1 引言
随着互联网和电子商务的迅速发展，作为支撑电子商务的基础领域，物流行业的重要性日益凸显，物流效率正在成为制约电商发展的一个重要因素。过去十几年中，大型物流中心的兴建和各种新式物流技术的诞生，使得宏观物流的发展十分迅速。但微观物流的发展则相对滞后，近几年行业内常提到的最后一公里成为了物流业发展的一个瓶颈。派送环节是快递全程、全网的重点一环，也是快递服务的最后一公里。大量的快递业务因为最后的配送跟不上整体节奏，使得总体物流成本增加，作业效率下降，尤其是在业务突增的时期。
中国物流成本占GDP 的18%，比发达国家高出一倍。物流最后一公里占到整个物流配送成本的30%以上。当前，快递最后一公里的难题主要表现在四个方面：首先，对于快递员来说，收件人不在家，电话打不通，投递效率低;其次，对于用户来说，收发快件麻烦，影响正常工作，快递服务差，隐私泄露;再次，对于快递公司来说，成本上升，用户投诉多，管理混乱;最后，对于物业公司来说，存在安全隐患，管理困难，进退两难。故而研究如何更好的解决物流最后一公里问题，具有一定的实际意义。近年来，国务院、国家邮政科学研究规划院及国家邮政局等相关政府部门高度重视物流行业的发展，制定并出台了一系列行业标准及规范。在解决物流最后一公里问题方面也正在积极的探索。国内外近年来采用较多的方法是使用自提终端，部分学者开始研究将密集仓储的设计理念移植到自提终端的设计里来，孙婕在原有仓库基础上针对电子商务进行了立体库的升级;冉文学、于洋提出了两种解决方案：穿梭板自动仓储系统和多台堆垛机垂直叠加的解决方案。上述方法只是将现有仓储技术和设备针对电子商务重新进行了设计，没有采用新的技术，面对具有多品种、小批量、多批次、短周期、大规模特点的电子商务订单，如何设计出有效的密集仓储解决方案是一个难点。
2 自动存取终端的使用
自动存取终端的使用是当前的发展趋势。国外方面，电子商务购物柜创业公司BufferBox 于2012 年10 月在安大略省的大多伦多和汉密尔顿地区推广使用首批5 台Bufferbox 包裹自助终端机(如图1 所示)。其产品可以说是这个理念的始祖。BufferBox 可以在用户不方便收取包裹时帮忙收取来自UPS、FedEx、USPS 以及Amazon、沃尔玛电子商务等的快递。Amazon 的Lockers 项目(如图2 所示)，使用临时代码支持一次性交货。Amazon 用户可以选择让快递寄到离自己比较近的储物柜中，然后通过Amazon 发送到自己手机内的密码，亲自到储物柜中提取商品。Amazon 在全美各大便利商店部署了大量这种储物柜，以提升其物流服务质量，同时也将通过定时投递而缩减物流成本。这也是Amazon 需要大力推广的购物方式。
国内方面，2012 年9 月创办的友宝科技在国内最早提出了邮宝智能快递终端项目。快递员将快件送达指定地点后，只需将其存入柜中，系统便自动向收件人手机发送一条短信，包括取件地址和密码，收件人在方便时，到柜前输入密码即可取出快件。该终端能为用户提供自由的取件时间和地点，同时降低快递企业的成本。顺丰快递公司为天津日报大厦安装了智能快件箱。该智能快件箱共有32 个柜口存放快件，并分大、中、小三种规格，其中两侧箱体最上方有12个中号柜口，最下方有4 个大号柜口，中间有16 个小号柜口。在智能快件箱中间部位有文字提醒用户，使用该快件箱，包裹长度不得超过25cm，高度不得超过20cm。京东自提柜通过将完备的信息系统与先进的智能设备相结合，提供全天不间断的自提服务，不仅让消费者的提货时间更为自由，而且在操作上也非常简单：用户只需在下单时选择自助式自提的配送方式，所购商品即会以最快速度送至最近的自提柜，随后京东系统自动发送短信提示消费者取货;取货时，消费者仅需输入订单号和提货码，或直接扫描提货二维码，即可完成身份验证，在按提示完成POS 机刷卡支付后，便可开柜取货。不过值得注意的是，由于自提柜箱体大小限制，该项服务仅支持部分商品品类，在支付方式上也仅限于借记卡支付。
从2013 年9 月11 日开始，邮政科学研究规划院和国家邮政局发展研究中心就《智能快件箱标准(征求意见稿)》向社会广泛征求意见，标准中详述了智能快件箱的使用范围、业务功能及其他的一些相关技术规格和接口等。《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》(国发〔2013〕32 号)也提出，完善智能物流基础设施，支持农村、社区、学校的物流快递配送点建设在有条件的城市开展智慧城市试点示范建设以及支持公用设备设施的智能化改造升级，加快实施智能交通、智慧物流等工程。综上可以看到，尽管国内外已经有不少成功的案例来解决最后一公里的问题，但纵观这些应用，其方案大同小异，而且仍存在以下几点问题：
(1)对于人口密集的区域，如大学，自提柜的存货数量难以保证;
(2)随着电商的急速发展，快递的外形等呈现多样化的趋势，固定大小的货柜难以满足需求;
(3)由于当前货柜普遍采取摘果式的提货方式，自提柜的高度很难扩充，立体空间利用率不高;
(4)快递员仍需要根据快递的大小进行自提柜的选择，降低了快递员的投递速度等。针对上述问题，本文提出了一种实用性更高的自提终端解决方案，将自提终端的概念和技术与当前国内外先进的仓储式物流装备技术和概念相结合，构建以自动化立体库设备为基础的新式快递自动存取终端。
3 新式终端解决方案设计
3.1 设计基础随着快递业务的增加，自提服务点的服务模式已经成为了趋势。同时，自提服务点由于其业务数量已经达到了一定的规模，那么其职能也相当于一个小型的物流中心。故而物流中心的重要技术同样适合自提服务点。当前物流中心应用较成熟的仓储技术莫过于自动化立体库。近期，欧洲和日本相继提出了两种可能在未来10 年成为自动化立体库的重点技术，一种是MINI_LOAD 自动化立体库，一种是替代传统堆垛机的梭式小车技术。MINI_LOAD 自动化立体库通过对传统立体库的结构上的改造，不仅提高了立体库的可靠性、准确度和作业效率，也极大地丰富了业务领域，使得立体库能够直接处理纸箱和物流箱，而摆脱了托盘的束缚。为解决直接处理纸箱和物流箱的问题，采用水平开合装置按箱子宽度调整取货装置的开档尺寸，同时取货行程可以自动变化，按箱子长度确定行程。梭式小车技术避免了传统堆垛机效率无法调节，出现忙时不够用、闲时又浪费的情况，其核心设备是在货格中自动搬运托盘或物流箱的紧凑型梭式小车。其提升了空间利用率和存取作业效率，尤其是系统拓展非常方便，是市场应用极广的产品技术。而国内则更多体现在应用方面，仅2012 年国内就建成了近250 座立体库，生产了1 500 多台不同规型号的有轨巷道堆垛机，但技术层面几乎10 年间没有大的技术突破和创新。因此，本文将自动化立体库技术引入快递自提终端，将仓储物流中心的概念贯彻到快递自提点的建设中，并结合国外先进技术对自动化立体库的设计进行了创新，设计了一种新式的自动化快递自提终端解决方案。3.2 解决的关键技术以自动化立库为基础的自动快递存取终端需解决如下关键技术：
(1)自提终端的储量设置。既能尽量满足高峰期的寄存取业务，又能尽量满足顾客多变的寄存时间点的需求。解决方法：采用数学建模的方法求解储量设置问题，以顾客的服务水平为最优化目标，通过各种相关影响因素的收集建立求解模型。
(2)自提终端的货格设置。由于快件的体积各异且越来越表现出大的差异性，如何设置货格使得终端既能尽量满足多样式的快件，又尽量少的浪费储存空间。解决方法：采用传统货架与组合式穿梭型皮带输送的动态货格分配的新型货架相结合的方式进行货格设置。
(3)自提终端的空间需求配置。在满足前两点要求的基础上，如何配置终端的空间体积，使得能充分利用空间。解决方法：采用密集式立体仓储的理念进行自提终端的设计。
(4)自提终端输送系统的配置。为了提高终端的自动化程度，提高快递投递人员的工作效率，如何设置输送系统使得终端能够快速完成快件投递及出货。解决方法：采用可抓取(或吸取)货物的巷道机进行货物的输送，并将该巷道机应用于仓储区和理货、出货区域之间。
(5)自提终端信息系统的配置。设计一款信息化程度更高的信息系统与之配套，使之能够提供除普通取件业务外的增值业务。解决方法：开发支持如快件取件预约、推迟、寄件、退货等一系列业务的信息系统。