快递配送中心建设.doc

快递配送中心建设1问题背景1.1问题的出发点随着网上购物的日益普及，高校学生的网购行为越来越频繁，继而带动了高校快递服务的迅猛发展，就上海海事大学而言，目前国内快递，四通一达一顺丰等诸多物流公司都已开展相应的快递配送业务，呈现出一种快递数量多，种类快递杂，管理混乱的态势。各物流公司日均快递送达量多则几百件，少则几件。有的公司在海事大学停留时间为几个小时，有的只有几十分钟，送达的时间段也不尽相同。没有统一的管理，没有规定的领取快递时间，没有一个规模化的配送中心。1.2建设的意义对物流公司的意义（1） 建立一个配送中心，可以避免风吹日晒雨淋，保证货物的品性。（2） 节省等待的时间成本。（3） 统一货架分区分公司管理，减少货物遗失，错漏。对客户的意义(1) 取件方便，可以随到随取。(2) 取件效率高，省去自己寻找快递的麻烦。(3) 通过自动化仓库存取系统，按订单指令查找货物，精确便捷。(4) 寄出快递方便快速。1.3目标设计（1） 解决目前上海海事大学快递服务混乱的问题，为公司提供一个高效，便捷的物流配送中心。（2） 采用多载具自动化存取系统。载具间相互独立，互不干涉，一次行程可以同时存放和取出多个货物单元。（3） 采用基于RFID的信息采集系统，由RFID终端和RFID编码构成，以便实现货物的快速入库，出库。（4） 科学管理，提高货物存储管理水平。（5） 加快货物周转，降低经营成本。（6） 合理利用有效资源，提高效益。（7） 提出一个绩效评价标准。网络购物现已成为大学生日常消费的主要方式之一，快递公司提供的服务影响着个体的购物体验。以下为为海大提供服务的一些快递的细节。2需求分析快递名称申通快递服务时间12:00-17:30地点大礼堂、快递服务中心日送货量400-500快递名称圆通快递服务时间11:30-18:30地点大礼堂、快递服务中心日送货量400-500快递名称韵达快递服务时间11:00-14:00地点大礼堂日送货量200-300快递名称顺丰快递服务时间11:30-17:30地点大礼堂日送货量300-400快递名称亚马逊快递服务时间11:30-13:30地点大礼堂日送货量50-100快递名称天天快递服务时间12:00-16:00地点大礼堂日送货量100-200快递公司包装材料分类：1. 快递胶袋材质:低密度聚乙烯（LDPE）通常说的PE，高密度聚乙烯（HDPE）通常说的PO，快递胶袋具有成本低，重量轻等优点，PE与PO在快递胶袋的区别：PE透明度、柔软度比较好，印刷颜色比较光亮；PO具有比较良好的机械性能；在国内快递袋一样都是使用PE作为主材料。2.快递气泡袋材质：由气垫膜中间层充满空气的一种透明软包装袋.主要用于快递行业小体积易碎、易损坏、少精密货品的包装用途。快递气泡袋内附减震气泡膜，气泡膜中有无数小气泡，所以体轻，富有弹性，具有良好的减震性、抗冲击性、还有无毒、无味、防潮、耐腐蚀等优点。3.快递文件封材质：一般以灰底白板纸、白卡纸、牛卡纸、居多。快递行业一般使用200克/平方米到450克/平方米重量的纸张.，快递文件封较快递胶袋具有平整、不易折坏的优点。4.快递编织袋：又称蛇皮袋。是塑料的一种，包装用，其原料一般是聚乙烯、聚丙烯等各种化学塑料原料。编织袋颜色一般为白色或灰白色，无毒无味，对人身体伤害一般较小，虽然是经各种化学塑料制造而成，但是其环保性较强，并且回收力度较大；主要用于各种物品的成装和包装用，在工业方面用途广泛。5.快递骨袋材质：骨袋（又称为密实袋，由任袋，密封袋，夹链袋，自封袋，英文：Ziplock bags，Reclosable Bag, Zipper Closure Bag,Resealable Bag），以聚乙烯（LDPE）和高压线型聚乙烯（LLDPE)通过吹膜成型，热切机制袋，制成的一种可以重复封口的塑料袋。骨袋可用于各种小型物品的内外包装。用食品级的原料生产的自封袋可以存放各种小食品、茶叶，海产品等,防潮、防水、防虫、防止东西散落。3总体流程分析3.1需求设计由需求调查分析得出配送中心的工作量：平均：1700件天高峰时期：2000件天低谷时期：1400件天考虑到网购的快速发展态势，我们估计未来十年内快递总量还将有较大提高，所以规划能力3000件天，而且未来如果需要补充的话可以通过增加设备与仓储区域来补充，这里暂不讨论。3.2仓储需求设计由于快递公司众多，而且业务量也是千差万别，我们针对中通、申通、圆通、韵达、顺丰、一号店、亚马逊、京东、宅急便（暂定为9家）单独开辟服务窗口，将量小的快递公司合并，汇通、天天、全峰等合并。3.3快递领取高峰设计由于快递领取集中在放学期间（12:00-1:00），我们再高峰时期相应增加应急窗口，减少同学的等待时间，高峰期过后应急窗口关闭。我们的目标就是客户可以再5分钟内领取完成。3.4流程细节设计交接清点-分拣-上架-储存-出库下图详细描述了各环节要完成的动作要求，以及系统的输入与输出4分拣系统设计4.1交接清点环节设计4.1.1作业流程图4.1.2工作流程图说明本环节主要完成电子标签信息的采集、录入和粘贴，具体过程如下：首先，工作人员利用手持条形码扫描器扫描快件的条形码，并将条码通过局域网传送给配送中心网络交换机，交换机通过外网与快递公司服务器取得联系，获取当前快件的公司名称、客户手机号以及姓名等快件基本信息，然后交换机将这些信息传送给电子标签信息录入PC，PC根据快件基本信息和当前库存情况分配快件入库货架的储存位置信息，并将快件基本信息和储存位置信息按一定格式传送给电子标签读写器，录入进电子标签，并贴于该快件上。至此，本环节工作完成。4.1.3工具选择与参数器材名称图片价格功能参数仁伟达RD-304条码扫描器当前价格：电议产品信息 产品类别：OEM产品 数据类型：1D 手动触发/自动感应 识读方式：激光 扫描速度：100线/秒 质保：1年 抗震：1.2米垂直落于混凝土地面 国威交换机当前价格：电议品牌：国威型号：WS824(10D)中继线数：28分机数：56专用话机数量：普通话机数量：群呼通路数量：56扬声器输出：最大电源消耗：PC当前价格：海尔极光 E5-Z6022499元CPU 型号： Intel 奔腾双核 E2200显示器尺寸： 20英寸内存容量： 2GB硬盘容量： 320GBCPU 频率： 2.2GHz操作系统： Windows Vista Home Premium光驱类型： DVD-ROM显卡芯片： nVIDIA GeForce 9300GE显卡类型： 独立显卡有线网卡： 100Mbps以太网卡产品类型： 家用台式机音频系统： 集成电子标签读写器产品价格：480 产品型号：ZY500 技术指标1、数据存储区：8K256K ( 可选 )2、串口波特率：4800115200 BPS3、电源：DC5V10%4、环境温度：-10+705、相对湿度：35%95%6、外形尺寸：110 80 26 (mm)7、重量：约100g不干胶电子标签起批量（张） 价格 100000-199999 1.60/张 200000 1.55/张 加工定制：是 感应距离：310（cm）规格：85.5*54或依客户定制（mm） 芯片：读写卡 存储容量：8K/1K（bits） 封装材料：PVC、PET、铜版纸、热敏纸、抗金属材料 擦写寿命：100000（次） 载波频率：高频射频卡 供电方式：无源卡 1U百兆6网口防火墙硬件（YFW-478）英德斯网络安全硬件平台面议适用于各类机房、数据中心及企业级应用 6 10100Mbps快速以太网口 集成6个 Intel82551ER网络芯片 支持 Intel Pentium 4和赛扬处理器（Northwood） 支持 Intel 赛扬 D 处理器（Prescott） 可选板载 IPSec和SSL VPN加速芯片 2个RS-232串口 支持2G DDR I 内存 4.2分拣系统的工作方式:自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。以上四部分装通过计算机网络联结在一起，配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的自动分拣系统。1、控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。2、分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指示，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时，该装置动作，使其改变在输送装置上的运行方向进入其他输送机或进入分拣口。分类装置的种类很多，一般有推出式、浮出式、倾斜式和分支式几种，不同的装置对拣货物的包装材料、包装重量、包装物底面的平滑程度等有不完全相同的要求。3、输送装置的主要组成部分是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣商品鱼贯通过控制装置、分类装置，并且输送装置的两侧一般要连接若干分拣道口，使分好类的商品滑下主输送机（或主传送带）以便进行后续作业。4、分拣道口是已分拣商品脱离主输送机（或主传送带）进入集货区域的通道，一般由钢带、皮带、滚筒等组成滑道，使商品从主输送装置滑向集货站台，在那里由工作人员将该道口的所有商品集中后或是入库储存，或是组配装车并进行配送作业。4.2.1常用分拣设备型号： 交叉带式分拣机该设备也是物流系统中较常用的设备之一，具有分拣效率高，可设置格口数多、布局灵活等特点，最大分拣效率可达 15000 件 / 小时，分拣格口可 设置 多达 400 个。适合不同类型物件、特别是软包装（如袋状物）物件的分拣，常用于邮政、机场、配送中心等行业。交叉带分拣系统一般为环形布局、双向格口布置。67万 托盘式分拣机分选方式倾斜托盘方式分选能力最大14，400个/小时速度最大120/分钟运送物尺寸（50850w*(501200)L*(10600)H运送物重量最大35kg23万 翻版式分拣机5400件/小时30kg/件优势 适用范围广缺点 占地大只能直线运行价格一般面议 无固定价值 堆块式分拣机推块式分拣机是目前物流系统中较常用的设备之一，具有处理物件规格范围大（最长可达1200mm ）、分拣效率高等特点，一般为 50 00 10000 件 / 小时，适合被分拣物件规格尺寸变化较大、包装相对规范的物件，常用于快件、医药、图书、烟草、百货等行业。该设备一般为直线型布置，分拣格口可单侧或双侧设置。 斜导轮分拣机该设备以结构简单、价格便宜及扩容性好而备受青睐。分拣格口可单侧或双侧设置；缺点是分拣效率相对较低，一般为 250 0 3000 件 / 小时。主要用于物件规格相对规整、分拣效率要求不很高的箱包类物件，如：纸箱、周转箱等。4.2.2分拣设备型号选择：结合我们货物的具体特点，选用翻板式分拣机。5存储系统设计5.1存储系统作业流程图5.1.1说明：1、本设计按手机尾号0-9分别设计了10个货架，并分别编号i=0-9；每层编号为j，对应相应的快递公司，这样编号是为了便于出库时人工能快速拣选，将快件送入买家手中；由于入库量大，故采用自动化设备拣选；出库时是单一的客户来取货，从成本的角度考虑采用人工拣选；寄件时是当天的物件基本都会在当天下午被快递公司取走，所以不适合建货架，故本设计采用将寄件暂放于暂存区；5.2托盘货架设计首先须进行集装单元化工作，即将货物包装及其重量等特性进行组盘，确定托盘的类型、规格、尺寸，以及单托载重量和堆高(单托货物重量一般在2000kg以内)，然后由此确定单元货架的跨度、深度、层间距，根据仓库屋架下沿的有效高度和叉车的最大叉高决定货架的高度。单元货架跨度一般在4m以内，深度在1.5m以内，低、高位仓库货架高度一般在12m以内，超高位仓库货架高度一般在30m以内(此类仓库基本均为自动化仓库，货架总高由若干段12m以内立柱构成)。5.2.1托盘货架标准规格货架规格（mm）长23002500270029003200宽60075090010001100最大载重（层/kg） 800-5000 立柱规格（mm）（节距=75）h=3m，3.5m，4.0m，5.0m，6.0m，6.5m5.2.2货架篮子储位信息的编号规则1.储位编码的方法 首先确定编号的先后顺序规则，规定好库区、编排方向及顺序排列。其次是采用统一的方法进行编排，要求在编排过程中所用的代号、连接符号必须一致，每种代号的先后顺序必须固定，每一个代号必须代表特定的位置。（1) 区段式编码A1A2A3通道B1B2B3(2）品项群式编码(3) 地址式编码(4) 坐标式编码(5) 联合货物编码单排货架的货位编码 联合编码法2.编号时可按下列方法进行：（1）对于整个仓库各储存场所的编号。可根据所在地面位置按顺序编号，编码数字写在醒目处（如仓库外墙、库门上）。（2）库房内各货位编号。可按库房内干支道的分布，划分若干货位，按顺序编号，并标于明显处。（3）货场货位的编号。一般可将货场划分排号，再对各排按顺序编上货位号。货位号码可直接标在地上。对于集装箱堆场，应对每个箱位进行编号，并画出箱位四角位置标记。（4）货架上各货位编号。可先按一个仓库内的货架进行编号，然后再对每个货架的货位按层、位进行编号。顺序是从上到下，从左到右，从里到外。5.3盘点设备：数据采集器(Bar code Hand Terminal) ，又称盘点机、掌上电脑。它是将条码扫描装置与数据终端一体化，带有电池可离线操作的终端电脑设备。具备实时采集、自动存储、及时显示、及时反馈、自动处理、自动传输功能。为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。其具有一体性、机动性、体积小、重量轻、高性能，并适用于手持等特点。5.3.1采集器分类：批处理数据采集器离线式工作，数据批量采集器后，通过USB线或串口数据线跟计算机进行通信。 数据采集器内装有一个嵌入式操作系统（各个生产厂家独立研制开发，互不兼容），应用程序需要在操作系统上独立开发。 采集器带独立内置内存、显示屏及电源。 目 前这种数据采集器已经用的很少，主要是缺乏数据处理能力，和移动工作的能力（只能通过USB和电脑有线连接）。工业数据采集器数据采集器通过无线网络（WIFI,GPRS或Bluetooth）时时连接到本地应用软件数据库，数据进行时时更新。 数据采集器内装有一个WINCE、windows mobile或andrios操作系统，内置无线通讯模块（WIFI,GPRS或Bluetooth）。工业数据采集器采用高性能激光扫描引擎、高速CPU处理器，具备防水、防摔及抗压等能力。 采集器带独立内置内存、显示屏及电源。RFID数据采集器工业级RFID数据采集器具有耐用设计和优异性能，增配的RFID 读取器引擎，可实现更快的读取速度和更大的吞吐量。 新的突破性的方位向迟钝性天线让它成为极其灵活多用的设备，在零售商店、医疗机构和办公室等各种面向客户的环境中都能应付自如。5.3.2一些常见的采集器物理参数型号HK9920外形尺寸采用人体工程学设计150mm长70mm宽25mm厚重量200G（含电池）性能参数CPUSumsang S3C2451（533MHz）操作系统微软Windows CE 5.0中文操作系统内存RAM 128M Flash-ROM 128MB/256MB/512MB输入英文、拼音、手写输入、字母数字功能键盘显示屏英文、拼音、手写输入、字母数字功能键盘 3.2英寸TFT-LCD QVGA（240320）彩色触控屏幕扫描参数扫描速度达到100次/秒2次/秒距离为60-650mm分辨率0.127-1.00mm电源主电源3.7V 2800mAh，充电式锂电池，可使用8小时以上。备用电池 150MA，最长可保证数据6小时内部丢失，充电时间：3.5小时扩展口 Micro SD/TF插槽（最大可支持16G）环境参数操作/存储温度1550/-2060操作/存储湿度相对湿度5-95（无冷凝）坠地抗震高度能够承受多次从 4英尺（1.2米）高度跌落到水泥地面的冲击产品功能特点WI-FI无线局域网内置802.11b/g无线通讯功能，通讯速率高达54MB/秒摄像功能（扩展）200W300W像素摄像头，有补光灯GPS（扩展）GPS定位：信道48，定位精度小于1.0m，速率精度小于0.01m/sRFID（扩展）高频/超高频产品规范工业等级IP54产品认证通过中国国家强制性产品3C认证，通过CE认证，具有中国信息产业部颁发的无线电发射设备型号核准认证保修期12个月，配件除外报价5500元/台产品型号 C5000W 报价6300元/台物理参数尺寸：186.5（长）mm x 75（宽）mm x 31（高）mm（标准电池配置）186.5（长）mm x 75（宽）mm x 38.9（高）mm（4400mAH电池配置）重量（含标准电池）：400克显示屏幕：彩色3.2英寸QVGA显示屏 TFT-LCD、65K色240（宽）x 320（长）（QVGA尺寸）触摸面板：仿玻璃的耐用触摸屏背光：LED背光主要电池：充电式聚合物电池（3.7V、2200mAH）待机时间：150小时一次充电扫描次数：5000次扩展电池容量：可选充电式聚合物电池（3.7V、4000mAH）扩展插槽：用户可接入的UART插槽（带安全罩）支持SAM卡、SIM卡、TF卡通知：振动器（2个）和LED、语音摄像：300W像素摄像头输入方式：标配手写笔，可选多种输入方式音频：扬声器、接收器、全双工录音和播放（立体声）的软件支持喇叭：0.5W显示灯：无线传输/接收、扫描、电源/充电，4种状态彩色LED指示灯可连接设备：微型打印机、传感器、接触式IC卡读写模块、UHF读写模块等开发环境WINCE版：WINCE环境开发，提供二次开发包，支持C+、C#、VB.NET开发语言性能参数CPU:Samsung ARM920T533MHz内存：128MB RAM/1GB Flash存储接口/通信：USB、UART按键：31个软硅胶按键、5个一次性操作功能键、个性化设计的旁侧扫描按键使用环境工作温度：-20至50储存温度：-25至70湿度：5%RH - 95%RH（无凝露）跌落规格：在操作温度范围内，6面均可承受从1.5米高度跌落至水泥地面的冲击滚动规格：1,000次0.5米，六个接触面滚动密封环境：IP645.3.3数据采集器的信息传输无线数据采集器与计算机系统的连接基本上采用三种方式： 1、TELNET终端仿真连接：在这种方式下，无线数据采集器本身不需要开发应用程序。只是通过TELNET服务登陆到应用服务器上，远程运行服务器上面的程序。在这种方式下工作，由于大量的终端仿真控制数据流在无线采集器和服务器之间交换，通讯的效率相对会低一些。但是由于在数据采集器上无需开发应用程序，在系统更新升级方面会相对简单、容易。 2、传统的C/S结构：将无线数据采集器作为系统的CLIENT端，采集器上面根据用户的应用流程要求进行程序的开发。开发平台与便携式一样，根据不同产品有所不同。这种方式下工作，数据采集器与通讯服务器之间只需要交换采集的数据信息，数据量小，通讯的效率相应的较高。但是像便携式数据采集器一样，每台无线数据采集器都要安装应用程序，对于后期的应用升级显得较麻烦。 3、B/S结构：在无线数据采集器上面内嵌浏览器，通过HTTP协议与应用服务器进行数据交换。这种方式对无线数据采集器的系统要求较高，基于WinCE平台下面的产品相对来讲比较容易实现，象日本CASIO公司生产的几款看设备。 从上面可以看出，在应用无线数据采集器时，具体采用何种方式进行，应该根据实际的应用情况而定。5.4仓库出入口的设计校园配送中心出入口的设计如下图6.1所示，我们在快递入口时间段不进行出库作业，同样，在快递出库时间段内不进行入口作业，以免造成人员和机器的相互干扰。我们以未来需求3000件/天为标准来设计自动化立体仓库出入口。1. 入口设计。由于入库时间集中，入库量庞大，所以我们设计5个入口，工作时间段为早上8点到11点，每个入口的处理量为600件，工作效率大约为3件/分钟，也就是20秒一件。2. 出口设计。由于出库是人工操作，虽然时间也比较集中，但没有入库那么紧张，从上午11点到下午6点会有客户陆陆续续到达配送中心取货。所以我们设计两个出口服务台。如果当天到达快递当天全部取走，那么每个服务台处理量为1500件，从11点到下午1点是取件高峰期，大概在800件左右，效率约为6.6件/分钟。下午4点到5点半也是一个高峰期，处理量大概有500，效率为5.5件/分钟。为了解决高峰期拥堵的问题，我们另外外设计一个高峰期出口，如下图6.1所示。在高峰期正常处理业务，在闲时关闭。图6.1出入口设计图3. 利用em-plant仿真软件对出入口及整个系统进行建模并仿真，统计个设备的利用率，闲置等待时间，货物的排队时间等等，找出瓶颈，为更加合理的设计出入口数量提供依据。如下图6.2、6.3 所示是自动化仓库入口仿真模型以及数据分析。Source是货物到达，singleproc到singleproc4是5个入口，singlepro5是分拣中心，singleproc6到singleproc10是5台堆垛机对应的传送带，singlepro11到single15是堆垛机。如图6.3所示，5个入口有20%的拥堵几率，是在可控范围内。 图6.2图6.3如下