怎么成功实施现代物流（logistics ）配送中心

作者：叶庆

一、系统方法在物流配送项目实施中的应用

1．问题的引出

由于中国经济的整体良好发展态势以及入关的实际情况，无论是从国家宏观政策导向以及行业发展趋势来看，对于物流环节的重视和投入正在得到稳健的发展。

为了避免行业的泡沫，有必要提高在物流产业投入的资金实际回报。无论是生产型还是流通配送型的物流设施应能确实为投资方产生效益，包括降低流动资金的占用、加快库存、提高客户服务满意度、提高配送业务的准确性、提高综合竞争力等。

这就要求在物流领域的项目设施过程中运用理性、科学的手段、方法，以便确保项目达到预期目标，并能适应未来的市场变化，并避免单纯追求高技术、数量、规模等指标。我们常常可以听到一部分投资者提到“国外的某应用真好，我们也采用自动堆垛机、自动分拣机、无人搬运小车”,过分强调单台设备的性能参数，忽视系统整体性能，往往造成项目实施的一定的盲目性，导致运行效果不理性。实际并非这些设备不好。如何合理进行系统设计和系统实施，采用适当的技术和设备其意义远远大于某种设备的应用。由于物流系统的复杂性，局部的高性能和优化并不意味整体的优化和高性能，相反很可能成为系统内部自身的瓶颈。

因此，系统化的实施方法对于一个物流项目的成功有着决定性的作用，甚至大于投资、设备等。

2．系统工程对于物流配送项目的重要意义

在国外，系统工程的思想和方法集中体现在系统集成上。而系统集成商作为项目实施的全面责任人依靠其自身具有的行业应用经验、系统设计咨询经验、设备技术经验、系统工程运作实施经验为建设方按预定的目标完成整体工程的实施，并确保系统实施的效果。不是随便一个物流设备生产厂商就可以承担系统集成商的。

物流系统的集成是指将物流相关设施整合成一个能够满足预定运行目标的完整的物流系统。物流相关设施覆盖面很广，硬件方面包括：自动化输送、存储、分拣、包装设备；搬运车辆；货物标识以及辨认系统；站台辅助设施；有线或无线计算机网络硬件。软件方面包括：设备控制系统、通讯系统、库存管理软件以及上位企业信息系统，例如mrpii或erp等。集成后的系统应成为一个有机的整体，通过系统内部信息流、货物流的集中控制、通过全自动或半自动的处理设施，实现预定的物流处理功能。

规划设计是一个物流系统实施的关键。规划设计者应对该工程的应用行业及其模式有着准确的把握，在详细业务数据分析和预测的基础上完成物流业务流程的设计、优化，计算出系统的处理能力并针对随机服务系统采用仿真技术进行效率评估。系统还应充分考虑未来的发展和变化。

信息技术和网络技术在物流系统中的作用就像人的中枢神经系统。它对系统的正常运作起到关键作用。通常分为几个层次，底层为设备控制设备、工业通讯如现场总线技术等，中间为组态控制层，通常由特殊或通用工业pc机完成系统控制、监测等运行功能，上层为仓库管理软件wms系统，它主要完成对物流系统的作业任务管理以及库存管理。企业的erp系统根据生产以及市场的情况，制定出采购以及生产销售计划，在形成有关物料需求计划后会以订单的形式下达给wms系统，wms系统指挥库内实施完成具体操作，并将有关数据反馈上层erp系统。该系统的运行效率、可靠性以及灵活性在很大程度上决定了整个物流系统的运行结果。

企业在实施物流项目时，应该根据自身的应用情况重点做好前期方案，确立系统的运行目标，在此基础上选择具有丰富经验的系统集成商从而确保项目的成功实施。集成经验不仅体现在整体方案设计、具有行业经验上，同时要求集成商对各类物流设施具有相当的了解，具备核心设备的制造能力；掌握设备控制、通讯、wms以及erp系统的关键技术。拥有高素质的设备、it、施工队伍，同时应该具有良好的信誉和售后服务能力。

3．物流配送项目的系统化实施步骤

下面简要的介绍系统集成的实施步骤：

数据分析：

数据分析

业务需求

项目内容

实施目标

设计水平

概念设计：

子系统需求

建立初始概念

成本分析

优势分析

决定预选方案

详细设计（文档）

系统布置

设备规格

软件技术规格书

项目实施进度

合同条款

实施计划：

确定系统供应商

设立系统实施队伍

详细设计

人员培训、系统验收

售后服务

系统集成：

系统处理能力及其责任

评估性

控制技术多样性

风险管理

项目管理

运行效果

4．衡量指标

物流配送中心的建设，通常根据不同应用采用不同的衡量指标。例如针对流通性的配送中心，强调订单的处理能力、品种次的拣选能力、对季节的波动适应等系统吞吐能力的检验；而针对生产存储型物流中心，更强调其存储模型的评估和建立是否合理、库存可得性、零件族不同流通特性的分别体现、以及如出库高峰的吞吐能力的检验。还有一些特殊行业的特殊要求，如医药行业的有效期管理、化工行业的隔离存放要求等。

但应该说，以下指标具有一定的通用性：

库存可得性

实时性

库存优化

快速订单实现

客户满意度

可扩展性

一个系统如果较好地满足以上评估指标应该具备一个成功项目地基础。

二、配送型物流中心的核心技术

1．配送型物流中心地主要功能和业务流程

配送中心的主要业务流程可以划分为以下步骤：进货、验收、储存、订单履行、发运，其内部还会存在补货、盘点等操作。

订单履行是指：客户订单的接受、处理优化、物品拣选、订单整合和包装的过程。它包括对物品的物理操作和相应的信息处理。

订单履行是实现配送中心功能的关键环节，它决定了订单执行的效率、准确性并负责反馈库存可得性，最终决定了客户的满意度，是配送企业的核心竞争力之所在。

订单履行在配送中心作业中的主要地位还体现在成本上，从成本分析的角度来看，物流成本约占商品最终售价的30％，其中包括配送、搬运、储存等成本项目。一般而言，拣货成本约是配送中心作业总成本的70％－80％，因此若要降低物流搬运成本，由拣货作业上著手改进应可达事半功倍的效。

订单履行环节中各个作业内容的时间占用分析可以帮助我们找到提高拣选作业效率的办法。

识别库存

行进

定单处理

捡选

接受指令

从人力需要求的角度来看，目前大多数的物流中心仍属于劳力密集的产业，其中拣货作业直接相关的人力更占50％以上，由此可见规划合理的拣货作业方法，对于日后物流中心的运作效率具有决定性的影响。

2.国外配送行业订单履行技术介绍

国外配送行业发展时间长，积累了大量的经验值得我们参考。因此有必要介绍相关产品和技术解决方案。这里列举了国外较为常用的订单履行解决方案。

a.优化存储方案

国外配送中心通常将库存分为储备库存和拣选库存。根据物品流动速度进行划分，需要快速处理的物品组成一组，将流动慢的物品排在其后。

在库存最快和最慢的品种之间，设置合理分区。但也需要结合其它因素考虑，如物品尺寸。例如小尺寸的物品上，即使库存量是10000，10日拣选量只有100，但由于一个较小容器即可承载10000个该件物品，因此没有必要区分储备和拣选存放区。可以全部放在拣选区。

b.减少拣选行走距离

在存放时如果一个品种占用较多空间，意味着拣选者在拣选晚一个品种后需要行走到另一个品种区域进行下一步拣选，因此一个订单下来，增加了大量地行走距离，因此采用流动式货架可以大大减少拣选面地空间占用，减少80％，减少行走距离；物品还可以实现缓慢的自动补充。纸箱流动货架适于小件物品的拣选，托盘式流动货架适于较大尺寸的物品、整箱拣选、量较大的应用。它不仅提高拣选效率同时提高了空间利用率。

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c.提高搬运速度

国外配送中心大量使用自动输送系统将不同拣选区域以及订单整合包装区连接起来，可极大地提高订单执行效率。一旦拣选作业区经过压缩后，最好通过自动输送系统将它们彼此连接起来，这样用输送系统减少拣选人员的行走距离。同时在输送系统上可以实现复杂的自动控制功能，如分区引导、自动称重、自动贴标签和自动包装。

区域拣选是指通过对不同物品作区域划分，从而实现订单拣选分区进行，如果某一区域没有要拣选的物品，则拣选容器直接穿越不经过拣选面，从而大大提高订单履行的效率。

输送分拣装置可以实现将拣选完的物品按制定订单的分拣，其效率可达每分钟几百件。例如最近广泛实用的横移皮带式分拣机，可实现高速、双向、平稳的分拣。可适用于不同质地、尺寸和重量的物品。由于其分拣点的准确控制，使得分拣出口的距离可以很窄，从而节约了大量空间。

d.订单信息处理优化和无纸化拣选

订单信息处理优化包括订单整合、区域分类、物品分类、拣选计划的制定和优化；实现无纸化拣选指令的下达可以大大提高订单履行的效率。特别是随着拣选点击次数的逐渐增多，它节省的作业时间就明显增加。例如，如果每分钟拣选点击率达到300次，实用无线订单信息下达，如电子标签和无线终端，可以每小时节约10分钟。

无线拣选技术使用电子标签、无线终端、语音引导等方式代替传统的纸张的拣选单，它可以实现实时、准确、交互、及时确认等功能。

11在处理品种和拣选量极大的应用时，实用先进的语音引导拣选系统可以极大地降低拣选成本、提高拣选效率、降低拣选差错。使用该项技术，拣选人员双手可以自由进行作业，wms系统将各种拣选指令转换成语音指令，工人通过语音反馈执行结果，提出补货要求等。位置确认采用随机数码人工反馈，不需要条码和扫描仪。

语音拣选技术适用于中等慢速（sku-hits）；或快速中等应用。实践证明它地使用可以使拣选效率提升15％，差错率降低10％。

e.无线网络技术

使用宽带或窄带地无线网络技术可以在订单拣选作业中发挥很好地作用。例如在批次拣选中，使用带有无线终端地拣选小车，按无线终端地指令，一次完成多张订单地物品拣选。它还可以使用在物品入库、检查、存储、补货、发货等环节。

使用带有条码扫描地无线手持终端采用实时无线通讯，获取指令并反馈信息。对于整个系统来讲，无线终端地成本并不与处理地物品数直接相关，而是与拣选员工有关。因此它地配置灵活，通常可以覆盖50％的中少（sku-hits）品种的拣选。

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f.货到人的技术

全自动存储和搬运设施可以实现自动物品输送到拣选人员的工作位置。水平和立式回转式货架系统，配备驱动、电子标签和计算机控制系统可以实现按订单的自动回转、定位以便于人工拣选。传统意义上，as/rs系统通常用于托盘货物的存储和进出。但随着技术的发展，在订单拣选方面的应用也越来越来广泛。这些技术包括：堆垛机的尺寸日益减小、配备多级伸叉、一台多叉；不同种类的夹取装置，如真空等；单轨自动穿梭运送小车；自动拣选机器人等技术的使用，使得as/rs系统在小型料箱拣选系统中的拣选效率大大提高，可以一次完成多张订单的拣选，其应用日趋广泛。

包装滑道

根据目的地

进行分捡

发货

导入产品

定单流通加工及包装

平行进行批量捡选

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rf终端

三、生产型物流中心的核心技术

1．传统生产仓储物流的特点

生产企业的物流活动通常是指原材料采购、生产计划、定单处理、库存控制、运输管理、销售和售后服务。在传统的经济环境下，企业对库存的管理相对松懈，只是作为生产环节的辅助部门来对待。最初，各个生产车间配置简单的原料、半成品、辅助材料的存放仓库，建筑形式为简易平库，采用以地面码垛的方式以及小型隔板式货架为主，搬运以人工和叉车、汽车为主。随着企业的发展，逐渐走向集中管理的模式，将不同部门的物料进行同一存放、同一管理；在信息化方面经历了从上向下的过渡。目前，已经有部分企业完成存储搬运自动化、立体化以及信息化。

2．现代生产物流面临的挑战

多样化的市场，激烈的同业竞争，产品生命周期的缩短等外部市场条件对生产企业提出更高的要求，仓储物流系统如何保证供应，降低成本，具备柔性成为主要的课题。从当前的国内市场来看，目前企业的生产活动的特点以及对仓储物流系统的影响主要体现在以下几个方面：

零部件品种数量的快速增长，尺寸、规格、重量、保存条件的多样化趋势。生产企业向市场快速投放更多种类的产品的趋势使得仓储状况更为复杂。在西方国家，目前多品种、小批量的生产方式已经取代了大量生产，增加产品种类和数量是制造商为了扩大销售和市场份额而采取的应变措施，这必然导致仓储作业的复杂性。另外，生产企业普遍推行的jit（准时制）生产方式以及由push（推式）向pull（拉式）过渡的物料供给模式都给传统的仓储运输作业环节提出了挑战。

生产计划的不稳定性：主生产进度计划（masterproductionschedule,mps）指明了生产计划的生产数量和时间安排，它同时考虑到了预期运输量、运送时间和现有库存等因素。制订该计划时，应基于逐期数据确定安全库存、生产需求和最终未承诺库存，既可承诺库存（available-to-promise,atpinventory）。由于市场需求的不稳定使得计划有时遭到破坏，在生产资源的适当调整下，主要的方式就是通过对库存的动态控制以便平抑需求的不稳定对生产计划的影响。

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库存计划的灵活性：由于上述原因，目前的企业普遍开始应用多种的库存控制策略。库存管理的两个基本出发点是用户服务水平，即在正确的时间、正确的地点、有足够的合适物料；另一个则是订货成本与库存持有成本。其总目标是在库存成本的合理范围内达到满意的顾客服务水平。目前较为流行的库存控制模式有经济订货批量（eoq）、固定定单间隔模型（foi）、再订货点模型（rop）以及单期法模型。

降低成本的迫切要求：库存带来的隐藏式成本问题在过去不被人们认识，现在已经越来越成为注视的焦点，由于持有有库存的高昂代价，必须通过对库存环节的优化以便达到降低成本的目的。如增加货物流通速度、减少再库存储量、减少订货批量、减少安全库存等。这些措施必然要求一个完善、健壮的自动化物流仓储软硬件系统。

3.适合现代市场环境下生产企业的仓储物流解决方案

从上述的分析来看，一个适合现代市场环境下的生产企业的仓储物流系统应该具备以下几个方面的特征：

（1）高效空间利用:高效利用空间意味着在数量不变的前提下存放更多的品种，节约投资。通过提高存储的空间效率使得用户可以在同样的空间下实现更多品种的存储以及未来产品的扩展，而不必新建另外的仓库。通过对不同尺寸、重量、特性的物品、纸箱、料箱的直接存放、运输、提取极大地提高系统地处理能力和效率，从而减少了成本。物流系统应该帮助用户保持并增加其产品的客户满意度。实现手段包括实现可承诺库存、快速订单处理、准确发运。

（2）零部件品种的多样性满足

系统必须能够可同时处理托盘、料箱、纸箱（原包装），特别是对料箱甚至纸箱的直接立体化存储、提取的方式相对传统的托盘式存取可节约空间25％，减少品种拣选搬运量20－30％。更适合多样性的小批量生产。具体包括以下几类：

标准尺寸纸箱cartonswithuniformdimensions

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变尺寸纸箱cartonsinvarioussizes

标准容器standardcontainers

变尺寸容器containersofdifferentlengths,widthsandheights

在同时处理纸箱和容器时，如果物品刚度不足，我们可以通过增加料盘和特殊夹具来实现，总之必须安全、简捷的完成物品操作。

针对不同形式的存储单元，应选择灵活的存取装置。包括夹取式、底部提取器以及配合真空吸盘等装置。多级伸缩的提取装置可以处理双深度的存储货架，从而极大的提高存储效率。

（3）快速物流处理能力

物流处理包括运输、存放、提取、组装等环节，每个环节都对最终的整体运行效果有着影响。

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在存储环节体现为自动化堆垛机的进出库吞吐能力，在某些行业，如大规模的汽车制造等，对堆垛机的工作节拍的要求达到每小时上百次。

快速提取以及组合操作是指根据生产计划，通过多样提取装置、多货叉多工位从存储的成千上万的品种中快速的定位并取出准确的存储单元，同时按照其所在的零件族以及生产订单的需求，完成分拣与合并操作。并按照jit的原则在准确的时间将准确的物品送到装配线或生产线上的活动。在生产计划订单的物料供应上，零部件的拣选以及整合是非常重要的环节，也是容易发生失误的环节。例如紧固件、联接件的拣选等。系统必须能够快速准确地把所需地物品存储单元运送到制定地拣选工作站，从而保证高效地生产计划控制以及库存快速周转地要求。这是检验一个企业竞争能力的重要方面，不亚于新产品的开发。试想及时新产品的开发较为成功，但落后的批量生产组织能力以及低效率的物流系统会使得市场化进程放缓从而消弱了新产品的市场效果。

通常小件自动化处理系统的多工位载货平台会使得系统工作的灵活程度极大提高，特别是在一定时期内实现多品种的快速吞吐。

零部件拣选工作站的设置非常重要，通常应根据处理速度和流通量的不同配置相应的设施。满足人体工程学也是非常重要的，这将提高从存储单元或纸箱内单件选取的效率。其配置应该保证拣选工人有较低的工作负荷。通常的布局形式有c型u型以及往复型的输送系统。

对于一些小件、轻型物品地快速出库作业，如制药和化妆品行业可采用carryfix型自动拣选机器人作业。通过特殊的抓取设施，可从高架库存储单元内直接完成单件物品的存取，由于不必将整个存储单元取出进行拣选，从而极大地提高了小型生产计划物料配送地效率。非常适合多品种小批量的生产类型。

其具体方式可以是真空吸盘的抓取和放置装置。

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（4）集成的信息系统以及控制系统：

一体化的解决方案会有助于整体提高系统的水平，而不仅仅是局部效率或自动化程度的提高。只有综合考虑才能整体优化并提高系统的处理能力、流通量等。首先包括信息流的设计和优化，对于企业信息系统的集成如sap，bann等，

其次是仓库管理信息系统的功能设计、自动化系统控制软件如运输优化控制、自动搬运控制等软件的开发、选型；与上级系统的软件接口等。plc控制系统设计以及软件开发，基于工业标准平台的软件开发，以上工作的重点是可移植性以及可扩展性。

物理接口也必须给予充分的认识。通常生产物流系统还要解决与生产部门的联系问题。实现方式可以是提升设备、输送带、单轨悬挂小车、无人自动搬运小车agv等。方案的设计应基于输送量并考虑灵活性以及维护成本等方面。

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（5）稳定的运行特性、低廉的运行成本及时的维护保养也是非常重要的，由于目前市场的变化快速，客户的要求越来越高，任何对生产环节如装配部门的错误操作都会直接导致对市场的影响。

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四、典型案例介绍

1．深圳华为自动化生产物流中心：

设备总投资2000万美元

自动化立体库60000货位、自动化拣选线、无线计算机终端

wms管理软件以及和erp的接口

总承包商，包括主要设备供货、系统设计、制造、安装、调试和培训

2．德国powerlogistics第三方物流公司

自动化立体库80000货位、自动化分拣、无线计算机终端

wms管理软件以及和erp的接口

总承包商，包括主要设备供货、系统设计、制造、安装、调试和培训

系统总投资：2300万美元

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3．汉堡连锁商业物流配送中心

18巷道srm堆垛机，总存储量30000托盘

as/rs系统吞吐量100托盘/小时，700托盘/天

wms管理软件以及和erp的接口

总承包商，包括主要设备供货、系统设计、制造、安装、调试和培训

4.德国邮政33个包裹分拣中心

西门子供货范围:

德国邮政33个包裹分拣中心总承包；

方案设计、仿真和工程实施。

项目周期：

1992－1994年；

30个分包商。

项目组：

5,200人负责规划及生产；

1,100人现场支持。

合同总额：12亿马克。

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5．美国辛辛纳提快递枢纽中心：

西门子供货范围：

总承包；

系统集成；

控制、监控和信息管理系统。

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西门子德马泰克公司简介2001年5月,西门子生产与物流系统股份公司(siemensproductionandlogisticssystemsag)并购曼内斯曼德马泰克公司(mannesmanndematicag)成立了西门子德马泰克股份公司(siemensdematicag)。西门子德马泰克股份公司通过整合两家公司的优势，成为物流自动化领域的市场领先企业。

新公司的业务包括物流自动化、信函分拣系统和设备及电子生产自动化技术。

公司现有约2.1万名员工，销售额约50亿欧元。

西门子德马泰克公司作为世界最大的物流设备供应及集成商，参与了欧洲fem工业标准中效率评估标准的制定。迄今完成10000余各类工程。其中在全球已经完成1250套自动化系统工程、4000套自动化仓库和配送中心。分布在全球共计21个研发中心和58个生产基地。具有丰富的各个物流行业的应用经验，可为用户提供基于严谨数据分析的作业流程优化设计和准确的系统处理能力计算、完善的计算机系统仿真。公司可生产并提供世界尖端品质的输送、分拣、存储、机器人、无线终端等各类物流设施，以及从plc到wms的各类物流应用软件，产品系列广泛。具备丰富的集成经验的专业咨询、it、设备和系统集成的实施队伍将项目集成风险降低到最小。

可实现每天24小时，每周7天的快速响应式售后服务，具有丰富经验的全球以及本地工程技术人员可快速排除系统运行的故障。