仓储与配送课程设计.docVIP

仓储与配送仿真课程设计第一章 背景分析近年来，我国的卷烟生产发展迅猛，产品增长很快，特别是一些名烟的生产供不应求，并占有一定的国际市场。但随着我国加入WTO，烟草行业将会打破现在垄断的局面，面临着国际品牌的竞争。如何能在经济竞争中立于不败之地，发展物流是根本，而物流的根本就是降低成本，而物流配送系统不是一个简单的存放物资的仓库，也不是一个简单的分拣配货设备，而是一个多层次的物流网络运行体系，科学地设计和建造成本低、效率高、实用性强、柔性好的物流配送中心。1.1企业背景某烟草配送中心下设五个配送部门，负责其辖区内五区(含郊区)及五县市卷烟配送工作，其中包括大型超市、便利店、酒店、零售摊点等各种类型客户，配送线路34条/日，总客户量达到近28,000户。市区平均日配送户数达到2,000户左右，卷烟配送量达到2,200件左右。该公司为了实现物流系统的自动化与智能化，使运营成本得到合理的控制，营造一个良好的、可持续发展的现代企业氛围，计划新建烟草一体化的配送系统。1.2公司发展的机遇和存在的问题从该配送中心的业务量来看该配送中心的规模较大，说明该配送中心的发展前景较好，但几乎对于每一个配送中心来说，怎样合理地进行仓库内部布局，以合适的自动化水平完成大量订单，已成为最突出的主题。物物流配送系统的管理范畴包括货物集中、库存管理、车辆调度、配送运输等多个环节。配送系统的最终目标是降低配送总成本, 从而获取“ 第三利润” 。传统的配送管理系统信息化程度较低, 缺乏可视性， 对海量数据分析、处理及决策支持能力较差； 另外, 决策时所依赖的配送模型过于理想化, 较少考虑实际因素的变化, 实时性较差，已不能适应当前配送中心的问题。1.3优化必要性和可行性分析随着市场的变化和民众生活元素结构性的调整。卷烟的供需关系发生了彻底的变化：以前需要批条拿烟的现象已经绝迹，取而代之的是各烟草供应部门在卷烟零售市场的激烈竞争。随着电子化业务在烟草行业的逐渐推广，电话访销和上门访销成为零售订单的主要来源。由于电子订购实施的实时货币交易，订货时银行已自动从容户帐号上划出货款，这也使得卷烟客户对于订单配送的反应时间有了发言权，他们希望能尽快拿到货物一一订购的条烟。同时，卷烟供应商也懂得如呆需要的产品不能及时送到，消费者很可能转而购买其他的替代品。仓储活动在整个物流作业中具有关键性的作用的联结功能是现代物流管理的核心环节。在市场经济的发展中，仓储的地位、功能都发生了深刻的变化。优秀的仓储管理方法不仅能降低物流成本实现物流管理的时间效用还能提高仓储经营的经济和社会效益，更能满足产品的销售。合理的仓库内部布局，能够缩短进货和发货的时间，提高生产效率，更好的满足客户的需求。第二章 调查研究2.1 配送中心的功能配送是一种特殊的综合的物流活动形式，是商流与物流紧密结合，包含了商流活动的 物流活动，也包含了物流中的若干功能要素，因此配送中心是一种多功能、集约化的物流结点。作为现代物流方式和优化销售体制手段的配送中心，它把接货验收、储存保管、装卸搬运、拣选、分拣、流通加工、配送、结算和信息处理，甚至是订货等作业，有机地结合起来，形成多功能、全方位、集约化的供货枢纽。不同的配送中心特性或规模，其营运涵盖的作业项目和作业流程是完全不同的，但就其基本作业流程与功能可以大致归纳为9项，如:收货、搬运、储存、盘点、订单处理、拣货、补货、配货和送货。其基本关系概括如下图2-1所示。图2-1 配送中心作业流程1、集货功能为了满足门店多品种、小批量的要货和消费者在任何时间都能买到所需商品的要求，配送中心必须从众多的供应商那里按需要的品种大批量地进货，以备其所需商品，这项工作称为集货。2、存储功能利用配送中心的存储功能，可有效地组织货源，调节商品的生产与消费、进货与销售之间的时间差。这种集中存储较之商场“前店后库”的分散存储，可大大降低库存总量，增强促销调控能力。所以，降低商品的周转期是配送中心获取效益地重要手段之一。3、拣选功能在品种繁多的库存中，根据门店的订货单，将所需品种、规格的商品，按货量挑选出来，并集中在一起，这种作业称为拣选。存储商品的拣选工作在现代物流中占有重要地位。4、流通加工功能它是物品在从事生产领域向消费者领域流动的过程中，为了促进销售，维护产品质量和提高物流效率，而对物品进行的加工。例如：以家电为主的连锁超市的配送中心，还增加了免费送货上门的服务等。5、分拣功能分拣是将一批相同或不同的货物，按照不同的要求（如配送给不同的门店），分别拣开、集中在一起，进行配送。近二三十年来，随着市场经济的发展，已由卖方市场转移。商品趋于“短小轻薄”，流通趋于小批量、多品种和及时制，配送中心的商品分拣任务十分艰巨，分拣系统的自动化已成为一项重要的物流技术。6、配送功能与运输相比，配送通常是在商品集结地物流据点，完全按照客户对商品种类、规格、品种搭配、数量、时间、送货地点等各项要求，进行分拣、配货、集装、合装整车、车辆调度、路线安排的优化等一系列工作之后，再运送给客户的一种特殊的送货形式。配送不单是送货，在活动内容中还有“分拣”、“配货”、“配车”等工作，必须有发达的商品经济、现代的交通运输工具和经营管理水平；配送是分拣、配货、送货等活动的有机结合体，同时还和订货系统紧密相联系，这就必须依赖现代信息的作用，使配送系统得以建立和完善，成为一种现代化的营销方式。配送完善了输送及整个物流系统，大大提高了物流的作用和经济效益；配送中心的集中库存有利于降低供货的缺品率。7、信息处理功能配送中心有相当完整的信息处理系统，能有效地为整个流通过程的控制、决策和运转提供依据。无论是在集货、存储、拣选、流通加工、分拣、配送等一系列物流环节的控制，还是在物流管理和费用、成本、结算方面，均可实现信息共享。配送中心成了整个流通过程的信息纽带。2.2配送中心设计指标卷烟配送中心属于卷烟的专业物流配送中心，现阶段还主要面对城市范围内配送业务。需要具备储存保管、分拣配送、信息提供等功能。货物单元设计:出入库均采用托盘单元方式，每个托盘可以码24件。分拣业务以件或条为单位，其换算公式为:1托盘=24件，1件=50条，1条=10盒。最大入库流量:入库作业时间为每天8小时，平均入库流量为2000件/8小时125件/小时，最大入库流量为1000件/小时。最大出库流量:出库作业时间为每天2小时，平均出库流量为2000件/2小时=1000件，最大出库流量为l500件/小时分拣流量:分拣作业时间为每天8小时，平均分拣流量为2000件/8小时250件/小时，最大分拣流量为500件/小时。2.3 配送中心的业务数据烟草物流中心库存品规数有120种左右，但日常出库品项数在90种左 右，此次分析的数据来源是2005-4-9至2005-4-16一周的订单数据，由于该 物流中心每周二休息，因此2005-4-12(周二)的数据为空。一周的订单数量在65000件左右，平均每天10000件数据左右。第三章 规划方案设计3.1 仓库布局的原则为了符合当今客户更快速和更时常发生的配送要求，仓储的拣选作业必须比以前更快而且更有效率。理想的拣选作业的解决方案，是将恰当的设备和一种拣选方法相结合。但是，为了更加有效率地拣选，我们同时也一定要把存货单元放入正确的地方即货位优化。将货品位置最优化，可以减少货物搬运的成本，降低货物在存储过程及搬运过程中的损耗，从而降低物流业务本身的成本，提高收益。不管是对于一个小部分的作业还是一个大的配送中心，都应遵循以下的布局原则： 方便补货。基于货品的尺寸和货箱、托盘的标准尺寸来确定存取位置，可以明显减少补货过程所需的劳动。 平衡各工作区的工作量。将拣货量大的货品平均分配在不同拣货区域，避免某区域内的拣货作业拥挤，改善工作流程，缩短对一批订单的总反应时间。 产品相关性法则。商品相关性大者在订购时经常被同时订购，所以应尽可能存放在相邻位置。可以缩短拣取路程、减少工作人员疲劳和简化清点工作。 将黄金区域给高频拣取的货品。所谓高频拣取的货品对应了大，就是指流动性高的货品。一般而言，库存中的少数货品流动性高，且部分拣货作业。须指出的是，货品的周转率（销售量除以存货量）、拣取频率会由于季节性等其他的原因而发生变化，从而影响货品的流动性。3.2 烟草仓库的具体布局要求卷烟仓库的仓储容量，原则上按省内产烟10个工作日销量、接壤省产烟15个工作日销量、远省产烟25个工作日销量之和，再乘以（峰值系数）1.25计算。卷烟配送中心仓储、分拣联合工房，宜采用单层建筑结构，对场地面积较小的改扩建项目，也可采用多层建筑结构。卷烟配送中心的仓库，可采用单层托盘地面堆放、或三层托盘货架存放、或9层货架立体库存放的方式。各种方式的单位存储能力（每平方米建筑面积）计算标准为：单层托盘地面堆放为2.2箱，三层托盘货架存放为3.0箱，9层货架立体库存放为7.3箱。分拣及暂存区的面积，应根据卷烟日销售量、销售品种、配送车型、配送线路数量、装载容器和工具、工作制度、工艺流程等因素综合确定。原则上年销量在10万箱（含）以上的分公司的分拣及暂存区的面积应控制在每万箱年销量160平方米以内；年销量在10万箱（不含）以下的分公司的分拣及暂存区的面积应控制在每万箱年销量200平方米以内。3.3 仓库内部区域设计总平面布置，应实现功能分区明确、人货分流、办公区与作业区动静隔离，并满足装卸运输、车辆停放、消防、安全的要求，且合理使用土地资源。新建或扩建的配送中心，应优先选择集进货整理、仓储、分拣、发货暂存、配送等功能于一体的联合工房布置方式。3.3.1 进出货区设计进货时的物品一般要经过拆装、理货、检查与暂存等工序，才能进入后续作业。为此，在进出货平台上应留有一定的空间作为缓冲区。为了保证装卸货的顺利进行，进出货平台需要有连接设备相配合。而连接设备分为两种，一种为活动连接设备，需要宽度为l.02.5m；另一种为固定连接设备，需要宽度为1.53.5m，为使车辆及人员进出畅通，在暂存区与连接设备之间应有出入通道。若使用人力搬运，通道宽度需要2.54.0m。由此可见，进出货平台宽度应大约为5m。1、进出货平台配置形式设计进出货平台配置形式设计可根据作业性质、厂房形式以及仓库内物流动线来决定平台的安排形式。为使物料顺畅地进出仓库，进货平台与发货平台的相对位置是很重要的。两者位置将直接影响到进出货效率。两者位置关系有如下几种：进出货共同平台，这种形式可提高空间和设备利用率，但管理困难。特别是进出货高峰时间，容易造成进货与出货相互影响的不良效果。这种形式适合于进出货时间错开的仓库。进出货分开使用平台、两者相邻管理，这种设计方案使进出货空间分开，不会使进出货互相影响，但是空间利用率低。这种设计适用于厂房空间较大，进出货容易相互影响的仓库。进出货分别使用平台、两者不相邻，这是进出货作业完全独立的两个平台，不但空间分开而且设备利用率低，这种设计适用于厂房空间不足、但进出货频繁的仓库。多个进出货平台，适用于进出货频繁且空间足够的仓库。根据分析，这里进出货平台配置设计为不相邻形式。如图3-1所示：图3-1 进出货平台配置设计形式2、进出货平台的设计形式平台形式有锯齿形和直线型两种。锯齿形：优点在于车辆旋转纵深较浅，但缺点是占用仓库内部空间较大。直线形：优点在于占用仓库内部空间小，缺点是车辆旋转纵深较大，且需要较大外部空间，究竟选用哪种形式的平台，可根据土地和建筑物的价格而定。这里，由于仓库内部作业功能区限制，选取直线形为最佳。如图3-2所示： 图3-2 进出货平台设计形式3、停车平台设计形式停车平台有内围式、齐平式、开放式3种。内围式是把平台围在厂房内，进出车辆可直接入厂装卸货。其优点在于安全，不怕风吹雨打及冷暖气泄露，但占厂房面积大。相反开放式是月台全部突出在厂房之外，月台上的货物完全没有遮掩，仓库内冷暖气容易泄露。而齐平式综合了两者，其平台与仓库侧边齐平。优点是整个月台仍在仓库内，可避免能源浪费。此种形式造价低，目前广泛被采用。所以这里选择齐平式。4、进货车位数计算进货时间每天按给定设定值8h计算，入库量根据提供的数据可得为2000件/天。进货方式统一为托盘进货。根据仓库的入库量，及现有烟草运输车辆的平均运输量为2800条/车，约每车50件左右。可得进货车辆40车次/日，卸货时间43min。设进货峰值系数为1.2，要求在8h内必须将进货车卸货完毕，所需车位数为n。则：n=40431.2/(608)4.3，即5个车位，如图3-3。图3-3 停车位设计5、进货大厅面积的计算设每个车位宽度为3.5m，进货大厅共有5个车位，则进货大厅长度L=53.517.5m。设进货大厅宽度为7.5m。进货大厅总面积A=17.57.5131.25m2。3.3.2 拣货区的设计拣货作业是将用户所订的货物从保管区取出 ，按用户分类集中、处理放置，是仓库内最耗费人力和时间的工作。如能合理设置拣货方式，必将提高整个仓库的效率。这也是拣货区空间设计的关键所在。这里考虑的拣货方式如下：1、储存和拣货区共用的零星拣货方式（箱式流动货架区的拣选）流动货架拣货方式，这种方式适用于进出货量较小、体积不大或外形不规则货品的拣货工作。因为进货、保管、拣货、发货都是单向物流动线，可配合出入库的输送机作业。让流动货架来实现储存和拣货的动管功能。可以达到先入先出的管理效果。在进货区把货品直接由货车卸到入库输送机上，入库输送机自动把货品送到储存和拣货区。这种方式的拣货效率较高。拣取完的货物立即被放置于出库输送机上，自动把货品送到发货区。拣取单位可分为箱拣货和单品拣货两种形式。拣货方式可配合加贴条形码标签作业进行输送带的分类作业。流动货架的优点在于：仅在拣货区通路上行走便可方便拣货，使用出库输送机提高效率，出入库输送机分开可同时进行出入库作业。对于规模较大的仓库可采用多列流动货架进行平行作业。然后，再用合流输送机将各线拣选货物集中。2、储存与拣货区分开的零星拣货方式这种方式的特点是储存与拣货区不在同一个货架，要通过补货作业把货品由库存区送到拣货区。此种方式适合于进出货量中等或大量的情况。3.3.3 集货区设计在仓库的作业中，当物品经过拣取出库后再进行集货、清点、检查和准备装车等作业时，由于拣货方式和装载容器的单位不同，在发货前的暂存和准备工作需要有一定的集货空间。集货作业的拣货类型有单一订单拣取、订单分区拣取、订单批量拣取。这里选择多张订单批量拣取的服务方式。这种方式在拣取后需要进行分类作业。为此需要有分类输送设备或者人工分类的作业空间。分类输送设备，当发货量大、品项包装或装载类型相似时，可采用分类输送设备。按批量拣取的货品再按用户分类之后，组成发货单元，发货单元可能是以箱为主。最后在合并点再把发货单元装在托盘等负载装置上。这种集货区空间设计与单一订单拣取方式相同。人工分类，人工分类适合于发货的用户少，且货品种类及物性变化较大的物品。拣取货品以单品为主，经过批量拣取后再进行人工分类，并按车次在发货暂存区进行合并。为此，需要有行走通道和发货平台前的暂存空间。集货区货位设计，一般以发往地区为货区单位进行堆放，同时考虑发货装载顺序和动线畅通性，为了避免装车时在集货区查找货物困难，以至于影响搬运工作，降低装载作业效率，在本设计中空间条件允许的情况下设计成单排形式。进货暂存区：货物在进货暂存区假定在进货时间内2h周转一次，有40%的货物入库需存入入库暂存区，其余货物直接入库，不存入入库暂存区。平均入库量为83托盘/日，则进货暂存区需要货架数约6个。发货暂存区的面积：考虑到拣出的货物可能出现需要等待较长时间才能装车的情况，所以这里还有必要把发货平台和发货暂存区分开.集货区的估计面积为160m2。 3.3.4 通道的设计1、设计原则通道设计主要是通道设置和宽度的设计。这里设计应该遵循如下两个原则：流量经济性，即在厂房通道内，人员与物品的移动要形成流通线。空间经济性，即考虑空间利用率，有效发挥通道的效益。2、考虑因素通道的正确布置和宽度设计将直接影响物流效率。在规划布置厂房时，一般首先设计通道位置和宽度。影响通道布置和宽度设计的因素有：通道形式，搬运设备的型号、尺寸、能力和旋转半径，储存货物尺寸，储存批量尺寸，储存区到进出口及装卸区的距离，行列空间，服务区到设备的位置，地板负载能力，出入方便性等。3、通道分类这里根据情况仅考虑工作通道和辅助工作通道和其他通道三种。4、通道设计首先设计主要通道和出入厂门的位置，然后设计作业区间的辅助通道，最后设计其他通道。根据厂房通道宽度参考值表，中枢主通道设5m，托盘货架仓库内的叉车通道宽度设为3.5m，拣选区的通道设1.5m。3.3.5 非物流区的设计非物流功能区的设计主要是指非直接从事生产、物流、仓储或流通加工部门的设计，如办公室、会议室、福利休闲设施等。这里简化设计只考虑办公室以及叉车存放区的设计。1、办公区的设计办公室面积大小决定于人数和内部设备。一般设计原则如下：办公室通道约0.9m左右，每人办公面积约为4.57m2。档案室除档案架或档案拉柜空间之外，应留通道和档案存取空间。为抽屉拉出方便应留1.21.5m的通道以利工作。中规模计算机室在80m2左右。这里考虑设置两个办公室，专门负责进货和出货工作，面积分别为150m2和150m2（如果自动化程度较高，可只设置一个）。2、叉车存放区的设计根据业务量的变动，需设置叉车存放区以避免叉车直接摆放在仓库其他作业区，影响其他作业。故设置叉车存放区存放部分叉车，初定所占面积为仓库所使用叉车数量的1/3所占用面积为叉车存放区必要设置面积。3.4 仓库作业空间的设计1、设计原则首先是适应储存的作业流程，使物流方向合理、运输距离最短、作业次数最少、仓库利用率高、运输通畅、便于保管。其次是有利于提高仓库经济效益，因地制宜，减少土方工程量，平面布置与竖向布置相适应，发挥设备效能，合理利用空间。第三是符合安全、卫生要求，有一定的防火通道，设有防火与防盗设施，符合卫生要求，考虑通风、照明和绿化情况。2、考虑因素货品尺寸、数量，托盘尺寸和货架空间，设备型号、尺寸、能力和旋转半径，走廊宽度和位置，柱间距离、建筑尺寸与形式，进出货及搬运位置，补货或服务设施的位置（防火墙、灭火器、排水口等）。总之，不论仓储区如何布置，应先求出存货所占空间大小、货品尺寸及数量、堆放方式、托盘尺寸和货架储位空间。3.4.1 托盘的选择该仓储配送中心的服务对象主要针对烟草类产品，取定烟草包装箱尺寸467265585。设计储运单元尺寸，选择集装单元器具类型和尺寸规格。托盘与装卸搬运机械的有机结合，使装卸机械化和自动化水平大大提高，使长期以来在物流运营过程中的装卸瓶颈得以解决或改善，有效地促进了物流系统效率的显著提高。托盘的选择首先应考虑标准化问题，根据GB/T 2934-2007联运通用平托盘主要尺寸及公差，我国平托盘平面尺寸分为1200 mm1000 mm和1100 mm1100 mm两种规格， 本次储存采用12001000的木质托盘，托盘码放高度1000，每托盘可码放卷烟24件,每层放8件，放3层。如图3-4。图3-4 卷烟摆放3.4.2 货架的选择1、货架类型的确定货架选用为流利式货架。同时仓库也应选用高层托盘货架。2、货架的参数和数量选用高层托盘货架：高层货架刚度和精度要求都很高。这里要考虑的主要是基本参数，即长宽高方面的尺寸设计。标准托盘货架的技术参数：货架规格长23002500270029003200(mm)宽60075090010001100最大载重800kg，1T，2T(层/kg)立柱规格(节距75) h=3m，3.5m,4.0m,4.5m,5.0m,5.5m,6.0m,6.5m该烟草配送中心选用24件/托盘的卷烟堆垛方式，实际最大规格的硬盒包装烟箱规格为467*265*585mm，其码垛后尺寸为1262*997*1435mm，卷烟配送中心应选用1200*1000mm规格的托盘。卷烟配送中心的仓库，可采用单层托盘地面堆放、或三层托盘货架存放、或9层货架立体库存放的方式。按照国家标准，各种方式的单位存储能力（每平方米建筑面积）计算标准为：单层托盘地面堆放为2.2箱，三层托盘货架存放为3.0箱，9层货架立体库存放为7.3箱，原烟成品立体仓库高度不能超过23.5米。通过对以上标准托盘货架的技术参数计算分析，结合货高数据及所选用的规格为1000mm*1200mm的托盘得出以下货架参数（方便计算取整）：货格层高：1500mm；货格宽度：900mm，则货架的宽度取托盘的宽度为1200mm； 货格长度：包括每个货位长（1000mm），侧向尺寸（75mm）。所以货格长度2*1000+3*75=2225mm货架设8层；货架整体高度9m。货架数量：根据前面得到的仓储量2500个托盘位，又因为一个货架的货位数为16个。所以货架数量为156个，可以约为整数170个。3.5 仓库存储模式的确定目前常用的适用于烟草配送的中心存储模式有三种：自动化立体库存储、平库货架加人工提升叉车存储和平库落地存储。根据该物流中心设计要求物流系统建设目标是实现物流系统的自动化与智能化。使运营成本得到合理的控制，营造一个良好的、可持续发展的现代企业氛围，计划新建烟草一体化的配送系统。具体设计原则如下:在有限空间中实现最大存储量针对行业特性最适用配置流程最简捷顺畅设备选用的先进性作业流程自动化系统高可靠性、安全性选用先进适用技术，具备国内一流水平较高性价比，较低后期维护费用仓储设施的核心是仓库，是保证物品使用价值和安全的重要设施。目前常用的适用于烟草配送的中心存储模式有三种：自动化立体库存储、平库货架加人工提升叉车存储和平库落地存储。目前卷烟存储有平库和立库两种基本方式。立库存储采用卷烟堆码到托盘并自动存储在高架货架的方式，每托盘有24件27件30件等几种堆码方式。平库存储又有两种存储方式：第一种采用卷烟直接堆放在地面台面的方式，最高可以堆放到7层；第二种采用卷烟堆码到托盘并存储在平置货架的方式，每托盘有24件27件30件等几种堆码方式，货架按照库房层高设置以23层居多。因此，根据仓储自动化程度不同，仓储环节从平库落地仓储、平库货架仓储和AS/RS自动化仓储三种不同的作业形式进行投入产出分析，主要考虑作业描述、建筑形式、存储设备、存取方式、搬运器具、存储效率、平均库存量、设计能力、实际能力、设备总投资、人工成本、占地面积、维护成本等方面。不同的存储形式，其投资、运行费用、维护费用人工成本等也相差甚远。这里按照平库采用大平面布局（省掉货梯费用，不考虑土地费用）的方式，对三种存储方式的一次性投入费用（单位：万元）进行一般性对比,如下表为三种存储模式性能功能对比和三种存储模式建筑面积及投资对比。表3-1 三种模式性能功能对比表序号项目立体库自动化仓库平库货架加人工提升叉车存储和平库落地1建筑形式高架仓库平库平库2存储设备堆垛机叉车小推车3存取方式自动人工人工4建筑面积小中大5辅助面积小中大6有效容积大中小7楼层转移堆垛机(自动)电梯(人工)电梯(人工)8使用人员少中多9管理系统计算机（智能）计算机人工10管理模式先进先出随机先进先出、随机传统11识别方式自动电子标签或条形码、射频人工12投资低高高13综合评定先进中等落后表3-2 三种存储模式建筑面积表及投资对比表库存数量（件）建筑面积（平方米）总投入（万元）立体存储货架存储落体存储立体存储货架存储落体存储12000256123016182752732791500032015382023317332323180003841845242735939038621000448215328324014494512400050424603237492527515270005762768364153958658030000648307540465846646443600076836904855665761773这里对比条件是满足存储能力和存取要求的有效仓库空间内的投资，其中：平库货架存储中叉车通道为35米，2层货架存储，每托盘24件卷烟；平库落地存储叉车通道为1.5米，7层件烟堆放存储；立库存储均采用16米高的净空高，每托盘24件卷烟。费用投入中含土建、空调、照明、消防；落地存储费用中还含叉车推车，平库货架费用含托盘、货架、叉车，立库存储费用中含托盘、货架、堆垛机和必需的输送设备。可以看出，从库存量高于6000大箱时起采用AS/RS自动仓储相对于采用平库仓储有价格优势。现有烟草配送中心的库存量在600014000箱之间，通过表3-1三种存储模式性能功能对比表和表3-2三种存储模式建筑面积及投资对比表分析研究结果表明，该烟草物流配送中心应选择自动化立体仓库。自动化立体仓库具有普通仓库无可比拟的优越性。首先是节约空间、节约劳力。据国际仓库自动化会议资料，以库存11000托盘、月吞吐10000托盘的仓库为例，自动化立体仓库与普通仓库比较情况为：用地面积为13%、工作人员为21.9%、吞吐成本为55.7%、总投资为63.3%。立体仓库的单位面积储存量为普通仓库的4-7倍。其次是提高仓库管理水平，减少货损，优化、降低库存，缩短周转期，节约资金等。它不仅彻底改变了仓储行业劳动密集、效率低下的落后面貌，而且大大拓展了仓库功能，使之从单纯的保管型向综合的流通型方向发展。自动化立体仓库是用高层货架储存货物，以巷道堆垛起重机存取货物，并通过周围的装卸搬运设备，自动进行出入库存取作业的仓库。3.6 仓库平面面积的确定在仓库设计中，要确定库房面积。库房面积包括存储面积和辅助面积，存储面积指货架和作业通道实际占用面积；辅助面积指收发、分拣作业场地、通道、办公室和卫生间等需要的面积。货架存储区面积的计算方法有多种，传统的方法如荷重计算法、类比法，还有公式计算法。 荷重计算法是一种经验算法，通常以每种货物的荷重因子（stowage factor，即每吨货物存储时平均占用的体积）为基础，再根据库存量、储备期和单位面积的荷重能力来确定仓库面积。这种计算方法适合散装货物，在我国计划经济时代应用较多，但因为现在储备期时间大为缩短和采用货架、托盘后货物的单位面积荷重能力数据大为改变，应用不多。 面积较难计算时，可以采用类比法，以同类仓库面积比较类推出所需面积。公式计算法综合考虑集装单元存储系统的四种方式：单元堆垛（block stacking），深巷式存储（deep lane storage，或称贯通式货架存储），单深货架存储（single-deep storage rack）和双深货架存储（double-deep storage rack），采用一套变量和公式来计算面积。 ! K- U- Cr/ O公式计算法实质上是根据单元堆垛与货架存储的几何特征来得出公式的，只是这些公式比较复杂，变量多，在实际应用中多有不便。基于三种单元的几何计算法，它是通过托盘货架存储的几何关系直接计算出货架区所占的存储面积。存储面积的计算与库内货物存储方式、存储策略、空间利用、装卸搬运机械的类型以及通道等有关，在设计时要确定具体要求、根据实际情况确定几何尺寸关系，画出图形，再行计算。几何计算法既有形象的图形表现，也便于结果的调整与讨论，不失为一种实用性好的方法。3.5.1 货架区面积的确定当使用托盘货架储存物品时，计算存货占地面积，除了考虑货品尺寸和数量、托盘尺寸、货架形式和层数之外，还要考虑相应通道空间。前面托盘的选用已经确定了存货需要的占地托盘数为2500个，货架数170个。由于货架具有区块特性，即是每个区块由两排货架和通道组成。实际仓储区空间包括存取通道和仓库区块空间（由托盘占地空间换算，2列1排10个货架），区块数为9个。前面在货架参数设定时，已经确定了货架单位宽度（包括托盘宽度，托盘堆放前后深度间隙，托盘架中梁柱宽的1/2）合计1200mm。货架单位长度2225mm（包括货架柱宽，托盘与货架间隙，托盘长度，托盘间隙）。为方便下面的计算， 10个货架为一排，货架总长为22.25m。区块货位列数为2，巷道堆垛机的宽度为3米。计算得区块占地面积A=22.25（1.223）91081.35m2。3.5.2 仓库总面积的确定经过以上设计和计算得出，进出货区面积为410 m2，办公区面积为300 m2，分拣集货区面积为300 m2，存储区为1100 m2,可以确定整个仓库面积约为2000m2左右。3.6 仓库内部区域地理位置设计总平面布置，应实现功能分区明确、人货分流、办公区与作业区动静隔离，并满足装卸运输、车辆停放、消防、安全的要求，且合理使用土地资源。新建或扩建的配送中心，应优先选择集进货整理、仓储、分拣、发货暂存、配送等功能于一体的联合工房布置方式。3.6.1 SLP分析系统布置设计(SLP) 是一种条理性很强、物流分析与作业单位关系密切程度分析相结合、求得合理布置的技术,因此在布置设计领域获得极其广泛的运用。国内在80 年代以后引进了这一理论,收效非常显著。而计算机辅助设施布置方法利用计算机的强大功能,帮助人们解决设施布置的复杂任务,为生产系统的设施新建和重新布置提供强有力的支持和帮助,节省了大量人力和财力,尤其是对大型项目和频繁的重新布置。系统布置设计是一种久负盛名的经典方法。这种方法要建立一个相关图，表示各部门的密切程度。相关图类似于车间之间的物流图。相关图要用试算法进行调整，直到得到满意方案为止。接下来就要根据建筑的容积来合理地安排各个部门。为了便于对布置方案进行评价，系统布置设计也要对方案进行量化。根据密切程度的不同赋予权重，然后试验不同的布置方案，最后选择得分最高的布置方案。在SLP方法中，将研究工程布置问题的依据和切入点，归纳为P-产品、Q-产量、R-工艺过程、S-辅助部门、T-时间5个基本要素。采用SLP法进行企业总平面布置的首要工作是对各作业单位之间的相互关系作出分析，包括物流和非物流的相互关系，经过综合得到作业单位相互关系表，然后根据相互关系表中作业单位之间相互关系的密切程度，决定各作业单位之间距离的远近，安排各作业单位的位置，绘制作业单位位置相关图，将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合起来，形成作业单位面积相关图；通过作业单位面积相关图的修正和调整，得到数个可行的布置方案；然后采用加权因素对各方案进行评价择优，并对每个因素进行量化，以得分最多的布置方案作为最佳布置方案。其步骤如图3-4所示。图3-4 SLP分析步骤3.6.1.1 建立相关图图3-5 各区域物流关系图3.6.1.2 各区域相互关系SLP 法中作业单位间相互关系密切程度用A、E、I、O、U 来表示。A 为绝对重要、E 为特别重要、I 为重要、O 为一般、U 为不重要，在评价择优量化过程中A、E、I、O、U 的取值分别为4、3、2、1、0。如图3-6和图3-7所示。图3-6 各作业单元相关图A四条线 E三条线 I二条线 O一条线 U无线图3-8 各作业单元线路相关图3.6.2 物流动线规划在进行仓库作业区相对位置规划时，先要确定物流动线形式，总共有六种基本形式。直线式，这种形式的特点是出/入口在厂房的相对面，无论订单大小与拣货品项多少，均要通过厂房全程。适合于作业流程简单、规模较小的物流作业。双直线式，这种形式的特点是出/入口在厂房的相对面。适合于作业流程相似，但有两种不同进/出货形态的物流形式。锯齿形或S形，通常适用于多排并列的库存货架区内。U形，这种形式的特点是出/入口在厂房的同侧，可根据进/出货频率的大小，将物流量大的物品安排在靠近进/出口端的储区，缩短这些物品的拣货搬运路线。分流式，这种形式适用于批量拣货的分流作业。集中式，这种形式适用于因储区与物品特性，而把订单分解在不同区域拣货，然后再进行集货的作业方式。由于该烟草中心的仓库中货物以托盘入库，以托盘和单箱出库，单箱货物就地堆码，进入分拣、集货、发货等一系列作业流程，考虑到作业流程中的设计方便性以及各作业区域的活动关系，决定选择U形的整体布置。3.6.3 仓库布置决定仓库厂房空间位置、大致的面积和长宽比例。由于各作业区域的面积和长宽比还没有经过详细计算，因此，这里的面积和长宽比仅仅是一个大概的数值。决定仓库内由进货到发货的主要物流动线形式，已经决定为U形，出入库口在同侧。布置刚性区域，刚性区域就是作业区域中面积较大且长宽不易变动的区域。这类刚性区域应首先安排在建筑平面中，这里是托盘货架仓库、分拣区中分类输送机等作业区域。插入柔性区域，柔性区域首先是指虽然面积较大但长宽比例容易调整的区域，这里为流动货架与集货区等。其次还应包括面积较小且长宽比例容易调整的区域，如暂存区、流通加工区等。决定办公室位置，一般设两个办公室，分别负责进货和发货工作。上述程序完成后，物流作业区域的位置就基本得以确定，最后绘制出区域布置规划图如图3-9。图3-9 仓库布局规划图3.7 仓库设备的选择确定仓库的总体布局设计之后，接下来就要对仓库的设备进行配备与能力计算，以确定仓库配备的叉车、堆垛机、输送机的数量和主要参数，并核算能力是否满足需求。自动化立体仓库是由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系统、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、计算机管理系统，以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘、调节平台、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统。运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制、总线、通讯和信息技术，通过以上设备的协调动作，按照库存管理的指令完成指定货物的自动有序、快速准确、高效的入库出库作业。3.7.1 辅助与连接设备自动化立体库的工作能力主要是由堆垛机的能力和工作参数决定的，但是构成现代物流仓库的进货平台、水平搬运、装卸、出货方式、水平输送方式、计算机管理系统等，也是构成完整物流仓库的不可缺少的组成部分，这些设施的先进程度决定堆垛能力能否正常发挥。1、入库设施国家局为了加强行业工作正规化建设，要求卷烟生产经营环节对卷烟出厂、商业入库等环节实施喷码到件，“一打两扫”工作。即为了加强卷烟经营秩序对生产完成的卷烟打上行业统一编码的识别码，在工业企业发货前将卷烟合同号、接货单位等相关信息扫描入网，录入到国家局生产经营决策管理系统；在产品到达商业企业后再通过扫描识别后录入到国家局的生产经营决策系统。国家局在接收到到货信息后才能确认产品确实是在系统内循环而没有流入社会进行非法销售。过去商业企业到货后都是手工操作，用POS机一件一件地录入，然后再装入托盘入库，1000件烟要4-5个小时才能录入完成，而且劳动强度非常大。现在计划改变一下入库方式，用伸缩皮带机代替人工搬运扫描，将扫描仪固定在皮带机上，直接对烟箱扫描，皮带机的活动一端伸入到车箱里面，一个工人将货物放到皮带机上后烟箱通过皮带机直接传送到仓库的理货区，另一个工人将烟箱取下码放到托盘上，烟箱在皮带机上运行的同时自动识别，将录入信息传送到计算机管理系统后，导入国家局生产决策管理系统。这一设施可以减少3-4工人，卸一车700件的卡车只要1-2个小时，可以提高了工作效率、减轻劳动强度、提高了扫描的准确率。2、辊道输送机以前的立体仓库，是将码放整齐的托盘直接用放在堆垛机上面，要求有极高的精确度，影响了堆垛机的工作效率。经过设计改良在自动化立体库的出入口设置了输送机后可以提高出入库效率，经过测试可以提高一倍。原来一小时可以出入500件烟，改良后可以提高到1000件。通过对烟草配送中心的布局、规划和设备的优化设计和改良，在不增加建设成本的条件下可以提高效率。3.7.2 分拣设施分拣设备是指按照商户的订单，将件烟拆开后按每个商户的定货数量分拣到户的过程，基本过程分为理货、分拣、装箱、整理备货等过程在这些过程中需要一定技术含量的技术和信息化设施将其完成，确保数量准确、时间及时。其关键设备是条烟分拣线，它是决定分拣设施的关键设备。在国内烟草行业，按自动化程度和操作程序等，通常将条烟分拣线分为电子标签分拣线、通道式分拣线和塔式分拣线三种。1、电子标签分拣线电子标签分拣线是一种计算机辅助的无纸化拣货系统。其原理是在被拣货位上安装电子标签式数码显示器，利用计算机的控制将订单信息有序地显示到显示器上，拣货人员根据数码显示的数字拣选，该品种数量拣选到指定配户的单元或物流配后按确认按钮即完成了一个品种的拣选工作，以此类推从前向下后每个订单完成后，分拣出来的卷烟自动输送后进入打34码、装箱等后续环节，也可以直接装进配送容器，通过容器在各个工位的传输依次完成订单的分拣任务。如果不需要打码到户可以直接用物流容器来拣选，如果需要打码到户则由输送带上的订单分隔及自动输送线来识别各个通常由拣选货架、电子标签、订单分隔盒及其下端的自动输送设备等装置组成。电子标签分拣线的分拣能力与人工的熟练程度和疲劳程度有很大关系，通常的分拣能力为60009000条/小时，拣选的差错率在万分之二以上。2、通道式烟条分拣机包括缓存烟条的通道（含自动集放补货功能）。条烟拨料器及其下端的自动输送设备等装置，最大的特点是件烟补货。去掉包装的件烟（50条装）一次性由人工或自动进入缓存通道。补货简便，条烟拨料器按订单将烟条拨出到输送带上，分拣时一次拨出5条烟，分拣效率高，适合用于高频卷烟的自动分拣，通常与下面提到的塔式分拣机组合使用，可以满足各种订单位结构的分拣要求，单通道分拣能力超过12000条/小时，差错率比电子标签分拣线低。3、塔式烟条分拣机又称为A型烟条分拣机，这种分拣面包括放置烟条的货架，条烟拨料器，以及其下端的自动输送设备等装置。货架上的烟条按品种、规格分别列堆码，一般一个货格放同品牌。根据配送订单结构，对于量大的品牌品种，可以占用多个货格，条烟拨料器按订单将烟条拨出到输送带上，由输送带输送到进入集货容器或装箱站台，输送过程中可以配备喷码设备实现条烟按订单喷码。设备能力最高为12000条/小时，分拣设备的差错率小于十万分之二。电子标签分拣线投资少、操作方便、易于维修和故障排除，适用于年销量在10万箱以下的分公司；其他两种设备投资在、技术复杂，但是分拣能力大，如果年销售量10万箱以上的公司安装使用可以加快分拣速度、减少操作人员，所以该配送中心采用电子标签分拣线。3.7.3 理货设备无论哪一种分拣设备，都需要将整件卷烟拆箱供分拣线上的工人将分成条烟后直接分拣到户或送到分拣设备上供其自动分拣，这样就要求其连续、方便和快捷。目前烟草行业物流配送较成熟的技术是流力货架，其基本原理是将件烟开箱后从货加后台放到货架上，分拣或装货人员从前台取出条烟，且不影响前台工人的工作。3.7.4 装箱设备按订单分拣出来的条烟放入本着周转箱的环节是一个重复劳动的过程，目前常见的有人工装箱（30005000条/小时），自动装箱（12000条/小时）和PE膜收缩包装（810包/分钟）三种。一次分拣、一级配送的模式多采用订单不合箱的方法，以提高到户时的交接速度，同时一户一箱便于防止出现在配送过程中的烟条调换问题，提高服务水平。基于这个要求，PE膜收缩设备也应运而生，将分拣到户的条烟裹膜成包，以达到保护条烟和防止掉换的目的。而二级配送模式因考虑到容积率和运输成本，多采用订单合箱的装箱策略。3.7.5 输送配送设备按照工艺设计，可以选用水平输送设备（托盘/件箱/条烟）垂直备等实现物料连续和自动输送。通过输送设备将分拣好的卷烟用托盘车，按配送线路堆放在备货区。配送是物流配送中心的最后一道环节，使用的主要设备是托盘、笼叉车和运输车辆等。3.7.6 设备能力及配备数量1、叉车叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。国际标准化组织ISO/TC110称为工业车辆。常用于仓储大型物件的运输，通常使用燃油机或者电池驱动。该自动化立体仓库主要采用托盘存储，所以托盘叉车是必不可少的。下表为叉车规格技术参数和出入库情况表。表3-3 叉车规格技术参数叉车参数参数取值范围拟