhì)檢區(qū)：18×18=324m2；集裝箱存儲(chǔ)區(qū):108×45＝4860m2；取料包裝區(qū):108×36＝3888m2；分揀區(qū):99×18=1782m2；AGV充電區(qū)：18×36＋27×18=1134m2；緩存訂單存儲(chǔ)區(qū)：27×117=3159m2；發(fā)貨區(qū):27×9＝243m2

（2）其它區(qū)域面積：7938m2

控制管理區(qū)＋生活區(qū):18×18×2＋9×1 8×5＋2 7×9＋1 8×3 6＋9×9=2430m2

AGV行駛區(qū)域＋卸貨區(qū)＋無利用面積:5508m2

五、結(jié)束語

本文主要針對(duì)化肥的定制化銷售，根據(jù)重心法選址將配送中心建于奉化市尚田鎮(zhèn)，并對(duì)化肥供應(yīng)以及設(shè)備的選用做出了數(shù)據(jù)分析，設(shè)計(jì)了從采購進(jìn)貨、入庫倉儲(chǔ)、分揀配送的一系列流程，達(dá)到了全程信息化、自動(dòng)化的效果。將供應(yīng)商、配送中心和收貨方三者緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)信息交互。化肥配送中心的投入使用，將使客戶使用的化肥達(dá)到嚴(yán)格監(jiān)測(cè)以及按客戶需求定量包裝，有效地保障化肥配送中心的安全運(yùn)作，保證訂單的準(zhǔn)確性以及化肥的高品質(zhì)。研究過程中，對(duì)于需求主體和化肥需求量的預(yù)測(cè)會(huì)有些偏差，且本文僅選擇了幾種最常見的化肥種類，因此希望能在以后的研究中彌補(bǔ)這些不足，達(dá)到全方位統(tǒng)籌，使配送中心各部分更加契合地形成一個(gè)有機(jī)整體。