仓库管理_仓储规划与设计讲义

第5章仓储规划与设计 周洪涛华中科技大学系统工程研究ht730 5 1仓储规划与设计概述5 2仓库所有权的决策5 仓库规模和数量规划5 4仓库设施规划设计与布局5 5自动化立体仓库的规划设计 主要内容 5 仓储规划与设计概述 5 1 1仓储的概念 从传统意义上讲 仓储 的概念就是利用仓库存放 储存未即时使用的物品的行为 从现代物流上讲 指的是商品在使用之前的保管 它是商品到达客户之前 介于供应和消费之间的中间环节 5 仓储规划与设计概述 5 1 2仓储的功能和作用 持有库存 储存 功能保存 Holding 集中 Consolidation 拆装 Break Bulk 分拨仓库或场站仓库混合 Mixing 工厂物料搬运装卸贷物运进和运出仓库订单履行 一 仓储的功能 5 仓储规划与设计概述 5 1 2仓储的功能和作用 调节运输能力 生产运输和配送运输系统桥梁降低运输成本 提高运输效率进行产品整合 消费者 不同交货期 工厂 整车 调节供需 创造时间价值 生产消费节奏不一致预防偶发事件 采购或运输的延迟 缺货等偶发事件 二 仓储的作用 5 仓储规划与设计概述 5 1 3仓储规划设计的意义和内容 仓储规划设计是1 从时空上对仓库新建 改扩建进行全面系统规划 以及2 对仓库中保管物品的收 存 盘 发等作业进行规划设计 仓储规划的合理性将对1 仓库的设计 施工和运用 2 仓库作业的质量和安全 以及3 所处地区或企业的物流合理化产生直接和深远的影响 一 仓储规划设计的意义 5 仓储规划与设计概述 5 1 3仓储规划设计的意义和内容 一 仓储规划设计的内容 确定仓库的所有权 确定仓库网点的数量 规模及服务范围 确定备选库址 仓库建筑类型及结构确定 仓库物流功能区平面规划设计 仓库设备类型及数量的确定 仓库物流作业管理规划 仓库管理组织和人员规划仓库建设投资及运行费用的预测 5 仓储规划与设计概述 5 1 4仓储规划设计的流程 计划筹设与准备阶段系统规划设计阶段方案评估决策阶段局部规划设计阶段计划执行阶段 5 仓储规划与设计概述 5 1 4仓储规划设计的流程 计划筹设与准备阶段1 计划开始与组成 专题设立与成员组成 2 基础规划资料的收集 现场访谈 厂商使用资料表单 3 系统规划策略目标的制定 确定仓储系统定位与策略功能 决定仓储系统计划的执行目标与限制 5 仓储规划与设计概述 5 1 4仓储规划设计的流程 系统规划设计阶段1 基本规划资料的分析2 规划条件设定 如仓储能力 自动化程度等 找出仓库网络特点 3 作业需求功能规划 包括新仓库作业流程 设备与作业场所组合等4 设施设备需求规划与选用 包括储运生产作业区建筑物与设备规划 支持仓库运作服务设施规划 办公与活动场地设施规划 5 信息情报系统规划 物品种类繁多 各种单据量大 关联信息多 查询统计信息需求水平高 需统一各种原始单据 账目和报表格式 程序代码标准化 软件统一化 可维护性和实用性 界面简单化等 6 整体布局设计 估算储运作业区 服务设施大小 并依据各区域关联性确定各区摆放位置 5 仓储规划与设计概述 5 1 4仓储规划设计的流程 方案评估决策阶段 方法有缺点列举法要素分析法权值分析法以AHP为基础的方案评估法 5 仓储规划与设计概述 5 1 4仓储规划设计的流程 局部规划设计阶段局部规划设计阶段是仓库和配送中心详细规划设计阶段 需对其作业流程 建筑设施 各个区域面积布局 机械装备的选型和布置 人员安排等做一个可实施的设计方案 局部规划设计阶段的主要任务是在已经选定的建库地址上规划各项仓库设施设备等的实际方位和占地面积 当局部规划结果改变了以上系统规划的内容时 必须返回前段程序 作出必要的修正后继续继续局部规划设计 5 仓储规划与设计概述 5 1 4仓储规划设计的流程 计划执行阶段当各项成本和效益评估完成以后 如果企业或组织决定建设该仓库 则可以进入计划执行阶段 即仓库建设阶段 5 2仓库所有权的决策 自有仓库公共仓库合同仓库 5 2仓库所有权的决策 自有仓库定义 指的是由企业自己经营的仓库 企业拥有在仓库中进行处理或保存的货物 适合采用自有仓库的情况 控制程度 灵活性 成本低 市场上没有合适结构的仓库灵活要求高 满足特殊的客户需要和各种货物存储的需要拥有长期 大量的仓储业务量需要提升企业形象 5 2仓库所有权的决策 公共仓库定义 是作为独立的仓库设施来进行经营运作的 公共仓库所提供的是一系列的标准出租服务 如储存 处理 运输等运作 适合采用公共仓库的情况 没有实力或意愿投资建设仓库等设施的企业仓储业务业务量小 需要和其他企业分享规模效益仓储业务季节变化性大 发展情景不明朗客户和商品的需求都比较通用化自身仓储等业务的管理能力不够 5 2仓库所有权的决策 合同仓库定义 针对客户的具体要求而设计的公共仓库的外延服务 是为有限数量的客户提供某种定制的服务 是一种长期的业务安排 适合采用合同仓库的情况 既需要管理的灵活性 又考虑投资和运营成本的企业 合同仓库和公共仓库 最重要的不同在于合作关系的持久程度 专门服务或定制服务的程度以及合作利润和风险的共享程度 5 3仓库规模和数量规划 5 3 1仓库规模规划 成本和客户要求的服务水平 效益背反 考虑仓库规模需求仓容量 仓库仓储能力 年销售量 库存周转率 1 扩展系数 扩展系数是库存变动的比例系数 无单位数量绝对值商品的体积和重量 库存商品实际占用的仓库空间 容器大小 库存商品实际占用仓库空间仓库的结构和布局 仓库楼层 层高 货物堆放方式 货架尺寸以及装卸搬运设备选择布置和通道规划 得到一个仓库实际的空间规模大小 5 3仓库规模和数量规划 5 3 2仓库数量规划 成本 物流总成本 缺货损失成本 先降后升 客户要求的服务水平 提高备货库存水平 设立较多的仓库网点运输服务水平 仓库数量反比关系中转供货的比例 直达供货单个仓库的规模计算机网络的运用 改善仓库布局和设施 控制库存 处理订单 5 4仓库设施规划设计与布局 仓库设施的设计必须考虑产品的移动 需要同时考虑3个因素的影响 仓库的楼层数 空间利用计划和产品流 1 仓库的建筑结构规划 与仓库楼层数有关 2 仓库的作业空间规划 与空间利用计划有关 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 仓库的类型的选择仓库的建筑物结构选型仓库的层高规划仓库地面负荷能力柱跨度码头设施其他建筑设施 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 仓库的类型的选择单层式库房 地面单位面积承载能力大 货物进出库作业方便 能有效避免垂直搬运货物 楼房式库房 单位土地面积存储货物量大 节约用地 柱多影响搬运车辆行走和货架等存储设备的布置 货物存储分拣等作业不在同一楼层 需使用垂直搬运设备 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 仓库的建筑物结构的选型门式钢架结构 鸟巢 柱梁合一成 门 状 保温性差 造价高 拱型彩板结构 钢结构彩板成拱形 墙体用混凝土或砖墙结构 无梁 造价低 周期短 混凝土或砖墙结构 成本低 保温性好 周期长 柱多 扩展性差 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 仓库的层高规划仓库的层高就是库房的有效高度 也称为梁下高度 理论上是越高越好 但实际上受货物所能堆码的高度 叉车的扬程 货架高度等因素的限制 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 仓库地面负荷能力 地面的耐压强度主要测量指标单位 吨 平方米 一层一般在2 5 3吨 平方米 二层一般在2 2 5吨 平方米 三层一般在1 5 2吨 平方米 地面负荷强度的计算货架和货物载重负荷强度 货架重 货物载重 占地面积 叉车轮压 安全系数 叉车自重 货物载重 4地面平整度 堆高叉车作业要求误差不高于1 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 柱跨度定义 柱跨度的测量是从一根柱子的中线到另一根柱子的中线之间的距离 适宜的柱距为 砖混结构柱距为6 8米 钢架 砖混混合结构柱距为8 10米 钢结构柱距为15米 通道内原则上不设置立柱 决定库区柱跨库需要考虑存储设备和托盘尺寸 决定码头柱跨库需要考虑码头的间隔和货车的跨度 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施装卸平台的位置选择装卸平台类型的选择装卸平台高度的设计装卸平台外围回转区域大小设计 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施 装卸平台的位置选择合并式 进货及出货共用月台 优点 提高空间和设备利用率缺点 作业管理困难 容易造成货物进出的混乱适用 进出货频率较低或进出货时间错开的仓库 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施 装卸平台的位置选择分离式 分别使用月台 但两者相邻优点 设备仍可共用 但进货及出货作业空间分隔 可解决上一方式进出货可能互相牵绊的困扰缺点 进出货空间不能弹性互用的情形必将使空间利用率变低适用 库房空间适中 且进出货常易互相干扰的仓库 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施 装卸平台的位置选择分离式 分别使用码头 但两者不相邻优点 可使进货与动线更为迅速顺畅 缺点 空间及设备的使用率势必降低 适用 适合库房空间大且进出货时段冲突频率大的公司 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施 装卸平台类型的选择按建筑物与货车的位置关系分类穿墙式开放式 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施 装卸平台类型的选择按装卸平台布局分类锯齿型直线型 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施 装卸平台类型的选择按车辆装卸位置分类尾端卸货式侧部卸货式 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施 装卸平台高度的设计在确定装卸平台高度时 应尽量缩小装卸平台与货车车厢底板之间的高度差 虽然使用平台高度调节板可以解决高度差问题 但不能形成的坡度过大 以免调节板擦碰叉车底部 同时 坡度过大会影响装卸效率和装卸安全 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施 装卸平台高度的设计要确定装卸平台高度 首先应确定使用该平台的货车底板的高度范围 一般以这个范围的中间高度作为装卸平台高度的参考值 各种货车对应的装卸平台的高度参考值mm 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 码头设施 装卸平台外围回转区域大小设计装卸平台外围区域指装卸平台前至围栏区 或障碍物区 之间可供货车回转的区域 其包括装卸货时用于泊车的装卸区及调动货车进出装卸区所必须经过的调动区 直线型平台上以尾部装卸需要外部空间示意图 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 1仓库的建筑结构规划 其他建筑设施出入库门 出入库门的位置和数量由建筑物主体结构 进深长度 出入库次数 库内货物堆码形式以及通路设置等因素决定 墙壁 设防火墙 外墙防火结构或简易耐火结构 或者冷藏库要保温处理 屋顶 屋顶的倾斜度 即坡度 窗 采光 高窗 地窗 天窗 防盗防漏雨和排水用高窗 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 作业空间规划是否合理将直接影响运营成本 空间投资与效益 在规划空间时 首先根据作业流量 作业活动特性 设备型号 建筑物特性 成本和效率等因素 确定满足作业要求的空间大小 长度 宽度和高度 通过对各区域的分析 可估计各区域的面积 各部门区域性质不同 要求作业空间的标准不同 然后根据整个仓库的实际和发展情况进行适当调整 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 出入货区域空间规划存储区域空间规划分拣区域空间规划集货区域规划行政区的规划通道规划 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 出入货区域空间规划装卸货月台车位数量规划 n 装卸月台车位数 个 一个月台车位同一时间只能停一辆车 nout nin 出 入库装卸月台数量 个 mout min 高峰期出 入库车辆数 辆 小时 tout tin 出 入库车辆各自平均每辆装卸货物的时间 小时 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 出入货区域空间规划出入库暂存区面积的规划 S 出 入 库区的面积m2 Sy 出 入 库区月台的面积m2 Sr 出 入 库区道路占去的面积m2 SP 出 入 库区实际堆放货物的面积m2 出 入 货物的峰值系数 取0 1 Q 一天进 出 货物的总箱数 TS 货物在暂存区平均逗留的时间 LP 选用托盘的长 WP 选用托盘的宽 TW 一天的工作时间 也就是一天货物出入库时间 NP 每个托盘平均可放的箱子数 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 出入货区域空间规划出入库暂存区面积的规划目前先凭经验决定出入库暂存区面积 然后在其他功能区域面积规划设定以后 再尽量大地设计出入库暂存区面积 不会增加多少建设成本投入 有利于应对业务量波动的不确定性 可作为快速转运货物的暂时存储 增加了仓库功能区域规划的扩展性 适应少量扩展的特殊业务 5 4仓库设施规划设计与布局 存储区域空间规划规划存储区空间时首先应考虑 货品尺寸和数量 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 位置和需要空间 柱间距离 建筑尺寸与形式 进出货及搬运位置 补货或服务设施位置 防火墙 灭火器 排水口 作业原则 经济性 单元化负载 货品不落地 减少搬运次数和距离 有效利用空间 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 存储区域空间规划总之 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 货物存储有托盘平置堆码 托盘货架 横梁式货架 重力式货架 自动化仓库立体货架等 箱式货架 搁板式货架 流利式货架等 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 存储区域空间规划托盘堆码量的计算 Ni 一个托盘上可放第i种货品的箱子的数量 Np 一个托盘上平均可放货品的箱子的数量 LP WP HP 指的是选用托盘的长 宽和一标准托盘的堆码高限度 Li Wi Hi 指的是第i种货品外包装的长 宽 高 Ri 第i种货品的年均库存量 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 存储区域空间规划托盘平置堆放区空间规划 S 托盘平置堆放区的面积Rp 以托盘平置方式存放类商品的库存量 箱数 Np 一个托盘上可放以托盘平置方式存放类商品的箱子数 LP WP 选用托盘的长和宽 有效面积利用率 托盘占地面积和整个就地托盘堆垛区面积 托盘占地面积 通道面积 的比例系数 该值一般在35 45 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 存储区域空间规划托盘货架区空间规划 S 托盘货架堆垛区的面积Rph 以托盘货架方式存放类商品的库存量 箱数 Nph 一个托盘上可放以托盘货架方式存放类商品的箱子数 L W 选用货架每格的长和宽 1 2 每格托盘货架可放2个托盘 Nh 选用托盘货架的层数 有效面积利用率 货架占地面积和整个托盘货架区面积 货架占地面积 通道面积 的比例系数 该值一般在40 50 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 存储区域空间规划箱式货架区空间规划 S 箱式货架存储区的面积Rch 以箱式货架方式存放类商品的库存量 箱数 Mch 一格货架可放以箱式货架方式存放类商品的箱子数 L W 选用货架每格的长和宽 k 每组箱式货架的货格数 Nh 选用箱式货架的层数 有效面积利用率 货架占地面积和整个箱式货架区面积 货架占地面积 通道面积 的比例系数 该值一般在50 60 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 分拣区域空间规划仓储区容量要维持一定期间 库存周转期 内出货量需求 因此针对进出货的特性和处理量均需加以考虑 分拣区以单日出货商品所需拣货作业空间为规划对象 故以品项数及作业量为主要考虑因素 根据发货特点的不同 分拣区分为 整托盘分拣区 以托盘方式存储的存储分拣合并区 整件分拣区和散件分拣区 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 分拣区域空间规划整件分拣区空间规划 N 整件分拣区用以分拣的托盘货架的个数 M 在一个定时补货时间段内整件分拣的A类商品品种数 i 在一个定时补货时间段内A类商品中 整件分拣的第i种商品 Qi i类商品在一个定时补货时间段内出货的箱数 Ni i类商品一个托盘上可放的箱子数 k 用于分拣的一组托盘式货架 或者一托盘组 托盘位数 分拣量满足系数 0 1 0 指的是不通过随机补货方式可满足分拣量对总分拣量的比例系数 此系数一般根据现代物流中心的运营的时间情况决定 在区域总面积宽裕 人员量少 设备便宜 随机补货作业量大等情况下可选择大一点 相反则可以小一点 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 分拣区域空间规划散件分拣区面积计算 N 散件分拣区用以分拣的箱式货架的个数 M 在一个定时补货时间段内相应类别散件分拣的A类商品品种数 i 在一个定时补货时间段内A类商品散件分拣的第i种商品 Qi i类商品在一个定时补货时间段内出货的箱数 Di i类商品一个分拣信道上可放的箱子数 k 用于分拣的一组箱式货架的单层分拣信道数 kh 用于分拣的一组箱式货架的层数 分拣量满足系数 0 1 0 其设定方式可参考整件分拣公式中的 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 集货区域规划 一般集货区货位设计以配送地区为对象堆放为主 同时考虑发货装载顺序和动线畅通性 在空间允许条件下以单排为宜 在规划集货区空间时还要考虑 发货车次和出车路线 以及每天拣货和出车工每天平均发货订单作时序安排等因素 也可以把集货区和发货暂存区放在一起 但是发货暂存区的空间常作装载工作之用 如果拣出的货物需要等待较长时间才能装车 则有必要把发货码头和发货暂存区分开 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 行政区的规划 办公室档案室会客室会议室休息室司机休息室洗手间膳食区 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 通道规划 通道的类型 工作通道 物流仓储作业和出入库房作业的通道 包括主通道和辅助通道 主通道连接库房的进出口和各作业区 一般沿着库房的长度 允许两方面的交通 道路最宽 辅助通道连接主通道和各作业区内的通道 一般是平行或垂直于主通道 通常为单方面的交通 人行通道 只使用于员工进出特殊区域的场合 应维持最小数目员工 2 3人 进出特殊区的人行道 电梯通道 提供出入电梯的通道 不应受任何通道阻碍 距主通道约3 4 5m 其他各种性质的通道 这是公共设施 防火设备或紧急逃生所需要的进出道路 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 通道规划 通道设计的原则 流量经济性 人物移动成路径 形成最佳作业动线 空间经济性 最小的空间占有率设计顺序 先确定出入码头的位置以设计主通道 再设计存储等作业区域通道 然后设计服务设施 参观设施 直线原则大规模库房的空间经济性紧急逃生原则楼层间的交通 多层考虑电梯 5 4仓库设施规划设计与布局 5 4 2仓库的作业空间规划 通道规划 主要通道参考值 5 5自动化立体仓库的规划设计 5 5 1自动化立体仓库概述 一 自动化立体仓库的基本概念 自动化立体仓库AS RS AutomaticStorage RetrievalSystem 是一种用高层立体货架 托盘系统 存储物资 一般采用八 九米到几十米高的货架 使用计算机系统控制管理 并使用堆垛机进行存取作业的仓库 5 5自动化立体仓库的规划设计 5 5 1自动化立体仓库概述 二 自动化立体仓库的构成 货物储存系统 由立体货架以及托盘或货箱组成 货物存取和输送系统 承担货物存取 出入库输送功能 由有轨或无轨巷道式堆垛机 出入库输送机或AGV小车 装卸机械等装备组成 控制和管理系统 采用计算机进行控制和管理 有单机控制 联机控制和中央控制等方式 5 5自动化立体仓库的规划设计 5 5 2自动化立体仓库设计 一 自动化立体仓库的规划设计步骤 5 5自动化立体仓库的规划设计 5 5 2自动化立体仓库设计 二 自动化立体仓库的结构和建筑类型 按材料可分为 钢结构 钢筋混凝土结构按其建筑类型可分为 分离式 标准化 整体式 抗震性好 5 5自动化立体仓库的规划设计 5 5 2自动化立体仓库设计 三 自动化立体仓库的布置和规划选择自动化立体仓库的布置方案时 考虑的因素有 货架结构 起重输送机类型 待处理货物数量和种类 按货物种类用途划分的货架段和组合货