一种物流装箱方法与流程

本发明属于仓储物流技术领域，更具体地，涉及一种物流装箱方法。

背景技术：

随着电子商务的快速发展，越来越多的人接受和喜欢上网络购物，网购改变了人们的生活方式，中国经济也以此在经历变革。为了应对网络零售的发展趋势，无论平台式综合类电商譬如京东、唯品会，还是单品类电商譬如当当网、三只松鼠，都十分重视物流平台的建设，投入了巨资建设其核心的仓储配送中心。

目前的电商仓储配送中心中仍存在着大量的人力在其中，人力主要负责商品拣选、分拣、包装等。人工装箱耗费大量人力，人工装箱也存在随意性，装箱的效果有好有坏；选箱则倾向于选择较大型号装箱容器譬如纸箱，而较大型号装箱容器物料成本高于小号装箱容器，造成了物料浪费；另一方面成本很高，随着快递物流的增长速度越来越快，越来越成为物流企业提高配送效率的最大限制因素。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种物流装箱方法，以提高物流装箱效率，节省物流装箱物料。

为实现本发明目的，按照本发明的一个方面，提供了一种物流装箱方法，当订单待装箱商品的总体积小于最大装箱容器体积时，包括如下步骤：

(1)枚举订单中商品所有排序情况，构成序列表；

(2)选中序列表中的第一个序列；

(3)对现有装箱容器按照体积从小到大进行排序；

(4)将订单商品放置的坐标初始化；

(5)将订单中体积最大商品的长、宽、高三维尺寸与最大号装箱容器的三维尺寸对比，若任何一个维度的对比中商品的尺寸超过装箱容器尺寸，输出该订单无法计算选箱装箱，并结束；若商品三维尺寸均小于装箱容器尺寸，进入步骤(6)；

(6)计算所有商品总体积；

(7)遍历所有装箱容器，选出体积大于商品总体积的装箱容器作为当前装箱容器；

(8)依据序列顺序将当前商品试装箱到当前装箱容器；若试装箱失败则选中序列中的下一个商品试装箱到当前装箱容器；若当前商品试装箱成功，即可放入当前装箱容器，则进入步骤(9)；

(9)将当前商品放入当前装箱容器；若序列中还有未装箱商品则继续选中商品，放入当前装箱容器进行试装箱；如果某件商品在当前装箱容器中无法装箱，譬如商品超出装箱容器、商品之间有干涉，则进入步骤(10)；

(10)选用比当前大一号的装箱容器作为当前装箱容器，重复步骤(8)～(9)；若最后一个装箱容器仍还不能完成所有商品装箱，则进入步骤(11)；

(11)记录最后一个装箱容器已装箱商品和装箱方案；对于序列中剩余的未装箱商品，进入步骤(3)的处理，直至订单中所有商品装箱成功。

优选地，上述物流装箱方法，当订单内商品较多而需要多个装箱容器进行分装时，重复步骤(3)～(11)进行一次或多次循环。

优选地，上述物流装箱方法，还包括如下步骤：

(12)遍历序列表中所有的序列，执行步骤(3)～(11)；

(13)输出各个序列装箱成功后所采用的装箱容器数量、装箱容器型号与商品的放置坐标；

(14)获取各装箱方案评价值＝装箱容器数*10¹⁰+装箱容器型号*10⁹-填充体积；

(15)将序列表中所有序列的装箱方案评价值进行比对，以装箱方案评价值最小的装箱方案作为当前订单的装箱方案；

装箱方案包括：装箱顺序即序列中商品的装箱顺序，装箱所选用的装箱容器个数、装箱容器型号，各商品在各装箱容器内所处的坐标。

一种物流装箱方法，当订单待装箱商品的总体积大于最大装箱容器体积时，包括如下步骤：

(i)枚举订单中商品所有排序情况构成序列表；

(ii)选中序列表中的一个序列作为当前序列；

(iii)按照序列顺序，将当前商品试装箱到最大规格装箱容器，试装箱成功则将当前商品放入最大规格装箱容器中；试装箱失败，则进入步骤(iv)；

(iv)以序列中的下一个商品作为当前商品，进入步骤(iii)，直至当前序列中的商品装箱完毕；

(v)将序列表中的下一个序列作为当前序列，进入步骤(iii)，直至所有序列遍历完；

(vi)输出各序列装箱成功后所采用的装箱容器数量、装箱容器型号与商品的放置坐标，构成装箱方案，包括：装箱顺序即序列中商品的装箱顺序，装箱所选用的装箱容器个数、装箱容器型号，各商品在各装箱容器内所处的坐标；

(lxvii)获取各装箱方案评价值＝装箱容器数*10¹⁰+装箱容器型号*10⁹-填充体积；

(viii)将序列表中所有序列的装箱方案评价值进行对比，以装箱方案评价值最小的装箱方案作为当前订单的装箱方案。

优选地，上述的装箱方法，将订单内商品放入装箱容器最佳位置的方法如下：

(a)遍历装箱容器内放置点，选定初始放置点；

(b)在初始放置点将商品长边与装箱容器短边平行放置，判断长方体状的商品是否可被装箱容器完全容纳，若是则结束；若否，则进入步骤(c)；

(c)将长方体状的商品长边与装箱容器长边平行放置；判断长方体状的商品是否可被装箱容器完全容纳，若是则结束；若否，则进入步骤(d)；

(d)将长方体状的商品放置到另一个放置点，并进入步骤(b)，直至所有放置点均尝试放置，若均不能被容纳，输出放置失败。

优选地，上述的物流装箱方法，还包括如下步骤：

(e)检测长方体状的商品是否与之前放置的商品无干涉，且当前长方体状的商品下支撑面的接触面积是否大于预设的界定参数，以保证当前商品放置平稳不易倒塌而影响下一件商品的装箱；若均为是，则存储所有放置参数，并结束；若有任一项为否，则进入步骤(d)。

优选地，上述的物流装箱方法，优化码垛顺序的方法如下：

采用冒泡排序法对具有长方体外包装的拟装箱商品进行码垛顺序排序，对比长方体放置点的z坐标大小，放置点z坐标小的码垛顺序排在前面；若放置点z坐标相等，则对比放置点的x、y坐标值，坐标值小的码垛顺序排在前面；由此保证商品码垛顺序是从装箱容器最底层到上层，避免商品在某些码垛顺序下不能放入放置点。

优选地，上述的装箱方法，将装箱成功的长方体状的商品所对应的临时变量变为全局变量，采用本发明提供的装箱方法，实现自动装箱，包括如下步骤：

(1)通过扫描订单条形码自动获取订单商品的三维尺寸，或采用视觉扫描完商品获得商品三维尺寸信息；

(2)采用上述的装箱方法获得装箱方案；

(3)针对每个装箱容器的拟装箱商品采用上述优化码垛顺序的方法确定最佳码垛顺序；

(4)输出所选的装箱容器型号、个数以及商品码垛次序和装箱容器剩余体积。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的物流装箱方法，通过枚举订单内所有的拟装箱商品装箱顺序的组合形成序列表，获取序列表内每一种序列的装箱方案，进而获得各装箱方案评价值，根据装箱方案评价值选择最佳的装箱方案，输出商品码垛坐标和商品码垛顺序，克服了人工选用装箱容器可能存在的选用装箱容器过大、商品装箱不充实、装箱效率较低的缺陷。

附图说明

图1是本发明提供的物流装箱方法的一个实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的物流装箱方法的一个实施例中单个商品装箱流程的示意图；

图3是本发明提供的物流装箱方法的一个实施例中确定多个商品堆垛顺序的流程示意图；

图4是本发明提供的物流装箱方法的一个实施例中的长方体装箱放置点示意图；

图5是本发明提供的物流装箱方法的一个实施例的自动化流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的一种物流装箱方法，根据订单中各个商品三维尺寸从备选的装箱容器尺寸规格中自动选出最优装箱规格，输出商品码垛坐标和商品码垛顺序，克服了人工选用装箱容器可能存在的选用装箱容器过大、商品装箱不充实、装箱效率较低的缺陷。

实施例中，以长方体状纸箱作为装箱容器；以下结合图1～5具体阐述实施例提供的物流装箱方法。

本发明的一个实施例中，当待装箱商品的总体积小于最大纸箱体积时，按照如下方法装箱：

(1)枚举订单中商品所有排序情况，构成序列表；譬如订单包括商品共三件，分别标记为1、2、3，则序列表即商品装箱顺序包括如下6种情况：1-2-3，1-3-2，2-1-3，2-3-1，3-1-2，3-2-1；

(2)从序列表中的第一个序列开始进行如下步骤(3)～(11)的处理；

(3)对现有纸箱按照体积从小到大进行排序；

(4)将订单内商品放置的坐标初始化；

(5)将订单中最大号商品的长、宽、高三维尺寸与最大号纸箱的三维尺寸对比，若任何一个维度的对比中商品的尺寸超过纸箱尺寸，输出该订单无法计算选箱装箱，并结束；若商品三维尺寸均小于纸箱尺寸，进入步骤(6)；

(6)计算所有商品总体积；

(7)遍历所有纸箱，选出体积大于商品总体积的纸箱作为当前纸箱；

(8)依据序列顺序将当前商品试装箱到当前纸箱；若试装箱失败则选中序列中的下一个商品试装箱到当前纸箱；若当前商品试装箱成功，即可放入当前纸箱，则进入步骤(9)；

(9)将当前商品放入当前纸箱；若序列中还有未装箱商品则继续选中商品，放入当前纸箱进行试装箱；如果某件商品在当前纸箱中无法装箱，譬如商品超出纸箱、商品之间有干涉，则进入步骤(10)；

(10)选用比当前大一号的纸箱作为当前纸箱，重复步骤(8)～(9)；若最后一个纸箱仍还不能完成所有商品装箱，则进入步骤(11)；

(11)记录最后一个纸箱已装箱商品和装箱方案；对于序列中剩余的未装箱商品，进入步骤(3)的处理，直至订单中所有商品装箱成功；

当订单内商品较多而需要多个纸箱进行分装时，会进行步骤(3)～(11)的一次或多次循环。

一个优选实施例中，在订单内商品全部装箱后，还包括如下步骤：

(12)遍历序列表中所有的序列，执行步骤(3)～(11)；

(13)输出各个序列装箱成功后所采用的纸箱数量、纸箱型号与商品的放置坐标；

(14)获取各装箱方案评价值＝装箱容器数*10¹⁰+装箱容器型号*10⁹-填充体积；

装箱算法从成本角度出发，最终装箱方案中需要选用的纸箱个数越少方案越优，实施例中纸箱个数占权重最大；

为避免选用大规格型号纸箱装小规格商品，纸箱型号占权重其次；

商品码垛越紧凑表明装箱方案越佳，纸箱剩余空间越小越优，减去填充体积；

(15)将序列表中所有序列的装箱方案评价值进行对比，装箱方案评价值越小表明装箱方案越优，以装箱方案评价值最小的装箱方案作为当前订单的装箱方案；

装箱方案包括：装箱顺序即序列中商品的装箱顺序，装箱所选用的纸箱个数、纸箱型号，各商品在各纸箱内所处的坐标。

在一个优选的实施例中，当待装箱商品的总体积大于最大纸箱体积时，依据如下方法进行装箱：

(1)枚举订单中商品所有排序情况构成序列表；

(2)选中序列表中的一个序列作为当前序列；

(3)按照当前序列顺序将当前商品试装箱到最大规格纸箱，试装箱成功则将当前商品放入最大规格纸箱中；试装箱失败，则进入步骤(4)；

(4)以序列中的下一个商品作为当前商品，进入步骤(3)，直至当前序列中的商品装箱完毕；

(4)将序列表中的下一个序列作为当前序列，进入步骤(3)，直至所有序列遍历完；

(5)输出各序列装箱成功后所采用的纸箱数量、纸箱型号与商品的放置坐标，构成装箱方案，包括：装箱顺序即序列中商品的装箱顺序，装箱所选用的纸箱个数、纸箱型号，各商品在各纸箱内所处的坐标；

(6)获取各装箱方案评价值＝装箱容器数*10¹⁰+装箱容器型号*10⁹-填充体积；(7)将序列表中所有序列的装箱方案评价值进行对比，以装箱方案评价值最小的装箱方案作为当前订单的装箱方案。

在本发明的上述实施例中，采用上述的装箱方法，对一个订单商品进行装箱计算，提供现有的纸箱规格尺寸参数，可以根据订单内商品数量以及尺寸输出需要的纸箱规格和各规格纸箱个数；罗列出商品装箱的顺序，并对各种装箱顺序进行对比找到最佳装箱的方案。

参照图2～4，在本发明的另一个优选实施例中，将一个商品放入纸箱最佳位置的方法如下：

(1)遍历纸箱内放置点，放置外包装为长方体状的商品，譬如图4中长方体某个顶点0与放置点重合称为长方体尝试装箱，商品初始放置点为纸箱内下底面一个固定顶点，放一个商品增加1、2、3号三个放置点；其中0号放置点是原纸箱内存在的放置点，长方体状的商品放置后，该放置点取消移动到3号放置点，原0号重合放置点不能再放其它长方体商品；

(2)将长方体状的商品长边与纸箱短边平行放置，判断长方体状的商品是否可被纸箱完全容纳，若是则结束；若否，则进入步骤(3)；

(3)将长方体状的商品长边与纸箱长边平行放置；判断长方体状的商品是否可被纸箱完全容纳，若是则结束；若否，则进入步骤(4)；

(4)将长方体状的商品放置到另一个放置点，并进入步骤(2)，直至所有放置点均尝试放置，若均不能被容纳，输出放置失败，表示纸箱不能容纳该商品。

在本发明的另一个优选实施例中，若某个放置点成功放置另外长方体状的商品，还包括如下步骤：

(5)检测该长方体状的商品是否与之前放置的商品无干涉，且当前长方体状的商品下支撑面的接触面积是否大于预设的界定参数，以保证当前商品放置平稳不易倒塌而影响下一件商品的装箱；若均为是，则存储所有放置参数，并结束；若有任一项为否，则进入步骤(4)。

选定纸箱后，将商品按照一定顺序进行尝试装箱，可能存在小商品放置在大商品下面而造成放置不稳的情况；在本发明的另一个优选实施例中，采用如下方法优化码垛顺序：

采用冒泡排序法对某个纸箱装箱成功的商品进行码垛顺序排序，对比长方体放置点的z坐标大小，放置点z坐标小的码垛顺序排在前面；若放置点z坐标相等，则对比放置点的x、y坐标值，坐标值小的码垛顺序排在前面；由此保证纸箱内商品码垛顺序是从最底层到上层，避免商品在实际码垛顺序下不能放入指定放置点。

实施例中，根据图5示意的流程，将装箱成功的长方体状的商品所对应的临时变量变为全局变量，采用本发明提供的装箱方法，实现自动装箱。

工作时，通过扫描订单条形码，系统自动获取订单商品的三维尺寸，倘若系统未存储对应的商品三维尺寸信息，采用视觉扫描完所有商品后获得商品三维尺寸信息；并采用本发明提供的装箱方法获得最佳装箱方案后，针对每一个纸箱的商品确定最佳码垛顺序，输出所选的纸箱型号、个数以及商品码垛次序和纸箱剩余体积。

通过实施例提供的上述装箱方法，为物流中的自动装箱提供了实现路径；可极大减少包装人力；并且所输出的最优装箱方案消除了装箱物料、装箱空间的浪费，可极大降低物料成本。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。