S快运公司是由河北省交通部门组织、省内11个地级市内各大运输集团联合出资组建的专业化物流企业, 其主要经营的业务为医药、日用商品、烟草、瓷器、化工产品的物流运输。凯蒂服饰公司是S快运公司的大客户之一, 其产品分拣、配送业务外包给了S快运公司, S快运公司特别为其设置了一个货运仓库。伴随服饰销售高峰的到来, 凯蒂服饰公司90%的销售点的发货需求开始提高, 从而引起库存增加、日发货量提高等问题。为保证订单的及时响应, S快运公司急需提高其仓库的存储能力和分拣效率, 以满足客户对配送业务量的需求。S快运公司希望通过利用物联网技术对仓库的业务管理模式进行优化, 提升存储能力和分拣能力, 满足凯蒂服饰公司的配送业务需求。

目前S快运公司的仓库仅应付凯蒂服饰公司当前的配送业务量就已出现困难。随着双方不断加强合作, 预计5年后凯蒂服饰公司业务量将增长1.5倍左右, 按照该增长速度, S快运公司需要不断提升仓库的存储能力和分拣能力, 以满足未来凯蒂服饰公司对配送业务量的需求。

现有仓库中的设施现状主要为: (1) 货物存放没有采用托盘装置。虽然每日到货近400箱, 但由于规格繁多, 存在大约200多种规格, 所以无法使用托盘; (2) 当前采用2.1m以上高度的货架, 将整箱货物直接地码垛在货架上, 没有严格按照货位摆放; (3) 当需要往货架最上层摆放货物时需借助梯子。货物在拣货区的货架摆放以件为单位, 拣货区货架高达2.5m; (4) 仓库中货物的入库、出库以及分拣等环节基本上采用人工作业。

该仓库在整体布局上由两层子仓库组成, 每层面积达2400m2, 双层共4800m 2。第一层子仓库设置了入库区、退货区、发货区以及WMS系统管理室。第二层设置有存储区、分拣区以及装箱检验区。详储区、分拣区以及装箱检验区。详细布局如图1与图2所示。

图1 S快运公司一层子仓库的布局情况  下载原图

图2 S快运公司二层子仓库的布局情况  下载原图

S快运公司在2013年刚刚对仓库进行了大幅度的扩充, 由原先的3000m 2扩大到目前的4800m2。仓库现有人员17人, 员工工资在仓库总成本中占有较大比例, S快运公司希望通过精简员工以降低仓库总成本, 但由于该时期业务量不断增加, 员工工作强度加大, 难以精简员工。另一方面, 由于凯蒂服饰公司的配送业务量增加, 对仓库分拣的能力提出了相当大的考验。S快运公司现仓库设有专门的仓库管理系统管理室, 占地面积非常大, 且存在管理效率低下的问题。譬如, 发货前的装箱工作需两个人操作, 一个人读发货单, 一个人核查货物。此外, 仓库中各设备所需的操作员工仍有剩余名额。

首先, 从仓库现有设施设备方面来看, 自动化、智能化程度相对较低, 现代化物流设施设备不足。该仓库现有的设施缺乏且落后, 储存的货物没有严格按照货位摆放, 缺乏效率高的堆码设备。货架存储能力也很有限, 无法满足日益增加的业务需求。

其次, 分拣作业的发货流程滞后, 缺乏先进的技术管理发货前的装箱作业, 需要两个人作业, 导致效率低下, 出错率较高。在人员极为有限的情况下, 耗费了大量人力资源。

再则, 仓库的整体布局不够合理, 主要表现在: (1) 一层各区位设置不合理。出入库线路迂回交叉, 导致出入库作业效率下降, 成本上升; (2) 二层功能区划分较模糊。未采用科学的方法规划路径及占地面积, 增加了冗余的搬运路程, 造成了存储空间的浪费; (3) 层与层间仅以楼梯连接, 导致搬运强度大、时间长和效率低的问题。

最后, 仓库并未有效利用信息化手段进行管理, 制约了物流仓库运转的效率。本研究将针对现有仓库设备设施的布局规划、仓储作业流程等方面进行优化。并期望达到4项优化目标: (1) 有效利用仓库设备; (2) 有效利用仓库容量; (3) 有效提高仓库作业利用率; (4) 有效提高仓库信息化管理水平。

针对S快运公司仓库目前的布局, 存在的问题, 提出对应的解决策略如下:

(1) 现有仓库仅设置一扇大门, 出入库作业交叉使用, 易造成出入库任务的混乱。通道狭窄, 易造成阻塞, 使搬运的效率下降。解决思路为扩大通道的面积, 在发货区布局一扇门。

(2) 退货区货物平时作业量少, 但却占用了仓库一楼的较大面积。因此, 需要缩小退货区的面积。

(3) 仓库层与层之间仅由楼梯连接, 运输设施无法衔接上下楼, 仅靠人力搬运。因此, 可在层与层之间增加一个货运电梯, 节省人力资源成本, 降低工人劳动强度。

(4) 二层的功能区域划分不明确, 规划路径及区域面积不科学, 设有多余的搬运路程, 使得存储空间浪费。因此可将装箱检验区、分拣区挪至第一层, 便于直接出货。同时, 对二层只需设置一个功能区, 即分类存储区, 一楼增设一个弹性存储区, 方便货物的存储管理。

经过重新规划, 第一层子仓库的布局情况如图3所示。

图3 优化后的第一层子仓库布局图  下载原图

(1) 入库区。入库区主要处理到达货物的暂存, 其布局应考虑到货物的存放容积、叉车的工作区与人员清点区。设计尺寸为30m×26m。

(2) 退货区。退货区主要存储一些过季且产品质量并无问题的服饰, 该部分产品需在来年再进行上架, 设计的尺寸为26m×10m。

而对于第二层布局的重构, 如图4所示, 分别对道宽、存储区与拣选区进行重新规划。

图4 优化后的二层仓库布局图  下载原图

(1) 主通道宽4m, 其中传送带宽0.5m。

(2) 存储区:每两排货架编织为一组, 每组货架设置20个货格, 以传送带为轴, 对称分布分别有7.5组, 每个货架垂直分为5层, 每货格长为80cm, 宽50cm, 高40cm (包装箱规格:70cm×45cm×35cm) 水平通道宽1.5m, 垂直通道宽1m, 共计可存放7500箱。

(3) 拣选区:每两排货架设为一组, 每组货架14个货格, 两边共25组, 每个货架垂直分为五层。

(4) 水平通道宽为1.5m, 垂直通道宽为1m, 共设1750个货格。

S快运公司的仓库每日需处理凯蒂服饰公司发往127家零售商的所有配送任务。每日服装出入库量达到820箱, 且品种规格多达1.23万种。为了改善仓库的储存能力, 便于分拣作业, S快运公司采用分类随机储存的形式, 将三大类服装品牌存放于固定区域, 以颜色看板标识 (如图5所示) , 在各储区内随机分配储位。

在商品品种繁多、仓库存储面积相对不够用的情况下, 该方式具有分类储存, 按商品周转率的高低来分配储位的优点, 又由于可共用储位, 也提高了储存空间的利用率。各产品的种类与规格见表1。

图5 颜色看板标识图  下载原图

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图6 产品储位安排分布图  下载原图

根据ABC库存管理法可制定如下储位优化策略:

(1) 退货区:库房每日收到的出货量很大, 这些服装通常是因为过季而分拣出来, 但产品质量没有问题, 只需来年再次上架, 次年可以再次销售。因此, 对这些暂时滞销的货品将使用较远的储位。

(2) 爱妮莎、多利亚与戴娜三大品牌的服饰依据其库存周转率的高低, 按照离楼梯出口的远近、品牌服装每日存储的品种数量来安排储存区域面积。

(3) 重量大的商品储存于货架底层, 品牌服饰内周转率较高的品项置于中间或偏下层, 便于拣选操作。

根据以上规划方案, 产品的储位安排如图6所示。

在进行了产品的储位优化后, 将进行货物的分拣作业。在物联网环境下, 仓库作业可采用计算机辅助的自动化管理系统提升仓库管理效率。首先, 拣选作业员采用专业扫描器或带扫描器的手持终端设备进入拣选作业区, 扫描后订单将通过无线传输传入主机系统, 需拣选的品种和数量信息会反馈到手持终端。然后, 拣选员前往拣选作业储位区, 扫描储位二维码和商品条码, 通过系统来校验品种是否被正确拣选。拣选完成后, 将拣选商品捆扎, 经检验完毕后再装箱, 拣选员发送拣选完毕的信号, 计算机将生成相应的单据。

这种基于物联网扫码技术的拣选策略, 以手持设备、PC端采用无线信号传输的方式判断订单的品种是否被正确拣选, 大大降低了从拣货、配送到系统库存更新的延迟时间, 有效规避了传统人工拣选造成的商品错误识别情况, 通常账单和库存准确率接近于100%。物联网环境下的仓库拣选流程如图7所示。

基于物联网技术下的仓库管理系统的应用使S快运公司在仓库布局、商品入库、分拣作业等业务管理方面均得到效率的提升, 减少了人力资源与时间成本, 使仓储整体管理的效率得以提升, 优化了仓库资源配置。

(1) 提高了商品信息识别的准确性。采用无线终端的二维码检测设备自动采集与识别订单的品种, 使拣货、送货作业到系统库存更新的迟延时间得以有效缩短甚至完全消除, 提高了商品识别的精准度。

(2) 推动了快运物流产业的信息化管理。物联网技术为客户与管理者或第三方产品卖家提供物流信息化的资讯、产品基本信息、客户评价、数据报告与咨询等服务, 帮助物流企业进行信息化建设的指导, 优化管理。

图7 物联网环境下的仓库拣选流程  下载原图

(3) 降低工作人员劳动强度。快运行业是一个劳动密集型行业, 在商品配送过程中需要及时响应客户需求, 采用二维码、条形码信息加密传输的方式, 提高了物流服务响应速度。