第七章仓储系统规划

第七章储存系统规划参考文献[1]罗纳德·巴罗.企业物流管理[M].北京：机械工业出版社，2002.[2]蔡临宁.物流系统规划[M].北京：机械工业出版社，2005.[3]王家善，吴清一，周佳平.设施规划与设计[M].北京：机械工业出版社，1995.综述•仓储系统规划的要素构成确定仓库高度确定仓库长度与宽度仓库的空间布局仓库的站台设计物料存货布局确定设施规模订货与捡货操作仓库选址仓库系统评价确定设施的规模确定设施的规模概述规模简单地讲，就是指仓库建筑的总容积——长、宽和高。存储设施的规模一旦确定，它就会在未来20年或更长的时期内成为仓库运作的约束条件，因为虽然内部布局可改变，但基础设施难以调整，所以，确定存储设施是设施设计决策中最重要的部分。一般说来，对仓库规模的规划不力要么导致仓库的物料搬运费用大大提高（当容量小于需求时），要么导致物流系统中不必要的空间浪费。影响规模决策的因素•影响规模决策的因素1）物料搬运系统的类型2）对巷道的要求3）存货布局排列4）对站台的要求5）当地建筑规章6）办公区域7）货物吞吐量（当前和未来）规模的起点是容纳仓库中各期存货所需要的最小空间，其他因素对仓库规模的影响则表现为，在这个库存决定的基础规模之上再增加容量。库存决定规模的两种类型•库存决定规模的两种类型1）无趋势规模确定问题在合理的时期内，空间需求没有显著变化，空间需求不可预测的情况。然而，随着年度内库存货物的售出及补货的变化，在短期内，空间需求会发生季节性变动。2）有趋势规模确定问题预期平均库存水平在数年内将有所变化的情况下，确定仓库规模。无趋势规模确定问题•仓储有两种基本选择1）从公共仓库或允许分包的合同仓库租借库容空间。2）经营自有的或租赁的库容空间。•选择方法如果库容需求波动较小，则进行成本比较。如果库容需求波动较大，则可以采用混合策略。自营仓库租用仓库仓储空间需求库容类型选择的财务分析由于此类决策所跨越的时间较长，也许要超过20年，因此，资金的时间价值在选择过程中有举足轻重的作用。其中为第i期两个可选方案之间的现金流量差异。iC确定仓库的结构仓库高度•仓库高度的决定因素仓库高度取决于建筑成本、物料搬运成本和货物堆码特性。•仓库高度的权衡如果高度增加一倍，仓库的容积也就增加一倍，但建筑成本却不一定翻番。但高度增加，货物的堆码和拣选时间将变长，会导致物料搬运成本的上升，从而抵消建筑成本的下降。仓库的长度与宽度仓库长度与宽度或仓库构造取决于在库内移动产品的物料搬运成本和仓库的建筑成本。弗朗西斯（Francis，1967）从理论上研究了仓库结构的设计问题，见下图。S（面积）LWXY其中X和Y点是出入库站台的可能位置仓库的长度与宽度经计算，弗朗西斯的结论是，假定使用往返拣货法，站台位于X点的仓库宽度W和长度L的最优值为：其中：C——某种货物出入库的每英尺的成本乘以该种货物出入库的预期数量；k——每英尺的年周长成本；S——所需仓库的地面面积。SkCkCW828*kCkCSWSL828**仓库的长度与宽度位于X点的仓库宽度W和长度L的最优值为：即：当站台位置位于仓库的中央时，仓库将变为正方形。SWL**仓库的长度与宽度站台位于X点的仓库总成本TCX为：站台位于Y点的仓库总成本TCY为：[注意]上述公式不适用于使用传送带物料搬运系统的情况，因为使用传送带弱化了站台位置和仓库结构与可变物料搬运成本之间的关系。SkCkCTCX)241()221(2SkCTCY)421(例题•[例题]一家自营零部件仓库的月吞吐量为10万箱，平均出入库物料搬运成本为每件每英尺0.005美元；拣货时，每件货物均需从出库站台往返，该操作需要30万平方英尺的库容空间。据估计，一个500×600平方英尺的仓库造价为每平方英尺90美元，该仓库的使用年限为20年。装卸台位于拟建仓库的一角附近。该仓库建筑物的最优尺度各是多少？其总相关成本是多少？•[简要解答]仓库周长为：2×（500＋600）＝2200（英尺）仓库总造价为：90×300000＝27000000（美元）总造价摊到每一年：27000000/20＝1350000（美元/年）摊到每英尺周长k为：k＝1350000/2200＝613.64（美元/英尺·年）C值为：C＝0.005×100000×12＝6000（美元/英尺·年）例题则：（英尺）＝＋＋440300000613.64860002613.6486000828*SkCkCW（英尺）＝682440300000**WSL/3719849300000613.642600041613.6426000212)241()221(2年）（美元＝）＋（）＋（＝SkCkCTC仓库的空间布局仓库的基本结构确定了以后，接下来就要确定货架和巷道的布局决策（Bassan,RollandRosenblatt,1980）。货架的摆放有如下两种方式：uvwaamLumL/2mL/2waa（a）（b）图矩形仓库结构的两种可能的货架布局情况平面图仓库的空间布局实践中，除了靠墙摆设的货架外，其余货架一般均为双面货架。仓库布局的目标是使物料搬运成本、年库房面积成本和与仓库规模（周长）相关的年成本三者之和最小。•为表示方便，相关符号说明如下：w——双面货架的宽度（英尺）；L——存储单元的长度，例如托盘的宽度（英尺）；m——货架上货位的数量；h——垂直方向上的储存层数；n——双面货架的数量；k——库存空间的总库容；a——一个巷道的宽度，假定所有巷道宽度相同（英尺）；u，v——仓库的长度与宽度（英尺）；d——用存储单元（如托盘）表示的年吞吐量（需求）。假定一种产品占用一个空间单位（产品数/年）；仓库的空间布局Ch——一个长度单位的库存货物的物料搬运成本（美元/英尺）；Cs——每一单位仓库面积的年成本（水、电、维护）（美元/平方英尺）Cp——每一长度单位外墙的年成本（美元/英尺·年）则：对于布局（a），最优的货架上货位数量为：hLawkCdCCaCdCLmphpsh2)()(2221*1仓库的空间布局双面货架的最优数量为：最优仓库结构的长度与宽度为：hLawkCaCdCCdCawnpshph2)(22)(21*1)(*11awnuLmav*112仓库的空间布局•对于布局（b），最优的货架上货位数量为：双面货架的最优数量为：最优仓库结构的长度与宽度为：hLawkCdCCaCdCLmphpsh2)(22321*2hLawkCaCdCCdCawnpshph2)(23221*2)(*22awnvLmau*223仓库的空间布局•方案（a）与方案（b）的选择规则：若，则布局（a）较好；若，则布局（b）较好；若d处于二者之间，则得不出任何结论。hpCCd2hpCCd例题•[例题]对一仓库进行布局。该仓库的年吞吐量为40万个托盘货物，每个托盘需要4英尺×4英尺×4英尺的储存空间，堆码高度可以达到4个托盘高度，托盘背对背码放，宽度为8英尺，巷道宽度为10英尺，物料搬运费用为0.01美元/英尺，年仓库空间费用为0.05美元/平方英尺年，围墙年周长费用为3美元/英尺年，仓库周转率为8次/年，总库容为5万个货位，库房的规格应该规划为多少？•[简要解答]由题设知：w=8英尺，a=10英尺，L＝4英尺，h＝4层，k=50000，d＝400000/年，Ch=0.01美元/英尺，Cs=0.05美元/平方英尺年，Cp=3美元/英尺年所以：d＝4000002Cp/Ch=600，因此，应选（b）结构。例题代入公式：（个货位））＋（＋＋＋＝23842410850000320.01400000320.051030.014000002412)(22321*2hLawkCdCCaCdCLmphpsh（个货架））＋（＋＋＋＋＝2642410850000320.051030.014000002320.0140000010812)(23221*2hLawkCaCdCCdCawnpshph（英尺））＋（46810826)(*22awnv（英尺）[phone]*22Lmau仓库的站台设计•仓库站台的分类1）火车站台2）卡车站台仓库里需要有火车站或卡车站。几乎每一个仓库至少需要一个卡车站，而对火车站的需要则不那么普遍。•火车站台设计火车站台设计首先要考虑车站的长度，以便有效的处理货物流转。平均的总需求量可以通过统计得出，每节车厢的载运量、车厢长度也可计算出，从而可以从理论上计算出火车站台的长度。火车站台设计•火车站台长度计算公式其中：L——所需要的火车站台长度（英尺）；D——每天的总需求量（担/天）；S——车厢的平均长度（英尺）；Q——车厢的平均载货量（担/车厢）；N——每天完成的车厢变换次数（次/天）。QNDSSQNDL火车站台设计•[例题]一家食品仓库平均每天收到由火车运输的货物14000担，每节火车车厢能够装载该货物570担，有效长度为75英尺。每天能完成两次换车。试估算所需的长站长度。•[简要解答]由题目知：D＝14000，Q＝570，N＝2，S＝75，则：（英尺）92175257014000QNDSSQNDL火车站台设计•火车站台设计的其他问题1）车站是否需要封闭。封闭可以保护货物不受恶劣天气的影响，防盗并提高装卸效率。2）考虑站台的深度。如果使用叉车装卸，则站台至少应有12英尺的深度以保证安全操作。如果需要订单检验和货物托盘化装卸时，站台还要用做货物的临时出货等待区，那就需要更深的站台，大约40至50英尺。3）考虑站台与车厢地板的高度。卡车站台设计与火车站台不同，卡车站台一般不计算车站长度，而往往是计算站门或车位的数目。•典型的卡车站台布局：直达式站台完全封闭式站台卡车直进直出式站台卡车有篷式站台齿形站台卡车站台设计•计算公式如下：其中：N——所需站台总数；D——车站的日平均货运量；H——装卸一卡车货物所需时间；C——卡车的载货量；S——每天进行卡车装卸的时间。CSDHHSCDN卡车站台设计•[例题]某仓库每周为该地区50家药品零售店进行补货，平均每家店每天的订货量为6500磅，每周工作5天。每天可将4家店订的货装在同一辆卡车上。2个工人装一辆车需要2小时，实行8小时工作制。该仓库在8小时内要尽可能多地安排工人以满足需要。要满足这种活动的平均水平，需要多少车位？•[简要解答]由题目知：D=50×6500=325000，C=6500×4＝26000，S=8，H=2则：（个车位）4125.32826000325000HSCDN物料存货布局物料存货布局在仓库结构已知，出库入库设备确定，进行了分区，以及所使用的物料搬运系统确定后，接下来的问题就是，确定存货在仓库中的放置位置，如何摆放及如何查找存货。•存货布局的直觉方法直觉方法能为布局问题的解决提供有用的指导原则，又不需要运用到很难的数学方法，是一种很有吸引力的方法。从直觉来看，布局是根据四条标准进行的：（1）互补性（2）相容性（3）流动性（4）货物规格存货布局的直觉方法•存货布局的直觉方法（1）互补性是指将经常一起订购的物品放置在相互接近的位置。（2）相容性是有关物品相邻放置是否可行的问题。（3）流动性是考虑到仓库里的货物具有不同的周转率，而且，物料搬运成本与放置和拣取存货需要移动的距离有关。根据流动性进行布局忽视了货物的规格，没有考虑到可能会有更多体积小的货物可以放置在靠近出货点或出货等待区的位置。这表明按货的规格（体积）进行布局，也可能实现搬运成本最小化。存货布局的直觉方法•存货布局的直觉方法（4）货物规格将较小的物品放置在靠近出货点的地方，可以使物料搬运活动比根据流动性布局更少，因为这样一来，更大量的货物可以靠近出库车站放置。但按规格布局并不能保证其成本低于按流动性进行的布局。在体积较小的物品周转率较高时，按规格布局是一个