仓储管理四至六章

94授课提纲授课提纲订单拣选系统设计订单拣选系统设计订单拣选系统设计 订单拣选系统设计 Order PickingOrder Picking5仓库系统概述仓库系统概述仓库系统概述 仓库系统概述 IntroductionIntroduction1仓库布局设计仓库布局设计仓库布局设计 仓库布局设计 LayoutLayout2入库作业设计入库作业设计入库作业设计 入库作业设计 InboundInbound3仓储与搬运设计仓储与搬运设计仓储与搬运设计 仓储与搬运设计 Storage and HandlingStorage and Handling4出库作业设计出库作业设计出库作业设计 出库作业设计 OutboundOutbound6 案例分析案例分析案例分析 案例分析 Case StudyCase Study7 1华中科技大学管理学院95仓储(保管)Storage 任务 Tasks 保持库存 Hold inventory 方法 Methods 地面码放 Floor,floor stacking 托盘货架 Pallet rack 重力式货架 Gravity flow rack,后推式货架 push back 箱式料架 Bin shelving 目标 Objectives 空间利用率 Space utilization 订单拣选率和周期 Order picking rate or cycle time 劳力成本 Labor cost 决策 Decisions 楼层Floor,设备equipment,货 位slotting,如何测量仓储(保管)的效率？2华中科技大学管理学院96仓库参数：拣选面 Warehouse parameters:pick face 直接存取sku的二维空间2 D space with direct access of unique skus3华中科技大学管理学院97仓库参数：单品密度 Warehouse parameters:sku density 单品密度为单位占地长度(英尺数)内的sku数量Sku density=No.of skus/unit floor footage 以地面堆存为例 In floor stacking example 地面：30英尺(9.15米)，4 个sku。单品密度=4/30=0.133 以箱式料架为例 In bins 货架：12英尺(3.66米)，360个sku。单品密度=360/12=30 后者是前者的220倍，提供了巨大的节约行走距离的可能 更高的单品密度将使我们失去什么？容量4华中科技大学管理学院98仓库参数：拣选密度 Warehouse parameters:pick density 拣选密度为单位行走距离内的拣选次数Pick density=picks/unit distance traveled 例1 Eg.1 托盘作业，每次一个托盘 整个配送中心的存取作业服从平均分配 从某个存取点到远角（far corner）的距离为400m 则平均拣选密度为每200米一个 单次拣选的行走时间1分钟，成本显著。例2 E.g.2 拣选纸箱到输送带上 拣选区间长50米 拣选员每扫描一遍(50米)拣选100个sku 则平均拣选密度为每米2个sku 行走微不足道 如何获取高的拣选密度？这是设计和操作过程中的主要挑战。5华中科技大学管理学院99保管：地面堆垛码放 Storage:floor stacking 不需要存储保管设备 货物必须能够承受一定的重量，需要特殊的包装。对有限的sku，能够获得很好的 空间利用率。不支持先进先出FIFO 蜂窝现象 Honeycombing 单品密度低 Low sku density 6华中科技大学管理学院100有层架的地面堆存 Floor storage with tier rack 比托盘货架更加灵活 经常用于以储存保管为 主要目的的应用7华中科技大学管理学院101托盘货架与箱式料架 Pallet racks and bin shelving8华中科技大学管理学院102重力式流利架 Gravity flow racks 当保持每个单品(sku)较高的储量时，仍允许更高的单品密度(sku density)超市中的流利货架仓储：牛奶9华中科技大学管理学院105水平式自动旋转料架：并行处理 Carousels:parallel processing10华中科技大学管理学院106垂直式自动旋转料架：Vertical carousels 小物品 贵重物品11华中科技大学管理学院107含堆垛机的自动化仓储系统 AS/RS with stacker craneAS/RS 小货物 单元货物12华中科技大学管理学院108空间需求估算 Space requirements estimates 服务于家电公司(home appliance company)的第三方物流(3PL)日吞吐量(Throughput per day)接受50-75辆车货，假设 2,560 ft3/车(约合72.5m3)持有4周的库存 里特定律(Littles Law)在制品数量=吞吐量 周期(WIP=TH*CT)WIP=(75*72.5 m3/day)*(4 weeks*5.5 days/week)=119,625 m3 假设码垛高6.1m(20 ft),则需要的仓库空间为 19611m2(约211,799 ft2)空间利用率：假设50%的利用率,考虑空白区和通道等.实际：61035m2(约657,000 ft2,合14 football fields),140,000个存储单 元13华中科技大学管理学院109储位优先：单位订单体积指标（活动比率）Slotting priority:cubic-per-order index(activity ratio)按照已知的经济地形(轮廓)进行储位优化时，应考虑什么 因素？很显然：拣选（补货）频率：周转快的应该占据更好的位 置(高速的)其他：每一个物品的空间需求14华中科技大学管理学院112什么影响仓储需求？What can impact the storage requirements 物品尺寸，仓储/搬运特性 补货频率15华中科技大学管理学院113例子 前6种物品具有稳定的日需求，在一个小仓库里采用专用仓储策略。所有的订单由单一的物品组成，没有混合。物品在料架的托盘上存储。某人用EOQ模型决定补货频率。请找出分派优先级。设1周=5天。A B C D E F Daily demand(cases)200 100 1000 30 50 50 Cases/pallet 50 50 500 30 10 25 Replenishments Weekly Weekly2 wks Daily Weekly2 wks Daily demand(pallets)4 2 2 1 5 2 Space required(pallets)20 10 20 1 25 20 AR 10 10 50 30 2 2.5 Priority 3 3 1 2 5 4 16华中科技大学管理学院114专用存储专用存储(Dedicated)(Dedicated)和公用存储和公用存储(Shared)(Shared)Dedicated Storage17华中科技大学管理学院115专用存储专用存储(Dedicated)(Dedicated)和公用存储和公用存储(Shared)(Shared)Shared Storage18华中科技大学管理学院116专用仓储与随机（公用）仓储 Dedicated vs.randomized(shared)storage 专用仓储更方便 公用仓储具有更高的仓储效率 结合 专用区内公用 专用拣选，公用仓储niijmjDvV11max :storage Dedicated专用仓储）（niijmjvVS11max :storage Shared）公用仓储（19华中科技大学管理学院118随机/专用 两种策略的比较 Comparison of randomized/dedicated 由于平均化了产品的可变性，随机策略需要更少的仓储空间 哪种提供了更高的拣选密度？如果所有的sku具有类似的活动比率，则随机仓储策略能够用更小的空间 带来更高的拣选密度 如果活动比率相差很大，则专用仓储策略能够通过频繁地访问便利位置 而带来更高的拣选密度 混合 基于仓储的区域划分20华中科技大学管理学院119入库与仓储小结 Inbound and storage summary 配送中心作业 DC operations 入库作业 Inbound operations 仓储方法 Storage methods 设备与搬运 Equipment and handling 仓储指标 Storage metric 储位优化 Slotting priorities21华中科技大学管理学院120问题 Questions 仓储或配送中心中的重要作业有哪些？高单品密度(high sku density)的利弊各有哪些？保持储量不变的前提下，如何提高单品密度(sku density)？为什么配送中心经常用不同的设备来传输和货架搬运？影响储位优化的因素有哪些？影响仓储容量需求的因素有哪些？22华中科技大学管理学院121授课提纲授课提纲订单拣选系统设计订单拣选系统设计订单拣选系统设计 订单拣选系统设计 Order PickingOrder Picking5仓库系统概述仓库系统概述仓库系统概述 仓库系统概述 IntroductionIntroduction1仓库布局设计仓库布局设计仓库布局设计 仓库布局设计 LayoutLayout2入库作业设计入库作业设计入库作业设计 入库作业设计 InboundInbound3仓储与搬运设计仓储与搬运设计仓储与搬运设计 仓储与搬运设计 Storage and HandlingStorage and Handling4出库作业设计出库作业设计出库作业设计 出库作业设计 OutboundOutbound6 案例分析案例分析案例分析 案例分析 Case StudyCase Study7 23华中科技大学管理学院122订单拣选系统设计订单处理Order Processing1订单拣选Order Picking2 订单拣选技术Order Picking Technology3 24华中科技大学管理学院123订单拣选作业 订单拣选作业 Order-pickingOrder-picking 订单拣选占仓储作业成本的55%，其自身又可分解为：行走55%，寻 找15%，取货10%，文书及其他活动20%。拣选单(pick sheet)：罗列要被拣选的sku，及其数量和位置。拣选行(pick line/line/order line)：拣选单上的每个实体。一个拣选 行可能会要求多次抓取，因为一个sku可能要求多个items。拣选面(pick face)：二维面，在存货的前端，sku从此处取出。通常而 言，每个拣选面含的sku越多，则每个拣选的行走越少。可用sku密度(sku density)测量，即拣选面上单位面积里可被拣选的sku的数量。拣选密度(pick density)取决于订单，因此在获取订单前我们很难知道。但是，通过增加sku密度，能够提高拣选密度(pick density)。拣选密度(pick density)可以通过将常订购的sku集中在一起来提高。拣选员可以在相对较小的区域内拣选更多，即减少行走。另一个提高拣选密度的(pick density)方法是订单合并(batch orders),即每个拣选员在一次行走过程中，拣选多个订单。25华中科技大学管理学院124订单拣选作业 订单拣选作业 Order-pickingOrder-picking 一个客户订单可完全被一个工人拣选，也可被很多人(但某一时刻只 是一个人)拣选，也可同时被很多人拣选。决定这些分拣策略的因素有很多，其中最重要的一条是订单处理时间（flow time）：从订单进入系统一直到订单装车发货的时间。如果拣选和装车时间很短，则可指定一个拣选员完成一整车任务。如果拣选一个订单时间很短，我们重复地指定下一个拣选员拣选下一个 待拣订单。如果订单很大或者分布于仓库的不同位置，我们就需要将一个订单分配 给几个或很多拣选员。这样可以使每个拣选员很快地进行拣选，但是却 增加了合单的成本，即需要把不同人在不同区域拣选的子订单重新组合 起来，这个额外的过程属劳力密集型且很慢，除非采用自动化。对于客户多、产品少的仓库，如零售型配送中心，订单拣选系统可被组 织为装配线形式：每个拣选员负责一个分区(zone)，订单在分区间传递。分区拣选(Zone-picking)使得订单按照相同顺序合并，有利于装车；并且 有利于提高分拣员效率（根据学习曲线，将更熟悉本区货物）。但分区 拣选(Zone-picking)需要进行工作平衡（IE工程师完成）。26华中科技大学管理学院125订单拣选作业 订单拣选作业 Order-pickingOrder-picking27华中科技大学管理学院126订单 Orders 客户订单(Customer orders)亚马逊(Amazon)Staples(某办公用品提供商)商业订单(Business orders)零售店(Retail stores)制造商(Manufacturers)形式(Format)邮件(Mail)电话(Phone)网络(Internet)电子数据交换(EDI)订单处理批量(Batching in order processing)连续型(Continuously)周期型(Periodically:daily,hourly,)28华中科技大学管理学院127订单处理 Order processing可用的位置生成29华中科技大学管理学院129其他拣选单的形式 Other form of pick list 电子标签拣选系统(pick to light)中PLC(可编程控制 器)所使用的数据表(data table)语音指令拣选系统(pick to voice)中所使用的序列语 音提示(sequenced voice instructions)自动化拣选系统中所使用的指令30华中科技大学管理学院130订单处理过程中的问题 Issues in order processing 目标 使行走(或其它搬运)最小化 服从于下列条件 吞吐量(Throughput)周期(Cycle time)拣选线平衡(Line balancing)批量波动(Batch to waves 基于时间(Time based)基于目的地(Destination based)这是WMS(仓储管理系统)的功能之一 需要定制和改造31华中科技大学管理学院131订单拣选系统设计订单处理Order Processing1 订单拣选Order Picking2订单拣选技术Order Picking Technology3 32华中科技大学管理学院132订单拣选 Order picking 最费力：约占作业成本的63%.根据Warehouse Education and Research Council调查结果.这被认为是 最需要改进的领域。由于JIT(just-in-time)，这变得更加明显 周期降低，快速反应(quick response)，微营销(micro marketing：针对每 个消费者的 营销)和 大品牌策略(megabrand strategies)更小的订单，更快的频率，更高的准确率 每个客户需要更多的SKU 如何保证更高的效率 布局与仓储策略 储位优化 订单处理 订单拣选系统设计 订单拣选操作细节 排序(Sequencing)分批(Batching)33华中科技大学管理学院133订单拣选的相关问题 What is involved in order picking 行走（Travel）寻找（Search）拣选（Pick）(分拣)(sort)放置（Put）行走（Travel）(分拣)(sort)34华中科技大学管理学院134影响订单分拣的因素 What affects order picking 仓储（Storage）仓储的形式影响单品密度(sku density)单品密度(Sku density)影响分拣密度(pick density)储位优化(slotting)影响总的行走时间 订单拣选系统设计（Order picking system design）每次拣选一个 不同方式的订单分批(Batching)作业（Operations）排序(Sequencing)排程(Schedule)技术（Technologies）电子标签拣选系统(Pick to light)能够降低寻找时间、提高准确率 输送带能够拓展整个设施的“好位置”35华中科技大学管理学院135订单的参数 Parameters of orders 单项物品(line items)的种类数 某单项物品(items in a line)的数量 单个物品(an item)的尺寸与重量 托盘(Pallet)箱(Cases/cartons)拆包(Break pack)36华中科技大学管理学院136简单策略 Simple strategies 每次行走(trip)拣选一个物品(one item)或一类物品(one line)大物品 每次行走(trip)拣选一个订单(one order)能够增加拣选密度(pick density)Sku ID名称数量1126334152037华中科技大学管理学院137批量拣选 Batch picking 每次行走(trip)拣选一批订单(a batch of orders)分拣(Sorting)在每个拣选(each pick)之后 在每次行走(each trip)之后 拣选便利性 与 规模效益 优点(Pros)能够增加拣选密度(pick density)Sku ID名称数量116Sku ID名称数量11262Sku ID名称数量1138华中科技大学管理学院138采用手推车的批量拣选 Batching picking with push carts订单容器拣选系统(Pick to order specific containers)拣选(pick)过程中分拣(Sort)39华中科技大学管理学院139采用叉车的大订单批量拣选 Batch picking of large orders with truck40华中科技大学管理学院140分区 Zoning 订单的分配 订单可能会很大 优点(Pros)降低周期(cycle time)降低寻找时间(search time)缺点(Cons)需要合单(Consolidation)Sku IDNameNo112633415206789101112131415161718192041华中科技大学管理学院141分区例子 Zoning example 区域配送中心RDC向零售店配货 零售店订单Store order(EDI形式)几百至一千个品种(lines)超过一千件物品(items)每个拣选员开着有托盘的叉车进 行拣选 将区域分隔为各个分区 指派各个拣选员到各个分区内 额外的优点(Additional pros)每个分区的行走一个托盘42华中科技大学管理学院142分区+分批 Zoning+batching 很多订单的分配(分批batching+分区zoning)分拣(Sorting)拣选(picking)过程中 拣选(picking)完成后 优点(Advantage)规模效益(Economy of scale)而 获得更高的拣选密度(pick density)降低寻找(searching)Sku IDNameNo1126334152067891011121314151617181920Sku IDNameNo1126334152067891011121314151617181920Sku IDNameNo112633415206789101112131415161718192043华中科技大学管理学院143分区拣选例子 Zone picking examples 不需分拣(Sorting)需要分拣(Sorting)44华中科技大学管理学院144快速拣选 或 备货/仓储 Fast pick or forward/reserve 备货位置(Forward locations)靠近发货区，在地面上，靠近输送带 采用相关技术以降低寻找时间，便于管理(专用仓储策略dedicated storage)仓储区具有更少的便利位置 更远；更高的位置，需要特殊的设备来辅助拣选 能获得更高的空间利用率的随机仓储策略(randomized storage)可组合 使用仓储备货/快速拣选补货45华中科技大学管理学院145快速拣选 或 备货/仓储 Fast pick or forward/reserve 优点(Pros)高的单品密度(sku density)，以及可能的更高的分拣密度(pick density)缺点(Cons)双重处理 拣选与补货之间可能存在干扰仓储备货/快速拣选补货46华中科技大学管理学院155订单拣选小结 Order picking summary 配送中心DC中最重要的作业 如何降低行走、寻找及其他的时间 策略 仓储与搬运(Storage and handling)储位(Slotting)分批(Batching)分区(Zoning)备货区/仓储区(Forward/reserve)技术(Technologies)输送带(Conveyors)摘果式电子标签拣选系统(Pick to light)，语音指令拣选系统(Pick to voice)，播种式电子标签拣选系统(put to light)47华中科技大学管理学院156订单拣选复习问题 Order picking review questions 什么是拣选单(pick list)?什么是订单拣选策略(order picking strategies)?储位(slotting)和快速分拣(fastpick)的优先级是否一样?什么策略适合哪种类型的订单?配送中心DC中的最重要的一个直接效率目标是什么？48华中科技大学管理学院158订单拣选系统设计订单处理Order Processing1 订单拣选Order Picking2 订单拣选技术Order Picking Technology349华中科技大学管理学院159输送带 Conveyor 输送带(Conveyors)传输(Transport)缓存(Buffer):平衡流量 和 提高 利用率 拓展整个设施的好位置 能够产生很高的吞吐量 高吞吐量系统十分重要，在美 国已经越来越常见了，在一个 设施内经常有几英里到几十英 里长(1英里=1.61公里)需要较高的投资NorthEASTCENTRALSOUTHWESTSatellite MergesFinal MergeMain Merge:AccumulationABC&DSortation ReciculationZone for PickCrossdocked itemsSorterSpurs如何绘制经济地形图 economic terrain contours50华中科技大学管理学院160公司公司产品产品大小大小(m2)日吞吐量日吞吐量目的地目的地长度长度(km)合并合并Wal-Mart食品杂货111,480240,0008737 14-4-2Toys“R”US玩具91,042168,000(峰值)1106.849-5-3-1IDG Books书籍24,340160,0003-1TechDataIT产品22,5752,500 orders9,0003-1Target食品杂货125,415250,00013Walgreen药品65,03070023 JCPenney服装102,19085,0001,20013.7 3-1National Retail Consolidator3PL直接换装46,45045,0005008 14-2-1Crate&Barrel家庭用品41,80570,000(峰值)754.85-1 Big Lot食品杂货111,480200,0003508.413-1Elizabeth Arden化妆品37,1606,000 orders35,0003-1McKesson Pharma药品20,90335,000 orders3.2 Rite Aid药品81,28860,000(峰值)40016-2-1一项关于输送带分拣机应用的调查 A survey of conveyor sorter applications51华中科技大学管理学院161拣选区域的原理图 Schematic of a picking zone收获月台分拣至发货月台拣选模块备货区存储区52华中科技大学管理学院162 单箱拣选区域补货拣选拣选拣选补货拣选模块的图解 A graphical view of a pick module53华中科技大学管理学院163灯站内的摘果式电子标签拣选 Pick to light in station lighting 降低寻找时间 增加正确率 降低训练时间54华中科技大学管理学院164播种式电子标签拣选 Put-to-light 显示一个sku给分拣员 扫描这个sku 与订单容器关联的灯将开始工作 把物品放入灯所指示的盒子里Put as indicated55华中科技大学管理学院165摘果式和播种式 电子标签拣选的区别 Differences between pick to light&put to light 摘果式电子标签拣选(Pick to light)Sku是静止不动的，等待被拣选 订单(order)引发亮灯 播种式电子标签拣选(Put to light)订单(Orders)是批量的，并且要等待 Sku 引发亮灯56华中科技大学管理学院166应用例子 Application example 一个配送中心DC有两类产品 主要产品(Staple)直转产品(Flow through)销售额显示他们的技术对两种都是最好的 你如何认为?57华中科技大学管理学院167语音指令拣选系统 Pick to voice 扫描订单 激活对拣选员的语音指令 拣选员拣选并放到订单容器内 拣选员语音确认拣选完成 这个例子中不需要分拣58华中科技大学管理学院174分拣：高速斜板式（轨道台车式）分拣机 Sorting:High Rate Tilt Tray 12,000 个物品/小时 单品(Unit)分拣机 能够分拣到两边59华中科技大学管理学院175高速输送带式分拣机 High speed conveyor sorters堆块式分拣机Shoe sorter斜导轮式分拣机Roller sorter60华中科技大学管理学院176授课提纲授课提纲订单拣选系统设计订单拣选系统设计订单拣选系统设计 订单拣选系统设计 Order PickingOrder Picking5仓库系统概述仓库系统概述仓库系统概述 仓库系统概述 IntroductionIntroduction1仓库布局设计仓库布局设计仓库布局设计 仓库布局设计 LayoutLayout2入库作业设计入库作业设计入库作业设计 入库作业设计 InboundInbound3仓储与搬运设计仓储与搬运设计仓储与搬运设计 仓储与搬运设计 Storage and HandlingStorage and Handling4出库作业设计出库作业设计出库作业设计 出库作业设计 OutboundOutbound6 案例分析案例分析案例分析 案例分析 Case StudyCase Study7 61华中科技大学管理学院177检查与打包作业 检查与打包作业 Checking and packingChecking and packing 打包(packing)是劳力密集型作业，因为客户订单的每个物品都要用手 处理，但是包装并不要太多的行走。因为每个物品都要用手处理，这是一个进行订单完整性和正确性检查 的比较合适的时间。订单准确率是客户服务的关键指标。错误的订单不仅使客户愤怒，而且还会退货。退货的成本是一般正常 处理的10倍。应保证一个订单的各部分同时到达包装地点，以减少等待时间。但是，亚马逊(Amazon)作为一个电子商务型公司，却经常分开包装 如果你下的两个订单间隔超过15分钟。这主要是因为他们快速响应是 很严格的，且他们愿意支付而外的费用作为客户服务的一部分。62华中科技大学管理学院178发货作业 发货作业 ShippingShipping 发货作业(shipping)通常搬运更大的单元，因为包装已经将货品放到 更少的容器里(如箱，托盘等)。皮带伸缩机单箱发货物流台车整车发货63华中科技大学管理学院179核对，打包 与 包装 Checking,packing and packaging64华中科技大学管理学院180发货 Shipping65华中科技大学管理学院181其他：退货 Other:returns66华中科技大学管理学院182仓储复习问题 Warehousing review questions SLP表示什么？它是涉及哪些内容？在经典的软件中，活动之间距离的默认测量单位是什么？在设施布局问题中，作业效率的最直接的量化标准是什么？你是否已习惯于使用 等距离地形(equal distance contours)？67华中科技大学管理学院183仓储介绍 Warehousing intro 仓库(配送中心DC)的目的是什么？仓库中的主要作业有哪些？库存布置(Inventory positioning)的考虑 仓库中直接、确定的目标有哪些？68华中科技大学管理学院184仓储作业 Warehouse operations 常用物料搬运设备有哪些？货物移动的策略有哪些？仓储方法有哪些？如何测量仓储方法？决定一个sku的位置的最重要的因素是什么？自动旋转料架(carousel)与箱式料架(bin shelving)的优点各有哪些？流利架(flow racks)（托盘pallet或单箱case）的优点有哪些？69华中科技大学管理学院185订单拣选 Order picking 仓储策略是如何影响订单拣选的？订单拣选策略有哪些？什么样的策略分别适合哪种类型的订单？用于提高拣选速度和正确率的技术有哪些？配送中心DC的输送带实现了什么？摘果式电子标签拣选系统、播种式电子标签拣选系统 和 语音指令拣 选系统 各自的优缺点各是什么？配送中心DC中最重要的一个效率目标是什么？70华中科技大学管理学院