自动化物流配送中心在现代互联网家居企业的应用和设备选型优化

孙鹏浩 陈 恰

北京起重运输机械设计研究院有限公司 北京 100007

0 引言

自动化物流配送中心是现代家居企业提高物流配送效率的重要手段之一，随着互联网的普及，自动化物流配送中心的应用逐渐被推广开来。自动化物流配送中心能在实现物流配送自动化的同时兼顾实现配送的信息化和智能化。但是，在实际应用中还应考虑到自动化物流配送中心的设备选型和系统设计，以及数据采集和实施应用等方面。因此，本文将以某互联网家居企业自动化立体库项目为例，对自动化物流配送中心在现代互联网家居企业的应用和设备选型优化进行分析。

1 研究背景和意义

本文旨在通过某互联网家居企业自动化立体库项目，分析自动化物流配送中心在现代互联网家居企业的应用和设备选型优化。

通过对自动化物流配送中心在现代互联网家居企业的应用和设备选型优化的研究，可以提高货物物流配送的准确性、时效性，同时还可减少企业的物流成本，从而实现物流配送的自动化、信息化以及智能化，提高企业在行业内的整体竞争力。

2 自动化物流配送中心设备选型和系统设计

2.1 设备选型

自动化物流配送中心的设备选型需要考虑其功能、性能和价格等因素。在选择自动化物流配送中心的设备时，需要选择性能好、价格适中、易于维护的设备，还应考虑自动化物流配送中心的实际需求及使用环境，以确保自动化物流配送中心的正常运转和高效工作。

该自动化立体库项目在设计初期充分考虑了家居行业类项目货物的特殊性以及现场使用环境的复杂性，故在物流设备进行设计选型前应作好调研工作。

在对堆垛机硬件结构进行设计时，考虑到家居货物的特殊性，设计了12台高度为29.8 m的双工位单伸高速堆垛机，用以满足整体出入库效率。其中，堆垛机的主副立柱结构采用一体成型工艺，保证了设备整体结构在起升、运行、取放货过程中的稳定。同时，载货台采用了双工位的设计、自动切换货叉状态以及无需人为切换的结构逻辑，满足了不同尺寸托盘的出入库功能。此外，在载货台上装有照明和无线视频监控系统，可满足远程监测堆垛机载货台状态功能，给现场设备维护人员在处理故障、检查设备状态时带来极大便利作用。

输送机的整体采用了适配大、小托盘可同时线上运行的结构设计，无需额外更换或人工调整输送机设备，充分利用了现场场地。

2.2 系统设计

自动化物流配送中心的整体方案需要考虑其功能、结构和运行模式等方面因素。在设计自动化物流配送中心系统时，需要考虑不同企业各自的运行模式以及自动化物流配送中心的各部分之间的协同工作，以确保自动化物流配送中心的运行高效、可靠和安全。同时，还需要考虑自动化物流配送中心的实际建设需求和当地使用环境，以确保自动化物流配送中心的正常运转和高效工作。

在整体设备方案设计时，该自动化立体库项目在拣选备货区采用AGV—输送机运输的模式。当整托货物出库至拣选区后，人工进行货物拣选操作，然后由AGV将货物运送至备货区等待下楼，待运输车辆到达仓库再由AGV按照相应顺序排列组合并运送至提升机，通过提升机下楼运送至发货区，再进行出库发货装车。在场地有限的环境中，这种模式可以作到不同楼层具备不同的功能运用，分区明显，满足了拣选、备货、排序发货的功能。同时，在拣选区布置了8台辅助吸盘吊具，定制化设计可适配该项目复杂多样的货品货型，减少了作业强度，提高拣选人员的工作效率。

与在输送线上排序相比，这种模式的排序工作具有作业时间短、处理数据少等特点。该家居企业自动化立体库特殊的发货模式需对出库的货物按照物流公司提供的货物品类顺序以及装载号进行排序装车。因此，在货物出库装车时，应严格按照系统的要求进行出库，以便提高物流公司配送的时效性、准确性以及便利程度。

在软件方面，整体软件系统层次的架构划分为物流信息管理系统（Automation Warehouse Management System，AWMS）、整体系统接口层、物流设备监控系统（Warehouse Control System，WCS）等基础系统。系统接口层可以实现与外部信息系统的对接、物流信息管理系统和物流设备监控系统的接口对接，通过对整体集成设备、物流监控系统、信息管理系统的统一配置，从而实现对整体自动化系统的调度、控制以及管理。

3 自动化物流配送中心数据采集和实施应用

3.1 数据采集

自动化物流配送中心的数据采集需要考虑其范围、内容和质量等方面因素。在进行自动化物流配送中心的数据采集时，需要收集和处理物流配送过程中货物的品类、数量、时效等信息，还需要对整体数据进行分析和处理，以实现自动化物流配送中心的智能化和自动化。自动化物流配送中心的数据采集对仓库整体运行来说至关重要。该自动化立体库项目的数据采集有前端输入和设备交互2种方式。

前端输入是指现场的操作人员利用PDA手持终端进行条码扫描或输入数据信息，将前端结果传递到后端进行数据信息分析处理和逻辑转换（如托盘的条码、一维码商品序列号、二维码商品序列号、商品数量、品类等信息）。由于这些信息的采集来自人工的主观行为，可能会存在一定偏差，故系统需要根据已有的逻辑对采集的数据进行详细分析、判断以及限制处理。

设备交互是指系统层面在读取整体设备的占位信息、运动信息、执行信息等一系列实时数据后对收集到的数据进行有效的监控、分析、处理，以便下达后续指令。例如，系统在读取到输送机设备的占位信息、运行状态及流量监控后进行数据分析，以避免因大批量托盘输送导致输送线的拥堵，从而提高整体的输送效率平衡，保证系统的稳定运行。

3.2 实施应用

自动化物流配送中心的实施应用需要考虑其场景、模式及时效等方面因素。在进行自动化物流配送中心的实施应用时，需要根据实际情况选择适合的场景和模式，以实现自动化物流配送中心的智能化和自动化。同时，还需要考虑自动化物流配送中心的实际效果和预测评估等因素，以确保自动化物流配送中心的正常运转和高效工作。

为了实现自动化物流配送中心的智能化和自动化，在设计自动化立体库项目的初期应进行实地调研，并考虑企业的实际工作场景、作业模式、业务流程及所期望的效果等因素。因此，基于本设计产品框架构建以及与之相匹配的仓库管理系统应用软件，综合形成了适配该项目最终的AWMS软件。

在硬件设施方面，该项目的托盘分为大小2种不同尺寸的托盘，在设计初期可将条码按照大小托盘进行初步区分，根据入库条码的特殊性设计了一整套针对该项目特殊的条码解析规则。在设计阶段，针对不同层的作业场景设计了不同的分层设备布局，根据入库端设备的特殊性设计了入库货位分配逻辑以适应不同场景的入库需求。该项目设有用以拣选需出库货物的拣选工作台，本文根据拣货的特殊性设计了环线流量控制方法。物流运输车辆对运输满载率有一定要求，且家居行业货物的多样性、复杂性对装车方式也有一定要求，为此根据装车对货物摆放的要求设计了按顺序装车效率逻辑。

在软件系统方面，AWMS接收供应商数据用以区别物料批次属性；接收客户数据用以出库信息显示；接收成本中心数据用以区分物料成本的归属情况；接收仓库数据用以指定物料的出、入库，且仓库编码与仓库描述需一一对应。因此，根据数据多样的特殊性设计了特殊的数据分类算法，同时根据单据维度的特殊性，设计了按装载号和订单号的自动配货方案。

4 自动化物流配送中心的优化

4.1 管理优化

自动化物流配送中心的管理优化需要考虑其运行模式、组织架构和管理方法等方面因素。在进行自动化物流配送中心的管理优化时，需要优化其运行模式和组织架构，提高其管理效率和水平，同时还需要改进管理方法，实现自动化物流配送中心的智能化和自动化。

该自动化立体库项目目前共配有入库操作人员7人、拣选操作人员10人、出库装卸人员26人、设备维护人员6人、订单调度人员2人，与传统的平库作业人数相比减少了约60%的作业人数，降低了招人、用人的风险。由此，人员的简化使组织架构得到了简化，不同的岗位有不同的负责区域，划分明显，便于管理。而且，相对独立负责各自区域的作业工作，减少了交叉作业，避免了现场杂乱、无序的作业模式。

相比较于传统平库仓库，仓库现场工作人员在工作内容上得到了极大的精简，减少了冗杂的库存管理、出入库信息记录、位置堆放等工作。工作内容的优化使企业人员得以精简，工作效率得到提升。

在管理模式方面，设立班组长，生产负责人职位、层级架构明显，管理便捷，每周提前分发、安排入库、拣选及出库计划，由AWMS系统接收客户数据及供应商数据，进行数据分析后，再由订单调度人员在AWMS系统进行拣选、配货以及发货的确认即可。管理人员仅需与负责人对接即可管理自动化立体库的日常生产使用。

4.2 技术优化

自动化物流配送中心的技术优化需要考虑其应用技术、软件系统和硬件设备等方面因素。在进行自动化物流配送中心的技术优化时，需要提高其应用技术和软件系统的水平，升级和更新硬件设备，还需要改进其技术架构，实现自动化物流配送中心的智能化和自动化。

该家居企业自动化立体库项目的落成预计可满足30万标准套/年、床垫18.5万标准套/年的入库存储、拣选备货以及出库发货量。在场地利用率方面，存储密集度提升，与平面楼库相比占地面积减少约55%，存储密度提升330%。

该项目的输送机电气程序与WCS、AWMS协同开发，为该项目装车排序进行定制开发，实现了托盘排序的功能，该功能满足因物流发货需配套装车而导致的出库货物排序问题。在堆垛机电气设备上，采用伺服系列驱动器，支持直流母线共联，硬件拓扑来实现节能，轴间协调控制，通过算法可使提升驱动和行走驱动自动交互能量，实现节能效果。而且，自带S曲线功能和2个陷波滤波器通道功能参数，无需在PLC 侧开发复杂的运动控制算法即可实现堆垛机运动单元在不牺牲节拍和效率的情况下平稳启动和停车，大大减缓了堆垛机运行中的摇晃程度，起到了防摇摆的作用，也是该项目超高堆垛机项目的一大技术亮点。

该项目的AWMS软件系统定制开发，具有灵活拓展性、支持各种数据接口、易用性高及界面良好等特点。

1）灵活拓展性 AWMS为客户个性定制仓储物流管理需求，具有很强的灵活性，能根据客户发需要进行延伸开发，适应企业管理模式的需求，以及适应企业长远发展的需要。

2）支持各种数据接口 AWMS系统支持数据库中间表、WebApi、WebService、中间文件夹、Socket等常用的主流数据接口的对接方式。

3）易用性高，界面良好 AWMS系统采用当下主流的HTML5、配合先进的echart报表引擎，能支持二维、三维的数据展示。

5 自动化物流配送中心应用前景及优化措施

5.1 在现代互联网家居企业中的应用前景

随着现代互联网的发展，自动化物流配送中心的应用将会越来越广泛。家居行业由于其货物品类的多样性，通常货物尺寸都比常规货物大且复杂，故在常规平库存储会存在摆放困难、浪费空间的问题。自动化物流配送中心的整体架构操作简单、易于管理，可为家居企业提供更加高效、可靠和智能的存储、拣选以及物流配送服务。

目前，物流仓储行业集成商在行业内具备适配不同功能设备的集成能力，多样的设备种类可以满足不同场景、模式下的与生产车间相连接，可以作到从生产到存储以及发货的自动化操作，可以极大地减少人力成本以及场地成本的投入，提高自动化程度，故自动化物流配送中心在不久的将来会是现代互联网家居企业在物流配送板块建设的首要选择。

5.2 自动化物流配送中心的优化措施

通过优化自动化物流配送中心的设备选型和系统设计以及数据采集和实施应用，可以提高其智能化和自动化水平，实现物流配送自动化、信息化和智能化。此外，还应注意其管理和技术优化，以提高其运行效率和水平。

随着近些年物联网概念、5G概念的兴起，自动化物流配送中心的软硬件仍有较大提升空间。软件与硬件之间的相互连接，系统的状态信息（如硬件使用寿命、零部件保养情况及整体系统的维护周期等信息）均存在优化提升的可能性。由于一般项目的使用方并非专业人员，难免在使用过程中忽略整体设备的运行状态，容易造成设备的故障、停机等情况，状态信息的集成可提前起到预警作用，减少此类事件的发生。

目前，许多企业暂无或仅有较少的自动化物流配送中心管理经验，仍旧按照传统的思维对平库管理模式进行管理，这会削弱自动化、智能化的功能。因此，在自动化物流配送中心的管理方式上仍需进一步探索，从而完善出适配各自企业文化、企业特点的管理模式。