自动化立体仓库的设计与实现论文

课程论文论文题目：自动化立体仓库的设计与实现作者：刘丹学院：经济与管理学院专业：物流管理课程：物流设施与设备班级：物流三班学号：201012054111成绩：论文提交日期：2013年6月25日目录摘要...............................................................ⅠAbstract...........................................................Ⅱ一、引言............................................................1（一）自动化立体仓库概况........................................1（二）我国第三方物流的概况.....................................11.物流资源利用率低..........................................12.作业质量引起的损耗较大....................................23.信息流和物流无法做到适时统一..............................24.作业效率低下..............................................2二、物流装备中的立体化仓库设计中需要考虑的因素......................2（一）项目方案的选择............................................2（二）设备的选型................................................2（三）系统的维护................................................2（四）其它......................................................3三、第三方物流设施中立体化仓库的设计与实现.........................3（一)方案背景...................................................3（二）方案模型的建立............................................3（三）方案模型的求解............................................41.设可变量...................................................42.建立线性规划模型...........................................4四、如何充分利用现代物流装备和物流技术来提高物流管理水平、降低物流成本、提高物流效率........................................................5五、总结............................................................6自动化立体仓库的设计与实现摘要：自动化立体仓库可从物流成本、物流服务质量和物流效率等方面来促使第三方物流企业提高核心竞争力，然而目前自动化立体仓库在我国的发展仍然处于一个相对落后的局势。文章以自动化立体仓库设施设备的选择设计为例，通过建立0-1整数规划模型，以实现系统资源的最优化及企业利润的最大化目标。关键词：自动化立体仓库；第三方物流；整数规划；最优方案TheDesignAndRealizationofTheAutomaticStereoscopicWarehouseAbstract:Automaticstereoscopicwarehousecanimprovethecorecompetenceofthethirdpartlogisticsfromlogisticscost,logisticsserviceandlogisticsefficiency.However,Nowadayswecountryinatightboxintermsoftheautomaticstereoscopicwarehouse’sdeveloped.BasedonthechoicesanddesignoftheAutomaticStereoscopicWarehouse’sfacilities,establishedtheintegerprogrammingmodel,torealizedthegoaloftheoptimizationsystemresourcesandthemaximizeofthecorporateprofit.Keywords:AutomaticStereoscopicWarehouse;thethirdPartLogistics;integerprogramming;idealoptimizationscheme第1页一、引言（一）自动化立体仓库概况自动化立体仓库又称立库、高层货架仓库、自动化仓库。它是一种用高层立货架存储物资，用自动控制的巷道堆垛起重机及其他机械进行搬运存取作业，用计算机控制管理的仓库。上海联华便利配送中心建成后，以其高效率、低差错率和人性化设计受到各界的好评。配送中心所有操作均由计算机中心的WMS管理，将在库信息与公司ERP系统连接，使采购、发货有据可依。物流中心库存商品可达10万箱，每天拆零商品可达3万箱，商品周转期3.5天，库存积压资金大大降低；采用电子标签（DPS）方式取代人工拣货，使差错率降到万分之一，每天可配送400多家门店，配送准确率、配送服务水平、门店满意度等都有大幅提升，同时降低了物流成本在整个销售额中所占的比例，从而为联华便利店业态的良好稳定发展奠定了坚实的基础。（二）我国第三方物流的概况在现代化企业生产经营的过程中，第三方物流以低成本高效率及全方位管理越来越多的占据物流服务的市场，而自动化立体仓库可从物流成本、物流服务质量和物流效率等方面来促使第三方物流企业提高核心竞争力。但是就目前来说，我国的第三方物流水平仍然落后于世界水平，我国的第三方物流的服务范围大多还是为各生产企业提供简单仓储和运输等服务为主。而随着生产企业对物流服务要求的提高和来自国外第三方物流企业强有力的竞争，国内第三方物流企业必须充分利用现代物流装备和物流技术来提高物流管理水平、降低物流成本、提高物流效率，为生产企业提供更满意的物流服务。目前，我国先进的物流装备和物流技术不断涌现，除了传统的货架、叉车、其它搬运车辆外，诸如自动化立体仓库、各种物流输送设备、高速分拣机、RFID,RF无线射频技术、AGV等先进物流装备和技术都得到1I%速发展。在上述物流装备中，自动化立体仓库因其高效、低成本等优点在各行业中的应用越来越广泛。但根据调查，在2005、2006年度，第三方物流企业新建和改造的自动化立体仓库投资额只占自动化仓库系统销售总额的3%，这从某方面说明了我国第三方物流企业对自动化立体仓库的优点认识还不够，大多数企业还在沿用传统的仓库模式。而这些沿用传统的仓库都给第三方物流企业的发展带来一定的障碍，主要体现在以下几方面：1.物流资源利用率低。一方面因为传统的仓库因其在仓储净空高度往往得不到利用而造成大量空间资源的闲置浪费；另一方面因为传统仓库的管理和作业模式均采用原始的作业方式，仓库设备的能力没有充分发挥出来，在一定程度上也造成了浪费。第2页2.作业质量引起的损耗较大。一方面是传统的平面仓库物流自动化水平较低，货物的进入库基本是人工利用叉车进行作业，而由于人工操作不当会造成货物碰撞损耗；另一方面是因为错误作业或错误配送所引起的错误成本，特别是药品的配送，会引起更严重的后果。3.信息流和物流无法做到适时统一。一方面传统的仓库往往信息化程度较低，导致整体物流管理水平低下，无法向客户提供优质和灵活的物流服务。另一方面会因信息流和物流无法统一而造成上面所述的错误成本，使总体仓储成本提高。4.作业效率低下。传统的平面仓库是“人工一叉车一货架”的作业模式，其作业速度根本无法与自动化立体仓库中的“计算机一堆垛机一货架”的作业模式相比，大大影响第三方物流企业的竞争能力。二、物流装备中的立体化仓库设计中需要考虑的因素（一）项目方案的选择一个好的方案将直接决定一个自动仓储系统的成功与否。方案的选择可以是企业自己考虑，也可以专门请公司进行设计，一般更多的是自动化仓库供应商根据企业的现状结合多年的实际经验，不断完善而成，这是一个长期的过程。（二）设备的选型设备的选型一直以来都是众多企业所关注的，更多的企业往往热衷于花很少的资金购买性能好的设备。但是很多企业都缺乏对设备的认知，很多时候，便宜买来的设备往往都造成后续繁琐的设备维护、昂贵的运行成本、仓库故障造成的货物滞留等问题。在考虑自动化仓库的成本时，不能只考虑建造成本，还应该考虑运行成本，如用电费、气费、人工费、条码损耗费等，还有维护成本，其他损耗成本等。一个好的自动化仓库供应商，将会帮助企业考虑到设备的成本问题，在设备的选型上对企业提出好建议。（三）系统的维护无论多先进的自动化仓库，运行一段时间后，总会有各种各样的问题：有设备的问题，如链条用久了会松动，滚筒拉紧圈会断开，关电位置偏移等一些不可避免的自然现象。更多的还有不规范的操作，引起设备的损坏等问题，严重的将会直接影响到企业的生产。所以在仓库完成后，一个好的售后维护体制是至关重要的，能否快速的处理出现的问题，将会极大的影响一个自动化仓库的运行效率。（四）其它除上述因素外，还有库场的选择与规划、货物单元形式及规格、库容量、库房面积与其他面积的分配及人员与设备的匹配等。第3页三、第三方物流设施中立体化仓库的设计与实现（一）方案背景本文采用0-1整数规划法，决策变量Xi只能取0或者1，通过建立整数规划模型，在所有的备选方案中求得最优整数解。0-1整数规划法的基本步骤：分析问题，建立整数规划模型、根据整数规划模型，建立相应的线性规划模型、求可行域、在线性规划可行域内排列整数解、在解中求最优解。本文以市面上的自动化立体仓库的设备的各个指标进行分析计算，从而得到最优化的项目方案与设备选型。自动化仓储系统由先进的硬件及软件系统组成，因此具有较高的购买成本。同时，在采购资源的投入、售后服务如备件更换等方面的成本也较高。建设周期长，包括使用前对仓储现状的评估分析、采购的订货周期、系统安装调试周期等方面，需要花费较长的时间。对货物存储特性要求高，自动化仓库的设计建造，需要考虑其存储货物的种类、存储环境、吞吐量等物流特征。而一旦投入使用，存储特性基本固定，若某一因素发生变化，其适应和变化弹性相对较小。对仓库管理和技术人员要求高：自动化仓储系统技术含量较高，对作业人员素质要求也相应较高，操作人员需经过专门的培训才能上岗。需多个因素相结合使系统最优化才能发挥最大经济效益。（二）方案模型的建立某物流公司拟选择5种不同类型的物流设施设备，用以满足6个物流节点对货物的信息化流通处理。若选中某设备设施用于物流节点，则需支付一笔固定投资，没被选中的则不用支付该投资。每个节点所需设备的固定投资、每个设备的信息处理能力、每个节点需要处理的信息量以及设备处理各个物流节点信息的单位处理成本如表1所示。试求该物流公司的最优分配方案。表1设备节点123456所需固定投资/万元处理能力/万条10.50.810.30.60.25120.310.71.20.6182310.20.10.60.90.761.540.50.411.210.8102.550.90.81.20.61.31.5154需要处理的信0.50.80.91.210.6第4页息量/万条（三）方案模型的求解1、设可变量设Xij为为设备i处理物流节点j的信息量，i=1,2,3,4,5，j=1,2,3,4,5,6Yi=0或1