仓储、库存及其系统.ppt

第七章 仓储、库存及其系统,合工大 工业工程 周蓉,本章内容框架,7.1 基本概念 7.2 仓储的功能和目标 7.3 订单拣货作业 7.4 仓库的规划与管理,7.1 基本概念,储存 仓储 库存 库存成本,7.1 基本概念,储存与仓储 储存 Storage， 仓储 Warehousing 储存：制造过程中原材料的储存、原材料或在制品的供应都属于储存功能。 仓储：准备发货启运的最终成品和产品的存储则属于仓储功能。,7.1 基本概念,库存 库存（Inventory）是指企业所有资源的储备。 制造类企业的库存一般分为原材料、产成品、备件、低值易耗品、在制品等，而服务业的库存指用于销售的有形商品及用于管理的低值易耗品。,从物流系统观点来看，流速为“零”的物料即为库存。库存是为满足未来需要而暂时闲置的资源，资源的闲置即为库存。 库存与该资源是否存放在仓库中没有关系，与资源是否处于运动状态也没有关系。例如，汽车运输的货物处于运动状态，但这些货物暂时为未来需要而闲置，即为库存，是一种在途库存。,储存成本 生产准备成本 订购成本 短缺成本,库存成本,7.1 基本概念,储存成本 包括储存设施的成本、搬运费、保险费、盗窃损失、过时损失、折旧费、税金等。若该成本高则应保持低库存量并经常补充库存。 生产准备成本 生产新产品包括：取得所需原材料、安排特定设备的调试工作、确定材料及装卸时间、转移库中原来的材料等。这些工作产生的费用和时间损失构成生产准备成本。,订购成本 准备购买订单/生产订单所引起的管理和办公费用。如，盘点库存和计算订货量所产生的成本就属于订货成本。跟踪订单系统的成本也属于订购成本。 短缺成本 当某一物资的储备耗尽时，对该物资的要求或者被取消，或者必须等到再次补充库存后才能得到满足。这些情况引起的库存即为短缺（缺货）成本。,库存的双重功能,防止短缺，有效缓解供需矛盾，使生产尽可能均衡进行； 占用大量资金，减少企业利润，甚至导致企业亏损。,Question,库存是否必需？ 没有十分明显的理由，为什么要废除一切库存呢？,7.2 仓储的功能,仓库功能的传统观点 仓库功能的现代观点 宏观层面 操作层面,仓库定义 国家标准对仓库的定义：保管、储存物品的建筑物和场所的总称。,7.2.1 仓库的功能,7.2.1.2 仓库功能的现代观点,仓库不再是一个单纯的存储场所，而应视其为商品流动中心。 仓库功能可以按照经济利益和服务利益分类。,仓库的经济利益功能,当利用一个或多个设施直接降低物流的总成本时，即产生仓库的经济利益（economic benefits）。 整合（Consolidation） 分类和交叉站台（break bulk and cross dock） 加工/延期（processing / postponement ） 堆存（stockpiling）,整合（Consolidation）,整合仓库把来自一系列制造工厂、需送往某一特定客户的材料，整合成单一的一票装运。其好处是有可能实现最低运输费率，并减少客户在收货站台处发生拥塞。,仓库的整合流程,客户,分类和交叉站台 （break bull and cross dock）,与整合仓库作业类似，分类仓库把来自工厂的客户组合订货分类或分割成个别订货，装运给个别客户。由于长距离运输转移的是大批量装运，所以运输成本相对较低，进行跟踪也不太困难。,仓库的分类作业流程,交叉站台也具有类似功能。零售连锁店广泛采用此种作业补充快速转移的商店存货。交叉站台先从多个工厂运来整车货物，然后按客户或地点进行分类，穿过“站台”装上指定的拖车，运往零售店。,转运中组合,交叉站台的经济利益体现：制造商到仓库以及仓库到客户的满载运输。 由于产品不需要储存，降低了交叉站台实施处的搬运成本；由于所有车辆都进行充分装载，更有效地利用站台设施，使站台装载利用率达到了最大程度。,加工/延期（processing/postponement）,仓库通过承担加工或参与少量的制造活动，使产品延期或延迟生产。具有包装能力或粘贴标签能力的仓库可以把产品的最后一道生产一直推迟到指导该产品的需求时为止。 例如，没有贴上标签的罐头产品，意味着该产品还没有指定用于具体客户，一旦接到具体的客户订单，仓库即刻给产品加上标签，完成最后一道加工，并最后敲定包装。,加工/延期提供了两个基本经济利益： 风险最小化：因为最后的包装要等到敲定具体的订购标签和收到包装材料时才完成； 通过对基本产品使用各种标签和包装配置，可以降低存货水平。 降低风险与降低存货水平相结合，往往能够降低物流系统的总成本。,堆存（stockpiling）,该仓储服务的直接经济利益从属于这样一个事实： 对于所选择的业务，季节性储存至关重要。仓库的堆存支持了市场营销活动，提供存货缓冲，使生产活动在受到材料来源和需求的限制条件下提高效率。,仓库的服务利益功能,在物流系统中通过仓库获得的服务利益（service benefits）或许会、或许不会降低成本。这是因为，当根据服务条件去证明一个仓库的存在是否合理的时候，主要是看整个物流系统在时间和空间方面的能力是否得到了改进。然而，投资、报酬定量很困难，因为它涉及到成本与服务的交换。 例如，一个物流系统安排一个仓库服务于某个特定的分市场，这种做法也许会增加成本，但也有可能增加市场份额、收入和毛利。,通过仓库实现的5个基本服务利益是： 现场储备（spot stock） 配送分类（assortment） 组合（mixing） 生产支持（production support） 市场形象（market presence）,现场储备（spot stock）,在实物配送中，产品品种有限或产品具有高季节性的制造商经常使用现场储备这种服务。它们不是按照年度计划仓库中安排各种存货，而是直接从制造工厂进行装运，并通过在战略市场中获得提前存货的承诺，从而大大减少递送时间。 例如，农产品供应商常常向农民提供现场储备服务，在销售季节期间把农产品定位在更接近服务敏感的市场中。销售季节过后，剩余的存货被撤退到中央仓库中。,配送分类（assortment）,按照对客户订货的预期，制造商、批发商或零售商利用提供配送分类服务的仓库，对产品进行组合储备。这种配送分类可以代表来自不同制造商的多种产品，也可以是由客户确定的各种配送分类。,现场储备与配送分类的区别,区别在于：仓库利用的程度和持续时间的不同。 现场储备仓库：大量小仓库、临时堆放、品种分类较狭窄的产品，在有限时间，指定具体市场； 配送分类仓库：局限于一些战略地点，广泛产品品种，全年发挥作用。,组合（mixing）,仓库组合过程类似于仓库分类，只是它涉及到多个不同制造商的货物组合装运。当制造工厂在地理上被分割开时，通过长途运输组合，可能降低整个运输费用和仓库需要量。,转运中组合,在典型的组成运输条件下，从制造工厂装运整卡车产品到批发商，每次大批量装运可以享受尽可能低的运输费率。产品到达组合仓库后，可以按照客户要求或市场需求，选择每一种产品的运输组合。 组合之所以被分类为服务利益，是因为存货可以按照客户的精确分类进行储备。,由于义乌货运市场的完全竞争，导致了货运“价格低谷”的出现，从而吸引周边地区的货运业务通过义乌为中转地进行转运。因此，从三十多个周边城市来的货物，先到义乌卸载，然后根据不同货物的最终去向，重新组合，再送合适的托运点。,义乌,生产支持（production support）,生产支持仓库向装配工厂提供稳定的零部件和材料供给。 由于较长时间的前置时间或使用过程中的重大变化，对向外界采购的项目进行安全储备完全必要。对此，大多数总成本解决方案都建议，经营一个生产支持仓库，以经济而又适时的方式，向装配厂供应加工材料、零部件/装配件。,市场形象（market presence）,市场形象被营销者看作是地方仓库的一个主要优点。市场形象因素基于如下见解和观点：地方仓库比距离更远的仓库，对客户需求反应更敏感，提供的递送服务也更快。因此，认为地方仓库将会提高市场份额，并可能增加利润。,现代仓库的主要功能,物料入库顺序、接收物料 货单核对数量、质量,进货 Receiving,操作层面,现代仓库的主要功能,散货、散料（bulk） 与其他零部件配套,预包装 Prepackaging,现代仓库的主要功能,入库是将商品放入存储区 包括搬运、放在适当的地方,入库 Put-away,现代仓库的主要功能,储存是商品在等待需求之前的实际存放。 存储与货物尺寸、数量、搬运特性有关,储存 Storage,现代仓库的主要功能,是指将存储货物从存储区移出，满足一定需求的过程； 仓库的基本服务 仓库作业成本的40%50%,订单拣货 Order picking,现代仓库的主要功能,是拣货过程后的选择性步骤 预包装拣货包装 包装定价,包装/定价 Packing/Pricing,现代仓库的主要功能,成批订单：一个订单包含多种物品，拣货时没有归类 成批订单单个订单订单按配送归类,分类整理 Sortation,现代仓库的主要功能,检查订单完整性 包装并放入运输容器中 准备运输单据 汇总外运订单、装车,包装和出货 Packing and shipping,现代仓库的主要功能,进货“直接流动”出货 “信息搬运” 减少时间 降低成本 有效利用空间,越库 Cross-Docking,现代仓库的主要功能,从储存区将货物补充到刚取走货物的区域,补货 （再装满）,7.3 订单拣货作业,仓库中最重要的作业：进货、出货、储存、拣货,订单分拣在提高仓库的生产效率中具有最高的优先权，原因是其劳动高度密集,按订单拣货的原则和方法,订单拣货的人工活动细分为以下各活动要素： 在各地分拣地之间来回行走进行拣货； 从存储地点拿取物品； 到达和弯腰以便接近拣货位取货； 记录拣货表并作核对； 按订单将物品分类； 物品包装； 寻找放置拣好物品的位置。,订单拣货工人活动的时间典型分布,50%,20%,15%,10%,5%,按订单拣货的原则和方法,鼓励整盘整箱拣货：能整个托盘分拣，就不按箱分拣；能按箱分拣，就不拆箱分拣。 尽可能减少和合并拣货任务：,订单拣货工人活动的时间典型分布,行走和提取物品 行走和提供拣货表 拾起和分类 拾起，分类和包装,按订单拣货的原则和方法（续）,成批处理订单，减少整个行走时间。 通过增加一个拣货人员在一次拣货路程中的订单数量，缩短单个订单的行走时间。 当前仓库拣货作业的三种主要方式： 单一订单拣货 成批拣货 分区拣货,单一订单拣货：每张订单的拣货人一次只完成一张订单任务，只要完成自己的清单就完成了自己的任务。,图7-18 按订单拣货的策略,成批拣货：成批拣货人员不是一次只完成一张订单，而是订单按批处理。订单拣货人在一次拣货路程中，负责一批订单的拣货。,图7-18 按订单拣货的策略,分区拣货：一个订单拣货人，在分配给他/她的区域中，拣取订单上的物品。拣货人不完成单张订单的所有物品，一张订单中的各种货品会落入数个分区中去拣货，最后按单一订单集中。,图7-18 按订单拣货的策略,建立前台和后备的分拣区域：按帕雷托法则，应建立一个常拣取物品的分拣区域，称之为前台。前台分拣区的大小、前台与后备储存区之间的补货关系。 将经常拣取的物品放在最易接近的取用位置：大多数分拣的物品都属少数之列，这样可缩短订单拣货行程时间和到达弯腰取货时间。,按订单拣货的原则和方法（续）,静态货架系统,来回走动和寻找货物花去订单分拣工作时间的4/5,按订单拣货的原则和方法（续）,平衡不同分拣位置的拣货活动，减少拥挤： 人到货前：马蹄形（U形），拣货人路线是整个马蹄，最常用的物品放置在马蹄上或附近； 货到人前：旋转货架、通道的承载能力，避免超载 将需求相似的物品放在一起或靠近： 成套物品、来自同一供应商的物品、同一部件的数个零件、同一尺寸的物品。 从订单中识别相关联的物品，并在仓库中将相关联的物品放在同一储存货位或靠近的位置。,按订单拣货的原则和方法（续）,对拣货地点的访问排序，以减少往返行走时间。 有效组织拣货文件及其陈列，可减少找货时间和错误。 粗大的字符、彩色编码、目光平齐的显示，地面表示 相邻拣货位置要去掉相似颜色、相似号码的物品标志 设计分类拣货车辆，提高效率和舒适度。 减少订单拣货活动重大文字工作，逐步实现无纸化：亮灯式拣货系统、声频输入/输出等。,7.4 仓库的规划与管理,仓库设计的目标 仓库总体布局 仓库典型布置 自动化仓库 存储原则 库存系统与库存策略,7.4.1 仓库设计的目标,物料的储存是仓库最基本的功能，因此仓库的布置就是以储存为中心展开布置设计的。仓库设计的目标是： 有效利用空间； 有效并高效的物料搬运； 在满足顾客要求的服务水平下，使仓储成本最低； 良好的仓库管理； 进货、出货、拣货、储存四大主要部分的良好协调配合； 仓库各种功能应具有的灵活性。,7.4.2 仓库总体布局,仓库布局由如下因素决定： 存储物品类型 可用空间 高度 库存周转周期 存取（Storage/Retrieval，S/R）量 仓库周围公路铁路的布局 其他因素,典型的仓库设计,积载计划,根据产品移动安排的积载计划,仓库设计应考虑产品特征，尤其是产品的流量、重量和积载特征。,会员制仓储超市布局,7.4.3 仓库典型布置,仓库的布置主要取决于仓库的运作流程。目前在世界上有4种普遍采用的较为典型的布置形式：,U形布置 直进穿越式布置 模块化干线布置 多层楼房仓库,7.4.3.1 U形布置（U-shape）,物流移动路线合理，进出口码头相邻可以使码头资源充分利用，也便于越库作业，同时有利于向3个方向扩展。因此，U形布置经常是仓库设计中的首选。,7.4.3.2 直进穿越式布置（straight-thru）,非常适合纯粹的越库作业，便于解决高峰时刻同时进出货的问题。缺点是：不能使用ABC分级的储备模式。,7.4.3.3 模块化干线布置(modular-spine),适合于大型仓库和物流中心，也就是仓库中可以专门设计越库作业模块、连续补货模块、周转速度较慢的模块等。,7.4.3.4 多层楼房仓库（multistory）,一般情况下不用，只有在土地十分紧俏昂贵的国家和地区从采用这种设计，如日本、西欧等国家。,7.4.4 自动化仓库,自动化仓库的定义 自动化仓库系统（AS/RS，Automated Storage and Retrieval System）是指在不直接进行人工处理的情况下能自动地存储和取出物料的系统。 由多层货架、能在巷道内任何货位存储和取出货物的搬运车、计算机控制和通信系统等组成，并可直接与其他生产系统相联结。,自动化仓库的优点 高层货架存储：节省库存占地面积，提高空间利用率。最高的立体仓库高达50m，单位面积储存量是普通仓库的510倍。 自动存取：机械自动化设备运行和处理速度快，能提高劳动生产率，降低操作人员的劳动强度。 计算机控制：减少货物处理和信息处理过程中的差错；借助计算机管理能有效利用仓库的储存能力便于清点和盘库，提高仓库管理水平。同时能与企业的信息系统集成，实现企业信息管理自动化。,7.4.5 存储原则,随机存储原则 分类存储原则 COI原则 分级存储原则 混合存储原则,仓库的物品存储原则有五个：,7.4.5.1 随机存储原则,最简单的原则是随机存储原则，即将运入的物品放到任意可放的位置。如果有不止一个位置可放，理论上来说，物品放哪儿是随意的。 然而在实际上，物品会被放在最近的地点。随机存储和提取的原则在实际中不是真正随机的。操作人员倾向于优先使用最近的空间。,7.4.5.2 分类存储原则,物品由于分类不同，会存放到预先制定的区域。同随机存储原则相比： 不足：在相同的S/R数量和频率下，随机存储原则占用的面积更小。 优越：系统处理效率（即单位时间的S/R次数）高，S/R设备利用率高，仓库整洁，查找和提取货品方便快捷。,分类存储原则要求给每种物品不少于最大存储量的空间；而随机存储原则由于物品在不同时间运入，它们的库存总量最大值要比分别的每种物品总量最大值之和小，因此占用的面积小。,当物品数量较大时，随机存储原则下查找和提取物品时花费的时间非常多；物品随意摆放仓库会杂乱无章。,7.4.5.3 COI原则,这个原则非常简单，但应用广泛，最早是由Hesskett (1964)提出的。某种物品的COI是指该物品的S/R数量和其存储空间的比值。 按照这个理论，仓库管理者将各物品的COI算出，然后按递减顺序排列。最后，按照排列顺序安排存储位置，COI值越高的物品，越靠近I/O口的布置。即COI原则将单次S/R量大、存储空间要求较少的物品放在I/O口附近。,7.4.5.4 分级存储原则,这个原则源自Pareto效应（原则）。在仓库中，80%的S/R活动是关于20%物品的，15%的S/R活动是关于30%物品的，剩余的5%的S/R活动是关于50%的物品的。据此，可将物品分级为A、B、C三类。 为了缩短卸货和提取时间，A类物品应放在离I/O最近的地方，B类其次，依次类推。虽然每种物品有各自存储空间的要求，但是它们可以在级别规定的区域内随机放置。,随机存储原则和分类存储原则是两种极端原则，而COI原则和分级存储原则是某种程度上的折衷。 比如，在分级原则中，所有物品级别相同，就成了随机存储原则；相反如果我们分的级别和物品数目相同的话，就成了分类原则。,7.4.4.5 混合存储原则,也是一种折衷的方法。在随机存储原则中，某个存储空间可能存储不同物品；实际上，物品摆放不是随机的而是经过精心考虑的。周转速度快的物品布置地离I/O较近，周转较慢的物品布置地离I/O较远。 同时，不同物品的补充时间、到达最大库存量的时间不同，因此用混合存储原则可以提高单位时间的S/R次数，提高S/R设备利用率。这个原则在实际中被应用，管理者根据经验、直觉来操作。,7.4.6 库存系统与库存策略,库存系统 相关概念介绍 订货点和订货批量 订货提前期 独立需求库存系统的基本库存模型 定量订货模型 定期订货模型 库存策略 （R， Q）策略、（R， S）策略 （t， Q）策略、（ t， S）策略,7.4.6.1 库存系统,订货点和订货批量 随着物品的出库，其库存量就会下降到某一点，这时补充活动必须着手进行，否则就要缺货，影响公司正常运营。这个点就称为订货点R，所订购的数量称为订货批量Q。 订货提前期 一旦库存量降到订货点并安排了订货，等待物品到货以补充库存，这种等待时间称为订货提前期，简称为提前期或交货期。它是从订货开始到收到订货批量为止的一段时间。严格说提前期是不确定的，是随机的，但在应用中，我们经常把它看成是一个确定的常数 L。,独立需求库存系统的基本库存模型,定量订货模型 也称经济订购批量，EOQ或Q模型。由“事件驱动”，当达到规定再订货水平的事件发生后，即进行订货，简言之，当库存量降低到再订购点R时，进行订货。这种事件有可能随时发生，主要取决于对该物资的需求情况。,定量订货模型,图中显示Q与R的“锯齿形效果”，当库存水平下降到R点时，应进行再订购，该订购的货物将在提前期L期末收到，且L在此模型中保持不变。,独立需求库存系统的基本库存模型,定量订货模型 也称经济订购批量，EOQ或Q模型。由“事件驱动”，当达到规定再订货水平的事件发生后，即进行订货，简言之，当库存量降低到再订购点R时，进行订货。这种事件有可能随时发生，主要取决于对该物资的需求情况。 运用定量订货模型，必须连续监控剩库存余量。因此，定量订货模型是一种永续盘点系统，它要求每次从库存里取出货物或者往库存里增添货物时，必须刷新记录以确认是否已达到再订购点。,独立需求库存系统的基本库存模型,定期订货模型 不同称谓：定期系统、定期盘点系统、固定订货间隔系统、P模型。 定期订货模型是“时间驱动”，只限于在预定时期期末进行订货，并且库存盘点只在盘点期进行。,库存成本公式 D需求量（每年） C单位产品成本（价格） Q订购批量 S生产准备成本或订购成本（订购一次的费用） R再订购点 L提前期 H单位产品的年平均存储成本,定量订购基本模型,年总成本,年采购成本,年订购成本,年存储成本,=,+,+,固定,固定,固定,固定,假设所有产品的需求都能满足，不允许延期交货,基于订购量的年产品成本,定量订货模型过程,确定订购批量Qopt 由于假定需求和提前期固定，且没有安全库存，所以再订购点R为： 日平均需求量（常数） L 用天表示的提前期（常数）,定量订货模型举例,取整并制订库存政策： 当库存水平下降到 14 单位时，应订购数量为 89 单位的产品。年总成本（元）为,7.4.6.2 库存策略,订货点库存管理的策略很多，但基本决策变量为检查周期t、订货点R、订货批量Q、最大库存S。根据检查周期时间时固定还是可变，可分为连续性检查策略以及周期性检查策略。,表6-1 库存策略列表,（R，Q）策略 也称固定订货量、固定订货点策略 基本思想是：对库存进行连续性检查，当库存降低到订货点水平R时，即发出一个订货，每次的订货量保持不变，都为固定值Q。 该策略适用于：需求量大、缺货费用较高、需求波动性很大的情形。,（R，S）策略 也称固定订货点、最大库存策略 和（R，Q）策略一样，都是连续性检查类型的策略。基本思想是：对库存进行连续性检查，当库存降低到订货点水平R时，开始订货，订货量后使最大库存保持不变，即为常量S。若发出订单时库存量为I，则期订货量即为S-I。 该策略与（R，Q）策略的不同之处在于：订货量是按照实际库存量而定，因而订货量是可变的。 （R，Q）和（R，S）策略都是连续性检查策略。,（t，Q）策略 该策略是每隔一定时期t检查一次库存，并补充Q量的库存。 适用于需求量稳定的物资。,（t，S）策略 该策略是每隔一定时期t检查一次库存，并发出一次订货，把现有库存补充到最大库存水平S，如果检查时库存量为I， 则订货量为S-I。 该策略不设订货点，只设固定检查周期和最大库存量。适用于一些不很重要的，或使用量不大的物资。 （t，Q）和（t，S）策略都是周期性检查策略。,库存ABC管理方法,不同的库存管理策略有其不同的特点。在同样的周期服务水平下，应用连续检查策略的安全库存量低，但不容易实施；周期检查策略容易实施但安全库存量膏。因此，应该针对不同的物料采用不同的管理策略，库存ABC管理方法就是这样一种方法。 库存ABC管理方法又叫库存分类控制法，是把物品按品种和占用资金大小分类，根据各种重要程度的不同分别进行管理，抓住主要矛盾，进行重点管理。 一般来说，对于高价值的产品可以采用连续库存管理，而对于低价值的