一、设计背景

1.1需求分析

如今电子商务早已走遍千家万户,人们在网上购物,足不出户,便可收到配送来的商品。其中流程为:客户下好订单,商家接到订单信息后备货,或由自己配送,或交由物流公司配送到客户手中。但普遍出现的问题是—配送太慢,尤其在年节期间,大量货物需要集中配送,快递“爆仓”的情况时常发生。由于配送不准时、不快捷的现象经常出现,导致客户消费体验下降,投诉量暴涨,商家和物流企业在这样的压力下,不得不以承担高物流成本的代价来满足客户需求,这便是我们物流配送中常见的“最后一公里”问题。

1.2“最后一公里”含义及可能原因

“最后一公里”是物流配送过程的最后一个环节,也是电子商务消费的末端部分,是物流配送人员将商品送至消费者手中的过程。虽然其位于物流服务末端,但它是唯一一个和客户面对面接触的环节,从消费者角度直接反应了物流整体运作效率。因此,更高效地满足客户需求,同时降低企业“最后一公里”的物流成本显得尤为重要。其可能原因有以下几点:

1.2.1城市配送的管理部门之间协调难度较大

由于交通部门、运管部门、城市规划部门的具体职责与分工不同,在对物流配送车辆和配送站点的管理上容易发生冲突。运管部门的主要职责是管理道路货物的运输经营。因此,它在更大程度上希望尽可能减少交通限制。但这往往与交通部门的政策内容发生冲突,如限行制度。

1.2.2配送需求量的增加与交通拥挤的矛盾

随着城市化进程不断加快,城市范围的拓展导致城市配送范围更加宽泛。为了满足日益增加的物流配送需求,物流企业就需要投入更多的配送车辆,增加往返配送次数,这就更加恶化了城市交通状况。

1.2.3物流企业控制成本的诉求和电商客户体验诉求的矛盾

电商消费者对于物流服务的期望值逐渐提升,需求也日趋多样化,商家在满足分散且多样化的物流需求的同时必然会引起物流成本的增加。而物流企业及商家的最终目的是盈利,这样一种矛盾冲突致使许多企业放弃了“最后一公里”物流。

二、空中仓库基础模型构建

2.1效果构想

基于亚马逊公司提出的空中物流构想,打造空中配送无人仓库,并由无人机同时进行分散配送,满足客户同时分散的需求。这不仅避免了配送车辆在市区穿行时的交通阻塞、车辆故障等延误配送的情况发生,还极大降低了人力、运力等物流成本,可谓一举两得。

2.2虚拟模型

亚马逊的空中仓库全称叫做“空中订单履行中心”,其以电力能源为动力,可在空中悬空漂浮,形状类似于一艘巨大的潜艇飞在空中,十分壮观。飞艇可以保持在45000英尺的高度,二级飞艇可以飞行,以备库存,甚至携带工作人员往返船上的空中仓库。一艘飞艇可负责一片区域的包裹配送,其内部载有大量无人机来配送货品,如图1所示。

图1 空中仓库内部透视简图   

三、飞艇内部结构设计

3.1仓库布局

在仓库作业设计中,遵循同向流动原则。实现了从库区一端入库,在中心部位短暂储存,再从另一端流出。减少了货物流的交叉重叠,避免了迂回搬运,最大限度减少了货物出入库移动距离,充分利用了存储空间,缩短了作业时间,在降低了物流成本的同时也提高了生产效率。空中仓库共三扇电动升滑门,一扇门为货物入口,其余两扇为无人机配送出入口。空中仓库的平面布置,科学地解决仓库区域分配管理的问题,包括安排货物主体流通储存场所、中心控制管理区域以及其它附属设施的配备。

布局优势:U型皮带机减少了占地面积,提高了库内空间灵活性;使货物有条不紊地流入、流出仓库,不会产生堆积;加强了应急处理条件,机器人可无死角地管控到仓库各个角落,仓库平面图如图2所示。

3.2区域划分

3.2.1货物储存搬运区

3.2.1.1进货区:

到库物品入库前的核对检查及进库准备的区域。

3.2.1.2分拣区:

出入库货物自动分拣区域。

3.2.1.3存储区:

货物存放的区域。

3.2.2无人机等候区:

无人机备飞抓货等候区。

3.2.3无人机机库:

无人机储备、充电及提供补位的区域。

3.2.4仓库控制中心:

控制仓库安全正常运转及接受地面指令的区域。

图2 空中仓库内部平面图   

3.3库内流程

3.3.1进货过程:

进货(或补货)专用的电动滑升门开启,货物自传送带流入仓库,经过第一个扫码门,扫描货物条码信息,信息通过中控计算机自动传送到堆垛机及分拣器,由计算机自动设计货物存放位置方案,反馈给堆垛机及分拣器执行。由于货物在传送带上的位置不是完全精准,在经过第一个扫描门后,货物将按照设计好的轨道装置排列整齐,按顺序逐个流入入库区,如图3所示。

图3 进货过程模型   

3.3.2入库过程:

接收到指令的分拣器检测到货物后将目标货物由皮带机推到滚轴机上,并流向堆垛机,堆垛机根据设定好的存货方案自动将货物入库。

3.3.3出库过程:

到达配送区域时,中央控制系统向堆垛机发出取货指令,由推垛机从库位上取出需要配送的货物,送到滚轴机上,流向皮带机,由机械臂抓取货物放置在皮带机流通货物的一侧,随皮带机流向发货区。

3.3.4发货过程:

货物随皮带机经过第二个扫码门,录入信息,由计算机传输给发货区的分拣器和无人机,计算机自动设计货物分配方案,分配货物由停在备飞区的某个无人机抓取。在货物经过扫描门的同时,被分配抓货的无人机升起,进入备飞状态,货物同样经过轨道装置流向传送带一侧,由分拣器识别目标货物并将其送往备飞区,货物随皮带机流向正处于备飞状态的无人机,无人机识别到目标货物,下降抓取并起飞,从飞艇尾部两侧的配送电动滑升门飞出,执行配送,如图4。

图4 发货过程及机库示例   

在货物与无人机相匹配的同时,中控计算机便将货物信息、无人机信息同步发送至客户手机,客户可以通过手机看到自己货物的实时飞行路径以及预计到达时间,便于安排时间取货。

空中仓库一角部分观测图如图5所示。

图5 空中仓库部分观测模型   

3.4中枢控制及应急防护

空中仓库内设控制中心及应急防护中心,计算机控制中心负责调配控制库内机械运作、检测实时数据、反馈监测信息、接收地面控制、发送报警信号等工作,仓库内摆放数个灭火器、防火毯、烟雾报警器及监控摄像头,实时监控库内情况,如发生紧急情况,计算机控制中心会向地面总部发送警报,由总部采取应急措施,地面总部拥有直接切断空中仓库内部系统运作的能力,防止控制中心由于特殊原因失去控制。

四、空中物流配送外部整体运营流程

4.1货物装配

空中仓库运输的货物都为轻型且规格较小的食品或生活用品等,装箱所使用的纸箱规格统一。通过地面的商家和中枢仓库接受订单,并将目前收到的订单配货封箱,再地面运输到飞艇仓库中,实现第一次装货,当飞艇仓库驶向目标配送区域上空时,可实现货物的出库及无人机配送过程。

4.2信息协同

地面仓库全程利用雷达卫星及电脑设备控制空中仓库的正常运作,共享货物信息和装配信息,实时监测天气状况及做好应急准备。空中仓库的控制系统除接受地面指令外,还实时控制仓库内部的运作流程。地面仓库可观测到空中仓库的货量情况并将再次接收到的订单用二级飞艇批量运送到空中仓库中,实现第二次补货。二级飞艇不但可以补货,而且可以为空中仓库充电、输送无人机等,如遇突发情况,还可以承载维修人员对空中仓库进行维修止损。

4.3联动机制

空中仓库的中控系统将各方面监控数据实时传输给地面控制中心,并且应将地理位置坐标、安全性能指标、空中运作状态等数据实时共享给对应配送区域的公安、消防、医疗部门,保证在突发紧急情况之前,各单位根据数据便已知晓事故地点、事故等级,并以最快速度调配急救人员和装备,赶往事故发生地,成立了快速有效的应急处理联动机制,将市民的生命财产等危害降到最低。

五、结语

满足客户需求,提供令客户满意的服务是每个商家和物流企业追求的,生产方式和科学技术的日益创新,使得客户满意期待值和标准不断升高,这也促使我们物流人需要不断地更新服务理念,不断地钻研创新技术,推出更具创造力的服务体系,同时还需要降低各方面成本,以达到企业的盈利目的。本文针对电商物流配送环节 “最后一公里”问题提供了可行模例,通过合理调配信息资源,采取联动防控机制及无人机配送创新方式,从时间和物流成本上都起到了有利效果。虽然目前无人机送货离成熟应用还有一段距离,无论是技术实现、安全性、基础设施、政策都还需要一些时间准备,但不能否认的是,这势必成为未来的一种解决方案。若今后将其投入现实生产配送方案,相信会带动物流配送创新发展新趋势,将信息化、智能化的创新思维配送给千家万户。