家居行業(yè)自動(dòng)化物流系統(tǒng)的導(dǎo)入

文/王 轉(zhuǎn)

王 轉(zhuǎn)北京科技大學(xué)物流研究所所長(zhǎng)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活條件改善，家居行業(yè)快速發(fā)展；然而，現(xiàn)有物流設(shè)施陳舊、作業(yè)效率低下，亟待改造升級(jí)。自動(dòng)化物流系統(tǒng)是家居物流的發(fā)展方向，是提高供應(yīng)鏈與物流執(zhí)行能力的關(guān)鍵。本文著重介紹了5種自動(dòng)化物流系統(tǒng)及其應(yīng)用，以及自動(dòng)化物流系統(tǒng)導(dǎo)入的關(guān)鍵技術(shù)，并強(qiáng)調(diào)科學(xué)的規(guī)劃方法論和豐富的規(guī)劃建設(shè)經(jīng)驗(yàn)是自動(dòng)化物流系統(tǒng)成功導(dǎo)入的有效保證。

一、家居行業(yè)及其物流特點(diǎn)

1. 家居行業(yè)特點(diǎn)

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活條件改善，家居行業(yè)快速發(fā)展。家居行業(yè)主要特點(diǎn)包括：

（1）產(chǎn)品范圍廣，產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)。家居產(chǎn)品囊括了家具、床上用品、廚衛(wèi)用具、室內(nèi)配飾及日常生活需要的商品；家居產(chǎn)業(yè)聚集了從設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)到銷售、送裝、維護(hù)等全流程各個(gè)環(huán)節(jié)大量相關(guān)企業(yè)。

（2）市場(chǎng)規(guī)模大。市場(chǎng)規(guī)模僅次于房地產(chǎn)行業(yè)和汽車行業(yè)，成為我國(guó)第三大行業(yè)。2017年中國(guó)家居建材市場(chǎng)規(guī)模為4.27萬(wàn)億元。其中家具行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入9056億元，同比增長(zhǎng)10.1%。

（3）定制產(chǎn)品需求快速上升：在消費(fèi)升級(jí)大背景下，消費(fèi)者對(duì)個(gè)性化家居產(chǎn)品需求呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，定制家具因美觀、實(shí)用，又能突出消費(fèi)者個(gè)性，市場(chǎng)份額不斷上升。

（4）銷售模式不斷創(chuàng)新，具備了全渠道特征：隨著新零售時(shí)代到來(lái)，線上和線下全渠道融合發(fā)展的經(jīng)營(yíng)模式成為方向。包括家具在內(nèi)的大件商品的網(wǎng)購(gòu)比例快速攀升，預(yù)測(cè)到2020年大件商品電商渠道占比將達(dá)40%。

2. 家居物流特點(diǎn)

家居行業(yè)特點(diǎn)決定了其物流具有以下特征：

（1）管理對(duì)象多樣性：產(chǎn)品范圍廣，產(chǎn)品種類多，如板式家具、沙發(fā)、床與床墊、機(jī)電五金、照明燈飾、家裝用品等；

（2）貨品超大超重、包裝形狀各異。如家具、床墊、沙發(fā)等為超大類產(chǎn)品；石材、瓷磚等為超重貨品和易碎品；門窗、管材、裝飾材料、電線電纜等多為異形產(chǎn)品。

（3）具有多包件與成組性特征。很多家具類產(chǎn)品是由多個(gè)包裝組合而成；不同包件可組合成不同商品，造成貨品的收發(fā)、分揀、打包、配裝難度增大。

（4）全渠道營(yíng)銷，訂單處理與配送難度大。線上+線下、直營(yíng)+加盟+代理等全渠道營(yíng)銷使得物流終端更加多樣化，配送終端可能是賣場(chǎng)、門店、工地、消費(fèi)者家中等，分揀配貨越來(lái)越復(fù)雜，多樣性的客戶訂單使得配送計(jì)劃、分揀作業(yè)、車輛配裝成為難點(diǎn)。

（5）定制產(chǎn)品比重越來(lái)越大，需要協(xié)同供應(yīng)鏈支撐。首先，定制產(chǎn)品訂單要求制造與物流高度集成和一體化，管控難度更大；其次，定制產(chǎn)品要求上門配送與安裝，需配套專業(yè)安裝團(tuán)隊(duì)以及提供售后服務(wù)。

（6）多種采購(gòu)和下單模式并存。按庫(kù)存采購(gòu)、按單生產(chǎn)、JIT采購(gòu)等要求不同的收發(fā)貨模式，自有庫(kù)存、VMI庫(kù)存、渠道庫(kù)存并存，庫(kù)存管理和倉(cāng)儲(chǔ)管理難度加大。

3. 家居物流的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

家居行業(yè)迅速發(fā)展，而現(xiàn)有物流設(shè)施陳舊，作業(yè)效率低下，亟待進(jìn)行改造升級(jí)。而多年來(lái)家居企業(yè)對(duì)物流系統(tǒng)建設(shè)投入較少，物流管理運(yùn)作水平明顯落后于業(yè)務(wù)發(fā)展速度；傳統(tǒng)建材企業(yè)物流多是粗放式管理，物流設(shè)施設(shè)備陳舊，管理方式落后。

營(yíng)銷模式不斷創(chuàng)新，對(duì)物流中心訂單處理、分揀和配送時(shí)效提出更高要求。物流系統(tǒng)復(fù)雜性大大增加 ，需要導(dǎo)入高效的儲(chǔ)存、分揀、分類和搬運(yùn)設(shè)備，提升物流中心作業(yè)效率。

定制家具大行其道，物流中心與生產(chǎn)制造、終端配送配裝高度融合。定制生產(chǎn)和JIT配送增加，要求更加柔性的生產(chǎn)和物流系統(tǒng)，自動(dòng)化、智能化、集成化的物流系統(tǒng)成為重要方向。

全渠道、全品類的家居營(yíng)銷模式需要現(xiàn)代化物流中心提供一站式物流服務(wù)。為B端客戶提供從產(chǎn)品出廠到售后的全流程一體化物流服務(wù)，為C端消費(fèi)者提供專業(yè)設(shè)計(jì)、送裝一體、售后維護(hù)的一站式家居供應(yīng)鏈物流服務(wù)。

二、 自動(dòng)化物流系統(tǒng)及其應(yīng)用

1. AS/RS貨到人系統(tǒng)

AS/RS系統(tǒng)是配送中心最典型的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取，也可實(shí)現(xiàn)貨到人揀選。AS/RS系統(tǒng)主要由高層貨架、堆垛機(jī)、入出庫(kù)輸送系統(tǒng)和揀選工作站構(gòu)成（圖1），主要儲(chǔ)存單位為托盤(pán)單元，出庫(kù)或分揀單位為托盤(pán)（P）或箱（C）?？捎糜诩揖宇惍a(chǎn)品大批量?jī)?chǔ)存與貨到人揀選，如硬包類家具、床墊、沙發(fā)等，可以托盤(pán)單元儲(chǔ)存的貨品均可采用AS/RS系統(tǒng)。

2. Mini-load AS/RS系統(tǒng)

Mini-load AS/RS系統(tǒng)是以料箱為儲(chǔ)存單位的自動(dòng)存取系統(tǒng)，其系統(tǒng)構(gòu)成包括貨架+料箱堆垛機(jī)+輸送系統(tǒng)+揀選工作站等，可實(shí)現(xiàn)整箱存取和貨到人的零揀（圖2）?？捎糜谖褰鸸ぞ?、電工電料、開(kāi)關(guān)插座等家居品的小批量?jī)?chǔ)存與揀選。

圖1：AS/RS系統(tǒng)

圖2：Mini-load AS/RS貨到人系統(tǒng)

圖3：多層穿梭車密集倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

圖4：機(jī)器人揀選堆碼系統(tǒng)

圖5：板材自動(dòng)存取系統(tǒng)

3. 多層穿梭車密集倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

多層穿梭車密集倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)是近年來(lái)發(fā)展最快的儲(chǔ)揀一體化系統(tǒng)，它既可以實(shí)現(xiàn)大密度儲(chǔ)存，還可以實(shí)現(xiàn)貨到人揀選，在物流中心內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越多。其系統(tǒng)構(gòu)成包括貨架+穿梭車+提升機(jī)+輸送線+揀選工作臺(tái)等，其儲(chǔ)存單位為標(biāo)準(zhǔn)料箱，出貨揀選單位為單品。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)存密度大，出入庫(kù)能力高；適用于高價(jià)值小件家居產(chǎn)品的儲(chǔ)存與揀選，如配飾、五金、電料等。

4. 機(jī)器人揀選堆碼系統(tǒng)

機(jī)器人揀選堆碼系統(tǒng)在家居物流中心主要用于自動(dòng)揀選和堆碼，主要由導(dǎo)入輸送機(jī)+工作站+機(jī)器人+導(dǎo)出輸送機(jī)/穿梭車等構(gòu)成（圖4），可用于A類產(chǎn)品的箱揀和自動(dòng)碼盤(pán)，如各類家具、板材的箱揀。

5. 板材自動(dòng)存取系統(tǒng)

板材自動(dòng)存取系統(tǒng)是用于定制家具板材的自動(dòng)存取與分揀系統(tǒng)。其系統(tǒng)由導(dǎo)入輸送機(jī)+堆碼機(jī)器人+板材貨架+導(dǎo)出輸送機(jī)構(gòu)成。該系統(tǒng)一般設(shè)置于定制車間內(nèi)，前端為定制加工生產(chǎn)線，后端為訂單打包系統(tǒng)和成品自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)。實(shí)現(xiàn)定制板材暫存，待同一訂單構(gòu)件全部生產(chǎn)完成后，由機(jī)器人將各個(gè)構(gòu)件揀選齊套后打包碼盤(pán)，然后進(jìn)到自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于定制家居板材構(gòu)件的自動(dòng)上架和揀選，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上訂單貨物的暫存和按單分揀。

三、自動(dòng)化物流系統(tǒng)導(dǎo)入的關(guān)鍵技術(shù)

自動(dòng)化物流系統(tǒng)是家居配送中心的核心設(shè)備，直接影響物流中心建設(shè)的成敗。因此企業(yè)在導(dǎo)入自動(dòng)化物流系統(tǒng)之前，必須進(jìn)行系統(tǒng)的分析、科學(xué)的規(guī)劃和論證。自動(dòng)化物流系統(tǒng)導(dǎo)入的關(guān)鍵分析與規(guī)劃技術(shù)，主要包括需求分析與貨品分類、儲(chǔ)運(yùn)單元優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)能力規(guī)劃與分揀能力評(píng)估等幾個(gè)方面。

1.需求分析與貨品分類

自動(dòng)化物流系統(tǒng)的需求分析主要包括產(chǎn)品分析與分類、庫(kù)存分析、出庫(kù)分析與入庫(kù)分析等。

產(chǎn)品分析與分類就是分析儲(chǔ)存產(chǎn)品的儲(chǔ)存特征，對(duì)貨品進(jìn)行分類，一般按貨品的包裝形狀、重量、體積以及儲(chǔ)存條件等進(jìn)行分類，不同類別貨品選擇不同儲(chǔ)存單元與儲(chǔ)存方式。然后針對(duì)每類貨品進(jìn)行包裝尺寸和重量分析，明確每類貨品的包裝特征值，為儲(chǔ)運(yùn)單元設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

圖6：儲(chǔ)運(yùn)單元設(shè)計(jì)示意圖

圖7：物流系統(tǒng)能力規(guī)劃步驟

庫(kù)存分析就是對(duì)庫(kù)存月變動(dòng)趨勢(shì)、庫(kù)存結(jié)構(gòu)與庫(kù)存周期等進(jìn)行系統(tǒng)分析，為自動(dòng)化物流系統(tǒng)的儲(chǔ)量和儲(chǔ)存品規(guī)等靜態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

表1：各物流子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

圖8：自動(dòng)化輸送系統(tǒng)能力評(píng)估

出庫(kù)分析即分析出庫(kù)訂單的變動(dòng)趨勢(shì)、出庫(kù)總量與特征值、整箱拆零分析、客戶別訂單分析和退貨分析等，為自動(dòng)化物流系統(tǒng)出庫(kù)與分揀作業(yè)能力等動(dòng)態(tài)指標(biāo)

規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。

入庫(kù)分析即對(duì)入庫(kù)單進(jìn)行入庫(kù)變動(dòng)趨勢(shì)、入庫(kù)總量與特征值、入庫(kù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析，明確入庫(kù)總量、結(jié)構(gòu)與時(shí)序分布，為入庫(kù)系統(tǒng)規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。

2.儲(chǔ)運(yùn)單元設(shè)計(jì)

儲(chǔ)運(yùn)單元設(shè)計(jì)是自動(dòng)化物流系統(tǒng)規(guī)劃第一步也是最重要一步。一般應(yīng)該根據(jù)貨品分類分別選擇合適的儲(chǔ)運(yùn)單元，根據(jù)各類貨品的包裝尺寸和重量，確定最合理的儲(chǔ)運(yùn)單元，并進(jìn)行托盤(pán)堆碼方案的設(shè)計(jì)（如圖6）。

3.系統(tǒng)能力規(guī)劃

根據(jù)物流中心需求分析、定位和規(guī)劃目標(biāo)，確定物流中心自動(dòng)化物流系統(tǒng)儲(chǔ)存規(guī)模和出入庫(kù)能力是規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心，是保證自動(dòng)化物流系統(tǒng)導(dǎo)入成功與否的關(guān)鍵。系統(tǒng)能力規(guī)劃的內(nèi)容與步驟如圖7所示。

通過(guò)能力規(guī)劃，可明確每個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)（表1），包括靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)。根據(jù)每個(gè)儲(chǔ)區(qū)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，就可以進(jìn)行整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)。

4.分揀能力評(píng)估

當(dāng)一個(gè)物流中心方案設(shè)計(jì)完成后，如何判斷該方案的可行性和投入產(chǎn)出效率，就需要對(duì)物流中心方案進(jìn)行能力分析與評(píng)估。通過(guò)分析與評(píng)估，得到物流中心各儲(chǔ)區(qū)和子系統(tǒng)的儲(chǔ)存能力、出入庫(kù)能力和分揀能力，保證設(shè)計(jì)方案能滿足設(shè)計(jì)能力需求，防止自動(dòng)化物流系統(tǒng)導(dǎo)入和投資失敗。

自動(dòng)化物流系統(tǒng)的分析評(píng)估項(xiàng)目包括儲(chǔ)量評(píng)、出入庫(kù)能力評(píng)估、輸送系統(tǒng)評(píng)估和揀選工作站能力評(píng)估等，如圖8。

四、自動(dòng)化物流系統(tǒng)導(dǎo)入建議

自動(dòng)化物流系統(tǒng)是物流中心的主要組成部分，建議企業(yè)在準(zhǔn)備導(dǎo)入自動(dòng)化物流系統(tǒng)時(shí)關(guān)注以下幾個(gè)問(wèn)題，以保證系統(tǒng)的成功實(shí)施和高效運(yùn)營(yíng)。

1.物流規(guī)劃咨詢要先行

自動(dòng)化物流系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，其規(guī)劃設(shè)計(jì)必須遵循科學(xué)的規(guī)劃方法論。第一步應(yīng)該是請(qǐng)專業(yè)的物流咨詢公司介入，在調(diào)研、需求分析、能力規(guī)劃的基礎(chǔ)上，提出科學(xué)的工藝方案，使企業(yè)明確物流中心建設(shè)需求、目標(biāo)和最適合的建設(shè)方案。在此基礎(chǔ)上，提出對(duì)土建、消防等設(shè)施的要求，然后才可進(jìn)行物流中心建筑規(guī)劃。前期的咨詢規(guī)劃是項(xiàng)目成功的基礎(chǔ)。

2.需求分析是基礎(chǔ)

自動(dòng)化物流系統(tǒng)的規(guī)劃與傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃不同，其規(guī)劃包括物流、信息、運(yùn)營(yíng)三個(gè)方面，涉及企業(yè)的方方面面，因此必須首先進(jìn)行需求調(diào)研和系統(tǒng)分析。系統(tǒng)需求分析是規(guī)劃設(shè)計(jì)第一步，也是明確企業(yè)需求，確定物流系統(tǒng)規(guī)模的關(guān)鍵工作。需求分析應(yīng)圍繞貨品、訂單和庫(kù)存進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)其貨品特征、庫(kù)存結(jié)構(gòu)和訂單屬性，為能力規(guī)劃和方案設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

3.規(guī)模與能力規(guī)劃是關(guān)鍵

規(guī)模與能力是需求分析的結(jié)果，必須結(jié)合物流定位、建設(shè)目標(biāo)和貨品訂單特征進(jìn)行科學(xué)分析，確定物流中心的規(guī)模與能力指標(biāo)。包括儲(chǔ)量、儲(chǔ)存品規(guī)等靜態(tài)指標(biāo)和訂單處理量、出庫(kù)量、整箱出庫(kù)量、拆零出庫(kù)量等動(dòng)態(tài)指標(biāo)。

4.因地制宜選設(shè)備

目前很多企業(yè)在物流系統(tǒng)建設(shè)中，經(jīng)常出現(xiàn)以下現(xiàn)象：1）重視單機(jī)能力，不注重系統(tǒng)能力，造成設(shè)備能力不匹配，出現(xiàn)作業(yè)瓶頸；2）過(guò)度強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化，系統(tǒng)柔性和可拓展性差；3）設(shè)備配置與作業(yè)策略、作業(yè)時(shí)序脫節(jié)。上述這些現(xiàn)象是自動(dòng)化物流系統(tǒng)導(dǎo)入的大忌。建議企業(yè)在物流設(shè)備選擇時(shí)做到：1）準(zhǔn)確預(yù)測(cè)需求，科學(xué)選擇設(shè)備；2）采用科學(xué)分析方法和手段，確保各儲(chǔ)區(qū)和設(shè)備作業(yè)能力匹配；3）考慮不同策略下，設(shè)備可能作業(yè)能力，提出挖潛方案。

5.土建消防統(tǒng)籌考慮

（1）誤區(qū)

1）規(guī)劃時(shí)不考慮消防要求、懷僥幸心理；2）工藝設(shè)計(jì)不考慮土建可行性和投資性價(jià)比。

（2）消防要求

根據(jù)建筑類型與儲(chǔ)存商品防火等級(jí)，確定單體建筑面積、消防分區(qū)、消防設(shè)施（自動(dòng)噴淋、自動(dòng)報(bào)警）要求。

（3）土建配合

1）站臺(tái)、雨棚、門等根據(jù)工藝方案確定；2）地面承載要求、各種承載要求的造價(jià)；3）樓層承載要求、承載增大對(duì)造價(jià)的影響；4）照明要求、供電要求。

6.運(yùn)營(yíng)規(guī)劃不忽視

（1）誤區(qū)

規(guī)劃階段不考慮運(yùn)營(yíng)策略和需求。運(yùn)營(yíng)規(guī)劃與設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)有機(jī)結(jié)合，才能發(fā)揮自動(dòng)化物流系統(tǒng)的效率。

(2）運(yùn)營(yíng)規(guī)劃內(nèi)容

1）運(yùn)營(yíng)策略：包括儲(chǔ)區(qū)定位策略、入出庫(kù)策略、訂單處理策略、分揀作業(yè)策略；2）組織與管理：包括組織結(jié)構(gòu)、人員配置、作業(yè)規(guī)范；3）作業(yè)時(shí)序：包括工作制度、訂單交付周期、發(fā)貨頻率、作業(yè)時(shí)序等。

結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)化物流系統(tǒng)是家居物流發(fā)展方向，是提高供應(yīng)鏈與物流執(zhí)行能力的關(guān)鍵。自動(dòng)化物流系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，科學(xué)規(guī)劃與設(shè)計(jì)是項(xiàng)目成功第一步?？茖W(xué)的規(guī)劃方法論和豐富的規(guī)劃建設(shè)經(jīng)驗(yàn)是自動(dòng)化物流系統(tǒng)成功導(dǎo)入的有效保證。