XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка 2022
Сортировочный центр интернет-магазина на базе конструктора LEGO WeDo 2.0
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Пандемия и ее последствия послужили причиной для стремительного развития электронной торговли. Интерес покупателей к дистанционному взаимодействию с продавцами продолжает расти. Если до пандемии ключевым фактором привлечения потребителя было улучшение покупательского опыта, то в последнее время на решение перейти в онлайн дополнительно повлияли ограничения на офлайн-покупки, повышенный спрос на доставку товаров.
Тренды интернет-торговли 2022 года ставят целью создание максимально удобного для потребителя процесса покупки с быстрым разрешением всех его вопросов и сомнений.
Именно поэтому актуальным становится вопрос максимальной автоматизации всех процедур, связанных с логистикой, особенно процесса сортировки товаров. Ведь довольно часто товары могут задерживаться не из-за скорости грузоперевозок, а по причине сбоев работы в самом сортировочном центре. Как правило, роботизированные установки могут сделать сортировку намного быстрее и точнее, чем множество сотрудников.
Цель: разработать на базе конструктора LEGO Wedo 2.0 модель офиса интернет-магазина, сотрудники которого принимают заказы для доставки и отправляют в сортировочный центр, автоматизация которого позволяет уменьшить время сортировки и доставки заказа.
Задачи:
проанализировать понятие и динамику развития интернет-торговли в России;
рассмотреть виды и принципы работы существующих интернет магазинов;
привести примеры существующих способов автоматизированных сортировочных систем;
разработать модель «Сортировочный центр интернет магазина» на базе конструктора LEGO Wedo 2.0 и провести ее демонстрацию.
В качестве источников мы использовали информационный сайт wikipedia, интернет журналы про логистику и интернет-торговлю. При оформлении проекта и конструировании движимых его частей были использованы книги и методические пособия о простых и сложных механических передачах [1, 2]. При создании программ мы руководствовались учебными пособиями по образовательной робототехнике [3].
Глава 1. Интернет-торговля в России, виды и принципы работы интернет-торговли
Интернет-торговля (B2C-торговля) представляет собой покупку материальных товаров через интернет, где под покупкой понимается заказ товара через сайт или мобильное приложение с устройства пользователя, вне зависимости от способа оплаты и получения заказа. Согласно исследованиям в 2021 году объем рынка розничной интернет-торговли в России составил 4,1 трлн рублей и 1 700 млн заказов. За 2021 год количество онлайн-заказов выросло на 104% (рекорд за все время наблюдений), а объем рынка в рублях вырос на 52% [4]
Основной рост обеспечили крупные универсальные маркетплейсы (англ. online marketplace, online e-commerce marketplace), которые представляют собой оптимизированную онлайн-платформу по предоставлению продуктов и услуг.
Маркетплейс можно сравнить с большим рынком, где на одном прилавке можно найти одни и те же продукты от разных брендов и марок. На маркетплейсах покупатели ищут нужные для них товары и услуги и выбирают лучшие варианты по важным для них параметрам, например, производитель, характеристики, качество, цена и т. д.
Важно отметить, что сами маркетплейсы по большей части являются лишь связующим звеном между производителем и потребителем, но в некоторых случаях (например, Wildberries) также продвигают собственные бренды и занимаются самостоятельной продажей товаров [5].
К крупным универсальным маркетплейсам относятся Wildberries, Ozon, AliExpress Russia, Яндекс.Маркет и СберМегаМаркет. Их доля в 2021 году выросла с 49% до 62% от всех онлайн-заказов.
Каждый маркетплейс сотрудничает с партнерами, используя для этого разные модели работы.
Ozon (Озон) предлагает две модели работы: FBO и FBS. FBO (Fulfillment by Ozon) — это продажа со склада Озон. То есть компания поставляет свои товары на склад Озон, а всем остальным занимается маркетплейс: размещение, сборка, передача товара доставке, транспортировка до пункта выдачи (ПВЗ) (Рисунок 1.1, Приложение).
FBS (Fulfillment by Seller) — отгрузка товара со склада продавца. Другими словами, доставкой и всей вышеперечисленной работой занимается сам продавец. Когда приходит заказ, он самостоятельно его собирает, упаковывает и передает в доставку (Рисунок 1.2, Приложение). В такой модели работы маркетплейс дает возможность размещения и продвижения товаров на платформе, а также доставляет заказы покупателю [6].
Wildberries (Вайлдберриз) имеет основную модель работы — FBO.
FBO (Fulfillment by Operator) — это абсолютно та же самая модель, что и у Озона. Комплектация, прием и хранение товаров, их доставка — все это исполняет сам маркетплейс. Такая модель в большинстве случаев более выгодна для продавца, так как отсутствуют затраты на склад и персонал, доставка также осуществляется быстрее, но, к сожалению, при таком сотрудничестве он теряет контроль за качеством транспортировки, что может сказаться на репутации.
У Wildberries также существует FBS (Fulfillment by Seller) модель, где маркетплейс ответственен лишь за доставку товара. Все точно так же, как и у Озона, отличия заключаются в процентах комиссии и других внутренних правилах сотрудничества.
Кроме этого, Wildberries предлагает третью модель работы — DBS (Delivery by Seller). При такой модели продавец имеет контроль над всей цепочкой движения товаров [7]. Маркетплейс выступает в виде прилавка или витрины, за все остальное отвечает исключительно продавец-партнер (Рисунок 1.2, Приложение).
Яндекс.Маркет также предлагает три модели продаж: FBY, FBS. DBS.
FBY (Fulfillment by Yandex) — за сборку, упаковку и доставку товара отвечает маркетплейс. Продавец должен разместить товары на Маркете, установить цены и привезти их на соответствующий склад Яндекс.Маркета. Преимущества: быстрая продажа и доставка, отсутствие затрат на склад и упаковку.
FBS (Fulfillment by Seller) — продавец-партнер самостоятельно обрабатывает, упаковывает заказы и отгружает их в сортировочный центр. После этого Яндекс.Маркет доставляет заказ покупателю. Преимущества состоят в том, что можно расширить ассортимент товаров, т. к. у каждого маркетплейса есть перечень продуктов, которые они не готовы хранить на своих складах.
DBS (Delivery by Seller) — принцип этой модели тот же самый, что и у Wildberries. При работе с такой моделью появляется возможность работать из любой точки России, а также у продавца всегда есть доступ к товару.
Самым быстрорастущим сегментом розничной интернет-торговли в России является eGrocery. eGrocery включает продажи специализированных интернет-магазинов и специализированных служб доставки продуктов питания, в том числе заказы продуктов питания через службы доставки еды из ресторанов, без учета несрочной доставки продуктов питания через универсальные и мультикатегорийные интернет-магазины и маркетплейсы.
В 2021 году объем рынка eGrocery в рублях вырос на 159% и составил 329 млрд рублей, а количество заказов выросло на 244% (с 69 млн в 2020 году до 237 млн в 2021) [4].
Глава 2. Основные виды сортировки товаров
Сортировка как метод обработки грузов означает распределение грузов по нескольким категориям. Например, направить поступающие на склад товары к предназначенным для них местам хранения или распределить покидающие склад товары в соответствии с местом назначения.
Существуют три основных подхода к сортировке — ручная, конвейерная и роботизированная [8].
Ручная сортировка наименее производительна, наиболее трудозатратна и характеризуется значительным процентом ошибок (Рисунок 2.1, Приложение). Это начальный, наиболее примитивный подход к сортировке, применяемый там, где товарный поток относительно невелик. Очевидный плюс использования ручной сортировки — незначительные капитальные расходы.
Роботизированная сортировка — подход, в котором каждый робот забирает предназначенную для него единицу хранения и перемещает ее к месту сбора товаров этой категории. В таком варианте рабочее место человека, станция комплектации, неподвижно. Человек манипулирует товарными единицами, а роботы перемещают к его рабочему месту стеллажи, контейнеры и т.п. с товаром. Примером могут служить роботы Geek+ серий P500 и P800 (Рисунок 2.2, Приложение).
Сильная сторона роботизированной сортировки — простота развертывания и гибкость. Производительность системы и ее конфигурацию легко адаптировать в соответствии с меняющимися потребностями.
Конвейерный подход предусматривает проектирование и монтаж конвейеров, сортирующих поток товаров по категориям (Рисунок 2.3, Приложение). Сортировочные конвейеры достаточно разнообразны, от простейших, активно использующих ручной труд, до высокоавтоматизированных. Их общее свойство — высокие затраты на развертывание и значительное изменение конфигурации. В то же время для задач, не требующих частых изменений, конвейерная сортировка может оказаться экономически оптимальным решением.
Разработаны и совмещающие оба подхода гибридные варианты роботизации сортировки. Например, в Dorabot MARS манипуляторы помещают товарные единицы не в ячейки, а на мобильные роботизированные платформы и осуществляющие сортировку. А Dorabot MOMA представляет собой манипулятор, смонтированный на мобильной платформе.
Сортировка по ячейкам при помощи манипуляторов от DoraBot — это еще один способ автоматизировать процесс сортировки. Рука-манипулятор обладает повышенной точностью, стабильной быстрой скоростью работы [(Рисунок 2.4, Приложение)
.
Глава 3. Проблемы, возникающие при сортировке и отгрузке товаров в интернет–торговле. Современные способы организации сортировки заказов.
Чтобы успешно продавать на маркетплейсе, нужно учитывать специфику его работы и не допускать определенных ошибок. Выделим самые распространенные ошибки, которые происходят на этапе подготовки и доставки товара на склады маркетплейса [9].
1. Игнорирование установленных требований. У каждой платформы они свои. Причем все правила работы со складами и партнерами подробно расписаны в инструкциях на сайте. Их поверхностное изучение приводит к многочисленным нарушениям, из-за которых товар не принимают при отгрузке. А пока необходимых позиций нет в наличии, рейтинг продавца существенно падает.
2. Нарушение сроков и графика поставок. Практически все склады торговых платформ принимают товары в строго определенные дни и временные интервалы. Если доставить груз позже, чем нужно, его, скорее всего, просто не примут. В этом случае все, что остается продавцу – ожидать своей очереди в другие приемные дни.
Планировать поставки следует заранее с учетом нюансов работы конкретной платформы. Например, как показывает практика, склады «Озон» часто работают в режиме максимальной загруженности. Если не соблюдать план, особенно в предпраздничные дни, возможны существенные задержки. Факт прибытия на территорию склада фиксируют в журнале. При этом стоит придерживаться назначенного временного окна. Разрешается приезжать за 1,5 часа, но не позже, чем за 40 минут до его начала. При опозданиях в отгрузке отказывают.
3. Неправильная упаковка товара. Упаковка – особенно сложный этап подготовки товара к отгрузке на склад маркетплейса. Упаковка должна быть аккуратной, прочной, плотно закрываться, сохранять товарный вид продукта и т.д.
Требования к упаковке зависят от конкретной площадки. Самые строгие правила в этом плане на «Вайлдберриз». На «Озон» они чуть более простые и отличаются в разных схемах, когда товар продается с собственного склада и со склада маркетплейса. Перед подготовкой нужно внимательно изучить эти требования.
4. Несоблюдение требований к транспорту. Помимо требований к пропуску для водителя, есть еще и отдельные правила для автомобилей, поставляющих товар. В основном они касаются габаритов транспортного средства. Например, требования к транспорту на Wildberries: ширина кузова – не менее 1,85 метров; минимальное расстояние от борта авто до земли – 1,1 метра. Если на склад приедет автомобиль с меньшими габаритами, поставщику придется разгружать его собственными силами.
5. Расхождения в количестве коробов. Это тоже довольно частое явление при отгрузке. По факту коробок оказывается меньше или больше, чем прописано в документации. Такое случается, когда продавец слишком торопится с подготовкой и самой отгрузкой и не успевает все проверить, как следует. Спешить в данном случае не стоит, загруженные короба нужно несколько раз тщательно проверять и пересчитывать.
Чтобы не испытывать никаких неудобств и трудностей, связанных с отгрузкой, можно поручить задачу одной из компаний, которые предоставляют услугу фулфилмента для маркетплейсов (Рисунок 3.1, Приложение).
Фулфилмент освобождает продавца от множества проблем и обеспечивает своевременные поставки на склады маркетплейсов. Главное преимущество услуги, которая охватывает комплекс мероприятий по логистике – снижение затрат для предпринимателя. Наиболее популярные операторы в России – «СДЭК», DSS, B2CPL [10].
Грамотная организация подготовки и отгрузки продукции на склад – один из самых важных и ответственных этапов в интернет-торговле. Обычно на данном этапе возникает рекордное количество проблемных ситуаций. Чтобы избежать их, нужно подходить к процедуре максимально серьезно: заранее изучать регламенты, правильно упаковывать и маркировать товар, прикладывать необходимые документы и т.д.
Глава 4. Модель «Сортировочный центр интернет-магазина» на базе конструктора Lego Wedo 2.0
Мы рассмотрели существующие виды интернет-магазинов, включая крупные маркетплейсы, изучили способы сортировки товаров и основные проблемы, возникающие при сортировке и отгрузке товаров в интернет–торговле.
4.1 Внешний вид модели
Наш проект мы создавали с помощью конструктора LeGo City, для его автоматизации мы использовали механические передачи, датчики и моторы из наборов LeGo WeDo 2.0.
В нашем проекте вы можете увидеть место приемки товаров, куда подъезжает транспорт от поставщиков (Рисунок 4.1.1, Приложение).
Также есть офис интернет-магазина, сотрудники которого принимают заказы для доставки и отправляют их в находящийся рядом сортировочный центр (Рисунок 4.1.2, Приложение).
В зоне сортировки товара по направлениям доставки установлен сортировочный блок (Рисунок 4.1.3, Приложение). Здесь происходит сканирование товара (заказа) и перемещение его в нужную сторону на конвейер для загрузки в грузовик конкретного направления доставки.
Внизу конвейера расположены подъездные пути для больших грузовиков, которые затем развозят заказы в пункты доставки (Рисунок 4.1.4, Приложение).
4.2 Механические передачи в модели
Для обеспечения бесперебойной работы офиса интернет-магазина в нашем проекте используются механические передачи, 2 мотора, 2 коммутатора и датчик расстояния.
Сортировка товара проходит довольно быстро, благодаря нескольким зубчатым передачам и червячной передаче (Рисунок 4.2.1, Приложение). которые запускают конвейер на гусеничном механизме (Рисунок 4.2.2, Приложение). Данный конвейер сразу же отправляет товары в грузовики в соответствии с сортировкой.
Далее грузовик приступает к доставке товара в пункт выдачи. Он приводится в движение реечной передачей (Рисунок 4.2.3, Приложение).
4.3 Программа для запуска модели
Программа для запуска подвижных частей модели состоит из двух подпрограмм: для первого мотора 1 подпрограмма (Рисунок 4.3.1, Приложение), и для второго одна. Передача команд между подпрограммами осуществляется с помощью передачи писем. Программы содержат как линейный код, так и циклический.
4.4 Демонстрация модели
Для демонстрации нашего проекта мы украсили модель. Добавили LeGoчеловечков (работники склада, водители грузовиков), обустроили склад (установили рабочее место с компьютером, полки для товаров), сконструировали деревья и цветы, установили вышку для связи. Итоговый вид нашей работы представлен на (Рисунок 3.4.1, Приложение). Видео запуска проекта «Сортировочный центр интернет-магазина» вы можете посмотреть по ссылке: https://drive.google.com/file/d/1r-59Sva1n6Gyf3jBK5PGxjesBx5z0TA1/view
Презентация проекта представлена в виде фотографий на Рисунке 4.4.1 Приложения. В нашей модели 2 мотора, 1 датчик расстояния и 2 коммутатора, которые подключены к 1 компьютеру.
Сначала в офис интернет-магазина поступают товары от партнеров. Как только подъезжает грузовик для развозки заказов (начинает работать первый мотор с мощностью 8 на 1 секунду). На движение данного транспорта реагирует датчик расстояния, после чего 2 мотор запускает с максимальной мощностью сортировочный центр и конвейер. Грузовик ждет определенное время для сбора всех заказов для доставки в определенное время покупателям и выезжает.
Соответственно, сортировка и загрузка происходит в нужное время, в нужном количестве и в нужном качестве, что соответствует основным правилам логистики.
Заключение
Познакомившись с понятием «интернет-торговля», рассмотрев виды и принципы работы существующих интернет-магазинов, мы узнали, что существуют крупные универсальные маркетплейсы, занимающие основную долю всех онлайн-заказов а также специализированные интернет-магазины и специализированные службы доставки продуктов питания. Каждый маркетплейс сотрудничает с партнерами, используя для этого разные модели работы: продажа со склада, отгрузка товара со склада продавца и контроль над всей цепочкой движения заказов.
Существуют три основных подхода к сортировке — ручная, роботизированная и конвейерная. В нашем проекте мы решили остановить свой выбор на конвейерной сортировке, так как она высоко автоматизирована, практические не использует ручной труд, что позволяет уменьшить время сортировки и доставки заказа.
Изучив часто возникающие проблемы при сортировке и отгрузке товаров в интернет-торговле, мы с командой нашли решение в виде модели «Сортировочный центр интернет-магазина» на базе конструктора Lego Wedo 2.0. В нашем проекте есть место приемки товаров, куда подъезжает транспорт от поставщиков, офис интернет-магазина. В зоне сортировки товара по направлениям доставки установлен сортировочный блок. Здесь происходит сканирование товара (заказа) и перемещение его в нужную сторону на конвейер для загрузки в грузовик конкретного направления доставки. Внизу конвейера расположены подъездные пути для больших грузовиков, которые затем развозят заказы в пункты доставки.
В проекте использованы простые механизмы: ось, малая, средняя и червячная шестерни. А также сложные механические передачи: понижающая зубчатая передача, реечная передача, червячная передача. Для запуска проекты мы создали программу в среде LegoWeDo 2.0, одновременно подключая к компьютеру 2 мотора и 1 датчик расстояния. Наш проект «Сортировочный центр интернет-магазина» мы считаем актуальным и вполне применимым для дальнейшего развития интернет-торговли в нашей стране.
Список используемой литературы
1. Курс «Машины и механизмы», курс «Основы робототехники», Школа интеллектуального развития «Мистер Брейн», - Режим доступа - https://vk.com/mrbrain_tmn/
2. Богданова С.М, Попова Е.Е. Благодаря механическим передачам Legoконструкции оживают / С.М. Богданова, Е.Е. Попова// «Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании»: материалы VII Международной научно-технической конф. 2017- С. 160- 163. Режим доступа- https://elibrary.ru/item.asp?id=30700400
3. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей, - СПб.: Наука, 2013. 319с/
Интернетисточники
https://datainsight.ru/eCommerce_2021?ysclid=l5krv7u496634048739
https://www.uplab.ru/blog/polnyy-obzor-marketpleysov/?ysclid=l5mjz3gdka469364969
https://seller.ozon.ru/articles/shemy-raboty-na-ozon-vsyo-pro-fbo-i-fbs/
https://betapro.ru/blog/obzor-wildberries-skhemy-raboty-prodavaemye-tovary-i-kak-rasschityvat-fbo-fbs-dbs-/?ysclid=l5mk51qhz0111348112
https://deepcloud.ru/articles/chto-takoe-sortirovka-tovara-na-sklade/
https://www.insales.ru/blogs/university/otgruzka-tovarov-na-marketpleysy?ysclid=l5mk8ko79v742729335
https://www.insales.ru/blogs/university/fulfilment-dlya-marketpleysov?ysclid=l5mk9y3il2270432128
Приложение
Рисунок 1.1 Схема «Продажа со склада Ozon» FBO (Fulfillment by Ozon)
Рисунок 1.2 Схема «Продажа со склада партнера» FBS (Fulfillment by Seller)
Рисунок 1.3 Схемапоставки DBS (Delivery by Seller)
Рисунок 2.1 Ручная сортировка товаров
Рисунок 2.2 Роботы Geek+
Рисунок 2.3 Сортировочные конвейеры
Рисунок 2.4 Рука-манипулятор
Рисунок 3.1 Услуга фулфилмента для маркетплейсов
Рисунок 4.1.1 Транспорт с товарами от партнеров
Рисунок 4.1.2 Вид офиса интернет-магазина сверху
Рисунок 4.1.3 Конструирование сортировочного центра
Рисунок 4.1.4 Конвейер и грузовик для доставки заказов в конкретные пункты
Рисунок 4.2.1 Механизмы, обеспечивающие работу сортировочного центра и конвейера – зубчатая и червячная передачи
Рисунок 4.2.2 Гусеничный механизм
Рисунок 4.2.3 Реечная передача для подъезжающего грузового транспорта
Рисунок 4.3.1 Программа для запуска модели «Сортировочный центр интернет-магазина»
Рисунок 4.4.1 Презентация работы модели «Сортировочный центр интернет-магазина»