基於客戶定製的電子商務一體化自動物流系統建設
一、引言
近年來，電子商務對實體商務衝擊越來越大，特別是移動互聯網，改變了人們的生活方式，也改變了商業模式。對於傳統行業來說，在電商的衝擊下，傳統零售的業績與利潤都在下滑，行業蛋糕被不斷切分蠶食，正遭遇行業發展的拐點。
而定製服務是市場經濟條件下的一種先進業態，它在滿足消費者需求的基礎上爲客戶提供滿意的服務，基於客戶定製的電子商務模式由以供應商爲中心轉向以客戶爲中心，利用個性化的信息服務工具來了解和學習客戶的需求與喜好，根據客戶提出的明確要求提供信息服務，或通過對客戶個性、使用習慣的分析而主動地組織信息資源，創建個性化的信息環境，向客戶提供其可能需要的信息服務。這樣不但使客戶在面對電子商務網站提供的上萬甚至上百萬種產品時能大大節省在商品搜索上花費的時間和精力，而且提高了客戶對電子商務網站的忠誠度，增加了用戶的訪問次數，實現了將更多的電子商務網站的瀏覽者轉變爲商品的購買者，提高了電子商務網站的交叉銷售能力，爲電子商務企業提供更多的盈利機會。
電子商務的線上線下一體化需要完善三個主要的瓶頸，需要應用互聯網數據和客戶信息創造完整的網上信息系統平臺，以滿足生產和定製過程中的需要；將線上信息和線下的自動化物流系統有機結合；將倉庫、自動化物流系統和信息數據系統融合。這樣的線上線下的結合才能最大可能的滿足客戶的定製服務需求，將客戶滿意率達到最大。
因此，在電子商務迅猛發展和居民消費結構變化背景下，如何更快速、經濟、可靠、高效地滿足消費者個性化的定製服務是衆多電子商務平臺面臨的重大挑戰。本文以乾果行業爲例，研究分析了基於客戶定製的電子商務一體化自動物流系統。
二、技術解決方案
1.倉儲解決方案
高效率、大流量穿梭車自動化立體倉儲的工藝流程，如圖1。
整個系統以週轉箱爲載體進行的一系列作業，主要包括入、出庫作業和存儲作業。
入庫作業對象包括週轉箱和異常出庫返庫的箱。當上位計算機系統下達入庫任務時，自動掃描週轉箱的 RFID 獲取箱的信息後，覈對或錄入箱內物料信息，之後由輸送機系統輸送或用叉車搬運到到載貨提升機取貨站臺；同時計算機系統調度載貨提升機下降至取貨站臺並取貨，提升機將貨物提升到相應的貨架分配層輸出到穿梭車取貨站臺，由穿梭車取貨後將貨物搬運到計算機分配的貨位存儲。
出庫作業，當系統下達出庫任務時，穿梭車先把貨物搬運到穿梭車卸貨站臺上，由計算機系統調度載貨提升機上升到相應的穿梭車卸貨站臺，取貨後提升機快速下降到載貨提升機卸貨站臺，出庫輸送機系統接貨後，最終將貨物輸送出來，由 RFID 讀寫器讀取電子標籤獲取出庫信息，確認正確後輸出到出庫站臺。
穿梭車的換層作業是動態立體倉儲系統實現的又一關鍵工序，本立體倉儲系統使用穿梭車充當自動化存取工具。
倉儲規劃圖，如圖2。
2.分揀線的解決方案
乾果的線上線下一體化定製生產物流系統，其生產工藝流程是這樣實現的：
電子商務平臺適時收集消費者的需求信息，這個需求信息經消費者確認後即爲定製訂單；計算機系統將定製訂單適時下達到定製生產物流系統，在現場計算機定製信息系統終端上顯示出來；適時投放週轉箱的工人根據終端的顯示信息，向分佈位於無動力輥道輸送機的投放工位放上週轉箱，週轉箱帶有RFID，被適時寫入訂單信息，配貨工人在工作臺附近根據定製信息系統終端適時讀取RFID訂單信息顯示的乾果配貨信息，往週轉箱裏配貨；配貨完以後確認，將週轉箱人工送到下一個工位，循環進行配貨作業，如果下一個工位沒有配貨信息，人工送入再下一個工位，直到RFID的訂單配貨信息完全執行完以後，確認；人工將週轉箱推入動力輥道輸送機，輸送到人工裝箱站臺；裝箱、貼配送單，碼托盤送到訂單緩存區緩存，等待配送。最後，快速將訂單商品送到消費者手中。
其中，乾果線上線下一體化定製生產物流系統，如圖3；
分揀線規劃圖，如圖4；
AGV行走路線規劃圖，如圖5。
3.工藝流程圖
乾果線上線下一體化定製生產物流系統主要工作流程，如圖6。
三、關鍵設備及技術的具體描述
1.倉儲的關鍵設備及技術
（1）存儲貨架
立體倉儲系統的存儲貨架採用橫樑式存儲貨架，用於實現週轉箱多層密集緩存。它由立柱、橫樑、斜拉桿、橫拉桿、支撐框等拼裝組成，如圖7。
（2）穿梭車
穿梭車由行走機構、伸縮機構、供電機構以及定位掃描器等組成。
①行走機構
穿梭小車行走機構，是通過安裝有驅動輪的伺服電機通過同步帶帶動安裝在傳動軸上的從動輪轉動，來實現行走動作。如圖8。
②伸縮機構
伸縮機構的作用是小車行走到指定的位置後，從相應的貨位上取出週轉箱或將小車上週轉箱推出到貨位。該機構主要由固定側板、一級伸縮板、二級伸縮板、拽引機構、伸縮滑軌、鉤取機構、伸縮驅動機構等組成。
伸縮原理：電機驅動安裝有主帶輪的主轉軸轉動，帶動安裝在主帶輪和從動輪上傳動帶轉動，傳動帶把轉動通過齧合帶帶動一級伸縮版伸縮。
二級伸縮板的運動是靠安裝在一級伸縮板上的拽輪和拽引帶的作用來實現。拽引帶的一端通過固定塊固定在側板上，另一端通過固定塊安裝在二級伸縮板，帶的中間部分繞過拽輪。當一級伸縮板運動時，拽輪做伸縮運動的同時帶動二級伸縮板運動。如圖9。
③條碼定位裝置
條碼定位裝置是由條碼和條碼掃描器組成，條碼掃描器安裝在穿梭小車上，條碼尺貼在行走軌道內側，小車行走時通過掃描器實時掃描條碼信息來獲取當前的位置信息，系統不斷地比較當前位置和目標位置來控制小車的加減速以實現精確定位，如圖10。
（3）換層提升機
換層提升機是由底座、立柱、驅動機構、載貨臺、安全裝置等組成。當穿梭車需要在不同的層間切換時，需要在換層提升機的輔助作用才能完成，換層時，穿梭車先進入到提升機的載貨臺，提升機在系統的控制下上升或下降到相應的貨層後，穿梭車從載貨臺上輸出並進入貨架上的軌道。換層提升機結構，如圖11。
（4）載貨提升機
載貨提升機是由底座、立柱、驅動機構、載貨臺、安全裝置等組成。載貨提升機是安裝在貨架的一端，出穿梭車裝卸貨站臺、載貨提升機站臺對接，當系統需要的某一層需要出或入庫時，提升機在系統的調度控制下，從穿梭車裝卸貨站臺取貨後升降到相應的層後輸出到載貨提升機卸站臺（出庫），或是從載貨提升機取貨站臺接收貨物後提升到相應的層後輸出到穿梭車裝取貨站臺（入庫）。
載貨提升機的結構同換層提升機相類似，由相同的立柱、驅動機構、安全裝置等機構組成，但載貨臺機構不一樣，該機構主要由出入庫輥道輸送機、阻擋器和支撐架組成。安裝有阻擋器的出入庫輥道輸送機安裝在支撐架上，如圖12所示。
2.分揀線的關鍵設備及技術
（1）RFID及識別器
RFID是一種無線通信技術，可以通過無線電信號識別特定目標並讀寫相關數據。每個工作臺上均配備有一臺計算機顯示屏及一個RFID讀寫器。每個訂單的乾果都會有一個週轉箱來裝存，每個週轉箱上都有一個固定的RFID電子標籤。第一個工作臺的計算機用來接收訂單，當收到訂單通知，將其錄入至已經接受識別的RFID標籤內更改訂單信息。顯示屏的數據線與RFID讀寫器連接，當讀寫器掃描週轉箱上的RFID標籤時，顯示屏顯示該訂單的具體乾果種類及規格。RFID標籤，如圖13所示。
（2）AGV
AGV自動導引小車，搬運包裝完成的訂單箱。規劃其路線爲包裝點至倉庫入庫端。本文的分揀線中利用的是電磁導引 AGV，因爲行動的路徑較爲簡單，即包裝點到倉庫入庫端的來回，可以在該行駛路徑上埋設金屬線，然後加載導引頻率，由AGV小車識別導引頻率來實現運動。AGV除了必要的驅動管理系統等，還有安全系統，即當一定範圍內進入物體或人的時候，將會自動減速或者停下來防止碰撞的發生。如圖14。
四、信息系統
1.網絡訂單信息管理系統
隨着經濟發展，人民生活水平不斷提高，物質極大豐富，傳統的手工處理模式顯露出很多弊端，網絡訂單管理系統和電子商務應運而生。訂單是客戶和企業之間完成買賣交易的紐帶。通過網絡訂單管理系統客戶和企業可以通過一臺電腦、一根網線達成購銷意願，實現購銷活動。採用新的網絡訂單管理系統大大降低了手工處理時的出錯率，提高了工作效率，使客戶的響應工作時間也大大減少，爲企業和客戶帶來了級大的方便。
具體來看，網絡訂單管理系統實現的目標主要包括：
一是給管理員提供在線用戶查閱、人數統計、訂單確認、訂單派送、訂單查閱、撤單查詢、個人資料和密碼管理、用戶留言等管理功能。
二是爲非會員消費者提供商品瀏覽、銷售情況查詢等功能。
三是對註冊會員提供下訂單、訂單數量修改、收貨人信息確認、訂單處理狀態查詢、留言反饋、商品及服務評價、個人資料和密碼管理等功能。
2.立體倉庫信息管理系統
系統採用西門子 S7-300 控制器爲核心，通過以太網與客戶操作終端和服務器交互，通過profibus 通訊對 S7-200 進行控制，通過無線通訊對穿梭車、換層提升機、載貨提升機控制系統進行指令控制。控制系統接收上位機下達任務後，指令控制執行任務。系統構架如圖15。
3.分揀線信息管理系統
分揀線信息管理系統通過以太網分別與網絡訂單信息管理系統和立體倉庫信息管理系統將信息進行相互連接和傳遞，並通過RFID等物聯網技術與分揀、配送相連接，具體的功能和運作模式如圖16。
五、結束語
該物流自動化系統極大地縮短了訂單下達到完成的時間，在電子商務物流配送領域擁有廣闊的市場，特別是對於一些客戶定製的產品，不僅在乾果領域有效，而且在其他領域也能發揮意想不到的效果，將客戶的個性需求與信息系統、生產線、倉儲有機結合起來，最大可能滿足客戶的個性化需求，形成新的自動化物流系統，極大地增加效率，爲企業增加利潤，成爲電商更好更快發展的潛在動力。
