（计算机软件与理论专业论文）现代物流wms关键问题解决方案的研究与实现.pdf

摘要 在现代物流的背景下，物流中心起着至关重要的作用。尤其从供应链的高度 看，其在仓储方面的优势可以在更好地降低物流成本的同时，缓冲供求的矛盾。 而物流中心要想让自己的仓储工作达到现代物流的要求，就必须让仓储技术实现 现代化，实现仓储的信息化和自动化。 w m s ( w a r e h o u s em a n a g e m e n t ；s y s t e m ，仓储管理系统) 是实现物流仓储信息化 和自动化的途径。通过对仓库进行入出库单据管理和货位管理，实现仓库作业的 信息流与工作流的协同。此外，w m s 区别于一般的进销存软件在于它面向作业 的特点。一个好的w m s 系统不仅具备面向业务人员的单据管理，更重要的针对 一线操作工人的作业管理，将一线的操作人员实时地连接到信息系统中，实现配 送中心的有序、高效地运转。 本文以朝批物流的实际需求为背景，对w m s 系统的开发和实际实施进行总 结，提出现代物流条件下w m s 的三个关键问题：货位管理问题，补货问题及与 现代物流设备的集成问题。文中主要论述了三个关键问题的重要意义及在实践中 需要注意的问题。之后阐述了朝批物流实旌w m s 过程中在这三个关键问题上的 解决方案。其中，在货位管理问题上提出的基于货位规划的解决方案是一个可以 支持多种存储策略的通用性方案，有着普遍的适用性；在补货问题上重点讨论了 应用多级库存思想的基于分区规划的补货系统；在现代物流设备集成问题上以 w l a n 伊d a 系统与w m s 的集成为例，新设计的业务流程充分考虑了现有流程 的缺点及应用各种可选方案的优势与前提条件。 关键词仓储管理系统( w m s ) ；货位管理；补货；集成 a b s t r a c t u n d e rt h eg r o u n do fm o d e ml o g i s t i c s ，d i s t r i b u t ec e n t e rp l a y sa l li m p o r t a n tr o l e e s p e c i a l l yf r o mt h ev i e wo f s u p p l yc h a i n ，i t sm e r i to f s t o r a g ec a l lr e d u c et h ec o s to f l o g i s t i c sb e t t e r , a n dr e l a xt h ec o n f l i c tb e t w e e ns u p p l ya n dd e m a n da tt h es a m et i m e m e e t i n gt h ed e m a n d so fm o d e ml o g i s t i c s ，d i s t r i b u t ec e n t e rh a v et om o d e r n i z ei t s w a r e h o u s i n gt e c h n o l o g y , w h i c hm e a n sr e a l i z i n gt h ei n f o r m a t i z a t i o na n da u t o m a t i o n i nw a r e h o u s i n g w m s ( w a r e h o u s em a n a g e m e n ts y s t e m ) i st h ea p p r o a c ho f r e a l i z i n gi n f o r m a t i o n a n da u t o m a t i o nm a n a g e m e n ti nw a r e h o u s i n g t h r o u g ht h em a n a g e m e n to nb i l la n d s t o r a g e l o c a t i o n ，i t c a nh a r m o n i 2 et h ei n f o r m a t i o nf l o wa n dw o r k f l o wo f w a r e h o u s i n ga c t i v i t i e s b e s i d e s ，w m sd i f f e r s f r o mo t h e rs o f t w a r ed u et oi t s t a s k - o r i e n t e d ag o o dw m sp r o v i d e sn o to n l yt h eb i l lm a n a g e m e n tf o rb u s i n e s s p e r s o n n e l ，b u ta l s ot h et a s km a n a g e m e n tf o ro p e r a t o ro nf r o n tl i n e ，w h oc o u l db e c o n n e c t e dt oi n f o r m a t i o ns y s t e mi nr e a lt i m e s e q u e n t i a l l y , d i s t r i b u t ec e n t e rn l n si n h i g he f f i c i e n c y i n t h i st h e s i s ，a c c o r d i n gt ot h er e a l r e q u i r e m e n t so fc h a o p il o g i s t i c s ，w e s u m m a r i z et h ed e v e l o p m e n ta n di m p l e m e n t a t i o no fc h a o p iw m s ，a n dp r e s e n tt h r e e k e yp r o b l e m si nw m s ：s t o r a g e - l o c a t i o nm a n a g e m e n t , r e p l e n i s h m e n ta n di n t e g r a t i o n w i t hm o d e ml o g i s t i c sd e v i c e s w ed i s c u s st h es i g n i f i c a n c eo ft h e s ep r o b l e m sa n d o u t l i n e st ow h i c hw es h o u l dp a ym o r ea t t e n t i o nd u r i n gi m p l e m e n t a t i o n t h e nw ew i l l s h o wh o wt h e s ep r o b l e m sa r er e s o l v e di n e h a o p iw m s i ns t o r a g e l o c a t i o n m a n a g e m e n t ，t h el o c a t i o np l a n n i n gb a s e ds o l u t i o nw ep r e s e n t e di s a nu n i v e r s a l s o l u t i o nw h i c hc a ns u p p o r tv a r i o u s s t o r a g es t r a t e g i e s ；i nr e p l e n i s h m e n t , w e e m p h a s i z eo nt h ez o n i n gp l a n n i n gb a s e dr e p l e n i s h m e n tw i t hm u l t i p l ei n v e n t o r y t h e o r y ；a sat y p i c a lc a s eo nw m s i n t e g r a t i o nw i t hm o d e ml o g i s t i c sd e v i c e s ，w e p r e s e n th o wt oa p p l yw l a n p d ai nw m s t h en e wf l o wi sd e s i g n e dc o n s i d e r i n g t h es h o r t a g eo ft h eo l do n e ，t h ea d v a n t a g ea n dp r e c o n d i t i o no fe v e r ya l t e r n a t i v e s o l u t i o na r ec o n s i d e r e dt o o k e yw o r d sw m s ；s t o r a g e l o c a t i o nm a n a g e m e n t ；r e p l e n i s h m e n t ；i n t e g r a t i o n i i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 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。 签名：垂j 煎日期：! 堕：! 二堡 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文破查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：垄：j 邀导师签名：豸至鱼垒日期：兰! z 堡店 第1 章绪论 1 1 课题背景 第1 章绪论 1 1 1 现代物流与物流中心 物流( l o g i s t i t s ) 是指物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际 需要，将运输、存储、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能实 施有机的结合。现代物流则在传统物流的基础上，引入高科技手段，即运用计 算机进行信息联网，并对物流信息进行科学管理，从而使物流速度加快，准确 率提高，库存减少，成本降低，以此来延伸和放大传统物流的功能。现代物流 要求以正确的质量水平，在正确的时间，将正确的产品交付到正确的地点【1 】， 其主要目标有： ( 1 ) 服务目标：物流系统具体连接着生产与再生产、生产与消费，因此要 求有很强的服务性。在现代物流体系的基本建设上，要求物流中心、信息系统、 作业系统和组织构成等条件的具备与完善。 ( 2 ) 快速、及时目标：及时性不但是服务性的延伸，也是流通对物流提出 的要求。随着社会大生产的发展，快速及时的要求更加强烈了， ( 3 ) 节约目标：在物流领域除流通时间的节约外，由于流通过程消耗大而 又基本上不增加商品的使用价值，所以通过节约来降低投入，是提高相对产出 的重要手段。 ( 4 ) 规模化目标：以物流规模作为物流系统的目标，追求“规模效益”。 ( 5 ) 库存调节目标：合理的库存可以整合需求和供给，维持各项活动顺畅 地进行。库存缓解了对集中的客户需求、季节性需求和全年消费，使产品的大 批消费和大批生产避开季节性的因素。 实现现代物流的这些目标，科学、经济地设计成本低、效率高、实用性强、 柔性佳的物流配送中心是至关重要的。在2 0 0 1 年8 月1 日开始实施的中华人 民共和国物流术语标准对物流中心的定义是：从事物流活动的场所和组织， 应基本符合以下要求：a ) 主要面向社会服务；b ) 物流功能健全；c ) 完善的信息网 络；d ) 辐射范围大；c ) 少品种、大批量；f ) 存储，吞吐能力强；g ) 物流业务统一经 营管理。 物流中心的功能是最大规模集结、吞吐货物，因此必须具备运输、存储、 保管、分拣、装卸、搬运、配载、单据处理、信息传递等一系列延伸功能。物 流中心的建立，有利于资源、人炙的统筹利用，能够缩短配送路线，减少配送 1 北京工业大学工学硕士学位论文 次数，如图l l 所示。利用物流中心的资源优势，可以应对客户多品种、少批 量、多批次的更高的配送需求，大幅提高客户满意度。物流中心的合理使用能 够最大程度地降低供应链的运作成本。 髓舯髫 二 踊疆革：回 蕊 图1 1 配送中心的功能 f i g 1 1t h ef u n c t r i o n o f d i s t r i b u t ec e n t e r 物流中心的特点和规模不同，其营运涵盖的作业项目和作业流程也不完全 相同；但其基本作业流程可以归纳为入库管理、出库管理和在库管理三部分。 图1 - 2 进货入厍作业沉程 f i g 1 - 21 h ef l o wc h a r to f i n v e n t o r yo p e r a t i o n 进货入库的作业流程如图l 乏所示。供货商送货到库，首先收货组进行商品 验货，然后将信息输入仓库信息系统，生成商品进货验收单。其次使用手3 2 自动定位货位，生成商品入库货位清单，库管根据清单将货物送到指定货位上 架。最后根据上架情况在仓库管理信息系统进行入库确认，作业完成a 提货出库的业务流程如图1 3 所示。通过接收的出库单，进行货位定位，生 成提货配货单，再根据提货配货单，库管将逐一从对应的货位上提货，最后根 据提货情况进行出库确认，作业完成。 第1 章绪论 图1 - 3 提货出库作业流程 f i g 1 3t h ef l o wc h a r to f d e l i v e r yo p e r a t i o n 除入出库外，物流中心还需对在库保存的商品进行在库管理，如货位的调 整、定期或不定期地对货物进行盘点等。 图l - 4 货位调整流程 f i g i - 4t h ef l o wc h a r to f s t o c ka d j u s t m e n to p e r a t i o n 图i - 5 盘点作业流程 f i g 1 - 5t h ef l o wc h a r to f s t o c kc h e c k i n go p e r a t i o n 货位调整的作业流程如图1 4 所示。通过仓储管理系统生成货位调整单，库 管根据货位调整单将商品由源货位送到目标货位，最后根据上架情况在仓储管 理系统中进行确认，作业完成。 盘点的业务流程如图1 - 5 所示。通过仓储管理系统进行货物货位盘点，生成 盘点表，打印出盘点表，库管对照货位检查商品数量以及商品货位对应情况。 北京工业大学工学硕士学位论文 如果出现商品数量差异，在仓库管理系统中进行盘点长短录入，将实物库存与 信息系统中的库存保持一致，作业完成。 1 i 2 仓库管理系统一一w m s 上一节提到，物流中心对实现现代物流的目标起着重要的作用，尤其从供 应链的高度看，其在仓储方面的优势便其可以在时间上协调、缓冲和平衡上下 游的供需矛盾；在数量、规模和质量上对物资进行整合，在更好地降低物流成 本的同时，满足上游和下游的需要。所以物流中心在仓储工作上的效率对整个 供应链的效率至关重要【2 1 。而物流中心要想让自己的仓储工作达到现代物流的 要求，就必须让仓储技术实现现代化，实现仓储的信息化和自动化。信息化表 现在物流信息的商品化、物流信息收集的数据库化和代码化、物流信息处理的 电子化和计算机化、物流信息传递的标准化和实时化、物流信息存储化与数字 化等f 3 】。以物流的信息化为基础，各种现代化物流设备如电子标签、p d a 、自 动分拣机等被应用到物流中心便成为可能，从而实现仓储工作的自动化。正是 物流信息系统( 信息化) 和现代物流设备( 自动化) 相辅相成。才支撑起现代 物流的技术体系1 4 j 。 w m s ( w a r e h o u s em a n a g e m e n ts y s t e m ，仓储管理系统) 是指集成了条码 ( b a r c o d e ) 、无线通讯( r a d i of r e q u e n c yc o m m u n i c a t i o n ) 、循环盘点( c y c l ec o u n t j n g ) 等仓储技术以促进货品流动和仓库空间利用的软件与硬件的集合吲。它是实现 物流仓储信息化和自动化的途径，是e r p 在仓储管理的延伸，通过对仓库进行 入出库单据管理和货位管理，实现仓库作业的信息流与工作流的协同。此外， w m s 区别于一般的进销存软件在于它面向作业的特点。一个好的w m s 系统不 仅具备面向业务人员的单据管理，更重要的针对一线操作工人的作业管理，将 一线的操作人员实时地连接到信息系统中，把客户的要求通过系统自动分解为 若干个操作任务，并动态地分配到一线工作手中，业务人员通过一线工人的操 作情况实时汇总并调节业务流量，实现配送中心的有序、高效地运转。 1 1 3 国内外物流现状 1 1 3 1 国外发达国家的发展现状 在西方发达国家，现代物流业已高度发达，并成为国民经济的重要支柱。 日本和美国走在了世界的前列；欧洲是引进“物流”概念最早的地区之一，欧 洲各国在物流业的发展方面一直走在世界的前沿德、英、法又是其中的代表， 加上韩国这样以对外贸易为经济导向的国家物流业水平处于第二集团军。意大 第1 章绪论 利和西班牙的经济发展状况和物流业与这些国家相比又有着一定的差距【6 1 。文 献 7 - - 9 1 对欧美的物流特点进行了调查分析，文献 1 0 ，1 l 】也做了类似的工作， 文献1 2 ，1 3 对发达国家的物流特点和我们国的物流特点进行了比较。 发达国家物流配送中心的发展因各国国情差异而各具特点。下面从几个方 面对当今世界发达国家的配送中心进行比较分析： ( 1 ) 产生原因。尽管各国国情不同，但配送中心产生的原因却具共性，即： 随着商品消费市场不断发展，仓库周转速度逐渐加快，过去大批量的货物运输 改为多批次少批量，以致造成物流成本上升、城市交通堵塞、环境污染等问题。 为此，需采取建立“配送中心”这种新型高效的物流活动方式。 ( 2 ) 网点布局和设施设备。发达国家配送中心在网点布局、设旋配备方面 各有优势。e l 本的物流配送中心大都选址合理，规模适中，多在商业中心附近， 尽量靠近公路、海港，以便能迅速调运商品；同时采用先进的自动分拣系统和 无线通讯设备。美国主要采用立体仓库以节约地价成本支出，配送中心的设施 大多是机械化，半自动化，并不盲目采用全自动化设备，并且注意环保。欧洲 各国的配送中心则在欧盟的统一t ，调规划下布局，各国配送中心之间的设施兼 容配套性好。 ( 3 ) 管理特点。在这方面，各国有着共同的特点，即实现了比较成熟的计 算机网络化管理，不但使商品配送及时准确，保证商品流通经营活动的正常运 转，还可节约劳动力成本。此外，日本特别实行了严格化的规章制度，使物流 作业准确有序地进行，真正体现了优质服务。而美国则实行明确的服务范围和 区域，更高效准确地为客户服务。 f 钔发展趋势。物流业借助高新技术的发展，目前正发生着一场革命：计 算机的普遍使用和自动化分拣系统、无人驾驶叉车等设备构成了无纸化和无人 化的发展趋势；物流配送与自动化、计算机化的结合也是新的发展方向。 1 1 3 2 我国的发展现状 我国台湾地区推崇“本土化物流”观念，认为4 自动化”不是万能的，必 须考虑自身的财力规模、土地成本、建筑成本、设备成本等条件【1 4 5 1 。因此， 台湾的物流中心多为中小规模的平房仓库，并采取适合本地区特点的物流分拣 设备，甚至可能采用人工分拣方式，完全根据自己的需求出发，缺什么充实什 么，此外，台湾也相当重视物流人才的培养。 我国大陆从2 0 世纪8 0 年代开始引进物流概念，9 0 年代有一批物流中心建 立，但整体发展进度较国外发达国家有明显滞后。从总体上看，我国的物流中 心缺乏科学的规划和设计，在经营管理上都不同程度地存在一些问题，经营不 规范的物流中心占总数的8 0 ，如经营方向不明确、功能不完善、流程不合理、 ! 一! ：! ! ：! ：! ! j ! 至三些盔兰三兰翌圭兰竺笙兰 设备选择上存在误区、现代化程度低、设备利用率低等问题。这不仅造成了配 送中心设备资源的浪费，同时也给物流中心的业务开拓、设备更新等方面带来 不必要的麻烦 1 6 1 。 目前，物流中心规划问题的研究主要集中在以下五个方面：一是物流信息 平台的研究。文献 1 7 1 9 对物流信息平台进行了研究，希望通过信息技术提高 物流中心的效率。二是物流中心车辆调度和配载问题，通过优化智能调度和优 化车辆配载，提高物流中心的吞吐率。文献 2 0 ，2 l 】对这方面问题进行了研究 和应用。三是物流中心的选址问题，通过科学的选址，降低物流中心在供应链 中的运作成本。文献 2 2 ，2 3 1 对这方面进行了研究。四是物流中心内部布局和 规划问题，如物流中心的存储策略、分拣策略、分拣路线优化等。文献1 2 4 - - 2 6 1 进行了这方面的研究。五是物流中心的绩效考核，采用群组层次分析法，运用 二级模糊综合评判法，得到百分制数值的评价结果，用来表示配送中心配送活 动的绩效水平【2 ”。 1 2 课题来源及本文的主要研究内容 本课题以北京朝批商贸有限公司的物流仓储管理信息系统为研究背景。针 对开发和实施中遇到的实际问题展开研究和讨论，具有一定的针对性和现实性。 北京朝批商贸有限公司( 简称“朝批”) 是目前华北地区最大的综合性副食 品商业批发企业，下设八个控股子公司、十个营运部、三个物流配送中心。公 司拥有总面积8 0 0 0 余平米的智能化办公楼，8 0 0 0 0 平米的标准仓库设施，3 0 0 余部运输用车辆，全套现代化办公设备。它处于供应链的中间环节，上游是遍 布国内2 9 个省市自治区的名优商品生产厂家和十余个国家和地区的世界知名 品牌生产厂家，经营品牌6 9 0 余个。品种2 9 0 0 0 余种，下游的销售网络覆盏了 北京地区的大中型零售连锁企业及人口稠密社区的小型店铺共1 5 0 0 0 余家。在 立足北京的前提下，朝批也逐渐开发各地物流市场，先后在天律、石家庄、青 岛建立分公司、子公司，为将来迸军全国物流行业，做好前期准备。 朝批公司的物流仓储建设大致经过了三个阶段。第一阶段，仓库的整合- 原有的朝批仓库分散在北京各地，且情况不一，管理起来需要因地制宜，并且 调配极不方便。经过多年努力，朝批投入大量资金和精力，在北京东部建立起 了8 0 0 0 0 平米的现代化仓储基地。并根据自身业务特点分为：一号库，副食商 品；二号库：酒水饮料；三号库；残品库。第二阶段，信息化管理。当业务不 断增加，用人工方式进行商品调配、单据管理、库存优化变得越来越困难，所 以采用了先进的网络设备和计算机技术，将物流业务进行信息化管理，并使物 流中心与朝批总部实现信息资源共享。w m s ( 仓储管理系统) 的实施使朝批物 流的运作效率大大提高，真正从手工作坊式的生产方式过渡到信息化的高级阶 第1 章绪论 段，并为之后信息化与自动化的进一步发展奠定了基础。第三阶段，现代化物 流设备的应用。前面曾提到现代物流技术体系是由物流信息系统( 信息化) 和 现代物流设备( 自动化) 支撑起来的。在信息系统的基础上，将电子标签、p d a 及自动分拣机等现代化物流设备应用到物流中心的工作当中成为这一阶段物流 建设的主题。 本文就是以朝批物流各个阶段的发展为背景，对w m s 系统的开发和实际 实施进行总结，提出现代物流条件下w m s 的若干关键问题及在朝批物流实际 应用中的解决办法。本文第一章绪论进行了现代物流概念、国内外发展现状及 课题来源的论述，作为本文的铺垫，确定了论文的研究环境基础。第二章对文 章涉及的现代物流条件下w m s 的三个关键问题进行了论述，包括w m s 的储 位管理问题、w m s 的补货问题、w m s 与现代物流设备的集成问题。之后的三 章将分别针对这三个问题，论述朝批实际应用w m s 在这些问题上的解决办法。 第三章为朝批w m s 储位管理问题的解决；第四章为朝批w m s 补货问题的解 决；第五章为朝批w m s 与现代物流设备集成的解决案例。 第2 章现代物流w m s 的关键问题 第2 章现代物流w m s 的关键问题 第一章曾经提到，现代物流技术体系是由信息化和自动化这两个轮子支撑 起来的。自动化是指各种现代物流设备的应用，而信息化的重要体现就是w m s 。 本章就根据朝批物流实施w m s 的经验，提出现代物流条件下w m s 的三个关 键问题。 现代物流条件下，货品的流通将变得快速而且复杂，与之相对应储存作业 就会因流动频繁及货物品种的增加而难以掌握和控制。为此，人们迫切需要解 决的问题之一是如何有效地掌握和控制货品的流向和流量，货位管理则成为必 然。货位管理条件下的入出库定位算法也成为w m s 系统的技术核心之一。 由于商品品种的增多和客户需求的多样化，仓库物流作业的方式也必然多 样化。例如某些品种保质期要求不高、客户为大型零售商，则拣货作业更多是 以“盘”或“箱”为单位；而某些品种保质期要求严格，客户为小型便利店， 则订单体现出批次多，订货量小的特点。这就要求拣货作业更多是以“个”为 单位。不同类型的拣货要求需要不同的拣货作业方式，这就需要对物流中心的 储存进行分区分级，出现了多级库存问题。多级库存问题及由之带来的补货问 题也是w m s 的关键问题。 各种物流设备的应用是现代物流的一大特征。自动化立体仓库( a s r s ) 、 p d a 、电子标签、自动分拣机都是其中的代表。a s r s 使货物的上架、下架作 业自动化；p d a 保证了物流单元作业与w m s 的信息处理同时进行，保证了实 时性；电子标签被证明是适合拆零小商品的理想拣货方式；自动分拣机使配货 作业实现自动化。这些物流设备吞建立其上的软件系统都需要在w m s 的统一 管理之下，互相配合，才能组成一个有机的物流系统。所以w m s 如何与它们 集成，是物流信息化和自动化能否落到实处的关键。 2 1 货位管理 2 1 1 货位管理在现代物流中的意义 现代物流活动中，库存管理起着至关重要的作用。当物品迸入物流中心后， 物品该放置在何处、如何放置以及应作何种处理，即货位管理的好坏关系着整 个物流作业的顺畅与否。 由于现代物流重视分类配送的功能，传统的货品保管已不再如以往那样单 纯，为满足配送时效及市场上“多品种、小批量、多批次、短周期”的需求， 北京工业大学工学硕士学位论文 货品的流通将变得快速而复杂，与之相对应，存储作业就会因流动频繁和货品 种类的增加而难以掌握和控制。为此，人们迫切需要解决的问题之一是如何有 效地掌握和控制货品的流向和流量。于是，人们想到的最有效的方法就是利用 货位理念，使货品处于“被保管状态”，不仅能够明确地指示货品的储存位置， 而且当货品的货位发生变动时能够准确地记录下来。不难想象，一旦货品处于 被保管的状态，人们就能时时刻刻掌握货品的流向和流量，并时时刻刻了解其 所在的位置。货位管理的理念就是提供货品储存位置与状态的管理法则，这也 是货位管理的意义所在“”。 2 1 2 货位管理的基本原则 货位管理的基本原则可以归纳为以下几条： 2 1 2 1 ，货位明确化 所有货位必须明确地指示出来。将存储区域先经过详细地规划区分，并标 示编号，让每一项将要存放的货品均有具体的存放位置。若将走道、地摊当作 储区位置来使用，也必须将其当成正规货位来对待，并明确编号管理。 2 1 2 2 各类货位必须有效地加以定位 依据货品保管区分方式的各种限制以及其它需要考虑的存储因素，寻求合 适的存储单位、存储策略和货位分配方法，将货品有效地放置在先前所规划的 货位上。需要考虑的因素如： ( 1 ) 存取频率高的货物对应的存放货位与收货区、配货区或仓库出入口的距 离小，即考虑横向距离。 ( 2 ) 存取频率低的货品更多地放在位置较高的货位。相反地，存取频率高的 货品更多地放在低层货位上，以方便拣货作业的进行。 d ) 需要专门存储环境的货物，要放在指定的库区，冷藏品存放于冷库，易 燃易爆品存放于防火防爆库。 ( 4 ) 考虑货物的相关性。相关性强的货物，一起出库的可能性大，最好置于 相邻货位。 ( 5 ) 考虑货物的相容性。相容性低的货物不能放在起，以免损害品质。如 日化商品与食品绝对不能放在一起。 2 i 2 3 发生变动必须确切进行记录 当货品被有效地配置在规划的货位上后，后面的工作就是货位的维护a 不 第2 章研代物流w m s 的关键问题 管因为出库、入库或其他作业的影响，现存货品的各种属性都可能发生变化， 包括货品的数量、货位、食品行业中的保质期、医药行业中的药品批号等等。 当变动发生时，都必须确实地把这种变动情况记录到w m s 系统中，使w m s 系统中的帐目与实物的信息完全吻合。只有这样才能对库存进行管理。由于该 项变动的记录工作非常繁琐，库管员在忙碌地作业中所产生的惰性，会使得该 原则的履行成为货位管理实施中最困难的部分，也是各种类型的配送中心货位 管理成功与否的关键所在。 2 1 3 货位管理的存储策略 良好的存储策略可以减少出入库移动的距离、缩短作业时间，充分利用存 储空间。文献【2 9 】提出了常见的存储策略： ( 1 ) 定位储放 每一存储货品都有固定货位，货品之间不能互用货位，因此为每一种货品 规划的货位容量不得小于其潜在的最大在库量。定位储放容易管理，所需总搬 运时间较少，但需要较多的存储空间。 ( 2 ) 随机储放 每一种货品被指派存储的货位都是经由随机过程产生的，而且可经常改变。 该随机存放原则一般是由库房内作业人员按其习惯来储放，且通常按货品入库 的时间顺序储放于靠近出入口的货位。一般说来，随机储放与定位储放相比较， 可节省3 5 的移动储存时间和增加3 0 的存储空间，但较不利于货品拣取作业。 ( 3 ) 分类储放 所有的储存货品均按照一定特性加以分类，每一类货品都有固定的存放位 置，而同属一类的不同货品又按一定的法则来指派货位。分类储放通常按产品 相关性、流动性、产品尺寸，重量以及产品特性来分类。较定位储放有更大的 弹性。 ( 4 ) 分类随机储放 每一类货品均有固定的存放位置，但在各类存储区内，每个货位的指派是 随机的。分类随机储放兼具分类储放及随机储放的特色，需要的储存空间介于 两者之间。 ( 5 ) 共用储放 当确切知道各种货品的入出库时间时，不同的货品可共用共同的货位，这 种方式称为共用储放。共用储放在管理上虽然较复杂，但所需的存储空间及搬 运时间却更经济。 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 一! 耋譬；兰銮兰王耋竺圭兰些笙兰 2 1 4 入出库定位算法 前面提到的典型的几种库存策略，但在实际运行中，各个配送中心还需要 根据自己的实际情况，找到各物流中心作业的目标，进而制定适合自己物流作 业特点的存储策略。而不同的库存策略是通过一套精心设计的入库定位算法来 体现的。在货物入库时，入库定位算法就根据库房货位库存的实际情况，将要 入库的货品指定在合适的货位上，而库房内作业人员完全按照系统计算的结果 进行上架作业。每笔入库上架作业都满足设定的库存策略目标，这样就能从一 开始就使货品在库房的分布情况比较合理，为之后的一系列物流单元作业打下 良好基础。 货位管理的目的就是要辅助其它作业的顺利进行，为入库、出库等作业的 进行提供判断依据，其中最主要的辅助作业对象就是拣货作业。拣货作业是物 流中心作业中极为重要的环节，其目的在于正确而迅速地把用户所需商品集中 起来。实践证明，物流成本中，拣货成本约是其它堆叠、装卸、运输成本总和 的9 倍，占物流搬运成本的绝大部分。从人力需求角度来看，拣货作业直接相 关的人力占5 0 以上，且拣货作业的时间投入也占整个物流中心作业的 3 0 - 4 0 【2 “。货位管理对拣货作业的辅助最直接的体现就是在货品出库时提供 一套满足拣货策略要求的出库定位算法。当物流中心接到出库单后，出库定位 算法可以根据当前库房的实际货位库存情况，为每一笔订单制定合适的拣货作 业指令。通过算法计算的结果，库房内作业人员可以简单地按照系统指令，在 正确的货位上拣取正确数量的货品，保证了拣货作业的准确地进行。 满足策略要求的入出库定位算法不仅可以使货品的入出库作业准确地进 行，由于入出库作业指令都由算法计算生成，库房内工作人员只是按照指令执 行，这样入出库作业排除了人为的因素，更加规范化。这也为今后在入出库等 物流作业应用现代物流设备，提高作业效率打下了基础。可以说没有w m s 在 货位上的管理，将物流设备应用于物流中心的单元作业。实现现代物流的自动 化目标也无从谈起。 由于不同配送中心的特点不同，在货位管理的存储策略、拣货作业的方式 和目标各式各样，所以设计出一套放之四海皆准的入出库定位算法是不现实的。 本文的第三章将根据食品物流批发业的特点，设计一套满足朝批物流配送中心 实际情况的入出库算法。 第2 章现代物流w m s 的关键问题 2 2 补货问题 2 2 1 补货的提出一一分区 上一节提到，货位管理的目的就是辅助其他物流作业的顺利进行，其中最 重要的作业就是拣货作业。合理的拣货作业管理和规划模式，对配送中心生产 效率的影响是一个值得研究的课题。配送中心拣货作业分区是使配送中心拣货 作业向单纯化、标准化和统一化方向迈进的有力措施。拣货分区就是对配送中 心的作业场地作区域划分，每个作业员负责拣取固定区域的货品。通过合理的 分区设计和规划，可以缩短拣货行走的距离，减少寻找和拣取物品的时间，降 低拣错率，大幅度提高配送中心的拣货作业效率。 从分拣单位看，将货品的储存单位分为托盘( p a l l 瓯p ) 、整箱( c a s e , c ) 、 单品( b o x ，b ) 。一般以托盘为分拣单位的货品体积和重量最大，其次为箱，如 烟草行业中的件、医药行业和食品行业的箱，最小为单品，如烟草行业中的条， 医药行业中的单盒药品。不同的分拣单位会导致其最适合的拣货方式、采取的 拣货设备也不相同。所以应将其划分为不同的区，这样就可以使存储单位和分 拣单位分类统一，方便拣取和搬运单元化，各自采用适合自己特点的拣货策略。 如盘区以托盘为出货单位，则可采用叉车或“a s r s + 堆垛机”等机械设备来搬 运；拆零区耗费人力，实现自动分拣的难度又比较大，为满足“不走动、不等 待、不思考、不寻找、不书写”的目标，则可采用“电子标签+ 流利货架”的拣 货方式。 此外，为达到快速存取的目的。物流中心经常将“储”和“拣”分离开来， 将长期需要存放的货品放在比较大的储区( 或称保管区) ，而将短期( 通常是几 天) 需要出货的商品放在拣区( 或称动管区) 。当储区和拣区分开时，储区的存 货单位一般是托盘，没有零散箱数，而拣区虽有零散箱数，但数量相对较少， 所以管理和盘点都能比较明确，可以有效掌握货品动向。而当仓库接到订单进 行出库定位时，如果出货量是整托盘的，则可以直接从储区以托盘为单位拣货， 作业较简单，出货量为箱一级的再从拣货区拣货。如此分别处理，拣货作业的 效率和准确率便得到大大地提高。 正是由于在仓储管理中采取了分区管理的方法，补货问题浮出水面。补货 作业是指将货品从一个区域移至另一个动管的拣货区域，并将箕移库作业做库 存信息处理。补货问题在物流中心作业中的重要性仅次于拣货作业，其占物流 中心全部劳动和时间消耗的比例可能高达3 0 1 3 0 】。如何准确有效地向拣货区补 充货源，保证拣货区有货可拣，将直接影响拣货作业能否顺利进行。 北京工业大学工学硕士学位论文 2 2 2 补货系统的建立 补货通常是和拣货连在起的，没有拣货区的拣货就不需要补货，相反没 有补货，拣货就无法顺畅地进行。配送中心在设计之初就会考虑拣货、补货的 方式。一旦建成即拥有了比较固定的拣货、补货系统。补货作业的筹划必须具 备两个前提，即“确保有货可配”和“将待配商品放置在存取都方便的位置”。 配送中心的补货系统一般有以下几种【3 l 】： ( 1 ) 无货架的补货系统 这种系统中，保管区和动管区的商品都是以托盘为单位的，直接存放堆叠 于地板上。不同之处在于保管区面积大，存放货品数量多，而动管区面积小， 存放货品数量少。补货时，作业员借助堆垛机将整托盘的货品从保管区移至拣 货动管区。 ( 2 ) 保管区无货架、动管拣货区有货架的补货系统 这种系统保管区以托盘为单位直接堆叠于地板上，动管区为托盘货架储放。 补货时，作业员使用堆垛机很快地从地板堆叠的保管区搬回托盘并送至动管区 托盘货架上储放。 ( 3 ) 由储存货架区与流动式货架区组成的补货系统 这种系统保管区为货架储放，动管拣货区为两面开放式的流动货架，货品 单位为箱。补货时，作业员从货架保管区取出货箱用手推车将整箱货品送到拣 货区，从流动货架的后方( 非拣取面) 补货。 ( 4 ) 由货架上层向货架下层的补货系统 这种系统保管区与动管区同属于一个货架，通常将货架上人的双手容易触 及的中下层作为动管区，不容易触及的上层作为保管区。当动管区的存货低于 一定的水平时，利用堆垛机将上层保管区的货品搬至下层动管区补货。 2 2 3 补货时点的选择 补货作业发生与否的依据就是看动管拣货区的货物存量是否符合需求。因 此，补货时点的选择应依拣货区的存量而定，以避免拣货中途才发现动管区货 品不足需要紧急补货，而影响整个拣货作业。 ( 1 ) 批次补货 在每天或每一批次拣取之前，w m s 计算所需货品的总拣取量，再查看动 管拣货区的货品量，计算差额并在拣货作业开始前补足货品。比较先进的配送 中心可以利用w m s 产生补货单并记录当时的时间。补货单会显示所需补货品 项的资料，若无资料，则表示不等补货。 ( 2 ) 定时补货 第2 章现代物流w m s 的关键问题 将每天划分为若干个阶段，补货人员在时段内检查动管拣货区货架上的货 品存量，如果发现不足，马上予以补足。 ( 3 ) 随机补货 这是一种指定专人从事补货的作业方式，这些人员随时巡视动管拣货区的 分批存量，发现不足随时补货。 2 2 4 多级库存控制与补货 2 2 4 1 多级库存理论的提出 多级库存理论是相对于传统的库存理论而提出的。供应链管理把供应链中 所有的节点企业看作一个整体，涵盖整个物流的、从供应商到最终用户的采购、 制造、分销、零售等职能领域全过程。供应链环境下的库存问题就与传统的企 业库存问题有着许多不同，这些不同点体现在供应链管理思想对库存的影响。 传统的企业库存管理侧重于优化单一的库存成本，从存储成本和订货成本出发 确定经济订货量和订货点。从单一的库存角度看，这种库存管理方法有一定的 适用性，但从供应链管理的角度看，每个节点都根据自身的情况优化自己的库 存，但局部的最优却往往不能带来整个供应链的整体最优。于是，q r ( q u i c k r e s p o n s e 快速反应) ，c l i p ( 持续补货计划) 、v m i ( 供应商管理库存) 、c p f r ( 共同计划预测与库存补充) 等多级库存控制方法相继提出。许多文献也针对 具体的供应链的多级库存问题做了研究。如文献 3 2 1 研究了确定性需求下、存 在延迟交货时的多级库存系统；文献 3 3 ，3 4 】研究了需求为泊松分布的多级库 存系统；文献【3 5 】比较了由2 个零售商和1 个制造商构成的系统中的集中库存 策略和分散库存策略；文献【3 6 】比较了由一个制造商和n 个零售商构成的系统， 需求呈平稳的随机分布时，传统的订货策略与信息共享下的订货策略。文献【3 7 】 研究了一个仓库多个零售商的库存系统中，完全延期交货时，两种库存分配策 略下的周期检查策略。 2 2 4 2 多级库存系统的结构 各库存点通过供需关系连接起来。库存点和它们之间的关系形成了一个有 向图。节点代表库存点，弧描绘了供需关系。文献1 3 8 1 为我们列举了典型的几 种结构： 系列系统( s e r i e ss y s t e m ) 是最简单的结构( 见图2 - 1 ) 。每个节点的库存作 为输入用来产生下一个节点的库存；或每个节点供应下一个节点。仅系统的第 一个节点接受外部的供应，仅最后一个节点满足顾客外部的需求。 装配系统( a s s e m b l ys y s t e m ) ( 见图2 2 ) 常代表了生产活动。与系列系统相 同，它仅有一种最终产品。但是亭好几种原材料，且都是外部供应。这些原材 料经过加工或组合成部件，而部件经过进一步装配，形成最终产品。 配送系统( d i s t r i b u t i o ns y s t e m ) 看起来像是个倒过来的装配系统( 见图2 3 ) 。 从运输的角度看，第一个节点代表中心仓库，终点代表零售点。中间节点代表 转存货点，比如地方仓库。 树形系统( t r e es y s t e m ) ( 见图2 - 4 ) 结合了装配系统和配送系统的特征。 一般系统( g e n e r a ls y s t e m ) ( 见图2 5 ) 代表更复杂的关系。一般系统包括类 似配送活动，其输出最终以装配形式结合，而树形系统不这样，这就使得般 系统比树形系统更复杂。 幽2 - l 系列系统 f i g ，2 - 1s e r i e ss y s t e m o ( o p 图2 - 2 装配系统 f i g 2 - 2a s s e m b l ys y s t e m o 咯8 一o o o o ) n 0 吣o 第2 章现代物流w m s 的关键问题 2 2 4 3 库存控制策略 寒$ 8 哎苫 图2 - 5 一般系统 f i g 2 5g e n e r a ls y s t e m 决定何时补充库存，补充多少数量的办法称为“库存控制策略”。常见的策 略有【3 9 】： ( 1 ) 连续性检查的固定订货点、固定订货量策略，即( r ，q ) 策略。 该策略的基本思想是：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、需求波动很大的情形。 ( 2 ) 基