倉庫布局規(guī)劃設(shè)計方法研究1

1、1傳統(tǒng)倉庫布局方法及存在問題1.1 傳統(tǒng)倉庫布局方法理論倉庫是對貨物進(jìn)行儲存、保管的重要場所，是物流中心和配送中心的核心倉儲要素，也是構(gòu)成整條供應(yīng)鏈和物流網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)，在現(xiàn)代城市和企業(yè)物流體系中發(fā)揮了非常重要的作用。如果由于倉庫布局的不合理而影響了倉儲物流的效率不僅會增加倉庫的物流成本，而且會產(chǎn)生整個供應(yīng)鏈和物流網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，增加社會物流成本，同時減弱倉儲企業(yè)的競爭力。所以建設(shè)倉庫之前，必須對其布局進(jìn)行合理規(guī)劃。倉庫布局規(guī)劃就是在倉庫在供應(yīng)鏈中的位置和物流網(wǎng)絡(luò)中的地位確定后，根據(jù)倉庫建成后的主要貨物貨種和貨物的存貨量以及預(yù)測的各種貨物的周轉(zhuǎn)率等條件，通過對基礎(chǔ)資料的分析，確定倉庫的類型和倉庫的

2、面積、倉庫內(nèi)所需的作業(yè)區(qū)以及各作業(yè)區(qū)的面積和作業(yè)區(qū)在倉庫內(nèi)的布置，在此基礎(chǔ)上再確定倉庫運(yùn)作所需的人員和設(shè)備。倉庫布局規(guī)劃主要包含基本規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃和運(yùn)作規(guī)劃三個層次的規(guī)劃，基本規(guī)劃是對倉庫的初步設(shè)計，確定倉庫的總體規(guī)模和總體布局；詳細(xì)規(guī)劃是對倉庫布局的進(jìn)一步細(xì)化，確定各個作業(yè)區(qū)的具體布局、倉庫內(nèi)動線布置以及倉庫的內(nèi)部布置；運(yùn)作規(guī)劃主要確定倉庫在具體的物流運(yùn)作中針對倉庫的布局所要采取的揀貨、倉儲等策略。倉庫布局規(guī)劃的最終目標(biāo)就是有效的利用空間、設(shè)備、人員和能源，最大程度的減少物料搬運(yùn)，縮短揀貨作業(yè)流程，力求投資最低，進(jìn)貨、出貨、揀貨和儲存四大主要部分協(xié)調(diào)配合，倉庫各種功能柔性化。為人員和設(shè)備提供

3、合理的工作空間。要實(shí)現(xiàn)以上的目標(biāo)就要綜合運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程、工業(yè)工程以及數(shù)學(xué)理論等多種方法，同時做到宏觀與微觀相結(jié)合，將定性分析、定量分析和個人經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來，同時將物流的觀點(diǎn)作為倉庫布局的出發(fā)點(diǎn)，并貫穿在區(qū)域布置的始終。1.2 傳統(tǒng)倉庫布局的一般步驟通常倉庫的布局規(guī)劃主要包括以下的步驟：規(guī)劃資料分析訂單變動趨勢分析物品特性分析儲運(yùn)單位分斤功能區(qū)域設(shè)置方案評價選擇最優(yōu)方案圖1倉庫規(guī)劃布局的一般步驟（設(shè)施設(shè)備選用）1.3 傳統(tǒng)倉庫布局的主要內(nèi)容1.3.1 倉庫作業(yè)功能區(qū)域規(guī)劃倉庫作業(yè)功能區(qū)域規(guī)劃主要確定倉庫建成以后所需要具備的物流功能區(qū)域，是倉庫布局規(guī)劃的基礎(chǔ)。一般來說，倉庫通常包含以下的功能區(qū)

4、域：裝卸貨平臺、進(jìn)貨暫存區(qū)、理貨區(qū)、庫存區(qū)、揀貨區(qū)、補(bǔ)貨區(qū)、分類區(qū)、集貨區(qū)、流通加工區(qū)、出貨暫存區(qū)、退貨處理區(qū)、輔助作業(yè)區(qū)等，功能區(qū)域規(guī)劃就是根據(jù)貨物的種類、貨物作業(yè)需求以及倉庫的特殊要求，確定倉庫建成后需要包含的物流功能以及相應(yīng)的功能區(qū)域。1.3.2 倉庫作業(yè)功能區(qū)域面積規(guī)劃功能區(qū)域面積規(guī)劃主要研究在確定倉庫所需的功能區(qū)域后，計算各個功能區(qū)所需的面積，對新建的倉庫來說，通常需要概算建成后的物流量的要求，通過物流量來預(yù)測所需的功能區(qū)面積。通常有以下一些指標(biāo)：儲存保管作業(yè)區(qū)單位面積作業(yè)量：0.70.9噸/平方米收驗(yàn)貨作業(yè)區(qū)單位面積作業(yè)量：0.20.3噸/平方米揀選作業(yè)區(qū)單位面積作業(yè)量：0.20.

5、3噸/平方米配送集貨作業(yè)區(qū)單位面積作業(yè)量：0.20.3噸/平方米輔助生產(chǎn)區(qū)域的面積是倉庫面積的5%8%通過以上的指標(biāo)就可以概算倉庫各功能區(qū)的面積以及總面積。1.3.3 倉庫作業(yè)區(qū)域能力規(guī)劃在確定作業(yè)區(qū)之后，根據(jù)其功能的設(shè)置，進(jìn)行作業(yè)能力的規(guī)劃。作業(yè)區(qū)能力的規(guī)劃主要包含以下三方面的內(nèi)容：倉儲區(qū)儲運(yùn)能力的規(guī)劃方法：主要有周轉(zhuǎn)率估計法和商品送貨頻率估計法揀貨區(qū)的儲運(yùn)能力規(guī)劃能力平衡分析1.3.4 倉庫物流作業(yè)流程、物流動線設(shè)計倉庫內(nèi)的作業(yè)流程主要包含以下6項(xiàng)內(nèi)容：客戶及訂單管理、入庫作業(yè)、理貨作業(yè)、裝物流動線的選擇與物流作業(yè)流程密切相關(guān)，它決定了物流作業(yè)的在倉庫內(nèi)的連接方式和各種作業(yè)之間的位置關(guān)系，

6、通常包括以下6種物流動線形式：直線型：出/入口在倉庫的相對面，無論訂單大小與揀貨品項(xiàng)多少，均要通過倉庫全程。適合于作業(yè)流程簡單、規(guī)模較小的物流作業(yè)雙直線型：出/入口在倉庫的相對面，但具有兩條通路。適合于作業(yè)流程相似，但有兩種不同的進(jìn)出貨形態(tài)的物流形式鋸齒型：出/入口在倉庫的不同側(cè)面，路線成鋸齒狀，通常適應(yīng)于多排并列的庫存貨架區(qū)內(nèi)U型：出/入口在倉庫的同側(cè)，可根據(jù)進(jìn)出貨頻率大小，將物流量大的物品安排在靠近進(jìn)出口端的儲區(qū)，縮短這些物品的揀貨搬運(yùn)路線分流式：適應(yīng)于批量揀貨的分流作業(yè)集中式：適應(yīng)于因儲區(qū)與物品特性，而把訂單分解在不同區(qū)域揀貨，然后再進(jìn)行集貨的作業(yè)1.3.5 倉庫作業(yè)區(qū)域布置設(shè)計倉庫作業(yè)

7、區(qū)域布置設(shè)計是倉庫布局規(guī)劃的核心環(huán)節(jié)，它決定所需的存儲區(qū)、揀貨區(qū)、進(jìn)貨區(qū)等各個物流功能區(qū)域在倉庫中的位置、各區(qū)域的物流關(guān)系，并確定合理的物流流程。目前，對倉庫作業(yè)區(qū)域進(jìn)行布置設(shè)計主要有三種方法：動線布置法：動線布置法是以倉庫內(nèi)的物流動線形式作為布置的主要依據(jù)。主要包括兩種方式，一種是流程式，首先確定物流配送中心內(nèi)由進(jìn)貨到出貨的主要物流動線形式，并完成物流相關(guān)性分析。在此基礎(chǔ)上，再按作業(yè)流程順序和關(guān)聯(lián)程度配置各作業(yè)區(qū)域位置。即由進(jìn)貨作業(yè)開始進(jìn)行布置，再按物流前后相關(guān)順序按序安排各物流作業(yè)區(qū)域的相關(guān)位置；另一種是關(guān)聯(lián)式，以整個倉庫的作業(yè)配置為主，根據(jù)活動關(guān)聯(lián)分析得出各作業(yè)區(qū)域間的活動流量，各區(qū)域間

8、的流量以線條表示。為避免流量大的區(qū)域間活動經(jīng)過的距離太長，應(yīng)將兩區(qū)域盡量接近。活動相關(guān)性布置法：是根據(jù)各區(qū)域的活動相關(guān)表進(jìn)行區(qū)域布置的方法。首先匯總各個作業(yè)區(qū)的基本資料如作業(yè)流程與面積需求等，然后制作各個作業(yè)區(qū)的作業(yè)關(guān)聯(lián)圖，根據(jù)關(guān)聯(lián)圖的基本資料，選擇與各部門活動相關(guān)性最高的部門區(qū)域先行置入規(guī)劃范圍內(nèi)，再按作業(yè)關(guān)聯(lián)圖中的關(guān)聯(lián)關(guān)系和作業(yè)區(qū)域的重要程度，以此置入布置范圍內(nèi)。圖形構(gòu)建法：此方法與活動相關(guān)性布置法相似，所不同的是活動相關(guān)性布置是以作業(yè)區(qū)間接近程度（定性測量）作為挑選作業(yè)區(qū)的方法，而圖形構(gòu)建法則是以不同作業(yè)間的權(quán)數(shù)總和（定量測量）作為挑選作業(yè)區(qū)的法則。1.3.6 倉庫物流通道和裝卸平臺設(shè)計

9、通道設(shè)計主要是通道設(shè)置和寬度的設(shè)計，通道的正確布置和寬度設(shè)計將直接影響物流效率，影響各物流作業(yè)區(qū)活動高效性、有序性和安全性，通道設(shè)計的主要考慮因素包括：通道形式、搬運(yùn)設(shè)備的型號、尺寸、能力和旋轉(zhuǎn)半徑、儲存貨物尺寸、儲存批量尺寸、儲存區(qū)到進(jìn)出口及裝卸區(qū)的距離等等。裝卸平臺是物料在設(shè)施流通程序的起點(diǎn)和終點(diǎn)，它將物料在室內(nèi)的流通與對外運(yùn)輸結(jié)合在一起，所以它必須與整個設(shè)施系統(tǒng)的效率相匹配，才能保持整個物流系統(tǒng)的高效性，裝卸平臺的設(shè)計主要包括以下個方面的內(nèi)容：裝卸平臺位置選擇裝卸平臺數(shù)量選擇裝卸平臺類型選擇裝卸平臺高度確定1.3.7 倉庫物流設(shè)施設(shè)備設(shè)計物流設(shè)施設(shè)備的設(shè)計主要以功能需求、選用型號和所需數(shù)

10、量等內(nèi)容為主，主要包含以下設(shè)施設(shè)備的選用：容器設(shè)施的選用儲存設(shè)備的選用物料搬運(yùn)設(shè)備的選用訂單揀取設(shè)備的選用流通加工設(shè)備的選用物流配合設(shè)備的選用1.3.8 方案評價方案評價是對多種倉庫布局方案進(jìn)行比較的評價方法，以定性的評價為主目前主要的評價方法包括：優(yōu)缺點(diǎn)列舉法、因素分析法、點(diǎn)評價法、權(quán)值分析法、層次分析法、經(jīng)濟(jì)效益比較法1.4 傳統(tǒng)倉庫布局方法存在問題從以上對傳統(tǒng)倉庫布局方法的描述可以看出，傳統(tǒng)的布局方法在對倉庫進(jìn)行布局時存在以下的問題：1.4.1 傳統(tǒng)布局方法沒有形成對不合理布局的預(yù)知能力傳統(tǒng)布局規(guī)劃設(shè)計方法從初始資料的分析到最終方案的確定的每一個步驟都是以特定的理論為依據(jù)的，最終布局的合

11、理與否也就取決于每一種理論對相應(yīng)的問題描述的準(zhǔn)確性，所以其中任何一個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的誤差都有可能被放大并且導(dǎo)致整個布局方案的不合理。也就是說，傳統(tǒng)的倉庫布局方法沒有充分考慮倉庫建成后可能產(chǎn)生的不合理的布局，沒有形成對不合理布局的預(yù)知能力。同時考慮到倉庫的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本較高，而且一經(jīng)建成就不能輕易修改，傳統(tǒng)的布局方法就會存在較大的資金浪費(fèi)風(fēng)險。1.4.2 傳統(tǒng)布局方法是一種靜態(tài)的布局方法倉庫的能力不能滿足峰值日的發(fā)貨要求，由于揀貨作業(yè)花費(fèi)很多時間，不能滿足發(fā)貨要求，是倉庫布局失敗的兩個主要表現(xiàn)，產(chǎn)生失敗的主要原因是布局方法的靜態(tài)化。傳統(tǒng)的布局方法雖然已經(jīng)考慮了倉庫內(nèi)的物流作業(yè)流程，但在對倉庫進(jìn)行布

12、局時，沒有考慮各個作業(yè)流程的特殊要求以及各個作業(yè)區(qū)內(nèi)部作業(yè)方式會對整個倉庫布局產(chǎn)生的影響，也就說，傳統(tǒng)的布局方式是就布局而布局，是一種靜態(tài)的布局方法，由此導(dǎo)致的后果是：當(dāng)倉庫正式建成運(yùn)作后，倉庫的運(yùn)作和倉庫內(nèi)作業(yè)區(qū)以及通道等設(shè)施的布局會產(chǎn)生較多的沖突，影響整個倉儲物流系統(tǒng)的效率，并可能造成倉庫布局的失敗。1.4.3 傳統(tǒng)布局方法以定性方法為主作為倉庫布局的核心環(huán)節(jié)，倉庫作業(yè)區(qū)域布置的三種方法都是建立在對各個物流作業(yè)區(qū)的相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上的，然而相關(guān)性分析是一種以定性分析為主的方法，這就決定了倉庫的布局存在著較大的主觀因素；另一方面，倉庫布局方案的評價方法目前也是以定性分析為主，同樣也不可避免的

13、存在評價是否客觀的問題。綜合而言，傳統(tǒng)的倉庫布局方法是一種比較合理的方法，但由于以上問題的存在，傳統(tǒng)布局方法產(chǎn)生的布局方案還存在著資金浪費(fèi)、運(yùn)作效率低、運(yùn)作成本高、倉庫物流沖突點(diǎn)多等缺陷，這就嚴(yán)重影響了倉庫布局方法的應(yīng)用，所以迫切需要對傳統(tǒng)布局方法進(jìn)行針對性的改進(jìn)，這就產(chǎn)生了虛擬化倉庫布局方法。2基于仿真技術(shù)的虛擬化倉庫布局方法2.1 虛擬化倉庫布局步驟2.1.1 根據(jù)傳統(tǒng)的布局方法確定初始的布局方案虛擬化的布局方案的初始方案的確定與傳統(tǒng)的布局方法確定初始布局方案的方法基本上是一致的，即通過收集、分析與倉庫建設(shè)相關(guān)的資料，確定倉庫需要具備的物流功能、物流功能區(qū)域的作業(yè)能力和面積、倉庫的物流流程

14、，通過相關(guān)性的分析，確定各個功能區(qū)在倉庫內(nèi)的位置，并合理配置倉庫的通道、裝卸平臺和工作人員及設(shè)備。這一步的主要目的是為后面的仿真提供一個初始的布局方案，是仿真運(yùn)行和評價的基礎(chǔ)，所以初始方案也要盡量做到合理，減少方案評價的工作量。初始方案確定后，將明確以下的基礎(chǔ)資料和設(shè)計結(jié)果：儲存的主要商品類型、貨物數(shù)量、貨物特性和儲存形式及其變化趨勢訂單的品項(xiàng)和數(shù)量及其變化趨勢倉庫內(nèi)具備的功能分區(qū)各個功能區(qū)的作業(yè)能力及功能區(qū)面積各個功能區(qū)在倉庫內(nèi)的布局，包括物流通道的布置和裝卸平臺的設(shè)計倉庫內(nèi)一般的作業(yè)流程倉庫內(nèi)配備的設(shè)備和人員2.1.2 確立合理的算法和假設(shè)條件初步的倉庫布局方案的確定勾勒出倉庫的總體框架，

15、接下來的任務(wù)就是將初步的布局方案在仿真模型中準(zhǔn)確的表達(dá)出來，并對方案進(jìn)行評價。但由于新建倉庫通常存在若干的不確定因素，所以需要借助一系列合理的算法和假設(shè)來對這些不確定因素進(jìn)行模擬，同時盡量簡化問題，因此，算法和假設(shè)條件的合理與否是仿真模型準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵因素之一，在建立算法和假設(shè)的過程中通常需要借鑒其它類似倉庫的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時要借助于概率論等數(shù)學(xué)體系。2.1.3 確立對方案進(jìn)行評價的指標(biāo)體系對倉庫布局方案的評價主要是通過建立指標(biāo)體系來實(shí)現(xiàn)的，評價指標(biāo)主要包括總體的布置評價指標(biāo)、主要作業(yè)區(qū)能力評價指標(biāo)、運(yùn)行評價指標(biāo)和費(fèi)用評價指標(biāo)，每一類指標(biāo)中都包含定量和定性兩方面的指標(biāo)。其中總體布置評價指標(biāo)主要評

16、價各個作業(yè)區(qū)布置的合理性、通道的布置合理性等方面；作業(yè)區(qū)能力評價指標(biāo)主要評價各個作業(yè)區(qū)的面積是否合適、作業(yè)區(qū)的作業(yè)能力以及作業(yè)效率；運(yùn)行評價指標(biāo)主要評價整個倉儲物流的運(yùn)行效率、人員和機(jī)械運(yùn)行流暢性等方面；費(fèi)用評價指標(biāo)主要評價在特定倉庫布局條件下的倉庫初期建設(shè)成本和運(yùn)營成本。2.1.4 對布局方案進(jìn)行仿真以初步設(shè)計的方案為基礎(chǔ)，根據(jù)倉庫布局及算法假設(shè)，同時本著盡可能多的體現(xiàn)和包含評價指標(biāo)的原則，利用仿真軟件對布局方案進(jìn)行仿真。對于一般的仿真來說，仿真的時間是可以任意長的，而且只有經(jīng)過長時間的仿真，才能排除隨機(jī)因素的影響，得到比較客觀的結(jié)果，所以在對倉庫的布局方案進(jìn)行仿真時，仿真的時間通常選擇一個

17、月、一個季度甚至一年。2.1.5 根據(jù)仿真結(jié)果，分析方案的優(yōu)劣在虛擬化倉庫布局方法中，對布局方案的評價通常采用兩種方法：一是直接觀察的方法；二是定量與定性相結(jié)合的指標(biāo)評價方法仿真過程的直接觀察法利用仿真模型的直觀性的特點(diǎn)，在對倉庫的布局進(jìn)行仿真的過程中，直接觀察倉庫內(nèi)物流系統(tǒng)的運(yùn)行效率、運(yùn)行的順暢性，找出比較明顯的瓶頸環(huán)節(jié)。指標(biāo)評價方法通過研究仿真結(jié)束后的評價指標(biāo)，找出倉庫布局的不合理環(huán)節(jié)，找出相對過大和過小的指標(biāo)，如找出作業(yè)能力不足以及過剩太多的作業(yè)區(qū)，成本過大的環(huán)節(jié)，影響物流效率最大的因素，人員和設(shè)備的配備數(shù)量是否合適等。2.1.6 對系統(tǒng)的瓶頸進(jìn)行分析，提出改進(jìn)方案通過對仿真模型的直接觀

18、察和對指標(biāo)的評價，可以分析出影響倉庫內(nèi)物流效率的環(huán)節(jié)、物流設(shè)備和人員配備的滿足率、各作業(yè)區(qū)之間銜接的順暢性、作業(yè)區(qū)作業(yè)能力的滿足率以及增加倉庫運(yùn)營成本的因素等，對產(chǎn)生瓶頸環(huán)節(jié)的因素進(jìn)行分析，并有針對性的提出改進(jìn)方案，通?？紤]的改進(jìn)方案包括：調(diào)整作業(yè)區(qū)間的位置關(guān)系調(diào)整作業(yè)區(qū)內(nèi)部的布局方式調(diào)整作業(yè)區(qū)的形狀改變作業(yè)區(qū)的面積分布調(diào)整作業(yè)區(qū)間的通道尺寸及通道布置調(diào)整出入庫站臺的數(shù)量調(diào)整人員和設(shè)備的配備數(shù)量2.1.7 將改進(jìn)方案帶入仿真模型中，進(jìn)行反復(fù)修正，獲得較優(yōu)方案對方案改進(jìn)后，將倉庫中作業(yè)區(qū)布局的調(diào)整以及各參數(shù)的改變重新體現(xiàn)在仿真模型中，建立新的布局方案的仿真模型，并進(jìn)行仿真，得到新的仿真結(jié)果，然后

19、重復(fù)第5步，對新的方案進(jìn)行評價，如此反復(fù)修正，最終的到符合要求的較優(yōu)的布局方案。虛擬化布局方法的步驟如圖3所示，值得注意的是，虛擬化布局方法雖然在布局手段和評價方法中都有很大的改進(jìn)，但這并不意味著所得的方案是最優(yōu)方案，或者可以說，倉庫布局沒有最優(yōu)方案，只能根據(jù)倉庫布局的實(shí)際要求選擇較為合理的方案。確定初始布局方案圖3虛擬化布局方法步驟2.3虛擬化倉庫布局中的關(guān)鍵問題2.3.1 倉庫布局的算法確立達(dá)及訂單品項(xiàng)數(shù)量的概率分布在倉庫的初步設(shè)計階段，訂單的品項(xiàng)和數(shù)量及其變化趨勢是進(jìn)行倉庫布局設(shè)計的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，已經(jīng)有了定量的描述。為了如實(shí)的在仿真模型中反映訂單的品項(xiàng)和數(shù)量，必須使用合理的算法來模擬訂單

20、的到達(dá)以及每筆訂單的貨物數(shù)量。概率論的模型是描述訂單特性的重要工具，通常，訂單的到達(dá)服從泊松分布，即在一天內(nèi)的某一時段，到達(dá)k0,1,2,)個訂單的概率為：'ke-1P(k)=k!在該時間段內(nèi)訂單到達(dá)的平均值為九。每一訂單中包含的貨物品項(xiàng)服從負(fù)二項(xiàng)分布，即在某一個訂單中包含kr,r+1,r+2)項(xiàng)貨物的概率為:P(k)=(")pr(1.p)J0二p：二1平均每一個訂單包含的貨物品項(xiàng)數(shù)為/個P車輛到達(dá)及每一車輛貨物數(shù)量的概率分布貨物到達(dá)及到達(dá)數(shù)量的概率分布與訂單到達(dá)及訂單品項(xiàng)數(shù)量的概率分布基本一致，即車輛的到達(dá)服從泊松分布，每一輛車的貨物數(shù)量服從負(fù)指數(shù)分布，但分布函數(shù)中的變量值

21、r和p的值不相同。裝卸貨人員和設(shè)備的平均卸貨時間在倉庫作業(yè)中，通常包括以下兩個方面的裝卸貨作業(yè)：對進(jìn)貨和發(fā)貨車輛進(jìn)行的裝卸貨作業(yè)和對倉儲區(qū)的貨架進(jìn)行的裝卸貨作業(yè)。裝卸貨作業(yè)的時間與其它倉儲作業(yè)時間相比較小，而且作業(yè)時間通常都比較接近，即作業(yè)時間的波動較小，所以在仿真中用三角分布來模擬人員和設(shè)備的裝卸貨作業(yè)，其概率密度函數(shù)為:a_x_mm£x三b其它2(x-a)f(x)=(m-a)(b-a)2(b-x)(b-m)(b-a)0在三角分布中，裝卸時間的最大最小值分別為b和a,最有可能值為m,平均值為作業(yè)區(qū)之間貨物搬運(yùn)的時間在倉庫作業(yè)中，貨物的搬運(yùn)占用了大多數(shù)的作業(yè)時間，它貫穿了從進(jìn)貨、存儲

22、、揀貨、加工以及出貨的整個作業(yè)流程。目前倉儲的搬運(yùn)活動大多以人控的搬運(yùn)車輛為主，輔以人力搬運(yùn)，一般來說，搬運(yùn)車輛的速度都是比較穩(wěn)定或者接近于恒定的速度v,而且加速和減速的時間都比較短，可以不考慮。這樣，倉庫內(nèi)貨物搬運(yùn)的時間就只與搬運(yùn)的距離l有關(guān)，只要知道了各個作業(yè)區(qū)之間的距離，就可以估算出在作業(yè)區(qū)之間進(jìn)行一次搬運(yùn)的時間：tv揀貨作業(yè)的時間揀貨作業(yè)的時間與上文提到的作業(yè)區(qū)之間貨物搬運(yùn)的時間不同，它是在倉儲區(qū)和揀貨區(qū)內(nèi)部的作業(yè)時間，揀貨作業(yè)時間可以分為揀取作業(yè)時間和分揀作業(yè)時間揀取作業(yè)時間是指根據(jù)訂單要求，從儲存場所選出貨物，并放置在指定地點(diǎn)的作業(yè)時問。揀取作業(yè)時間的主要時間是根據(jù)訂單在倉儲區(qū)依次

23、揀取貨物的時間，主要包含兩方面：在倉儲區(qū)的移動時間和揀取貨物的時間。這兩方面在上文均已提到，揀取貨物的時間即平均卸貨時間，符合三角分布；在倉儲區(qū)的移動時間主要與移動的距離和揀貨人員和機(jī)械的移動速度有關(guān)，揀貨人員和機(jī)械的移動速度通常是一個定值，所以揀貨作業(yè)在倉儲區(qū)的移動時間主要取決于對訂單進(jìn)行一次揀貨所移動的距離。通常對訂單進(jìn)行揀貨的過程看作為一個占有率問題，即從倉儲區(qū)的m個貨架上按照訂單揀取n件貨物的概率服從多項(xiàng)式分布：PXi=Xi,X2=X2，Xm=Xmn=（1%）PlP2Pm式中：mXi>0,i=1,2,m,ZXi=ni4假設(shè)所揀貨物存在于j個貨架上，揀貨經(jīng)過的最后一個貨架為第l個貨

24、架，1EjElEm這樣通過初步布局中設(shè)定的貨架的長度（di）和寬度（dk）以及通道之間的距離（dt）就可以得到揀取作業(yè)在倉儲取作業(yè)時間的均值：dli2dtEt|n=EJ2j2l|nv2v分揀作業(yè)時間是指對揀選出的貨物按照用戶或配送路線要求進(jìn)行分類集中所需的時間。這一作業(yè)時間與揀貨的方式有關(guān)，在采用按用戶訂單進(jìn)行單一揀選時，由于每次針對同一用戶的需求進(jìn)行揀選，所以可以在貨物揀出后直接將貨物集中在該用戶的貨位上，這樣分揀作業(yè)與揀貨作業(yè)是同步進(jìn)行并完成的；如果采用批量揀貨方式，集中將貨物揀取出來，接下來就要將這些貨物按照不同用戶的需求量進(jìn)行分配，分別放置在各指定的貨位上，這樣分揀作業(yè)就是揀取作業(yè)的后

25、續(xù)作業(yè)，對分揀作業(yè)時間要進(jìn)行單獨(dú)的研究。當(dāng)利用傳送裝置進(jìn)行自動分揀時，分揀作業(yè)的時間主要取決于分揀系統(tǒng)的效率，即每小時能夠分揀的貨物的數(shù)量，這樣，根據(jù)需要分揀的貨物的數(shù)量就可以推算出分揀的時間。當(dāng)使用人力揀貨時，也存在一個平均的分揀效率，同樣可以根據(jù)分揀貨物的數(shù)量估算出分揀作業(yè)的時間。假設(shè)分揀機(jī)械或人力的分揀效率為p,則分揀n件貨物的時間就是：T=口P需要加工的貨物比例及加工的平均時間在倉庫中，不是每一件貨物在出庫前都需要進(jìn)行加工的，在對倉庫布局進(jìn)行初步設(shè)計時根據(jù)貨物的特性，只有部分貨物需要進(jìn)一步的加工。對需要加工貨物的比例的確定沒有一種精確的方法，只能根據(jù)預(yù)測的倉庫中的貨物種類和數(shù)量，結(jié)合類

26、似的倉庫內(nèi)的需要加工的貨物比例定性的加以確定。倉庫的貨物加工基本上都是以貨物的包裝為主，對包裝這樣的加工時間主要取決于兩個方面：一是貨物的種類，決定了貨物包裝的難易程度；二是加工人員的熟練程度，決定了包裝的快慢。因此，對于同一種貨物，加工的時間只取決于加工人員的熟練程度，對于熟練工來講，這一時間趨于穩(wěn)定，所以貨物的加工時間也可以用三角分布來表示。其它輔助作業(yè)時間倉庫內(nèi)的其它輔助作業(yè)包括訂單的接受和處理作業(yè)、貨物的檢驗(yàn)作業(yè)、存貨的查詢作業(yè)、設(shè)備的維修保養(yǎng)作業(yè)等，這些作業(yè)的時間通常是非常隨機(jī)和不確定的，而且通常是和倉庫內(nèi)的其它作業(yè)同步進(jìn)行的，所以不對這些作業(yè)時間進(jìn)行深入的研究，在需要使用時，將這些

27、作業(yè)時間以定值處理。2.3.2評價指標(biāo)體系的確立(1)總體的布置評價倉庫空間利用率倉儲空間利用率指標(biāo)P是指倉庫內(nèi)目前利用的空間(包括作業(yè)區(qū)空間和通道空間)占倉庫總空間的比例。通常在倉庫中比較合理的布局是盡可能多的使用倉庫空間，但這并不意味著倉庫空間達(dá)到100%的利用率是最好的，在倉庫的布局中，還要考慮為今后的發(fā)展預(yù)留的作業(yè)區(qū)空間以及為了工作人員工作的舒適性和安全性而設(shè)置的額外空間，所以倉庫的利用率通常在一定的范圍內(nèi)倉庫設(shè)計的作業(yè)空間倉庫總空間倉庫布置的清晰度倉庫布置的清晰度指標(biāo)是指倉庫各功能區(qū)的形狀及布局合理性的指標(biāo)，以盡量避免類似蜂窩狀的空間浪費(fèi)和由于作業(yè)區(qū)布置太近而產(chǎn)生的物流不暢，倉庫布置

28、的清晰度指標(biāo)通常用下式表?。呵逦戎笜?biāo)=£作業(yè)區(qū)的面積m作業(yè)區(qū)的形狀比例0.5作業(yè)區(qū)的數(shù)量其中：作業(yè)區(qū)的形狀比例=作業(yè)區(qū)的最短邊長/最長邊長通道布置合理性倉庫內(nèi)通道主要包括兩種類型，一種是各個作業(yè)區(qū)間物料移動的通道，另一種是分布在作業(yè)區(qū)內(nèi)部的物流通道。通道設(shè)計的目的是使倉儲機(jī)械和人員在倉庫內(nèi)自由、高效的移動，并且盡量避免沖突和盲角以及減少所占有的空間。所以在對通道布置進(jìn)行評價時主要考慮以下內(nèi)容：1）通道服務(wù)的作業(yè)區(qū)面積；2）到達(dá)作業(yè)區(qū)的簡易性3）到達(dá)同一作業(yè)區(qū)的可選路徑4）交叉點(diǎn)數(shù)量5）作業(yè)區(qū)的形狀考慮以上的內(nèi)容，對通道系統(tǒng)進(jìn)行評價的指標(biāo)應(yīng)包括：通道的服務(wù)面積=通道系統(tǒng)所服務(wù)的總的面

29、積/通道總長度；作業(yè)區(qū)的形狀比例=作業(yè)區(qū)的最短邊長/最長邊長；通道系統(tǒng)交叉點(diǎn)的總數(shù)。通道的評價指標(biāo)=倉庫內(nèi)作業(yè)區(qū)的平均形狀下列交叉點(diǎn)的總數(shù)總的通道長度/倉庫的周長（2）主要作業(yè)區(qū)能力評價倉儲作業(yè)區(qū)倉儲作業(yè)區(qū)是倉庫內(nèi)保管貨物的主要作業(yè)區(qū)，倉儲區(qū)主要考慮最大限度的利用空間，最有效的利用勞動力和設(shè)備，最安全和經(jīng)濟(jì)的搬運(yùn)貨物以及最良好的保護(hù)和管理貨物，因此，對倉儲區(qū)進(jìn)行評價將主要考慮倉儲區(qū)面積率、倉儲容量利用系數(shù)、單位面積儲存量等指標(biāo)。倉儲區(qū)面積率=倉儲區(qū)的面積/倉庫的總面積倉儲容量利用系數(shù)=年平均日存儲量/最大倉儲容量倉儲量超過倉儲容量的時段單位面積儲存量=日均儲存量/倉儲區(qū)的面積揀貨作業(yè)區(qū)揀貨作業(yè)

30、區(qū)是倉庫內(nèi)的核心作業(yè)區(qū)，通常與倉儲作業(yè)區(qū)緊密聯(lián)系，從倉儲區(qū)揀取貨物并集中到揀貨作業(yè)區(qū)進(jìn)行分揀等一系列作業(yè)。揀貨作業(yè)區(qū)要考慮揀貨的搬運(yùn)距離和揀貨效率，揀貨作業(yè)的有序性，揀貨設(shè)備和人員的利用率，由此，對揀貨作業(yè)區(qū)進(jìn)行評價的指標(biāo)通常包括訂單的平均揀貨時間、單一訂單的最長和最短揀貨時間、日平均揀貨數(shù)、單位面積揀貨量、平均一次揀貨的揀貨量、揀貨作業(yè)區(qū)飽和度等。訂單的平均揀貨時間=揀取n張訂單貨物的總時間/訂單數(shù)n單一訂單的最長和最短揀貨時間日平均揀貨量=研究期t內(nèi)揀取的貨物總數(shù)/揀取時間t單位面積揀取效率=日平均揀貨量/揀貨區(qū)面積平均一次揀貨的揀貨量=揀貨總量/揀貨次數(shù)揀貨作業(yè)區(qū)飽和度=日平均揀貨量/日

31、揀貨能力進(jìn)出貨作業(yè)區(qū)倉庫的進(jìn)出貨作業(yè)區(qū)是倉庫對外聯(lián)系的窗口，在進(jìn)出貨作業(yè)區(qū)要盡量減少作業(yè)的人員并保證裝卸作業(yè)的正常進(jìn)行，盡可能減少作業(yè)的空間，減少汽車的等待時間，所以在進(jìn)出貨作業(yè)區(qū)要考慮平均每筆貨物的收（發(fā)）時間、站臺利用率、貨運(yùn)車輛平均排隊(duì)長度和最大排隊(duì)長度、收發(fā)暫存區(qū)利用率等指標(biāo)。平均每筆貨物的收（發(fā)）時間=收（發(fā)）貨時間總和/收（發(fā)）貨總筆數(shù)站臺利用率=站臺進(jìn)行有汽車?？康臅r間/站臺開放總時間貨運(yùn)車輛平均排隊(duì)長度和最大排隊(duì)長度收發(fā)暫存區(qū)利用率=咱存區(qū)的平均存貨量/存貨能力加工作業(yè)區(qū)加工作業(yè)區(qū)通常包裝和簡單的加工等作業(yè)，在加工作業(yè)區(qū)要盡可能減少作業(yè)的時間，避免產(chǎn)生倉儲作業(yè)的瓶頸，因此，加工

32、作業(yè)區(qū)主要考慮日平均加工貨物數(shù)、日平均加工作業(yè)時問、加工作業(yè)區(qū)飽和度等指標(biāo)。日平均加工貨物數(shù)=研究時段內(nèi)加工貨物總數(shù)/研究時段日平均加工作業(yè)時間=日平均加工貨物數(shù)x單件貨物的平均加工時間加工作業(yè)區(qū)飽和度=日平均加工貨物數(shù)/日平均加工能力各作業(yè)區(qū)作業(yè)時間的比重作業(yè)區(qū)作業(yè)時間比重這一指標(biāo)的引入是為了評價倉庫內(nèi)各主要作業(yè)的時間消耗，以此來尋找較少作業(yè)時間的途徑，通常主要考慮揀貨作業(yè)、進(jìn)出貨作業(yè)和加工作業(yè)等。某作業(yè)的作業(yè)時間比重=該作業(yè)的日平均作業(yè)時間/倉庫的日作業(yè)總時間（3）運(yùn)行評價倉庫日處理的物流量這一指標(biāo)是用來評價倉庫的作業(yè)效率和作業(yè)能力的指標(biāo)，也是評價倉庫布局優(yōu)劣和運(yùn)行效率的重要指標(biāo)。倉庫日處

33、理物流量=研究期處理的物流總量/研究期的工作倉庫的運(yùn)作天數(shù)各作業(yè)區(qū)間的搬運(yùn)時間和搬運(yùn)密度搬運(yùn)時間和搬運(yùn)密度指標(biāo)是評價倉庫中各作業(yè)區(qū)間物料流動的頻率及流動效率的重要指標(biāo)，同時也是評價物流通道系統(tǒng)的分布及容量的重要指標(biāo)。主要指標(biāo)如下：貨物搬運(yùn)密度=作業(yè)區(qū)間的距離X作業(yè)區(qū)間的貨物流量搬運(yùn)的平均時間時間=作業(yè)區(qū)間的距離/搬運(yùn)機(jī)械的平均速度單位時間在作業(yè)區(qū)間的搬運(yùn)車輛密度=單位時間的貨流量/作業(yè)區(qū)間的搬運(yùn)能力設(shè)備和人員數(shù)量及利用率設(shè)備和人員數(shù)量及利用率指標(biāo)是用來評估人員和機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)配置的合理性，主要指標(biāo)如下：人員及各種作業(yè)設(shè)備的數(shù)量機(jī)械設(shè)備利用系數(shù)=機(jī)械設(shè)備的全年平均小時作業(yè)量/額定小時作業(yè)量設(shè)備時間

34、利用率=設(shè)備實(shí)際作業(yè)工時數(shù)/設(shè)備額定作業(yè)時數(shù)全員勞動生產(chǎn)率=全年貨物出入庫總量/全員年工日總數(shù)分作業(yè)區(qū)設(shè)備和人員的利用率=設(shè)備和人員平均日工作忙碌時間/平均日工作時間(3)費(fèi)用評價初期建設(shè)費(fèi)用倉庫的初期建設(shè)費(fèi)用主要包括倉庫的征地費(fèi)用、基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用、設(shè)備的購置費(fèi)用等，這一部分費(fèi)用在倉庫的初期建設(shè)階段發(fā)生，并在運(yùn)作過程中保持為定值。運(yùn)營費(fèi)用對倉庫布局合理性進(jìn)行評價的總目標(biāo)就是尋求上文所提到的倉庫物流效率和其運(yùn)營成本的平衡，所以運(yùn)營成本是對倉庫評價的重要指標(biāo)。通常考慮的指標(biāo)包括：主要的搬運(yùn)和傳送設(shè)備單位距離的費(fèi)用和平均每天的運(yùn)營費(fèi)用倉庫工作人員平均每天的工資費(fèi)用主要設(shè)備每年的折舊費(fèi)用主要設(shè)備每

35、年的保養(yǎng)和維修費(fèi)用表1倉庫布局的評價指標(biāo)體系倉庫布局的評價指標(biāo)體系總體的布置評價指標(biāo)倉庫空間利用率空間利用率倉庫布面的清晰度清晰度指標(biāo)通道布置合理性通道的服務(wù)面積作業(yè)區(qū)的形狀比例通道系統(tǒng)交叉點(diǎn)的總數(shù)道綜合評價指標(biāo)主要作業(yè)區(qū)能力評價指標(biāo)倉儲作業(yè)區(qū)倉儲區(qū)面積率倉儲容量利用系數(shù)量倉儲量超過倉儲容量的時段單位面積儲存量揀貨作業(yè)區(qū)訂單的平均揀貨時間單一訂單的最長和最短揀貨時間日平均揀貨量單位面積揀貨量平均一次揀貨的揀貨量揀貨作業(yè)區(qū)飽和度進(jìn)出貨作業(yè)區(qū)平均每筆貨物的收（發(fā)）時間站臺利用率貨運(yùn)車輛平均排隊(duì)長度和最大排隊(duì)長度收發(fā)暫存區(qū)利用率加工作業(yè)區(qū)日平均加工貨物數(shù)日平均加工作業(yè)時間加工作業(yè)區(qū)飽和度各作業(yè)區(qū)作業(yè)

36、時間的比重某項(xiàng)作業(yè)的作業(yè)時間比重運(yùn)行評價指標(biāo)倉庫日處理的物流量倉庫日處理物流量各作業(yè)區(qū)間的搬運(yùn)時間和搬運(yùn)密度貨物搬運(yùn)密度搬運(yùn)的平均時間時間單位時間在作業(yè)區(qū)間的搬運(yùn)車輛密度設(shè)備和人員數(shù)量及利用率人員及各種作業(yè)設(shè)備的數(shù)量機(jī)械設(shè)備利用系數(shù)設(shè)備時間利用率全員勞動生產(chǎn)率分作業(yè)區(qū)設(shè)備和人員的利用率費(fèi)用評價指標(biāo)初期建設(shè)費(fèi)用征地費(fèi)用基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用設(shè)備的購置費(fèi)用營運(yùn)費(fèi)用主要的搬運(yùn)和傳送設(shè)備單位跑離的費(fèi)用和平均每天的運(yùn)營費(fèi)用倉庫工作人員平均每天的工資費(fèi)用主要設(shè)備每年的折舊費(fèi)用主要設(shè)備每年的保養(yǎng)和維修費(fèi)用2.4虛擬化倉庫布局實(shí)例仿真虛擬化的倉庫布局方法為物流企業(yè)提供了快速、有效的倉儲布局的方法，特別是當(dāng)傳統(tǒng)的倉

37、儲企業(yè)需要新建或改建倉庫，使用虛擬化布局方法可以為企業(yè)節(jié)約大量的建設(shè)資金，同時通過仿真驗(yàn)證了倉庫布局的可行性。下面就以河南省主要提供家電物流服務(wù)的傳統(tǒng)倉儲企業(yè)為例，對倉庫進(jìn)行合理布局進(jìn)行仿真研究。2.4.1 模型簡介假設(shè)該倉儲企業(yè)要新建一家電倉庫，該倉庫主要具備以下功能：公司的產(chǎn)成品和零配件的儲存保管承擔(dān)本區(qū)域的家電配送業(yè)務(wù)部分產(chǎn)品的包裝或加固包裝倉庫內(nèi)儲存的貨物主要包括電冰箱、洗衣機(jī)、電視機(jī)、空調(diào)、微波爐以及它們的零配件等生產(chǎn)元件，預(yù)計倉庫建成后幾種電器的年周轉(zhuǎn)量（吞吐量）分別為：30000件、40000件、50000件、60000件、30000件，零部件共15種，年周轉(zhuǎn)總量（吞吐量）為：9

38、0000件。每種產(chǎn)品的年周轉(zhuǎn)次數(shù)為1215次，零配件的周轉(zhuǎn)次數(shù)為1520次，每種產(chǎn)品平均單件產(chǎn)品占有的倉儲面積為：1.5、1.6、1.8、1.1、0.2,電冰箱、洗衣機(jī)、電視機(jī)由于體積較大，通常以單品的方式進(jìn)行存儲；空調(diào)分產(chǎn)品類型，部分以單品堆放的形式，部分放置在貨架上進(jìn)行存儲；微波爐以托盤的形式在貨架上存儲；零部件采用托盤或箱子在貨架存儲的方式。部分產(chǎn)品的訂單有明顯的季節(jié)性變動，仿真模型主要選取旺季一月進(jìn)行模擬，以主要對倉庫的布局方案進(jìn)行分析評價。2.4.2 倉庫功能區(qū)及能力確定由以上的資料可以得出倉庫需要以下的功能區(qū)：進(jìn)貨區(qū)、進(jìn)貨暫存區(qū)、倉儲區(qū)（包括平面堆放區(qū)和貨架存儲區(qū)）、加工區(qū)、發(fā)貨暫

39、存區(qū)、發(fā)貨區(qū)以及輔助作業(yè)區(qū)。各功能區(qū)能力和面積如下論述。進(jìn)（出）貨作業(yè)和暫存區(qū)面積根據(jù)各種貨物年周轉(zhuǎn)量估算貨物平均每天的進(jìn)（出）貨量，假設(shè)倉庫每天工作12小時，上午和下午各有三個小時的進(jìn)（出）貨時間，則暫存區(qū)平均每天的進(jìn)貨時間有6個小時，進(jìn)出貨次數(shù)約為510次，由此可以得出倉庫的進(jìn)（出）貨暫存區(qū)作業(yè)能力及面積：進(jìn)（出）貨暫存區(qū)能力=峰值系數(shù)X平均每天的進(jìn)（出）貨量/進(jìn)（出）貨次數(shù)進(jìn)（出）貨暫存區(qū)面積=進(jìn)（出）貨暫存區(qū)能力X單位產(chǎn)品占用的面積由平均每天的進(jìn)（出）貨量和單位站臺單位時間平均裝卸的貨物數(shù)量得出：倉庫的站臺數(shù)=平均每天的進(jìn)（出）貨量/（6X單位站臺的裝卸效率）其中峰值系數(shù)就是指進(jìn)出庫產(chǎn)

40、品的季節(jié)性變化表2進(jìn)（出）貨作業(yè)和暫存區(qū)面積電冰箱洗衣機(jī)電視機(jī)空調(diào)微波爐零配件總量平均每天的進(jìn)（出）貨量（件）8311013716583247峰值系數(shù)1.41.11.11.61.11.05進(jìn)（出）貨暫存區(qū)能力（件）152025381837進(jìn)（出）貨暫存區(qū)面積（m2）121420234376單位站臺裝卸效率（件/小時）3040404550150倉庫的進(jìn)（出）站臺數(shù)0.460.460.570.610.270.273倉儲作業(yè)區(qū)能力和面積倉儲作業(yè)區(qū)分為兩個區(qū)域：平面堆放區(qū)和貨架存儲區(qū)，根據(jù)各種貨物的周轉(zhuǎn)量和估計的周轉(zhuǎn)次數(shù)，便可以估算出每種貨物需要的堆放區(qū)和貨架區(qū)的倉儲容量：某一貨物所需倉容量（堆放區(qū)或

41、貨架區(qū)）=峰值系數(shù)x該貨物的年轉(zhuǎn)運(yùn)量/周轉(zhuǎn)次數(shù)表3倉儲作業(yè)區(qū)能力和面積電冰箱fem電視機(jī)空調(diào)微波爐零配件總量周轉(zhuǎn)次數(shù)252018201525峰值系數(shù)1.05111.111堆放區(qū)倉容量（件）10081400833825面積(m2)8069806674952948貨架區(qū)倉容量（件）2526001945247520003600面積（m2）40843112978043856加工包裝作業(yè)區(qū)能力和面積由于此倉庫的加工作業(yè)區(qū)只進(jìn)行簡單的包裝作業(yè)，所以加工作業(yè)面積較小表5加工作業(yè)區(qū)能力和面積電冰箱fem電視機(jī)空調(diào)微波爐零配件后、里所需加工的比例0.10.10.10.120.120.20加工作業(yè)區(qū)的積1.41.

42、41.66.33.212.026輔助作業(yè)區(qū)能力和面積輔助作業(yè)區(qū)域的面積是倉庫面積的5%8%綜合考慮各個功能區(qū)的影響因素，各個功能區(qū)的面積取值如下圖:表7各功能區(qū)面積表功能區(qū)域進(jìn)貨暫存區(qū)平聞堆放區(qū)貨架存儲區(qū)加工包裝區(qū)發(fā)貨暫存區(qū)輔助作業(yè)區(qū)和通道10030001000501203502.4.3 作業(yè)流程根據(jù)該倉庫的貨物特性和倉庫的功能區(qū)設(shè)置，倉庫的主要作業(yè)流程如圖4所示:圖4倉庫的物流作業(yè)流程2.4.4 區(qū)域布置通過以上基礎(chǔ)資料的分析、功能區(qū)域以及作業(yè)流程的確定，初步選擇出入口位于倉庫同側(cè)的U形動線，確定倉庫的初步布局方案圖5所示。匚田堆存區(qū)匚揀貨及分揀區(qū)1進(jìn)貨驗(yàn)UJ攵暫存區(qū)（日J(rèn)普存口包裝及出貨J

43、防區(qū)“1.輔助作業(yè)區(qū)進(jìn)貨站臺機(jī)動站臺圖5倉庫初步方案出貨站臺3.倉庫運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計理論及其仿真研究3.1 倉庫運(yùn)行系統(tǒng)界定所謂倉庫物流的運(yùn)行系統(tǒng)是指完成倉庫布局后，倉庫內(nèi)與物流相關(guān)的進(jìn)貨、搬運(yùn)、倉儲、揀貨、理貨、補(bǔ)貨、發(fā)貨和訂單處理等一系列作業(yè)環(huán)節(jié)的具體操作和運(yùn)作的過程。倉庫的物流運(yùn)行系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)都包含了許多子環(huán)節(jié)，而且在運(yùn)作過程中各個環(huán)節(jié)既相互聯(lián)系，又相互制約，同時因倉庫布局的不同產(chǎn)生不同的策略選擇。所以在倉庫設(shè)計中，倉庫物流運(yùn)行系統(tǒng)和倉庫布局是密切聯(lián)系在一起的。倉庫布局是倉庫物流運(yùn)行的基礎(chǔ)，而倉庫物流運(yùn)行系統(tǒng)的確定又反作用于倉庫布局，對原有的布局進(jìn)行適度的調(diào)整。倉庫布局是倉庫物流運(yùn)行的基

44、礎(chǔ)倉庫布局提供了一個物流運(yùn)作的平臺，在運(yùn)作過程中，無論是倉儲貨位的分配還是揀貨方式的選擇，首先要考慮的就是倉庫中各個功能區(qū)的面積及分布，所以說，倉庫布局是倉庫內(nèi)各種物流運(yùn)行策略確定的基礎(chǔ)。倉庫物流運(yùn)行系統(tǒng)反作用于倉庫布局倉庫物流運(yùn)作的每一個環(huán)節(jié)都考驗(yàn)著倉庫布局，由于倉庫布局的一些不合理方面會在倉庫物流運(yùn)作系統(tǒng)中顯露出來，只有符合倉庫物流實(shí)際運(yùn)作的倉庫布局才是真正合理的布局，通過物流的運(yùn)作，可以反作用于倉庫布局，對倉庫布局進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。經(jīng)相關(guān)資料統(tǒng)計，物流成本約占商品最終售價的30%,其中包括配送、搬運(yùn)和儲存等成本。在倉庫的作業(yè)中，揀貨作業(yè)占用了倉庫中50%以上的勞動力和整個物流作業(yè)35%40

45、%左右的時間，揀貨成本占整個倉庫運(yùn)作成本的60%以上，高于倉庫內(nèi)其它堆疊、裝卸和運(yùn)輸?shù)瘸杀镜目偤?，是倉庫運(yùn)作系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。在倉庫布局基本確定的條件下，揀貨作業(yè)本身不僅涉及揀貨方式和路徑的選擇，還與倉儲貨位布置、設(shè)備和人員的配備等其它因素有著密切的聯(lián)系，揀貨作業(yè)幾乎覆蓋了整個倉庫運(yùn)作系統(tǒng)，所以倉庫物流運(yùn)行系統(tǒng)的研究將以揀貨系統(tǒng)為核心，主要研究揀貨作業(yè)的策略選擇以及與揀貨相關(guān)的各項(xiàng)因素。通過對倉庫揀貨系統(tǒng)的研究，將主要實(shí)現(xiàn)以下的目標(biāo)：在現(xiàn)存的倉庫布局條件下考察揀貨系統(tǒng)的運(yùn)作，從而修正不合理的倉庫布局因素設(shè)計高效率、低成本的揀貨系統(tǒng)，分析比較揀貨作業(yè)相關(guān)環(huán)節(jié)采取措施的優(yōu)劣在倉庫物流的實(shí)際操作中，利

46、用仿真方法來確定并指導(dǎo)揀貨系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的運(yùn)作為了實(shí)現(xiàn)揀貨系統(tǒng)高效率和低成本的目標(biāo)，通常要考慮以下的原則和方法：揀貨區(qū)、存儲區(qū)以及出入口位置合理布局減少各揀貨路線之間的沖突采用合理的揀貨策略確定合理的揀貨路徑提高保管效率，充分利用存儲空間人員和設(shè)備配備充足，配合良好、供需平衡3.2 倉庫運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)理論揀貨作業(yè)幾乎覆蓋了倉庫內(nèi)的所有物流活動，其主要的影響因素包括：儲存和揀貨單位倉儲貨位的分配方式不同貨種的揀貨方式選擇揀貨路徑的確定方法設(shè)備和人員的配備搬運(yùn)車輛停放點(diǎn)位置的選擇等以上的影響因素中，對揀貨作業(yè)影響最大、最主要的考慮因素包括三個：一是揀貨方式的選擇，二是揀貨路線的確定，三是倉儲策略的

47、選擇3.2.1 揀貨作業(yè)的流程和揀貨單位揀貨作業(yè)就是根據(jù)倉庫訂單中對不同種類、數(shù)量的商品的需求，在倉庫中進(jìn)行集中的作業(yè)過程。主要包括生成揀貨單、行走或搬運(yùn)、揀取和分類與集中等幾個環(huán)節(jié)，如圖6所示。信息流物流圖6揀貨作業(yè)流程揀貨作業(yè)的單位主要分為托盤、箱和單品。單品。揀貨的最小單位。單品可由箱中取出，可以用一只手進(jìn)行揀貨。箱。由單品所組成，可由托盤上取出，用人手時必須用雙手進(jìn)行揀貨。托盤。由箱疊積而成，無法用人手直接搬運(yùn)，必須利用堆垛機(jī)或拖板車等機(jī)械設(shè)備。特殊品。體積大、形狀特殊，無法按托盤、箱歸類，或必須在特殊條件下作業(yè)者，如大型家具、桶裝油料、長桿形貨物、冷凍貨品等，都屬于具有特殊的商品特性

48、，揀貨系統(tǒng)的設(shè)計將嚴(yán)格受到限制。揀貨單位是根據(jù)訂單分析結(jié)果而決定的。如果訂貨的最小單位是箱，則揀貨單位最少是以箱為單位。對于大體積、形狀特殊的無法按托盤和箱來歸類的特殊商品，則用特殊的揀貨方法。庫存的每一品項(xiàng)皆需作以上的分析，以判斷揀貨的單位，但一些品項(xiàng)可能因?yàn)樾枰袃煞N以上的揀貨單位，則針對每一種情況進(jìn)行分區(qū)處理。3.2.2 揀貨作業(yè)的評價指標(biāo)揀貨系統(tǒng)設(shè)計的最終目標(biāo)是使揀貨作業(yè)的效率高、時間少而成本低，同時設(shè)備和人員達(dá)到合理的利用率。所以對揀貨系統(tǒng)進(jìn)行評價的主要指標(biāo)應(yīng)包括時間指標(biāo)和成本指標(biāo)。(1) 揀貨時間提高揀貨系統(tǒng)的效率的根本點(diǎn)在于縮短揀貨的時間，揀貨時間是最能反映揀貨作業(yè)的處理能力的

49、指標(biāo)，通常情況下，揀貨的時間包括：揀貨員到貨架的時間尋找貨物的時間取出貨物的時間拿回貨物的時間對貨物進(jìn)行集中或分類的時間揀貨時間就是以上五項(xiàng)時間的總和，對揀貨系統(tǒng)的時間進(jìn)行評價時，最重要的是揀貨的總時間盡可能少。其次，還要考慮一些與時間有關(guān)的一些指標(biāo):單位時間處理訂單數(shù)：揀貨系統(tǒng)單位時間處理訂單的能力單位時間處理訂單數(shù)=訂單數(shù)重每日揀貨時數(shù)工作天數(shù)單位時間揀貨品項(xiàng)數(shù)：揀貨系統(tǒng)單位時間處理的品項(xiàng)數(shù)的什珀化幣新訂單數(shù)量M每件訂單平均品項(xiàng)數(shù)單位時間揀貨品項(xiàng)數(shù)=每日揀貨時數(shù)工作天數(shù)單位時間揀貨次數(shù)：揀貨所付出的勞動力多少的程度單位時間揀貨次數(shù)二每靠需計U天數(shù)單位時間揀貨體積數(shù)：單位時間物流體積揀貨量單

50、位時間揀貨體積數(shù)=每日U數(shù)(2)揀貨成本由于揀貨成本占據(jù)了倉庫的絕大部分成本，所以倉庫成本降低的核心是降低揀貨成本。揀貨成本主要包括:人工成本，直接或間接揀貨工時成本。揀貨設(shè)備折舊和運(yùn)行成本，儲存、搬運(yùn)和計算機(jī)信息處理等設(shè)備折舊費(fèi)。對成本的評價主要采用以下指標(biāo):每筆訂單投入的揀貨成本=每揀貨單位投入的揀貨成本=揀貨投入成本訂單數(shù)量揀貨投入成本揀貨單位累計總件數(shù)單位體積投入的揀貨成本=黑瀛!3.3.3揀選策略(1)揀選策略的定性比較揀貨策略的優(yōu)劣是影響揀貨效率的重要因素，在決定采取何種揀貨策略時，首先要考慮貨物的特性、貨物的儲存和揀貨單位、儲存方式、各種揀貨方式的優(yōu)缺點(diǎn)以及適應(yīng)范圍和揀貨的設(shè)備等

51、等。最常用的兩種揀貨策略是單一訂單揀貨和訂單分批揀貨，另外還有訂單分割揀貨、揀貨員分區(qū)揀貨等。單一訂單揀貨單一訂單揀貨是針對每一張訂單，揀貨員巡回在倉庫問，將客戶所需的產(chǎn)品逐項(xiàng)從倉庫中挑出的方法，是較為傳統(tǒng)的揀貨方法。訂單分批揀貨訂單分批揀貨是為了提高揀貨效率而將多張訂單集合成一批，依商品的類別將數(shù)量相加后再進(jìn)行揀貨，之后按客戶訂單作分類處理。訂單分批揀貨不僅縮短了揀取時平均行走搬運(yùn)的距離，也減少了重復(fù)尋找儲位的時間，使揀貨效率提高，分批揀貨特別適應(yīng)于品項(xiàng)數(shù)量少而訂單數(shù)量大的系統(tǒng)，愈是少量多次的配送，批量揀取就愈有效。對訂單進(jìn)行分批揀貨同時也會帶來訂單分類的復(fù)雜性、訂單延遲等一系列問題，所以在

52、進(jìn)行訂單分批時還要考慮以下因素影響：一是訂單延遲的成本，二是可得的暫存空間，三是訂單變化的柔性，四是訂單中所有貨物都在庫存中的可能性。訂單分割揀貨當(dāng)一張訂單所定購的商品項(xiàng)目較多，或欲設(shè)計一個快速處理的揀貨系統(tǒng)時，為了能在短時間內(nèi)完成揀貨處理，應(yīng)將訂單切成若干割訂單，交由不同的揀貨人員同時進(jìn)行揀貨作業(yè)以便加速揀貨。揀貨員分區(qū)揀貨揀貨員分區(qū)揀貨是指將庫存分為幾個不同的揀貨區(qū)，每一個揀貨區(qū)都有相應(yīng)的揀貨人員，在本區(qū)內(nèi)揀取貨物，然后將各區(qū)揀取的貨物進(jìn)行集中揀貨方法，分區(qū)方式可分為揀貨單位分區(qū)、揀貨方式分區(qū)及工作分區(qū)。各種揀貨策略的適應(yīng)范圍和優(yōu)缺點(diǎn)如表9所示。通常情況下，在根據(jù)訂單進(jìn)行揀貨時,以上各種揀

53、貨的方法可以配合使用，使得揀貨的效率進(jìn)一步提高，如訂單分割策略和揀貨員分區(qū)揀貨通常可以結(jié)合使用，分區(qū)揀貨和分批策略策略通常也可以同時使用。當(dāng)各種揀貨策略配合使用時，通常要考慮訂單中的貨物品種組成，訂單中貨物在倉儲區(qū)中的分布以及每一種訂單的單獨(dú)揀貨時間表8各種揀貨策略的適應(yīng)范圍及優(yōu)缺點(diǎn)比較揀貨方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適應(yīng)范圍單一訂單揀貨作業(yè)方法簡單前置時間短作業(yè)人員責(zé)任明確保持了訂單的完整性商品品項(xiàng)多時，揀貨行走路徑加長，揀貨效率低揀貨區(qū)域大，搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計困難適合少品種、大批量的客戶訂貨，訂單大小差異大，訂單數(shù)量變化頻繁，后季節(jié)性趨勢訂單分批揀貨符合一般倉庫貨物的實(shí)際縮短揀貨時行走搬運(yùn)距離，增加單位時間揀貨量對訂單無法做到及時反應(yīng)產(chǎn)生貨物的停滯時間增加了分類環(huán)節(jié)喪失了訂單的完整性適應(yīng)于訂單大小變化小，訂單數(shù)量穩(wěn)定，且貨品外形體積較規(guī)則訂單分割揀貨加速揀貨速度與分區(qū)策略結(jié)合，合理分配資源增加了集中環(huán)節(jié)和訂單處理難度增加了揀貨的出錯率適應(yīng)于訂單的品項(xiàng)數(shù)多、單一訂單的訂貨數(shù)量較多，通常與分區(qū)策略結(jié)合揀貨員分區(qū)揀貨揀