神州数码上海物流配送中心
设备与技术：自动化立体仓库系统 RF拣选系统 输送系统 仓库管理系统
方案供应商：北京起重运输机械研究所 SAP
神州数码上海物流配送中心是国内承建的第一座自动化物流配送中心，也是自动化程度相当高的物流配送系统。该系统全面应用自动化立体库技术、RF无线射频技术、分区拣选技术，作业优化技术、ERP接口技术等，成为我国物流配送系统的标志，并具有广泛的应用前景。
国内外物流配送系统基本状况
自动化物流配送系统早在20世纪70年代即已在日本及欧洲得到应用，到1990年进入高潮。这主要得益于两方面技术的快速发展：其一是微电子技术的发展，如计算机设备、自动控制设备（现场总线设备）、数字识别装置（条码设备、RF设备等），光电设备(激光装置、红外通信装置等)；其二是计算机软件技术的发展，如数据库系统(尤其是大型数据库系统在微机上的应用和普及化)、网络技术(LAN、Web技术等)、ERP系统等。
发达国家的物流配送技术，尤以欧洲最为先进。其主要设备及技术包括：
自动化立体库系统：包括高度超过30米、货位数超过50000个的大型仓储系统。
自动化输送系统：包括单元化输送系统和拣选系统是物流配送中心的又一个标志，也是当前倡导的物流系统无纸化作业的基础技术，现已得到广泛应用。
计算机技术及网络技术：是自动化物流配送系统的基本支撑体系，无法想象离开数据库和网络，物流系统会是一个什么景况。
ERP接口技术：这是最近5年才出现的专门技术，是物流配送中心真正向外延伸的必由之路。ERP系统所表现的不仅是管理系统本身，它更是信息化的基本体现。与其类似的系统包括SCM(供应链管理)系统和CRM(客户关系管理)系统等。
中国物流技术的发展则经历了一个缓慢且漫长的过程。从1970年开始引入“物流”概念，到2000年才有机会发展到建设有一定规模的物流配送系统。相比13本和欧洲(它们分别用了10年～15年左右)，这段时间显得过长。虽然在个别技术(如自动化立体库技术)有比较清晰的发展轨迹，但总体看来，无论是关键技术(单机设备和技术)还是系统集成技术，均远远落后于发达国家。
神州数码物流配送中心于2002年建成，稍稍缓和了这种尴尬局面，并且在关键技术上有一个飞跃。
神州数码物流配送中心设备基础构成
在此之前，神州数码作为国内最大的IT分销商，年度分销总额约70亿元人民币。随着分销业务的增加，企业感到以前的配送方式已不能满足业务发展的需求。2001年，神州数码在北京建设物流中心，采用高架仓库进行存储，没有配置自动化物流设备。由于上海业务的快速增长，神州数码意识到上海将取代北京成为全国的物流中心，将自动化物流作为一个重点内容，旨在提高系统的处理能力，并期望3年后达到北京的业务能力，日处理能力达到750份订单，并要求市内配送在2小时内完成。
设计后的神州数码物流配送系统是一个典型的自动化物流配送中心，其基本构成包括以下几部分：
1．自动化立体库系统
自动化立体库系统是神州数码物流配送中心的重要组成部分，存储能力为7384个标准托盘位。配置4台快速堆垛机进行托盘存取作业，8小时存取能力约1600个托盘，如图1所示。自动化立体库系统设计了入库输送系统和出库输送系统。其中，入库输送系统主要由辊子输送机和链条输送机构成，出库输送系统则由链条输送机和穿梭小车构成。
与传统的设计不同的是：自动化立体库系统不仅作为一个存储中心，还具有在线拣选和AA区的快速拣选功能。
2．AA区快拣选系统
本系统的创新之一是自动化立体库的快速拣选区设计。根据物料的拣选特点，系统定义54种特别频繁的拣选物料作为快速拣选物料，储存在一巷道的第一层；并设计专门的拣辅助设备和RF设备，完成物料的拣选。物料的补充则自动从立体库中完成，如图2所示。
3．托盘在线拣选系统
托盘在线拣选是本系统的又一重要特征。对于拣选不频繁出入库的物料，本系统设计6个在线拣选点，配置RF系统完成拣选操作。实际运行表明，在线拣选具有很多优点，如拣选的便捷、集中拣选、柔性拣选等。目前，有30％～40％的物料通过在线拣选完成。如图3所示。
4．阁楼拣选系统
对于小件物料，系统提供阁楼拣选系统。其配置800个拣选位置，其中流力式拣选位置36个。小件拣选的操作在RF上完成。如图4所示。
5．平置堆放区
对于大件物料，如服务器、机柜等，以及大宗物料，如笔记本电脑、打印机等，设计平置堆放区。通过设计虚拟货位号和提供RF辅助拣选手段，极大地丰富了物流系统作业的灵活性。
6．拣选输送机系统
各拣选区的物料运输通过一套拣选输送机完成。在物料缓存区，操作人员通过标签识别不同单据的物料。
7．集成化物流管理系统
集成化物流管理系统是本系统的灵魂。它不仅提供了各拣选作业的后台支持和数据分析手段，集成化物流管理系统还提供与SAP R/3的接口，提供RF的系统的支持等。
神州数码物流系统的主要工作流程
1．物流的接收、注册及入库
收货员根据采购订单在ERP系统中进行收货。ERP系统将自动根据采购订单生成收货单打印，如果ERP系统暂不能运行，可以由模拟终端执行该任务。WMS和ERP接口系统将收货单转换成入库任务，该入库任务将实时传输到WMS的数据库系统，并为入库用户工作站所识别。
收货组盘在RF上进行。组盘操作时应录入物料号和入库单号，并与托盘建立关系。组盘结果通过接口程序传至I]ERP系统，进行物料确认和地址分配。本系统最终确定的技术方案是由ERP负责生成入库货位地址。
码盘结束后的托盘，将由系统指定一个库存区。目前，该系统设计了4个库存区：自动化立体库AS／RS区、平置区(含大件区)、小件物料区和x-Docking直人直出区。
确定物料库存区由系统自动完成。对于一种物料来说，存在放置多个库存区的可能。但库存区的选择有优先原则。对于具体物料来说，通过设置库存区上限来防止大量的物料被堆放在某一区域。
RF服务器将托盘信息放置在公用区，RF终端将扫描该公用区的数据以便获得实时的作业信息。在RF终端上，操作人员浏览到库存区的提示后(自动化立体库、平置区、小件拣选区、直入直出区)，叉车司机可按区域提示，将托盘暂放置在与库存区对应的临时存放区，也可以直接送到相应的库存区。
对于AS／RS库存区，叉车放入输送机后，入库自动执行。
对于平置区(含大件区)，由叉车送货。该区设有分区网格提示。
对于小件库存区，叉车送货到小件暂存区。对于搁板式货架，叉车送货确认后，位于小件作业区的RF将接收相应任务。当货物码放到空位置后，手持终端应扫描货位和物料号建立库存档案。对于已经建立货箱与物料联系的情形，将扫描货箱号与货位号，确认完成小件物料的入库上架。
2．物料的拣选及配送
物料的拣选及配送是物流中心的主要业务。具体操作如下：
ERP系统根据用户订单生成出库任务后，将该订单传到系统仓库管理系统(WMS)。货位的指定在ERP中完成。出库指令(包括发货单、物料、货位、托盘、数量、客户等信息)通过程序发送到WMS后，任务高度系统首先将根据客户信息进行任务分类，并附加缺省优先级。优先级的缺省值如下：
市内客户：30
外埠客户：20
紧急客户：50
紧急客户：50
紧急客户是指要求加急的客户。在一般情形下，出现紧急客户时，会导致相关部分客户的订单提前。
为了实现对客户优先级的控制及调节，系统在高度过程中控制下发的订单数，该数量可以由操作人员控制。任务高度系统还负责分解出库指令和生成自动化设备的指令，并将操作指令送到WMS系统中管理。具体操作分为在线拣选、AA区拣选、小件区拣选、平置区拣选和整托盘出库。
拣选操作均通过RF完成。RF上显示出库的具体指令，包括：订单号、货位号、托盘号、拣选数量、总数量、门等。其中，“门”的概念是指对应于提货货车对应的“门”的编号。WMS系统根据客户信息定义“门”的分配规则。
完成拣选的物料在配送缓存区合单。拣选完毕的订单将触发系统自动打印发货单，RF操作人员将根据发货单的提示最后核对拣选物料，并根据需要扫描物料的序列号(SN)。操作无误的订单将在ERP系统中确认(称为过账操作)，等待装车运输。整个操作至此结束。
神州数码物流配送中心专门技术
与传统的物流配送中心不同的是：神州数码物流配送中心广泛应用了现代物流配送的专门技术。这些技术包括：
1．物流系统的任务调度
物流中心的任务，一般通过ERP系统下达。分为两部分：
自动化系统执行的任务。需要自动化立体库设备及自动输送设备。
RF系统执行的任务。由RF直接执行的拣选任务。
任务优先缀问题：解决优先组问题是高度的主要问题。该问题的基本描述是：任务本身具有优先级，用户需要有更改优先级的权利。在本系统中，优先级划分为99个级别。其中1表示最低，99表示最高。高级别优先级的任务比低级别优先级的任务优先处理。在实际处理过程中，有两方面的问题需要特别注意多任务问题和重复拣选问题。对于多任务问题，即一个订单具有多于一行的任务，优选级更改将针对所有行才有意义；重复拣选问题即对于一个托盘而言，存在被多个订单进行拣选的问题，调度中应充分考虑到整托盘问题和零托盘问题，确保拣选顺利进行。
2．拣选分区问题
配送中心的地理位置分散，有时一个订单具有多行，拣选任务几乎覆盖中心的各个物理区域。若采用按订单拣选的策略，势必导致效率低下、劳动强度增加、成本增加等问题，无法满足客户的需求。在本系统中，采用区域分解原则解决该问题。基础原理是：根据物流中心的地理布局和逻辑关系，划分作业区。作业区包括：
AA拣选区：负责自动化立体库54个热选物料的拣选；
在线拣选区：负责其他自动化立体库托盘的拣选和返回；
小件拣选A区：负责阁楼式货架1层的拣选（包括流力式货架的拣选)；
小件拣选8区：负责阁楼式货架2层的拣选；
平置A区：一层平置区的拣选（大件物料和频繁拣选物料）；
平置B区：一喜平置区的拣选（大件物料和流通加工物料）。
每个作业区有其唯一标识，拣选任务将自动分解作业到各拣选区，操作人员仅零根据RF的提示完成相应的拣选任务即可，充分体现了并行作业的快捷与方便性。
3．RF的工作原理
现代物流系统的重要特征之一就是无纸化作业。无线射频装置（RFID）是实现无纸化作业的重要工具，它有多种形式，其工作原理是在物流系统的不同作业区域是不一样的。
对于收货区，RF负责组盘操作。组盘根据采购订单，转储订单等进行。系统通过扫描供应商代码获得物料信息。组盘完毕后的托盘将进入管理系统，WMS系统将为托盘分配存储空间(存储区域和存储货位)。
对于入库区，RF将通过扫描托盘获得作业指令（如托盘的目的区域和目的地址），并通过扫描目的仓位号获得对任务的确认。实际操作中，不同的作业区域其作业原理会有不同。
对于拣选区，RF将根据不同的作业区，采取主动获取作业任务和被动获取作业任务两种不同方式。对于在线拣选区和整托盘区，主动扫描托盘获取作业任务是较好的选择；而对于其他作业区（如AA区或小件存储区），则由系统分配作业指令较为适宜。
4．SN序列号扫描
神州数码系统是一个跨平台的分布式系统。除上海物流中心外，包括北京、广州等在内的12个销售平台均将共享物流信息。物流(包括库存)信息不仅可以在异地浏览，并具有一定的权限可以进行操作。对于SN，要求全面各平台的数据相容。因此，作为工作内容覆盖全面的SN扫描系统，RF应完成每次扫描数据的合法性核对。实时性可靠性是本问题的焦点。
5．接口问题
神州数码ERP系统采用世界著名的SAP R/3系统，配送中心与ERP系统的实时连接是本系统的基本需求。总的来说，接口软件应解决以下问题：
接口方式：采用SAP提供的Bc连接技术，数据引入和导出均采用XML文档形式。
数据格式：SAP R／3引出数据的基本方式分为IDOC文本方式和PRC远程调用方式。其中，IDOC采取主动下发策略，而RFC则是类似的API函数调用方式。通过CB中间软件，SAP R／3的数据均转换为XML文档形式。WMS系统向SAP R／3返回的数据也采用XML格式，通过BC返回SAP P／3。
平台问题：对于采购订单、发货单等数据，需要在多平台调用，所以接l21软件应解决多平台的分发和从多平台申请数据的问题。系统根据电话区号定义各平台的编号。
直接效果和应用前景
神州数码上海物流配送中心于2002年年底建成，2003年1月1日正式投入使用。与预期业务不同的是，其业务量在系统上线运行不久即已超过北京的业务量，高峰日单量超过700个订单。实际运行的结果表明，经过系统的高度处理，90％的订单在30分钟以内完成(从下单、调度到拣选完成)，市内配送完全可以做到2小时完成。从目前的情况看，80％的订单集中在下午4点～7点之间，如果订单的分布均匀一些，系统日处理订单能力将超过1000个。神州数码2002年～2003年度的配送额达到104亿元，上海已经成为神州数码的物流中心。
此外，神州数码上海物流中心的技术还迅速应用到许多物流中心，如北京双鹤药业物流配送中心、新疆新特药物流配送中心等。随着我国经济的快速发展和物流配送中心需求的迅速增长，以神州数码物流配送中心为代表的、我国自行建设的自动化物流配送中心将具有广阔的应用前景。
(选自《物流技术与应用》2005年第3期，撰稿人：北京起重运输机械研究所亿凌燕、尹军琪、祁庆民)
