设施规划与物流分析课件

设施规划与物流分析设施规划与物流分析管工系管工系 曾敏刚曾敏刚设施规划与物流分析1仓库管理仓库管理管理仓库管理决策管理决策举例：自例：自动化立体化立体仓库的的设计22.05.20242仓库管理仓库管理03.08.20232叉车、钢制(木制)托盘、打包机、电动油压堆高车、滚筒输送机、重型货架22.05.20243叉车、钢制(木制)托盘、打包机、电动油压堆高车、滚筒仓储系统规划设计关于关于仓储的两种的两种观点点：1、它是一种资产，用来预防预测的误差、机床的故障、供应商延期交货。库存是缓冲器，是保证连续生产的重要环节。2、它是生产过剩所引起的浪费的直接表现。库存的存在掩盖了生产管理的许多问题，应尽一切努力减少库存。22.05.20244仓储系统规划设计 关于仓储的两种观点：03.08.2023仓储系统规划设计讨论：上述两种观点对企业的经营生产产生了什么样的影响？库存到底是如何产生的？问题：该不该有库存？（委托代理机制不完善）该有什么样的库存？（仓储规划设计、仓储管理）个人观点1：企业过程中充满了效益背反现象个人观点2：库存并不是简单的资源储备缓冲器或浪费问题22.05.20245仓储系统规划设计 讨论：个人观点1：个人观点2：03.08.仓储系统规划设计库存是组织行为问题，分工和组织障碍是库存 增加的一个重要原因（有缝）。库存管理本质不是对物料管理，而是对业务过 程的管理。22.05.20246仓储系统规划设计 库存是组织行为问题，分工和组织障碍是库存0Questions据据统计，仓储费用用（不不考考虑库存存持持有有成成本本）占占物物流流总费用的比例？用的比例？仓库的的选址与哪些因素有关？址与哪些因素有关？仓库的的设计和运作和运作规划？划？如何回答？如何回答？22.05.20247Questions 据统计，仓储费用（不考虑库存持有成本）占仓储费用占物流总费用的比例？不不考考虑库存存持持有有成成本本（29），仓储费用占物流用占物流总成本的成本的26；仓储成成本本包包括括人人工工费用用约1/2、空空间费用用约1/4和和其其他他费用用约1/4（例例如能源、如能源、设备、材料等、材料等费用）。用）。如何回答？如何回答？22.05.20248仓储费用占物流总费用的比例？不考虑库存持有成本（29），仓7.1 仓库管理仓储系系统的基本知的基本知识 仓储系系统的必要性的必要性 仓储系系统的功能的功能 仓库作作业管理管理仓库选址和址和规划划设计22.05.202497.1 仓库管理仓储系统的基本知识03.08.20239仓储系统的必要性仓库(warehouse)：保保管管、储存存物物品品的的建建筑筑物物和和场所所的的总称。称。仓储管管理理（warehouse management）通通常常是是指指对库存存物品和物品和仓库设施及其布局等施及其布局等进行行规划、控制的活划、控制的活动。企企业进行行仓储的四个原因：的四个原因：降低运降低运输生生产成本；成本；协调供求；供求；辅助生助生产；辅助市助市场销售。售。22.05.202410仓储系统的必要性仓库(warehouse)：保管、储存物仓库的分类.按按领域分：生活域分：生活领域域、生、生产领域域 和流通和流通领域域。.按性按性质分：剩余分：剩余储备、保、保险储备 和流和流转储备。.按按保保管管条条件件分分：普普通通仓库、控控温温仓库、冷冷藏藏仓库、冷冷冻仓库和特种和特种仓库。.按按机机械械化化程程度度分分：普普通通人人力力仓库、机机械械化化仓库、自自动化化仓库。22.05.202411仓库的分类.按领域分：生活领域、生产领域 和流通领域 仓储方案：所有权角度自有自有仓库：企：企业自己自己拥有并管理的有并管理的仓库。公共公共仓库：提供短期：提供短期仓储服服务。合同合同仓库：介于短期租用公共：介于短期租用公共仓库和自和自营之之间。实际操操作作过程程，同同时拥有有自自有有仓库和和租租用用公公共共仓库能能够为企企业带来很多的来很多的优势。合合同同仓库将将自自有有仓库和和公公共共仓库两两方方面面的的优势有有机机地地结合，成本低于租合，成本低于租赁公共公共仓库的成本。的成本。22.05.202412仓储方案：所有权角度 自有仓库：企业自己拥有并管理的仓库。0仓库的功能.储存和保管的功能：存和保管的功能：.调节供需和运供需和运输的功能：的功能：.集散和加工的功能：集散和加工的功能：.配送和服配送和服务的功能：的功能：22.05.202413仓库的功能.储存和保管的功能：03.08.202313仓库作业设计作作业标准准设计（仓库的的利利用用高高度度、设施施的的分分层楼楼数数以以及及货物存物存储和搬运流程）和搬运流程）搬搬运运过程程设计（货物物搬搬运运效效率率、搬搬运运过程程的的流流畅性性和和移移动装运的装运的经济性）性）仓库布局布局设计（存（存储货物的流量、重量和体物的流量、重量和体积等）等）22.05.202414仓库作业设计作业标准设计（仓库的利用高度、设施的分层楼数以及仓库作业管理1 验货收收货（步步骤：核核对入入库凭凭证；入入库验收收；记帐登登录）2 存存货保管（步保管（步骤：堆：堆码；养；养护；盘点）点）3 发货出出库（步步骤：核核对出出库凭凭证；配配货出出库；记帐清点）清点）22.05.202415仓库作业管理1 验货收货（步骤：核对入库凭证；入库验收；记帐仓库选址影响影响仓库选择的因素：的因素：）符合生）符合生产力布局和物流力布局和物流优化的原化的原则：）交通方便；）交通方便；）节省用地；省用地；）环境适宜；境适宜；）水）水电供供应；）地）地质地形合适。地形合适。22.05.202416仓库选址影响仓库选择的因素：03.08.202316工业型分销中心的选址因素因素因素全部全部制造业制造业 零售业零售业 配送业配送业运输通道运输通道1121外向运输外向运输2235与客户的距离与客户的距离 3366劳动力可得性劳动力可得性 4513劳动力成本劳动力成本5674内向运输内向运输6442工会环境工会环境7745922.05.202417工业型分销中心的选址因素因素全部制造业零售业配送业运输通道1仓库设计和运作规划1确定确定仓库规模模规模模是是指指仓库建建筑筑的的总容容积（长、宽和和高高），根根据据产品品产量量和和仓库库存存周周转率率，可可以以估估算算出出库存存数量，由数量，由库存需求存需求对仓库规模模进行估算。行估算。2 仓储方案的方案的选择（租借、租（租借、租赁和自和自营三种方式）三种方式）3设施施结构构（顶棚棚高高度度、仓库长度度和和宽度度、空空间布局、布局、车站站设计）4 物料搬运系物料搬运系统设计5 订单拣货操作（操作（订单处理和交叉出理和交叉出库等）等）22.05.202418仓库设计和运作规划1确定仓库规模03.08.202318仓库内部产品布局存存货布布局局：是是指指确确定定货物物本本身身在在仓库里里的的分分布布，以以实现物物料料搬搬运运费用用最最小小化化，库容容利利用用率率最最大大化，同化，同时满足足货物位置的限制条件。物位置的限制条件。方方法法：按按字字母母顺序序、按按周周转率率、按按订货频率率和和按按拣货密密度因子布局。度因子布局。存存货安排：是指托安排：是指托盘相相对于巷道的于巷道的摆放角度。放角度。库存定位存定位查找法：用来找法：用来查找找货物物储存位置的方法。存位置的方法。方法：固定定位法和随机定位法。方法：固定定位法和随机定位法。22.05.202419仓库内部产品布局存货布局：是指确定货物本身在仓库里的分布，以7.3仓库管理决策常见仓储系统如何选择？公公司司必必须支支付付仓储系系统的的费用用，该费用用或或者者是是由由外外部部提提供供仓储服服务的的企企业按按费率率收收取取，或或者者是是自自营仓库的的特定搬运系特定搬运系统产生的内部成本。生的内部成本。公共公共仓库（考（考虑存存储费、搬运、搬运费和附件和附件费用）用）使用人工搬运的租使用人工搬运的租赁仓库使用托使用托盘叉叉车的自的自营仓库自自动化搬运的自化搬运的自营仓库22.05.2024207.3 仓库管理决策常见仓储系统如何选择？公司必须支付仓储四种常见仓储系统的一般总成本曲线固定成本固定成本固定成本固定成本公共公共公共公共仓库仓库租租租租赁仓库赁仓库手工搬运手工搬运手工搬运手工搬运公司公司公司公司仓储仓储成成成成本（元）本（元）本（元）本（元）年吞吐量年吞吐量年吞吐量年吞吐量自自自自营仓库营仓库自自自自动动搬运搬运搬运搬运自自自自营仓库营仓库托托托托盘盘叉叉叉叉车车如何回答？如何回答？22.05.202421四种常见仓储系统的一般总成本曲线固定成本公共仓库租赁仓库公司举例：自动化立体仓库的规划设计 （一）（一）仓库系系统简介介 自自动化化立立体体仓库是是通通过仓库管管理理计算算机机对存存储物物资进行行编码、入入库、出出库、分分拣管管理理，并并自自动完完成物成物资的存取及的存取及输送。送。立体货架立体货架立体货架立体货架 自动存取设备自动存取设备自动存取设备自动存取设备 分拣系统分拣系统分拣系统分拣系统 输送设备输送设备输送设备输送设备 计算机管理与控制计算机管理与控制计算机管理与控制计算机管理与控制 自动化立体仓库系统自动化立体仓库系统自动化立体仓库系统自动化立体仓库系统 22.05.202422举例：自动化立体仓库的规划设计（一）仓库系统简介立体货架 立体仓库平面布置图22.05.202423立体仓库平面布置图 03.08.202323l自动化仓储实例自动化仓储实例1山山东凤凰医凰医药厂厂自自动立体化立体化仓库，实现五个巷道五个巷道公用一台堆公用一台堆垛机。机。22.05.202424自动化仓储实例1山东凤凰医药厂自动立体化仓库，实现五个巷道 自自动动化化仓仓储储实实例例 222.05.202425 自动化仓储实例03.08.202325l自动化仓储实例自动化仓储实例 2 l 该库体现了物流系统的完美组合，整个该库体现了物流系统的完美组合，整个货架系统采用全组合式结构，高货架系统采用全组合式结构，高25米，将米，将货架和库房钢结构合二为一，完成整个系货架和库房钢结构合二为一，完成整个系统的整和。统的整和。l和常规仓库相比较，具有安装周期短，节和常规仓库相比较，具有安装周期短，节省投资的特点。省投资的特点。22.05.202426自动化仓储实例 2 03.08.202326（二二）系系统统结结构构 整整个个仓仓库库分分为为入入库库区区、货货物物存存放放区区、输输送送系系统统、自自动动分分拣拣系系统统，而而货货物物存存放放区区又又分分为为固固定定货货架架区区和和旋旋转货架区。转货架区。立立立立体体体体仓仓仓仓库库库库平平平平面面面面布布布布置置置置图图图图 22.05.202427（二）系统结构 整个仓库分为入库区、货物存放区、输送系统、（三）物资管理（三）物资管理 图图图图2 2 出库物资作业流程图出库物资作业流程图出库物资作业流程图出库物资作业流程图 巷道入口巷道入口指定货位指定货位旋转货架旋转货架入货台入货台入库台入库台输送系统输送系统订货的货物订货的货物巷道堆垛机巷道堆垛机货架旋转货架旋转分拣装箱分拣装箱自动分拣自动分拣输送系统输送系统自动分拣系统自动分拣系统出货台出货台巷道口巷道口旋转货架旋转货架固定货架固定货架巷道堆垛机巷道堆垛机货架旋转到位货架旋转到位图图图图1 1 入库物资作业流程图入库物资作业流程图入库物资作业流程图入库物资作业流程图 22.05.202428（三）物资管理 图2 出库物资作业流程图 巷道入口指定货本单元的主要内容仓储系统规划 仓储的预备知识仓储位置的合理布置库容量设计库房设计、通道设计仓储优化布置技术22.05.202429本单元的主要内容仓储系统规划03.08.202329第一节 仓储的预备知识一、仓储系统的主要环节：仓储系统围绕物资储存而开展一系列业务活动，这些活动可分为三个阶段实现：1、物资的验收入库包括物资接运、验收、办理入库手续等。2、物资的储存保管即根据各物资的性能特点，结合具体自然条件，来确保库存物资的完好程度。影响物资储存的因素主要有：物资本身的性质、储存时间的长短和储存环境（防腐、防锈、防虫）。物资储存的核心工作是合理存放的问题，以确保物资不损坏和易于提取。3、物资的出库发运一般有两种情况，一种是用料单位凭调拨单自提，一种是仓库发运。物资出库一般要遵循“先入先出”的原则。22.05.202430第一节 仓储的预备知识 一、仓储系统的主要环节：03.08核对出库凭证车站码头提货或专线接车清仓盘存检查维护保养码垛垫或密封建立帐卡档案检验实物核对资料验收准备短途运输和库内搬运代办托运包装送料领料复核备料代运点交清理出库保管保养验收内部交接接运入库出库发运保管22.05.202431核对出库凭证车站码头提货或专线接车清仓盘存检查维护保养码垛垫二、二、仓库类型：型：1 1、按按保保管管形形态分分：普通仓库；恒温仓库；冷藏仓库；露天仓库。2 2、按按产品品流流程程分分：原料仓库；在制品仓库；成品仓库。3 3、按按堆堆放放形形式式分分：无货架仓库；货架仓库（普通货架、移动货 架、流动货架）。4 4、按按机机械械化化程程度度分分：人工仓库、机械化仓库、自动化仓库、集 成自动化仓库、智能自动化仓库 5 5、配送中心：、配送中心：连接生产和消费的流通部门。22.05.202432二、仓库类型：1、按保管形态分：普通仓库；恒温仓库三、三、仓储理理论研究与研究与应用用发展：展：多阶段离散批量模型（考虑了品种、工序、生产进度安排）经济订购批量模型（）MRP精益生产模式（LP）JITERP22.05.202433三、仓储理论研究与应用发展：多阶段离散批量模型（考虑了品种、第二节 仓库位置的确定一、一、仓库位置合理位置合理设置原置原则：保证生产经营需要（规模）；自身经济效益（设备利用、库房设计）；安全（物资安全、物资对企业安全）。常常见问题：1、缺乏充分的调查，凭主观意愿作决定；2、忽视自然条件、运输条件；3、缺乏长远考虑，场址限制了发展。22.05.202434第二节 仓库位置的确定 一、仓库位置合理设置原则：03.0二、二、考虑因素：1 1、地区、地区选择自然条件（温度、湿度）经济条件（基础设施、已形成的物流格局）社会因素（政策、文化）2 2、地点、地点选择运输条件（仓库与生产单位运输距离及公路情况）环境条件（防辐、防尘、防风、防湿）公共设施条件（供电、供水）地理条件（场形平缓、留有发展余地）地质水文条件（地基承载力、古墓、地下水、滑坡）22.05.202435二、考虑因素：1、地区选择03.08.202335三、场址选择的分析方法：1 1、地地区区选择：主要有优缺点比较法（列出主要影响因素，对比技术条件、建设费用和经营条件）和加权因素法。加权因素法的基本步骤：（1）选择有关评价因素，并列成因素清单 （2）根据选择的因素的重要程度，给予适当权数（一般取为010）（3）对拟定方案中的因素打分（一般取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0）（4）用每个因素的权数分别乘以该因素的评分，得因素分数 （5）各拟定方案的因素分数比较，得最优方案。练习：用加权法判断本厂的位置选择是否合理若建配送中心，应在哪儿？22.05.202436三、场址选择的分析方法：练习：用加权法判断本厂的位置 2 2、地地点点选择：常用线性规划法（解决复合设施的选址问题）和重心法（根据重心原理确定场址的具体位置）。重心法的基本条件和计算式：如果生产费用中运输费用是一个很重要的因素，而且多种原材 料由多个地点供应，则用重心法是是一种简单易行的方法。W1W4W3W2P1(x1,1/1)P3(x3,1/3)其基本算式为：其中：X i,Yi为每个供应点的坐标；W i为每个点的供应量（每年）上式也可采用实验模型的方式更简单的完成22.05.202437 W1W4W3W2P1(x1,1/1)P3(x3,1/第三节 库容量确定一、库容量的确定 库容量是仓库的主要参数之一，是规划仓库的首先要确定的问题。库容量的大小：首先取决于仓库对生产经营缓冲平衡的需要；其次，仓库建设投资费用和建成后的经营费用是库容量经济性的 评价指标；第三，出入库频率（仓库另一主要参数）与库容量密切相关，当 出库与入库频率一致时，库容量可为极小值；此外，库容量还与库内货物存放形式、装卸搬运机械类型及通道有关。22.05.202438第三节 库容量确定 一、库容量的确定03.08.20233二、库容量的计算（以无货架仓库为例）示例如图：通道两侧各有两排货物（即货堆深度为两个货位），每排货物有若干列，每列堆码四层。22.05.202439二、库容量的计算（以无货架仓库为例）示例如图：通道两侧各1 1、蜂、蜂窝型空缺系数的型空缺系数的计算（概率算（概率论）：无货架堆放时，必须将同一种物品存放在一堆，如果在一列货堆上取走一层或几层，所产生的空缺不能用别的货物填补，从而影响了库容量的充分利用，这就是蜂窝空缺。空缺系数期望值：n表示一列货位堆码货物的件数。例中：22.05.2024401、蜂窝型空缺系数的计算（概率论）：03.08.202342、通道、通道损失失计算算（设叉叉车通道通道3米）：米）：总面积=1+1+3+1+1=7 可利用面积=1+1+1+1=4 则：损失=3/73、空缺、空缺损失失：4、总损失：失：22.05.2024412、通道损失计算（设叉车通道3米）：03.08.2023415、库存存容容量量计算算（设实际需求库容量为1000个货位）6、仓容利用率（容利用率（库存存评价）：价）：22.05.2024425、库存容量计算（设实际需求库容量为1000个货位）03.0示例结论：说明仓库利用率很低。更复杂的设计计算，需要重新设计库存物资种类和堆码，装卸搬运设备和出入库频率。但基本原理都是比较损失的大小。一般地，货堆越深（例中深度为两个货位），空缺损失越大，但总库存损失越小。应该注意：不要一味追求存储效率（仓容利用率），否则会造成货场混乱、作业混乱。22.05.202443示例结论：03.08.202343第四节 库房设计一、一、库房房设计的主要内容和原的主要内容和原则：库房设计主要是指仓库内部的合理布局，其具体要求有：（1）要根据仓库作业程度，有利于提高作业效率；（2）要尽可能减少储存物料及仓储人员的运动距离；（3）要有利于仓库作业时间的有效利用，尽量减少人员、设备窝工，防止物资堵塞；（4）要充分利用仓库面积和建筑物空间，但需注意存储数量要易于读取，便于检查；（5）有利于物资、人员、设施安全，要符合“三防”（防水、放火、防爆）。库房设计的具体内容包括：确定仓库形式和作业形式；确定货位尺寸和库房总体尺寸；物资堆码设计；通道设计；设备配置；存取模式和管理模式；建筑和公用工程设计。主要设计参数包括：静态的库容量、物品物理特征、库房辅助工具（托盘）尺寸等，动态的出入库时间、批次、作业时间等。22.05.202444第四节 库房设计 一、库房设计的主要内容和原则：03.083、库房系房系统形式框形式框图：入库货物仓库设备仓库操作配置方式物流控制消息处理单件货物料垛存放小车按订货方式手动手动箱子或集装箱块形存放连续运输机按货物分类离线批量处理过程托盘不到7m的货架存放叉式提升机串行的在线实时过程建筑物自由仓库平面仓库（常规的）平面仓库（空气运输仓）高平面仓库金属结构的高架仓库水泥结构的高架仓库多层仓库并行的集中交付分散交付铁轨引向的配置前叉车位移叉车高架叉车卷道堆垛机不到12m的货架存放超过12m的高架仓库可移动式货架存放旋转式货架存放可通过式货架存放流动的存放自动小件货架自由操作配置22.05.2024453、库房系统形式框图：入库货物仓库设备仓库操作配置方式二、仓库及作业形式的确定1、需求分析提出问题（如需建立适合什么情况下的库房），确定目标；通过调研找出各种限制条件；研究实施工作的可行性、组织措施等。2、确定货物单元形式和规格这一步不一定花很多时间，却是企业库房设计中不易控制和容易忽略的一步。一些企业由于缺乏对企业产品自身的长远了解，因此只注重了眼前的货物形式。3、确定库房和作业形式在上述工作基础上可以确定库房形式。一般多采用单元货格式仓库。对品种不多且批量较大的仓库，也可以采用重力式货架（流动式）仓库。同时，根据入出库的工艺要求（整单元或零散货入出库）来决定是否需要拣选作业等作业活动。22.05.202446二、仓库及作业形式的确定03.08.202346三、货位和堆码的确定 1、货位尺寸的确定货位尺寸是库房设计中易项极其重要的内容，它直接关系到仓库面积和空间利用率，也关系到能否顺利地存取货物。货位尺寸取决于在货物单元四周需留出的净空尺寸。对自动化仓库而言，这些净空尺寸的确定应考虑货架、起重设备轨道施工精度和停车精度。2、货位布局一般应按入库、验收、储存、分拣、出库流程安排；根据作业频率确定堆垛机数量（一般一个巷道配备一台堆垛机）；确定高层货架和作业区的衔接方式。常见错误：不注重流程中的货品流量（吞吐量大的应置于移动距离最短的位置（主通道、低货位）。3、堆码按物资性质、品种、重量、外形尺寸设计堆码位置。堆码形式有平面堆码、立体堆码和悬挂堆码，常用立体堆码。22.05.202447三、货位和堆码的确定03.08.202347接收区订货提取区包装组合区装运组合区散货区散货区典型仓库设计图22.05.202448接收区订货提取区包装组合区装运组合区散货区散货区典型仓库设计四、通道设计通道有两类：a、仓库通道，包括：入库区通道、各库房间通道；b、库房通道：出入库通道、货位间通道。通道设计的主要指标有通道的方向、宽度和数量，一般按国家标准设计。例如：汽车通道应不小于4米，叉车通道应不小于3.6米。常见错误：主通道交叉。22.05.202449四、通道设计03.08.202349五、建筑和公用工程设计 库房的工艺设计要对仓库的土建和公用工程的设计提出要求，内容包括：确定货架的工艺载荷；提出对货架的精度要求；提出对基础的承载力要求；确定采暖、通风、照明、放火等要求，其建筑主要项目如下。22.05.202450五、建筑和公用工程设计03.08.202350六、存取和管理模式1、存取模式：有两种基本模式。单作业模式堆垛机从通道口取一个货物单元送到选定的货位，然后返回通道口。复合作业模式堆垛机从通道口取一个货物单元送到选定的货位A，然后直接转移到另一个给定货位B，取出其中的货物单元，送到通道口出库。2、管理模式大中型仓库普遍采用计算机管理，并在线调度运输设备。3、评价指标22.05.202451六、存取和管理模式03.08.202351