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物流中心系统架构设计的理解

2016/2/16    来源:互联网    作者:代翔      
关键字:物流中心  供应链管理  物流系统  
完备的物流中心系统应由多种不同功能的子系统组成,如存储系统、输送系统、分拣系统、拣选系统、码垛系统、仓库管理及控制系统等。

    物流中心在整个供应链管理中的重要作用已日益凸显,而一套优秀的仓储物流配送系统不仅能为企业提高物流效率、降低物流成本,更是企业与客户关系的重要纽带,直接影响到客户满意度与忠诚度。

物流中心系统的需求识别

    物流中心建设是复杂的系统工程,涉及整体规划设计、机械电控设备设计与制造、软件开发与实施、安装与系统集成、验收与售后服务等诸多方面。如果业主缺乏物流领域相关经验,通常需考虑委托承包商来实施物流系统集成,承接从规划设计到安装调试的全过程,然后整体交付使用,即所谓“交钥匙”工程。因此,完备的物流中心系统应由多种不同功能的子系统组成,如存储系统、输送系统、分拣系统、拣选系统、码垛系统、仓库管理及控制系统等,这些子系统由不同的设备或软件构成,在整个物流系统中起到专业化作用,同时又相互联系、紧密配合,不仅要完成物料的准确递送,更要实现信息的精确管理与实时更新。

    将多子系统集成到一套物流系统中,并实现其规划之初所设计的系统功能和能力,并不是像搭积木一样把各种设备拼凑到一起这样简单,其中需要考虑软件与硬件的无缝衔接、硬件与硬件的无缝衔接。例如, 实现存储功能的货架、托盘堆垛机、轻载堆垛机、移动货柜或旋转货柜等;实现输送功能的输送机、穿梭车、自动导引小车(AGV ) 、电动单轨小车(EMS) 等;实现拣选分拣功能的滑块式或翻盘式分拣机、电子标签拣选系统(PTL) 等;作为输送单元的托盘、仓库笼、塑料周转等用于身份识别的条形码、二维码、电子标签(RFID ) 及其相应的读取器、RF终端等;自动化物流系统中必不可少的仓库管理系统软件(WMS) 和物流控制系统(MFS)等。此外,作为大型集团,还要实现内部ERPOA、BOSS等系统与物流中心系统无缝连接,实现订单下载与库存信息的实时上传。而重要的前提就是,再物流中心设计之初,就应提前考虑业务流程与信息系统的匹配。

物流中心系统的建设要点

    (一)定位建设要求

    定位物流中心系统的关键要求是设计内部作业环境与流程的出发点。关键要求通常来自以下几个方面。

    政府部门的要求

    如收货时对产品品种进行确认,根据相关标准进行商品检验,不同产品储存符合各种不同的环境条件,产品分拣应该遵守的原则,对产品贴标签和发货的具体要求,或者针对库房作业结果的要求(如控制差错率, 产品可追溯或者对物流作业过程的追踪等)。

    供应商与用户的要求

    部分供应商或用户可能会根据特定的收货和发货条件满足情况对物流提供者进行考核或奖惩,如收发货物的数量、收发货物的时间段、要求混放的不同品种货物采取特定的码放要求、物资入库或装卸顺序等。

    操作人员的要求

    仓库操作人员的个人偏好可能对作业产生影响。为了提供工作人员的积极性,有必要创造相对舒适的工作环境,如降低噪音、作业符合人体工程学、条件设计便于操作和维护、故障诊断快速、操作流程和动线顺利衔接以避免额外的工作等。

    其他因素

    如环保要求(如节能设计), 营销需要(如提供更多的增值服务以吸引更多的客户),与其他竞争对手明显区隔(如品牌形象、更多的增值服务、互联网+、面向未来战略)等。

    (二)明确分析要素

    仓库设计吞吐量

    梳理若干重要参数: 1、产品种类或品规SKU 数量(即库房存储单元); 2、订单数量,可细分为整箱订单(全部商品都按照原始收货时的包装形式进行发货)、 拼箱订单(拆零分拣,全部订单都要求将所收到的货物进行重新组合,采用纸箱或周转箱或其他容器进行重新包装后再发货);3、订单结构,包括每订单的平均订单行数, 每订单行的平均商品件数(以此对应操作人员的工作量,从而决定了所需要的操作人员数量。再结合SKU数量考虑,可大致明确所需要的库房面积);4、存储量;5、库存周转期(全部库存被清空所需要的天数); 6、峰谷吞吐量及平均吞吐量;7、业务发展预测;8、 历史订单数据验证参数(包括每个订单行的时间、数量、商品代码、订单号等详细信息)。

    物资存储和分拣所需面积

    需重点关注产品参数:1、产品号(应与实际订单数据中采用的产品代码一致);2、商品规格(长、宽、高和重量等);3、包装形式(从最外层包装直到最小分拣单元);4、属性(常温、阴凉、冷藏、串味、毒麻、危险品、高货值、易燃等);5、整箱货物尺寸;6、托盘尺寸等。

    仓库设计

    库房设计图应便于项目相关各方进行沟通,通常设计图已包括全部建筑的各层面积和柱距。建议还应详细注明以下参数:1、建筑细节(如夹层、电梯、办公室、防火设施等);2、建筑偏好(如收货区域、发货区域、存储区域等);3、其他信息(包括是否采用高架库、重新包装区域、商品复核区域和隔离待验货区域等)。

    流程描述

    通常需考虑以下要点:1、物资处理或者分拣要求;2、一般工作时间;3、收发货的时段;4、班次;5、订单响应速度的保证;6、退货管理;7、存储及装卸要求;8、文件要求等。

    预算控制

    在设计初期对预算应有清楚的估计。针对同类仓库内同样的吞吐量,仍可以有不同的方法达到设定的目标,可以采用不同的分拣设备、传送带、发货分类设备、货物搬运设备和自动化设备、包括各种不同的软件功能系统等。因此,要先有预算框定,然后与用户和供应商之间对系统设计达成一个清楚的共识,衡量其是否满足预算要求,以免浪费资源。

    (三)制定建设目标

    更强大的系统性能:如全程覆盖、实时、可溯源等。

    提高业务处理准确率:如分拣、存储、发货分类、复核、文件管理等。

    提高仓库使用效率:如通过采用特殊的存取系统提高空间存储密度等。

    提高工作效率:如加快响应和处理速度,减少操作人员数量,满意度提升等。

    可持续发展:如绿色仓储、节能减排、循环发展等。

    其他:如满足第三方物流、物流金融、地区特定的要求等。

物流中心系统的功能架构

    仓库建筑工艺结合各项业务参数,基本能决定系统设计的架构形式。在此基础上,对系统各个功能区进行分解,合理匹配功能。

    (一)订单处理

    需要判断是否可以接受并立即完成客户的订单(将订单送往WCS 系统, 进行分拣、配货并发货),或者只是汇总某个客户在一个时间段内的全部订单再以批处理的方式一次完成。如果采用批处理方式采集订单,则需要确定择期订单处理时间,并以此确定订单接收截止时间,以此划分即时还是择期送货。截止时间主要取决于完成订单并发货所需要的时间。采用自动化程度高的订单处理系统可以缩短订单完成时间,意味着可以延长当日的收单截止时间,增加当前的订单处理量。因此,采用自动化程度高的系统可以取得竞争优势,吸引更多的客户。

    上述操作可在SCM的订单系统控制下完成。

    (二)收货区域

    针对计划内收货,预先确定收货时间和数量,同时预估计划外收货冗余,综合估算出需要同时卸货的卡车数量、需要多少装卸人员,收货区域需要多大的面积等。在收货区域,收到物资经确认被码放在托盘上。如果不需要托盘存放,则相应商品会被贴上标签,可能需要首先被送入待检验区域,或者直接进行检验(物资准确性、完整性、失效期等)。在检验完成后,物资被送入存货区域或者直接送往分拣区域。另外需要考虑,是否有越库发货的需求。

    上述操作可在WMS系统入库模块控制下完成。

    (三)存货区域

    存储区域大小主要取决于SKU特性和所需要的数量。此外,SKU是进行整箱分拣还是拼箱分拣或拆零分拣,或者两者都有,都会对库房内相应面积产生影响,进而是否需要设置拼箱分拣区域,以及采用流力式货架或者静态货架。

    整箱商品存放在整箱分拣区域,或者如果不采用传送带的话,则采用托盘形式存放。当然针对慢速周转商品也可以将货物放在静态货架上。整箱货物可以放在托盘上、托盘货架上或者高架库内通过自动或者半自动堆垛机进行存取。而究竟采用哪种存取方式,取决于可用的库存空间和库房高度、吞吐量要求和预算限制。如果需要整托盘存取,则主要通过存储区域、高架库或者收货后直接发货进行操作。通常,存储区域和分拣区域的补货操作之间不能有障碍。

    上述操作可在WMS系统存储模块控制下完成。

    (四)分拣区域

    分拣区域的系统设计受很多因素影响,提出方案前应全面了解用户的实际需求。

    采用适当的分拣策略

    具体包括拼箱分拣、整箱分拣、整托盘分拣等,不同的分拣策略还需要不同的操作流程和辅助设备(如传送带、自动化分拣系统、人工分拣设备、商品搬运设备等),并且既要考虑当前业务需要,也要考虑未来业务发展的需要。

    采取合理的分拣方式

    分拣方式主要包括自动分拣(分拣完全由自动化系统完成,如A 型全自动分拣货架系统)、半自动化分拣(在人工帮助下的自动分拣,如OSR 系统)、人工分拣(分拣作业主要通过人工完成,同时可能采用一些辅助设备,如电子标签、RF 等)。不同分拣方式的差异主要体现系统效率、分拣准确率、投资大小和灵活性上。

    自动分拣系统根据产品特征进行设计(包括尺寸、重量、易碎程度、吞吐量要求、商品搬运条件等),可以高效处理连续的、高吞吐量商品的分拣作业,自动发现差错,立即送检并纠错处理。理论上,投资越大,自动系统的效率越高, 差错率越低。

    半自动分拣系统适用于需要人工干预的产品分拣操作(如需要处理大量异型商品),或者需要在分拣操作中加入额外的服务(如结合分拣操作的存储系统OSR 系统,分拣操作和订单同步处理系统MPS系统等)。半自动系统一般较全自动系统便宜,系统效率和差错率与操作人员的工作能力关联度高。

    对于无法进行自动分拣的商品,或者分拣作业量分布不均时,采用人工分拣(可能需要用到电子设备,如电子标签、RF分拣、语音分拣等)。采用人工分拣所需要的投资比其他分拣方式少很多,而其固有的灵活性可以非常好地适应不断变化的分拣作业量和分拣需求。当然,采用人工分拣时,系统效率和分拣准确率主要依赖于操作人员的能力。

    选择专用辅助设备

    此外,为了整个系统顺畅地运转,需要配合使用专用辅助设备,如纸箱成型设备、周转箱拆垛设备、贴标签设备、盖盖设备、打包设备、称重设备等。库房内特殊的操作,特殊的复核操作、重新包装操作、文件管理、订单处理或者发货准备等,都可以在各种其他辅助设备的帮助下完成(如特殊的传送带、扫描仪、软件等)。但辅助各种分拣操作的设备,其能力必须与库房内各种分拣模块的能力相匹配。

    上述操作可在WMS系统分拣模块控制下完成。

    (五)发货区域

    配送中心物流系统平面设计的最后环节是发货分类设备。该系统需要保证已分拣好的产品被送入正确的发货路径送达用户。传送带和发货分类设备通常用于辅助各种分拣操作,其能力必须与库房内各种分拣模块的能力相匹配。

    上述操作可在WMS系统分拣模块控制下完成。

责任编辑:郑倩
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