天貓超市配送中心的自動化物流系統(tǒng)方案規(guī)劃建設(shè)

文/邱宗炬

自動化物流系統(tǒng)是物流配送中心的核心級組成部分，其設(shè)計的合理性將決定物流配送中心的使用效率。為了滿足天貓超市業(yè)務(wù)量增長和配送時效的需求，天貓超市在嘉興建設(shè)新的自動化物流配送中心，并設(shè)計研發(fā)了集成程度、自動化水平和智能化程度更高的自動化物流系統(tǒng)。

天貓超市是天貓打造的網(wǎng)上零售超市，其為淘寶超過1.7億的注冊用戶，以及廣大網(wǎng)購消費者提供快捷、安全、方便的生活日用品一站式網(wǎng)上購物服務(wù)。天貓超市自上線以來，依托淘寶強大的電子商務(wù)管理系統(tǒng)，對系統(tǒng)平臺、采購、倉儲、配送、和客戶關(guān)系管理等方面大力投入，以確保優(yōu)質(zhì)品牌商品能夠通過淘寶網(wǎng)絡(luò)超市這一平臺打造“生產(chǎn)工廠到倉儲中心到顧客家中”這樣一個成本最低、速度最快、效率最高的流通鏈路，讓顧客能充分享受到“網(wǎng)上超市”這種全新的生活購物方式所帶來的實惠與方便。

然而，隨著業(yè)務(wù)量的持續(xù)增長，天貓超市原有的配送中心已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)量增長的需要，嚴重限制了天貓超市的發(fā)展，而且也嚴重影響到天貓超市的配送時效。而配送時效對天貓超市與客戶之間的關(guān)系有重要意義，對天貓超市的品牌有深遠影響。為了滿足天貓超市業(yè)務(wù)量增長和配送時效的需求，天貓超市在嘉興建設(shè)新的自動化物流配送中心，并針對天貓超市未來業(yè)務(wù)量增長的需要及該配送中心幅射的范圍，設(shè)計研發(fā)了集成程度、自動化水平和智能化程度更高的自動化物流系統(tǒng)。

一、設(shè)計前分析

1.自動化物流系統(tǒng)的處理能力

根據(jù)天貓超市在該配送中心幅射的范圍內(nèi)的現(xiàn)有業(yè)務(wù)量，并綜合考慮未來5年內(nèi)的業(yè)務(wù)量復合增長率及必要的冗余量，同時考慮“雙11”促銷活動等特殊峰值因素，計算得出自動化物流系統(tǒng)的處理能力，如表1。

表1： 自動化物流系統(tǒng)的處理能力

配送中心每日單班需處理訂單數(shù)為56875訂單，每個訂單的訂單件數(shù)平均為14.5件，每個訂單的訂單行數(shù)平均為8 SKU，每個訂單平均會產(chǎn)生1.5個發(fā)貨箱。工作時間單班次10個小時。每個班次有效時間為9小時。整箱和異形品品規(guī)總數(shù)為730個，拆零品規(guī)總數(shù)為39270個?？偲芬?guī)數(shù)為40000 SKU，拆零品規(guī)AB類約有2462 SKU。包裹將由第三方承運商配送，考慮未來擴展，按照16根分揀滑道進行設(shè)計，和1根剔除線，合計為17根滑道。一家承運商可以有不同的分揀滑道，一根分揀滑道可對應(yīng)不同站點或不同承運商，可進行配置。

2.處理物料

配送中心內(nèi)處理的物料為整箱貨品/異形貨品和拆零箱貨品。拆零箱貨品：拆零箱將放入發(fā)貨紙箱。揀選區(qū)域分為C區(qū)和AB區(qū)。在C區(qū)的貨品將采用批次組車和RF揀選的方式，是批次揀選解決方案。而其它的AB區(qū)的貨品將采用輸送線和PTL揀選方式，是區(qū)域揀選解決方案。整箱和異形貨品，將采用帶托盤、RF人工揀選方式。批次組車作業(yè)，如圖1。

（1）發(fā)貨紙箱

箱式輸送系統(tǒng)設(shè)計能夠處理發(fā)貨紙箱的最大值和最小值匯總，如表2。發(fā)貨紙箱，如圖2。

圖1： 批次組車示意圖

備注：①發(fā)貨紙箱理論上可由原箱代替，但需滿足輸送搬運要求，以及揀選小車裝車要求。②拆零品原箱平均裝載件數(shù)為20件；整箱異形品原箱平均裝載件數(shù)為3.4件；配送中心所有箱型的平均裝載件數(shù)為17件。

（2）托盤

材質(zhì)采用塑料或者木質(zhì)的托盤，尺寸如表3。

碼盤最大重量為1000kg，可將8個空托盤碼垛成一堆，平均每托盤保管28箱。

二、方案描述

1.訂單處理流程

整個配送中心自動化物流系統(tǒng)的關(guān)鍵主要是訂單如何處理，訂單處理最重要的環(huán)節(jié)即訂單揀選流程。WMS將客戶訂單按照整箱品、異形品和拆零拆品進行拆分，并對拆零品中的ABC進行分類處理，C品區(qū)采用RF區(qū)域組車揀選，AB品區(qū)采用電子標簽接力揀選。整個系統(tǒng)的訂單處理方案，如圖3。

圖2： 發(fā)貨紙箱

2.配送中心的概念布局

根據(jù)整個系統(tǒng)的訂單處理方案，結(jié)合配送中心建筑的結(jié)構(gòu)，對配送中心進行功能性分區(qū)，其概念布局如圖4、圖5和圖6所示。

備注：方案中上下層針對AB品SKU完全鏡像考慮進行設(shè)計。品規(guī)非鏡像布局不在能力測試范圍內(nèi)。由Loop3至Loop1，或者Loop2至Loop4的上下層穿層輸送線作為備用線。僅當某個Loop內(nèi)的巷道有異常，紙箱無法揀選時，會通過穿層輸送線將該巷道內(nèi)有揀選任務(wù)的紙箱送至鏡像層對應(yīng)巷道內(nèi)揀選。

3.配送量

配送中心每天將配送5.6萬訂單或者約8.5萬箱，其中整箱/異形品每天配送量達到1.8萬箱，拆零箱每天配送達到6.7萬發(fā)貨料箱。每個訂單平均為1.5發(fā)貨箱量。

4.庫存量

整個倉庫的平均庫周轉(zhuǎn)期為21.5天。A品類的庫存周期約為8.6天，B類的庫存周期約為20天，C類的庫存周期約為50天。庫存大約有100萬箱存貨或1730萬件。若庫存周期變長，庫存不足，則需要在臨近倉庫內(nèi)增加保管庫存，以滿足周轉(zhuǎn)。

表2： 發(fā)貨紙箱尺寸

表3： 托盤尺寸

5.人工

根據(jù)人工效率以及配送中心需求值進行人員估算，配送中心的方案人員為1365人，如表4。人員僅供參考，根據(jù)現(xiàn)場實際運作狀況存在調(diào)整的可能性。

三、配送中心作業(yè)流程

下述作業(yè)流程直接描述了配送中心內(nèi)的功能、作業(yè)人員動作，完整描述了配送中心作業(yè)的全貌。流程中涉及到功能的實現(xiàn)方式僅作參考，不具備唯一性。流程從收貨直到發(fā)貨，描述了整個配送中心的主要物料過程，而細節(jié)流程、異常流程及輔助流程不在本流程的涵蓋范圍之內(nèi)。

1.收貨

（1）預收貨

收貨計劃將用于控制送貨卡車的到達時間。供應(yīng)商將被要求提前聯(lián)系接收部門，得到一個交貨的時間段。當預約成功后，卡車能夠在預約時間段內(nèi)到達物流中心。當送貨到達物流中心后，司機需要到工廠門口的保安警衛(wèi)室報道，讓卡車進入物流中心。

在貨物交付前，供應(yīng)商將提供一份交付清單，說明物品信息，包括：物料號（品規(guī)）、基本包裝信息、紙箱數(shù)量、供貨商的詳細名稱。

收貨辦公室通知司機到指定月臺卸貨。最后，收貨辦公室告知司機已分配好的卸貨月臺。如果出現(xiàn)貨物積壓, 根據(jù)供應(yīng)商ABC分類系統(tǒng)分配卸貨的優(yōu)先級。

（2）收貨

在配送物流中心所有產(chǎn)品的流轉(zhuǎn)都由WMS進行管理和監(jiān)控。作業(yè)人員使用叉車設(shè)備和手持終端接收來自WMS的動作指令，并確認動作完成。收貨操作員必須生成并打印入庫作業(yè)通知單，并根據(jù)入庫作業(yè)通知單的要求進行碼盤，碼盤完成后將托盤運到暫存區(qū)。通常一個托盤上只有一個品規(guī)。由收貨操作員判斷托盤是否已經(jīng)放滿。在收貨之前，有專門的質(zhì)檢部門對入庫的貨物進行抽樣檢查，抽樣的數(shù)量由質(zhì)檢操作人員在WMS系統(tǒng)中維護。操作員安排需要質(zhì)檢的紙箱運輸至質(zhì)檢區(qū)域。其余紙箱則原地停留直到所有運至質(zhì)檢處的紙箱完成檢查。任何沒有通過質(zhì)檢的品規(guī)將被拒絕接收，并通知供應(yīng)商取回瑕疵商品。

完成檢查后，收貨操作員對系統(tǒng)、單據(jù)收貨數(shù)據(jù)復核，并在系統(tǒng)中確認收貨，打印收貨回單，供應(yīng)商與收貨操作員進行雙簽確認。

2.入庫上架

在托盤暫存區(qū)，上架人員使用RF掃描托盤條碼，根據(jù)RF指示上架至存儲區(qū)或揀選面。上架人員將托盤送至該貨位后，掃描貨位條碼并確認，WMS更新庫區(qū)信息。若貨位被占用，則上架人員使用RF 錄入貨位異常信息，WMS重新分配新貨位并下傳給RF。

3.補貨

WMS會設(shè)置揀選位的庫存水平，包括揀選面和揀選緩存位的庫存及安全庫存。當WMS檢測揀選面庫存低于安全庫存時，WMS自動觸發(fā)補貨任務(wù)，發(fā)送至補貨人員RF系統(tǒng)中，補貨人員根據(jù)RF指示進行補貨。

4.訂單處理

每天不同客戶從天貓超市上下的訂單，會匯集并導入到WMS系統(tǒng)中。WMS系統(tǒng)會自動對訂單進行處理，處理流程如圖7。

圖3： 整個系統(tǒng)的訂單處理方案

圖4： 一樓概念布局圖

圖5： 二樓下層概念布局圖

圖6： 二樓上層概念布局圖

5.揀選

拆零揀選操作員配有RF終端，WMS 將訂單的波次信息下載至WCS。WMS將波次與客戶訂單中訂單行關(guān)聯(lián)，預先計算體積，選擇箱型。紙箱有4種尺寸。下載到WCS的波次包含紙箱尺寸要求。根據(jù)WMS終端提示操作員收集特定尺寸的貼標紙箱。隨后操作員應(yīng)貼上WMS打印的發(fā)貨標簽。操作員將紙箱放上輸送機，送往第一個需要揀選的揀選區(qū)域。有一名操作員單獨負責確保導入操作員周圍存有足夠的紙箱，紙箱尺寸齊全，豎立擺放。在揀選區(qū)域，操作員通過RF終端掃描紙箱上的條形碼，按照WCS指令到達第一個要求揀選的貨位。到達貨位后，操作員按提示掃描貨位標簽上的條形碼，如果正確，操作員按提示在該貨位揀選物品, 同時掃描物品上的條碼。操作員隨后返回輸送機，將物品放入輸送機上的紙箱。如果該區(qū)域還有揀選任務(wù)，操作員按提示開始處理下一個貨位的揀選工作。

若貨位中的產(chǎn)品不足（例如操作員應(yīng)揀選3個產(chǎn)品而貨位中只剩下2個），操作員應(yīng)通知WCS（通過RF終端）發(fā)生短揀，則這項中未完成的揀選內(nèi)容會從操作員的任務(wù)清單中移除。然后WCS通知WMS，并提示對該貨物進行補貨。

若該區(qū)中沒有其余的揀選任務(wù)時，操作員將訂單紙箱推回到輸送機主線。若該區(qū)中的訂單紙箱還有揀選任務(wù)時，紙箱將被送往下一個需要揀選的區(qū)域。如果訂單紙箱不再有揀選任務(wù)，訂單中的所有物品已放入紙箱時，操作員按提示進行封箱。操作員在紙箱中放入填充物（有需要的話），封住紙箱頂部后將紙箱推上輸送機。紙箱直接被送往發(fā)貨分揀機。如果訂單紙箱存在問題（如條形碼錯誤），紙箱將被送往默認的揀選區(qū)域。操作員將識別問題紙箱并解決問題，之后再將紙箱重新導入輸送機。

圖7： 訂單處理流程

6.復核包裝

WMS將揀選完成的訂單箱信息，包括箱號、對應(yīng)的單品SKU及數(shù)量下載到RFID系統(tǒng)。輸送系統(tǒng)將訂單箱逐一輸送到RFID通道機。通道機讀取紙箱條碼及對應(yīng)的單品RFID信息，核對是否與WMS所提供的信息相符。并標記該訂單箱為“正確”或者“錯誤”。并將該信息上傳到WMS系統(tǒng)。WMS將其下載到WCS系統(tǒng)。標記為“錯誤”的訂單箱將由人工再復核。完成的訂單箱的品規(guī)和數(shù)量由RFID通道機復核，而后訂單箱被標記為“正確”或者“錯誤”?！罢_”的訂單箱輸送到包裝區(qū)。“錯誤”的訂單箱分兩種。如果是從隔板貨架區(qū)揀選， RFID通道后有專門的踢出口，出現(xiàn)問題的紙箱在相應(yīng)的樓層人工復核，多退少補。如果來源于燈光揀選區(qū)，則全部輸送到人工復核站，集中人工再復核。無論揀選的物品多于或少于訂單需求，都記錄并上報給WMS，而后按實際揀選量打印發(fā)貨標簽。

7.分揀

在包裝后，紙箱由相應(yīng)的分發(fā)中心通過分揀機送往指定的發(fā)貨大廳輸送線。而后在相應(yīng)的發(fā)貨大廳分揀機上，被分揀到指定發(fā)貨道口。WMS下載給WCS初始訂單中明確最終的發(fā)貨道，一旦物品成功分揀后，WCS發(fā)送分揀確認信息至WMS。

8.集貨出庫

集貨人員將同一發(fā)貨道上的包裹按路由碼盤，完成碼盤后送入待出庫區(qū)并與承運商進行交接，承運商核對無誤后簽字確認，而后承運商裝車發(fā)貨。

四、配送中心的特點

相較于傳統(tǒng)的配送中心，天貓超市嘉興自動化物流配送中心具有如下特點：

1.配送反應(yīng)速度快，對上、下游物流配送需求的反應(yīng)速度更快，前置時間更短。

2.配送功能集成化，將物流與供應(yīng)鏈的其他環(huán)節(jié)進行集成，如物流渠道與商流渠道集成、物流功能集成、物流環(huán)節(jié)與制造環(huán)節(jié)集成、物流渠道之間的集成。

3.配送作業(yè)規(guī)范化，強調(diào)物流配送作業(yè)流程和運作的標準化、程式化和規(guī)范化，使復雜的作業(yè)簡單化，從而大規(guī)模地提高物流作業(yè)的效率和效益。

4.配送目標系統(tǒng)化，從系統(tǒng)的角度統(tǒng)籌規(guī)劃的一個整體物流配送活動，不求單個物流最佳化，而求整體物流活動最優(yōu)化，使整個物流配送達到最優(yōu)化。

5.配送手段現(xiàn)代化，使用先進的物流技術(shù)、物流設(shè)備與管理為物流配送提供支撐，生產(chǎn)、流通和配送規(guī)模越大，物流配送技術(shù)、物流設(shè)備與管理就越需要現(xiàn)代化。

6.物流配送流程自動化，運送規(guī)格標準、倉儲貨、貨箱排列裝卸、搬運等按照自動化標準作業(yè)、商品按照最佳配送路線等。