《设施规划与物流分析》第5章仓储系统设计(new)

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,设施规划与物流分析,管工系 曾敏刚,11/26/2024,1,仓库管理,仓库管理,仓库管理决策,举例：自动化立体仓库的设计,11/26/2024,2,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,11/26/2024,3,仓储系统规划设计,关于仓储的两种观点,：,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。,11/26/2024,4,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,11/26/2024,5,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。,11/26/2024,6,Questions,据统计，仓储费用（不考虑库存持有成本）占物流总费用的比例？,仓库的选址与哪些因素有关？,仓库的设计和运作规划？,如何回答？,11/26/2024,7,仓储费用占物流总费用的比例？,不考虑库存持有成本（29），仓储费用占物流总成本的26；,仓储成本包括人工费用约1/2、空间费用约1/4和其他费用约1/4（例如能源、设备、材料等费用）。,如何回答？,11/26/2024,8,7.1 仓库管理,仓储系统的基本知识,仓储系统的必要性,仓储系统的功能,仓库作业管理,仓库选址和规划设计,11/26/2024,9,仓储系统的必要性,仓库 (warehouse) ：保管、储存物品的建筑物和场所的总称。,仓储管理（warehouse management）通常是指对库存物品和仓库设施及其布局等进行规划、控制的活动。,企业进行仓储的四个原因：,降低运输生产成本；协调供求；,辅助生产；辅助市场销售。,11/26/2024,10,仓库的分类,.按领域分：生活领域 、生产领域 和流通领域 。,.按性质分：剩余储备 、保险储备 和流转储备 。,.按保管条件分：普通仓库、控温仓库、冷藏仓库、冷冻仓库和特种仓库。,.按机械化程度分：普通人力仓库、机械化仓库、自动化仓库。,11/26/2024,11,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。,公共仓库：提供短期仓储服务。,合同仓库：介于短期租用公共仓库和自营之间。,实际操作过程，同时拥有自有仓库和租用公共仓库能够为企业带来很多的优势。,合同仓库将自有仓库和公共仓库两方面的优势有机地结合，成本低于租赁公共仓库的成本。,11/26/2024,12,仓库的功能,.储存和保管的功能：,.调节供需和运输的功能：,.集散和加工的功能：,.配送和服务的功能：,11/26/2024,13,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货物存储和搬运流程）,搬运过程设计（货物搬运效率、搬运过程的流畅性和移动装运的经济性）,仓库布局设计（存储货物的流量、重量和体积等）,11/26/2024,14,仓库作业管理,1 验货收货（步骤：核对入库凭证；入库验收；记帐登录）,2 存货保管（步骤：堆码；养护；盘点）,3 发货出库（步骤：核对出库凭证；配货出库；记帐清点）,11/26/2024,15,仓库选址,影响仓库选择的因素：,）符合生产力布局和物流优化的原则：,）交通方便；,）节省用地；,）环境适宜；,）水电供应；,）地质地形合适。,11/26/2024,16,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,1,1,2,1,外向运输,2,2,3,5,与客户的距离,3,3,6,6,劳动力可得性,4,5,1,3,劳动力成本,5,6,7,4,内向运输,6,4,4,2,工会环境,7,74,5,9,11/26/2024,17,仓库设计和运作规划,1确定仓库规模,规模是指仓库建筑的总容积（长、宽和高），根据产品产量和仓库库存周转率，可以估算出库存数量，由库存需求对仓库规模进行估算。,2 仓储方案的选择（租借、租赁和自营三种方式）,3设施结构（顶棚高度、仓库长度和宽度、空间布局、车站设计）,4 物料搬运系统设计,5 订单拣货操作（订单处理和交叉出库等）,11/26/2024,18,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，以实现物料搬运费用最小化，库容利用率最大化，同时满足货物位置的限制条件。,方法：,按字母顺序、按周转率、按订货频率和按拣货密度因子布局。,存货安排：是指托盘相对于巷道的摆放角度。,库存定位查找法：用来查找货物储存位置的方法。,方法：固定定位法和随机定位法。,11/26/2024,19,7.3 仓库管理决策常见仓储系统如何选择？,公司必须支付仓储系统的费用，该费用或者是由外部提供仓储服务的企业按费率收取，或者是自营仓库的特定搬运系统产生的内部成本。,公共仓库（考虑存储费、搬运费和附件费用）,使用人工搬运的租赁仓库,使用托盘叉车的自营仓库,自动化搬运的自营仓库,11/26/2024,20,四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,手工搬运,公司仓储成本（元）,年吞吐量,自营仓库,自动搬运,自营仓库,托盘叉车,如何回答？,11/26/2024,21,举例：自动化立体仓库的规划设计,（一）仓库系统简介,自动化立体仓库是通过仓库管理计算机对存储物资进行编码、入库、出库、分拣管理，并自动完成物资的存取及输送。,立体货架,自动存取设备,分拣系统,输送设备,计算机管理与控制,自动化立体仓库系统,11/26/2024,22,立体仓库平面布置图,11/26/2024,23,自动化仓储实例1,山东凤凰医药厂自动立体化仓库,，,实现五个巷道公用一台堆垛机。,11/26/2024,24,自动化仓储实例,2,11/26/2024,25,自动化仓储实例 2,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25米，将货架和库房钢结构合二为一，完成整个系统的整和。,和常规仓库相比较，具有安装周期短，节省投资的特点。,11/26/2024,26,（二）系统结构,整个仓库分为入库区、货物存放区、输送系统、自动分拣系统，而货物存放区又分为固定货架区和旋转货架区。,立体仓库平面布置图,11/26/2024,27,（三）物资管理,图2 出库物资作业流程图,巷道入口,指定货位,旋转货架入货台,入库台,输送系统,订货的货物,巷道堆垛机,货架旋转,分拣装箱,自动分拣,输送系统,自动分拣系统,出货台,巷道口,旋转货架,固定货架,巷道堆垛机,货架旋转到位,图1 入库物资作业流程图,11/26/2024,28,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,11/26/2024,29,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。,11/26/2024,30,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,11/26/2024,31,二、仓库类型：,1、按保管形态分,：普通仓库；恒温仓库；冷藏仓库；露天仓库。,2、按产品流程分：,原料仓库；在制品仓库；成品仓库。,3、按堆放形式分,：无货架仓库；货架仓库（普通货架、移动货,架、流动货架）。,4、按机械化程度分：,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、配送中心：,连接生产和消费的流通部门。,11/26/2024,32,三、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、工序、生产进度安排）,经济订购批量模型（ ）,MRP,精益生产模式（LP）,JIT,ERP,11/26/2024,33,第二节 仓库位置的确定,一、仓库位置合理设置原则：,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。,11/26/2024,34,二、,考虑因素,：,1、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、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）,11/26/2024,35,三、场址选择的分析方法,：,1、地区选择,：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？,11/26/2024,36,2、地点选择：,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。,W,1,W,4,W,3,W,2,P,1,(x,1,1/1),P,3,(x,3,1/3),其基本算式为：,其中：X,i,Y,i,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,11/26/2024,37,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。,11/26/2024,38,二、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。,11/26/2024,39,1、蜂窝型空缺系数的计算（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：,11/26/2024,40,2、通道损失计算,（设叉车通道3米）：,总面积=1+1+3+1+1=7,可利用面积=1+1+1+1=4,则：损失=3/7,3、空缺损失,：,4、总损失：,11/26/2024,41,5、库存容量计算,（设实际需求库容量为1000个货位）,6、仓容利用率（库存评价）：,11/26/2024,42,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。,11/26/2024,43,第四节 库房设计,一、库房设计的主要内容和原则：,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。,11/26/2024,44,3、库房系统形式框图：,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,11/26/2024,45,二、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。,11/26/2024,46,三、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。,11/26/2024,47,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,11/26/2024,48,四、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。,11/26/2024,49,五、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。,11/26/2024,50,六、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,11/26/2024,51,