（机械制造及其自动化专业论文）企业仓储中心货位优化方法的研究.pdf

摘要 本文密切结合某大型集团企业的生产实际，采用调查研究与理论分析相结 合的方法，研究了大型企业仓储中心的库区布局和货位优化问题，取得了如下 研究成果： 口在对企业仓储中心的实际情况进行调研分析的基础上，做出了仓库物流的动 线图，并运用s l p 理论对物流中心布局现状进行分析，找到当前企业仓储中 心布局的主要问题，在此基础提出了优化的库位布局方案，提高了取货和存 货的效率。 口从企业实际需求出发，提出平库存储设备改造方案，确定货架的基本参数。 根据物资出入库频繁程度不同，采用a b c 分类法对平库库位进行了优化。 口通过对各类物资数量和出入库频率的分析，得到货位相对于仓库出入库口距 离，用线性布局方法对自动化立体库货位优化，结果表明优化后立体库指标 优于原库的指标。 口因为出入库的货物很多，而且出入库的过程复杂，在处理货位优化问题时不 适合采用精确的数学方法，将模糊控制理论应用于货位优化，建立了模糊关 系、隶属度函数和基于管理者经验的模糊控制规则库。 口最后，对全文进行了总结，并对今后研究的工作做出了展望。 关键词g 布置设计库位优化a b c 分类法线性布局模糊控制 a bs t r a c t t h i sd i s s e r t a t i o ni sf o c u s e du p o nt h ep r o d u c t i o no ft h el a r g ee n t e r p r i s e t h ea r e a l a y o u ta n do p t i m i z a t i o no fg o o d sl o c a t i o n so f t h el a r g ee n t e r p r i s ew a r e h o u s ec e n t e r h a sb e e ns t u d i e du s i n gt h em e t h o do fi n v e s t i g a t e sa n da n a l y s i s ，t h ef o l l o w i n gr e s u l t s h a v eb e e nm a d e ： 口a l t e ri n v e s t i n ga n da n a l y z i n gp r o d u c t i o nc o n d i t i o no ft h ee n t e r p r i s e ，l o g i s t i c s d i a g r a mw a sd r a w n ，a n dt h ep r i m a r yp r o b l e mw a sf o u n d u t i l i z i n gt h es l p t h e o r y ，t h es l o t t i n go p t i m i z a t i o np r o j e c tw a sp r o p o s e da n de f f i c i e n c yo fs t o c k a n dt a k i n gt h eg o o d sw a si n c r e a s e d 口a c c o r d i n gt od e v e l o p m e n tr e q u i r e m e n to ft h ee n t e r p r i s e ，ar e f o r m a t i o nw a s p r e s e n t e df o rw a r e h o u s ee q u i p m e n t s ，a n dt h ep r o b l e mo fo p t i m i z a t i o no fg o o d s l o c a t i o n sw i l lb es o l v e du s i n gt h ea b cc l a s s i f i c a t i o nm e t h o d 口t h r o u g hd e a l i n gw i t hf r e q u e n c ya n dq u a n t i t yo fg o o d s ，t h ed i s t a n c eo fs l o t t i n g h a sb e e nf o r m u l a t e d s l o t t i n go fa u t o m a t i n gt h es t e r e o s c o p i cw a r e h o u s ew a s t u r n e dt o w a r d se x c e l l e n t l yu s i n gt h el i n e a rl a y o u tm e t h o d s ，a n dt h er o u t ew i l lb e s h o r t e n e do b v i o u s l y 口b e c a u s et h e r ei ss t i l ls om u c hg o o d si nw a r e h o u s ea n dm a t e r i a lr u n n i n g p r o c e d u r ei sc o m p l e x , p r e c i s em a t h e m a t i c sm o d e ll o o k sl e s sf l e x i b l e t h u sf u z z y t h e o r yw a sa p p l i e di n t ol o c a t i o na s s i g n m e n t t h ef u z z yc o n t r o lm e t h o d ，f u z z y r e l a t i o n s h i pa n dm e m b e r s h i pf u n c t i o no fl o c a t i o ni se s t a b l i s h e db a s e do nt h e f u z z yr e a s o n i n go fp r a c t i c eo fm a n a g e r si nw a r e h o u s e 口f i n a l l y , t h ef u l lt e x tw a ss u m m a r i z e d ，a n ds o m ec o n c e i v e dp l a n sh a v eb e e n a d v a n c e d k e y w o r d s ：s l p , s l o t t i n go p t i m i z a t i o n ，t h e a b cc l a s s i f i c a t i o nm e t h o d ，l i n e a r l a y o u t ，f u z z yc o n t r o l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得j 叁鲞盘堂或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作一：写仝午瓤名o o ，7 年月伽 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨洼盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丞鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 一虢写企仟 解嗍珈7 年月于同 导师签名： f 噎厢妖 签字i - 1 期：砧9 警月f 同 第一章绪论 第一章绪论 1 1 本文的研究背景和意义 进入2 l 世纪以来，由于经济的不断发展，全球化信息网络和全球化市场形 成及技术变革的加速，围绕产品的市场竞争也日趋激烈。技术进步和需求多样 化使得产品寿命周期不断缩短，企业面临着缩短交货期、提高产品质量、降低 成本和改进服务的压力。所有这些都要求企业能对不断变化的市场做出快速反 应，不断地满足用户需求、去占领市场。目前的竞争已经不单纯是企业与企业 的竞争，而是供应链与供应链的竞争。如汽车行业中，通用与丰田的竞争已经 演变成了整个通用供应链与丰田供应链的竞争。根据中国物流与采购联合会 2 0 0 4 年对制造业的调查，企业老总认为在企业管理中供应链管理最为重要的占 4 8 ，排在第一位【1 1 。这一数据说明，供应链管理对企业的重要性已开始被经 营管理层所接受。在供应链系统中，商流、信息流、物流、资金流四流合一【2 j 。 仓储中心作为物流系统中的重要环节，是物流配送专业化、社会化发展的产物， 是运输、仓储、装卸搬运、配送、流通加工和信息服务等物流环节有效衔接的 节点，是从事物流活动的场所或组织，是物流产业的载体i 引。 企业仓储中心是生产物流的重要组成部分，物料经历着由原材料从厂外采 购运进、入库验收、存放、加工制造，进入成品库以及成品外运等一系列物料 实体的运送的动态流转过程1 4 j 。 传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯一的功能，是一种“静态 储存。现代仓库不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库为中 心的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统形成整个企业管理大系 统的一个子系统，因此只有建立仓储管理系统与企业大系统间的实时连接，才 能为企业领导者制定相应的战略、指挥、监督和调整企业的行动提供依据。 建立以仓储管理为中心的物流系统，通过对物资货位的合理布局，使其具 有快速的出入库能力，快速妥善地将物资存入仓库中( 入库) ，也能快速及时地 将生产所需零部件和原材料送达生产线( 出库) 。目前，装卸和贮运作业在国民 经济中占用了大批劳动力5 1 。贮运工作机械化和自动化的主要优点，在于能够 提高劳动生产率和节省劳动资源。当前，这个因素对于装卸和贮运作业具有头 等重要的意义，从节省劳动资源和降低经营费用这个角度来看，如果仓库系统 第一章绪论 贮运过程实现自动化，将使其达到很大的经济效果。， 在实际的企业资源计划中，作为信息集成基础的库存管理系统的信息获取 要求也越来越高，对仓储管理也提出了越来越高的要求。因而在物料的出入频 率，加快物资周转方面存在很大的需求，尤其是货位控制技术、以及根据生产 活动的需求对物资灵活的定位方法的研究具有重要的意义1 6 j 。 本文涉及企业是多品种、成批生产的以生产型企业为核心的企业集团。主 要产品有3 大类、多个品种。产品的种类繁多，物资管理复杂。各类物资包括 原材料、化工材料、标准件、配套件、辅助材料、零件、半成品、成品等多种。 长期以来，物资在库房内的位置固定不变或随意码放，随着产品的更新换代， 许多不再使用或者很少使用的物资零部件仍然占据着仓库的有利的地势，这样 对于整个工厂的生产管理不利。特别是在生产和销售旺季，仓库周转能力的低 下严重影响了整个工厂物资的周转。而合理的材料存货，可以避免材料积压占 用资金，或材料短缺影响企业生产；管理好成品存货，有利于组织销售和生产 的安排；管好半成品，有利于生产计划的制定和销售。因而对仓库合理安排既 有利于物料周转，自动化的管理，又节约了库存面积，加快了周转，提高可靠 性及效率。而如何使货位布局达到最优，是提高该企业经济效益和保障快速供 应能力的关键问题之一。 据统计，传统仓库的物料搬运作业中，卸货、储运、拣货和装车作业占总 作业时间的4 0 ；其余6 0 的作业时间是作业人员的行走耗时，考虑到劳动力 成本在传统仓库的成本比例达到4 0 5 0 ，以上这组数字更加值得我们去关 注。低效率的“传统仓库一3 0 以上的仓库成本消耗花在来来回回的路上。所 以，从提高物流资源利用效率角度，降低仓库作业成本可以从缩短货物的运送 距离着手。合理规划货品货位是实现这一目标的最佳途径。货位规划的主要目 标是：处理任意单元货品时，最大限度地缩短、甚至消除行走时间【_ 刀。 随着仓库存储物资的多样化、复杂化和仓库结构、技术设备的科学化，企 业不仅需要知道各种准确的库存信息，对于如何合理、迅速组织产品入库，安 排货位及出库，努力提高仓库的利用率及对库存其他一些项目的控制提出了更 高的要求。本文将要针对某企业物流中心仓库货区改造及货位布局，运用特定 的数学方法和控制策略，进行优化方法的研究。 第一章绪论 1 2 国内外研究状况 1 2 1 优化方向 物流中心仓库是现代工厂物流系统的关键组成部分，其流程是一个复杂的 动态过程，可以归结作“极大化效益、极小化代价一这类全局优化模型，旨在 给定的条件下力求达到高生产率和经济效益1 8 1 。系统的优化是一个复杂的多目 标全局优化问题，要求优化算法不仅能寻求最优点，而且要求其优化过程是一 个不断改进、不断进化的过程。 随着现代控制技术和计算机技术的不断发展，物流中心仓库将向着控制最 优化、运行智能化方向发展，对其的优化己成为物流技术发展的一个重要趋势 【2 】 0 主要包括以下三个方面：设计标准、搬运技术及货位布局计划【9 1 。 ( 1 )设计标准 仓库的设计标准体现了实际的仓库特征和储存物资运定。在设计过程中要 考虑的因素分别为：仓库的利用率以及物资的流动。 不管仓库的规模如何，仓库设计应该最大限度地利用仓库内有效的立体空 间。仓库设计在考虑储存物资的流动时，不论是否存放货物，都应该使物资能 够直接在整个仓库中流畅的流动。 ( 2 )搬运技术 仓库设计致力于物资搬运技术的效果和效率上，其基本构成要素与移动连 续性和移动规模经济有关。 用一辆物资搬运机或一部物资搬运设备进行长时间的连续移动，比起用几 辆搬运车对同样的移动作多次单独的、但距离的分割移动来，将要好得多。仓 库活动要尽可能搬运和移动最大得数量，要形成移动规模经济。 ( 3 )货位布局计划 仓库设计应该考虑物资特征，尤其是有关物资的流动和重量。再确定仓库 的流量和重量。在确定仓库的布局计划时，主要关心的问题是物资流量。一般 说来，销售量高的或吞吐量大的物资应该在对它们进行移动时距离最短的位置。 类似地，该计划应包括其他战略，它取决于储存物资的重量。一般说来， 相对较重的物资应安排在离地面较低的位置上，以使升举重件货物的劳动强度 和风险降到最低程度。 第一章绪论 1 2 2 仓储中心库区优化及平库货位优化 目前国内外关于仓储中心规划与设计的研究很多，主要是从宏观的层面研 究物流中心的布局与规划，但近年来对于仓储中心内部的布局与设计的研究也 取得了一定的成果。我国的仓储中心都是高起点规划和建设的，但在规划设计 的过程中，从现代物流的角度来看，由于缺乏必要的理论基础，都或多或少存 在一些缺陷和不足。我国物流学科的创始人王之泰教授，对于配送及配送中心 的研究颇有建树，在配送中心的布局、选址、工艺和装备方面都有非常深入的 研列1 0 1 ，其研究成果对于仓储中心的规划设计具有很好的借鉴作用；国内研究 仓储中心规划设计的还有陕西科技大学的刘昌棋教授f 1 1 1 ，其主编的物流配送 中心设计实用性较强，主要研究了物流配送中心的作业过程、物流配送中心 的布置和规划、物流配送中心的设计、物流配送中心的设施设备、物流配送中 心的管理系统以及物流配送中心的设计实例，其研究成果对于物流中心系统内 部的规划与设计具有重要的指导意义和实用价值；北京科技大学副教授王转研 究物流系统规划、配送与配送中心等【1 2 1 ，对配送中心系统内部的规划与设计、 仓储中心的优化也进行了较为深入的研究。但以上多是对配送中心从宏观上进 行优化研究，对于针对企业的物流中心内部的库区优化的研究却很少提及。因 此如何采用布置设计理论对物流中心仓库库区进行优化作为本文研究的重点之 一。指根据企业的经营目标和生产纲领，在已确认的空间场所内按照从原材料 的接收、零部件和产成品的制造，成品的包装、发运的全过程，力争将人员、 设备和物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以获得最大的经济 效益【1 3 】 1 2 3 自动化立体库货位优化 对于自动化立体库的全局优化问题，传统的建立在梯度计算基础上的非线 性规划类方法【1 4 】，存在局部优化性及不稳健等缺陷。如国外用数学规划排队论【l 5 j 建立的自动存取系统的模型理论以及国内基于查表的自动运输小车路径规划方 法乜1 和基于启发式的搜索算法i l 倒，只适用于工作环境比较简单，在路径不很多 且布局满一定限制的情况下，而且它对运行中的障碍，车辆间的冲突仅作“临 时处理 ，没有考虑到任务出入库的时间限制，只适用于小型简单的在线仓储系 统；运用动态规划法对堆垛机的路线进行的规划明显的暴露出局部优化缺陷， 没有考虑到出入库任务的服务时间问题，且程序运行所需时间较多。 近年来， 对于a s r s ( a u t o m a t c ds t o r a g ea n dr e t r i e v a ls y s t e m ) 中的自动导 引小车( a g v - a m o m a t e dg u i d e dv e h i c l e ) 车辆优化调度问题，又提出了修正的 第一章绪论 c l a r k e w r i 曲t 算法【1 刀、修正的最临近算法【1 3 1 、基于指派问题的算法【1 9 】等，但很 难得到全局最优解或满意解。 目前模糊控制【2 0 】成为2 l 世纪计算智能技术的关键技术之一。关于创新的理 论和应用研究可谓方兴未艾。许多文献报道了模糊控制求解优化问题的研究成 果。模糊控制是在各种富有挑战性控制应用中一种可选的实用控制方法，因为 它通过使用启发性信息提供了一种方便的构造非线性控制器方法。该控制方法 是神经网络控制【2 1 1 、学习控制【翻等多种智能控制方法中的一种。研究表明：它 能通过高度互联的神经元来解决复杂优化问题。对于大型企业的物流中心的货 位优化问题，还没有文献用模糊控制的方法进行研究。本文将应用模糊控制来 解决物流系统中货位布局优化问题，主要研究堆垛机的优化调度问题，并验证 模糊控制理论应用于自动化立体库的可行性。 1 3 本文的主要研究内容 随着计算机科学和自动化技术的发展，物流中心的管理也从简单的方式迅 速向自动化管理演变，其主要标志是自动物流设备，如自动导引车( a g v ) 、自 动存储、提取系统( a s r s ) 、空中单轨自动车、堆垛机( s t a c k e rc r a n e ) 等，及计算 机管理与控制系统的出现这些自动化设备的出现的确能够帮助加快仓库的物资 周转，本文根据企业物流中心仓库现有情况进行分析，着重对物流中心库区改 造及平库和立体库的货位提出改进和优化的方法。其中主要工作是用布置设计 理论对仓储中心的整体货区布局做了改进性优化：根据a b c 分类法对平库的货 位布局做了优化；将部分平库区存储设备进行了改造，并进行了相关设计计算； 用线性布局的方法对自动化立体库的货位布局做了优化并验证：用模糊控制的 方法对自动化立体库的货位布局做理论分析并阐述了优化步骤，并与线性布局 的结果进行比较，对以后的工作做了展望。 全文编排如下： 第一章阐述课题的研究背景和意义，综述国内外相关领域研究概况，并提 出主要研究内容。 第二章用s l p 理论对仓储中心布局进行分析，阐明当前仓储中心布局的主 要问题，并进行优化。 第三章从企业发展角度出发对平库的存储设备提出改造方案，并用a b c 分类法对平库库位优化方法的探讨。 第四章用线性布局方法对自动化立体库库位优化。 第一章绪论 第五章分析了用模糊控制理论对自动化立体库货位优化的整个理论过程， 并与线性布局法相比较。 第六章给出全文结论，对下一步的研究做了展望。 第二章仓储中心库位优化 2 1 引言 第二章仓储中心库位优化 企业的迅速发展对物流中心仓库管理提出了更高的要求，在满足企业内部 及供应商存货的要求前提下，合理安排库位，要提高仓库的存储能力；提高出 入库效率，减少仓库管理人员，从而降低物流中心仓储运作成本的要求。因此， 结合物流中心目前的工作现状，从布局和流程两方面着手，对其工作流程和库 位进行重组和优化。 2 2 仓储中心库区现状和作业流程 2 2 1 仓储中心库区现状 图2 - 1 仓储中心布局图 如图2 一l 所示为仓储中心布局图，平库与立体仓库混合布置于仓储区，现 场平库部分货物存放混乱，出货分拣时大量货物流经分拣区，各巷道物流量过 大、通道阻滞，甚至分拣区也堆放货物，造成出货效率降低，延迟了生产部门 第二章仓储中心库位优化 的配件供应，影响了生产。工人需要经常加班，才能够保证供货，是企业经济 降低的主要原因之一。对此，对现有仓库物流流程作了调研，作出流程动线图， 直观展示了物流流程的情况，并依据各类货物库区的物流量强度、使用频率等 数据，基于s l p 流程理论对仓库货区进行重新布局，形成改善后的仓储平面布 局图。 图2 _ 2 零部件出库流程图 第二章仓储中心库位优化 2 2 2 出库流程 图2 2 所示零部件从库位取出至分拣区分拣并出库的流程图，整个作业操 作分为以下几个步骤： 1 ) 根据配件销售计划创建物料搬运单。 2 ) 根据物料搬运单到平库或立体库卸货，通过搬运设备送至分拣区。 3 ) 将物料分拣后装入工位器具。 4 ) 将工位器具卸货到送货车上。 5 ) 出库。 如图2 - - 3 所示为零部件出入库的动线图。由图中可以看出，这样的布局、 分拣运货方式造成货物至分拣区一库门的物流通道拥挤，平库区和高速外协件区 之间的通道拥挤，在出货量大时，很容易造成上述通道的阻塞，以致影响整个 仓库货物的进出库运输。位于库区偏右部分的分拣区同时承担着六个需要分拣 出库的库区的分拣任务，在多个库区同时有大量货物需要分拣时，分拣区负载 量过大，容易造成货物分拣区积压。 il 平库c 1 区 l 平库d 1 区 平库c 2 区 分 立体库a 1 区 拣 区 f j 标准件配 j 高速外协件区 平库b 1 区 套件区 进口件区 配件库 图2 - 3 零部件进出库流程动线图 对此，本文拟基于s l p 布置设计理论，依据仓库现有的布局、实际约束情 况和存在的问题，对该仓库货区布局进行重新规划，提高仓库的吞吐能力。 第二章仓储中心库位优化 2 3 基于s l p 程序的库区布置方法 设施布置设计是根据企业的经营目标和生产纲领，对已确认的空间场所按 照从原材料的接收、零部件和产成品的制造，成品的包装、发运的全过程，将 人员、设备和物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以获得最大 的经济效益【2 3 1 。设施布置的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产经营 能力、工艺过程、灵活性、效率、成本和安全等方面，并反映一个组织的工作 质量、顾客印象和企业形象等内涵。设施布置工作不但在新设施设计时要做， 在原有设施重新设计改造时也需要。企业经营总会面临内部条件和外部市场的 各种变化，从而会出现当初布置设计时考虑不到的问题，都可能会要求重新布 置生产或服务系统。 ， 2 3 1 设施布置应遵循的原则 1 ) 整体综合原则。设计时应将设施布置有影响的所有因素都考虑进去，以 达到优化的方案。 2 ) 移动距离最小原则。产品搬运距离的大小，不仅反映搬运费用的高低， 也反映物料流动的通畅程度，因此，应以搬运距离最小原则选择最佳方 案。 3 ) 流动性原则。良好的设施布置应使在制品在生产过程中流动顺畅，消除 无谓停滞，力求生产流程连续化。 4 ) 空间利用原则。无论是生产区域或储存区域的空间安排，都应力求充分 有效地利用空间。 2 3 2 基于s l p 仓库布局方法2 4 】 进行规划之前，首先确定p 产品( 或材料或服务) 、q 数量、r 生产路线( - r 艺 过程) 、s 辅助服务部门、t 时间( 或时间安排) 五个要素。确定所规划设计的对象 即所生产的产品、原材料、加工的零部件的种类或提供服务的项目，确定原材 料、进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、废品、废料、切屑、包装材料 等的种类，以及与此相关的仓储设备的类型和物料搬运的方式等。 确定生产所需由供应商提供或购买的原材料的数量或服务的工作量，为设 计设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等奠定基础参数。仓库货位布局 还与所生产的产品品种、数量等的工艺流程、物流路线、工序顺序密切相关， 可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示出影响着各作业单位之间的关 系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。此外还应考虑与保证生产正常运 第二章仓储中心库位优化 行的辅助服务性活动、设施以及服务的人员的辅助服务部门( s u p p o r t i n gs e r v i c e ) 情况，依此确定包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、 生产管理，质量控制及废物处理等的生产的支持系统，从某种意义上来说对生 产系统的正常运行起着举足轻重的作用。最后物流的活动与时间安排( t i m e ) 密切 相关，规划之前需要确切知道什么时候、用多长的时间生产出产品，详细描述 作业、工序、流动、周转等标准时间。从而确定所需设备的数量、工作场地面 积和和人员配备，平衡各个工序的安排等。 输入数据( p 、q 、r 、s 、t ) 和各作业点 1 物流分析 2 作业分析 3 相互关系图 图2 - 4s l f 程序模式图 此外，城市规划、外部协作条件、交通运输条件、地质水文条件、自然气 候条件、职业安全和卫生、环境保护等方面的规程、标准和技术规范等因素也 是影响设施布置设计需要考虑的要素 2 3 3s l p 物流分析阶段 物流分析( 工艺流程和物流路线的分析) 是设施布置设计一个基本分析。 分析的基本手段有工艺过程图( 作业程序图) 、多种产品工艺过程图、从至表( 表 2 - 4 ) 和物料流程图等。 从至表通常用以表示建筑物之间、部门之间或机器之间的物流量、物料搬 运总量等。表上横行和竖行的标题内，按同样顺序列出全部作业单位( 建筑物、 机器；部门) 。将每个产品或零件在两个作业单位之间的移动，分别用字母表示 第二章仓储中心库位优化 产品或零件，数字代表搬运总量，填入两个作业单位横行和竖行相交的方格内， 注意，从图表的左上角至右下角，划一条对角线，零件前进记在右上方，退回 记在左下方。 作业单位相互关系分析。设施布置设计要根据部门之间在工艺流程如业务 往来中的密切程度，决定相互位置。各部门( 作业单位) 之间存在着物流关系、 非物流关系两种关系。物流关系可以用物流强度来表示两个作业单位之间的关 系密切程度，非物流关系无法定量表示，只能通过定性分析加以区分。 步骤分为：物流相关表绘制一非物流相互关系表的构造一综合相互关系表 构造 1 ) 作业单位物流相关表的绘制 划分物流强度等级由于直接分析大量物流数据比较困难，而且也没必 要，因此，s l p 中将物流强度转化为5 个等级，分别用符号a 、e 、i 、0 、u 表示。 当产品品种少时用工艺过程图进行物流分析；产品品种多时，用从至表或 多工艺过程表对实际设施间的物流量进行统计。 2 ) 作业单位非物流相互关系表的构造 根据经验确定作业单位非物流相互关系密切程度后，利用与物流相关表相 同的表格形式，建立非物流相互关系表。 通常可以从以下几个方面加以考虑： ( 1 ) 工作流程( 2 ) 作业性质 ( 3 ) 使用设备情况( 4 ) 使用场地情况 ( 5 ) 监督和管理( 6 ) 安全、卫生 ( 7 ) 联系频繁程度( 8 ) 噪声、振动 ( 9 ) 公用设施相同( 1 0 ) 文件信息往来情况 2 4 仓库的布局设计 该仓库总体分为九大仓储区域，一个集中分拣区，一个出入口。如图2 一l 所示，其中进口库件区和配件区均不需要分拣可以直接出库，而其他七个仓储 区内货物则在拣取之后需要运至分拣区经过拆包装分拣后装入电瓶车运出仓 库。 当前仓库布局的主要问题是：目前该仓库的“拣取今分拣专出库的整 个流程往往因为某个时段的出库频率大造成物流强度过高，而分拣区的分拣能 力有限，造成货物停滞在分拣区，而延迟货物出库的速度，影响生产的顺利进 行。且分拣区集中置于仓储区的一端，这种不均的布置会造成远离分拣区的库 第二章仓储中心库位优化 存区域货物运至分拣区路程过长，容易在多货区同时出货时于仓库通道内发生 交通阻滞。各存储区都要与分拣区产生物流量，分拣区是物流中心工作量最大 的地方，分拣是最容易发生堵塞的环节。 2 4 1 设计方案 1 ) 对上述区域作物流分析，由仓储布置现状可知：该仓库大部分物品出货 流程主要根据拣选货单由叉车或堆垛机从货架中拣出整包的货物运送到分拣 区，由分拣操作人员将货物进行拆包装整理分拣，再装入理货箱由仓库出入口 送出仓库。 本文基于s l p 原理对该仓储环境中物流状况进行分析：由现场调查研究表 明产品生产过程中单位时间的配件物流使用量不能用计时性数据加以描述。作 为货区分布优化设计可以根据储货托盘使用量加以近似统计，完全可以达到布 置设计目的，作为设计依据。 由调研收集所需数据： 各个库位区托盘使用量如下表： 、 表2 - 1 库位托盘使用量表 库区 a lb lc lc 2d 1 标配高速进口配件 托盘数 9 0 09 0 08 6 0 9 0 06 7 56 7 5 9 0 01 3 5 01 8 0 0 由此计算出各个货区所货物流动数量比例权数计为： 表2 - 2 物流数量比例权数表 库区 a 1b 1c lc 2d 1 标配高速进口配件 权数 998 6 9 6 7 56 7 591 3 51 8 物料分类：由调研情况得知各个货区零件配件型号概况： ( 仅大型配件被单独分配置于大件c l 区，其他中小零配件均依据便利实用 原则分置由于其他8 个区域。由现场调研情况，将大件平均质量权重设为1 ，中 小件部分平均质量权重设为0 8 ) 第二章仓储中心库位优化 表2 - 3 货区零件型号分类表 库区a lb lc lc 2d l标配高速进口配件 件型中小中小大件中小中小中小中小中小中小 2 ) 综合以上两表，对上述9 个区域进行物流分析，以总体质量作为当量物 流量，构建从至表： 当前物流量主要存在于存储区与分拣区，分拣区与出入库口之间。 表2 4 物流关系从至表 从至 a l a b 1 bc l cc 2 dd l e标准f高速g进口h配件i 分拣j出口k a 1 a7 2 b l b7 2 c 1 c8 6 c 2 d7 2 d 1 e5 4 标准f 5 4 高速g 7 2 进口h 1 0 8 配件 1 4 4 分拣j 4 8 2 出口k 表2 5 物流强度等级划分表 物流强度等级符号物流路线比例( )承担物流量比例( ) 超高物流强度a ( 4 ) l3 0 特高物流强度e ( 3 ) 1 0 2 0 较大物流强度i ( 2 ) 2 01 0 一般物流强度o ( 1 ) 3 0l 可忽略搬运u ( 0 ) 第二章仓储中心库位优化 生成区域关系图2 5 ，划分物流强度等级，由于直接分析大量物流数据比较 困难，而且也没必要，因此，s l p 中将物流强度转化为5 个等级，分别用符号 a 、e 、i 、o 、u 表示。 当产品品种少时用工艺过程图进行物流分析；产品品种多时，用从至表或 多工艺过程表对实际设施间的物流量进行统计。 关系图转化为关系表： 图2 5 区域关系图 表2 6 区域关系表 关系 aeiou 区域 、 立体库a l 区 1 平库b 1 区 1 平库c l 区 l 平库c 2 区 l 平库d 1 区 l 标准件配套件区 1 高速机外协件1 进口件库 l 配件库 1 分拣区 1 出库口 1 第二章仓储中心库位优化 ( 1 ) 选择a 级关系最多的区域作为第一区域优先进入布置。 ( 2 ) 选择与第一区域具有a 级关系的部门作为第二区域进入布置。 ( 3 ) 按照与第一二区域为a a 、a e 、a i 的排列顺序选择第三区域。 ( 4 ) 依次选择直至结束。 ( 5 ) 根据面积进行实际面积的布置。 4 ) 结合仓储中心运作现状和远景规划，确定各区域面积。 表2 7 各区域面积表 区域立体库a l 区平库b 1 区平库c 1 区平库c 2 区平库d 1 区 面积( m 2 ) 1 8 0 0 1 8 0 01 9 0 018 0 01 3 5 0 区域标准件配套高速机外协进口件库配件库分拣区 件区 件区 面积( m 2 ) 1 3 5 0 18 0 02 7 0 03 6 0 0 1 3 5 0 由各库位关系初步生成线型图，如下图所示： 图2 - 6 库位关系线型图 再将面积的约束加入，生成空间关系图，示意图如下： 第二章仓储中心库位优化 li 进口件区2 7 0 0 配件库3 6 0 0 平库d l 区 平库c 2 区 立体库a 1 区 1 3 5 0 1 8 0 0 分 1 8 0 0 拣 区 f 3 1 3 5 0 标准件配 高速外协件区 平j i 荤b 1 区 套件区1 8 0 0 1 8 0 0 1 3 5 0 平库c l 区1 9 0 0 图2 7 初拟修改方案图 再加入限制条件： 由仓储实际状况列出实际限制条件： ( 1 ) 入口位置固定不动。 ( 2 ) 仓库实际占地为矩形，必须依库房形状分置各个库位 图2 - 8 修改后方案图 第二章仓储中心库位优化 ( 3 ) 进口件区和配件区中存放的零配件均需要远离出入库口，以利于防 尘。 ( 4 ) 立体库目前使用率不高，物流量相对较少。 权衡以上条件，初步指定建议方案： 做如2 - 8 图布置： 在此基础上，用物流流程动线图对仓储运作再做直观描述，如图2 - 9 所示： 由图上可以明显看出，在分拣出货过程中，物流强度得到了很好的分散， 而且位于两个分拣区之间的两个库区还可依照各区出货流量的具体情况选择经 分拣( 1 ) 区还是分拣( 2 ) 区分拣出库，增加了选择机动性，便于灵活分配物流量。 出于存取货物便利性考虑，将两分拣区均设计成依靠两侧仓库进行分拣操 作，中间留出通道作为搬运输送货物之用。此种重分有利于被取货物能够及时 送至分拣区进行拆包装分拣。 ii 平库c 1 区 1 9 0 0 平库d 1 区 j分 平库c 2 区 j 分 一 立体库a 1 区 1 3 5 0 一1 8 0 0 1 8 0 0 拣 拣 区 区 ( 1 ) ( 2 ) 标准件配 7 0 07 0 0 高速外协件区 一 平库b 1 区 套件区1 8 0 0 1 8 0 0 1 3 5 0 一_ 进口件区2 7 0 0 配件库3 6 0 0 图2 9 调整后物流动线图 对分拣区的布置做如此改变，改变前后对比： 调整前后，不仅在分拣区和库区通道之间的物流拥挤状况得到了有效改善， 且对于拣货工具和运货专用工具的不同，在拣选专分拣出库整个流程中所 用的总时间也大不相同。 仓库作业搬运设备采用叉车叉取拣选货物，再由电瓶车装载运出。叉车兼 有拣货和搬运两个职能，但行进速度一般为0 2 5 r r d s 。而只具备运货功能的电瓶 车平均运行速度却可达到0 5 r i d s ，是叉车的两倍。对此情况，为了使整个发单 第二章仓储中心库位优化 拣货到分拣出库的流程最为省时，便将分拣区位置做一调整，减少叉车运货行 走路程，尽量将叉车的作业时间多多分配到货架区拣货的流程里，从而能够达 到充分利用叉车拣货功能的目的，而且用电瓶车进行货物搬运亦可加快搬运速 度达到省时提高效率的作用。 a ll 平库c l 区1 9 0 0 平库d 1 区平库c 2 区 立体库a 1 区 1 3 5 0 1 8 0 0 分 1 8 0 0 拣 区 - ，t i j 1 3 5 0 标准件配 高速外协件区 平库b 1 区 套件区1 8 0 0 1 8 0 0 1 3 5 0 进口件区2