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第四章物流节点规划设计 1 4 1物流节点的功能及类型 4 1 1定义物流节点 logisticsnodes 是指物流网络中连接物流线路的结节之处 广义的物流节点是指所有进行物资中转 集散和储运的节点 包括港口 空港 火车货运站 公路枢纽 大型公共仓库及现代物流 配送 中心 物流园区等 狭义的物流节点仅指现代物流意义的物流 配送 中心 物流园区和配送网点 2 4 1 2物流节点分类 一 按服务功能分1 转运型节点2 存储型节点3 集散型节点4 配送型节点5 综合型节点 3 4 1 2物流节点分类 二 按狭义节点层次1 物流园区2 物流中心3 配送中心 4 4 1 2物流节点分类 三 按服务服务地域层次分1 国际物流节点2 区域物流节点3 城市物流节点 5 6 7 8 4 2物流节点系统规划设计 9 4 2 1基础规划资料的分析基础资料的分析 将获自企业使用者的原始资料 作进一步的整理分析 以作为规划设计阶段的参考依据 包括定量化的分析 1 品项与数量分析 2 物品物性分析 3 需求变动预测分析 4 储运单位与数量分析 也包括定性化的分析 1 作业时序分析 2 人力需求分析 3 作业流程分析 4 作业功能需求分析 5 事务流程分析 10 11 12 一 订单变动趋势分析 D 3 在物流中心的规划过程中 首先应针对历史销售或出货资料进行分析 以了解销货趋势及变动 一般分析过程时间单位应视资料收集的范围及广度而定 变动趋势分析常用的方法包括时间数列分析 回归分析等 针对一段时间周期内的销货资料进行分析时 通常需先进行部份单位换算的程序 以求数量单位的统一 否则分析结果将无意义 常见的变动趋势如下表所示 13 14 15 16 依据不同的变动趋势可设定产能水准的目标 并制定必要能力的水准 通常以达成尖峰值的80 为基准 再视尖峰值出现的频率来调整 一般若曲线的山峰值与山谷值超过3倍时 要在同一个物流中心系统内处理 将使效率降低 营运规模的订定将非常困难 因此必须制定适当的营运量政策以取得经济效益与营运规模的平衡 不足的产能或储运量可藉由外包 租用调拨仓库 订单平准化 或设计弹性功能较大的仓储物流设备来因应 至于多余的产能或储运空间 则可以考虑出租他人使用 或者开发具时间互补性的产品 以消化淡季时的剩余储运能量 17 二 订单品项与数量分析 D 4 订单品项数量分析手法 EIQ 是从客户订单的品项 数量与订购次数等观点出发 进行出货特性的分析 订单品项数量的分析步骤说如下 1 订单出货资料的分解 2 订单出货资料的取样 3 资料统计分析 柏拉图分析 次数分布 ABC分析 交叉分析 18 二 订单品项与数量分析 D 4 4 图表数据判读与分析 订单量 EQ 分析EQ 每张订单的订货数量 品项数量 IQ 分析 IQ 每个品项的受订数量 订单品项数 EN 分析 EN 每张订单的订货品项数 品项受订次数 IK 分析 IK 每个品项的受订次数 IQ及IK交叉分析 19 补充 物流特性的关键因子 E 订单件数orderentry I 货品种类item Q 数量quantity 20 EQ EN IQ IK主要分析项目及意义 21 1 订单出货资料的分解在进行订单品项数量分析时 首先必须考虑时间的范围与单位 在以某一工作日为单位的分析数据中 主要的订单出货资料可分解成表4 2的格式 22 23 表3 2中 相关符号解释如下 Q1 订单E1的出货量 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 Q 1 品项I1的出货量 Q11 Q21 Q31 Q41 Q51 N1 订单E1的出货项数 计数 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 0者K1 品项I1的出货次数 计数 Q11 Q21 Q31 Q41 Q51 0者N 所有订单的出货总项数 计数 K1 K2 K3 K4 K5 0者K 所有产品的总出货次数 K1 K2 K3 K4 K5 24 这样 对订单出货资料就可以分解为EQ EN IQ IK四个类别的分析步骤 主要分析项目及意义如下 a 订单量 EQ 分析 单张订单出货数量的分析 b 订货品项数 EN 分析 单张订单出货品项数的分析 c 品项数量 IQ 分析 每单一品项出货总数量的分析 d 品项受订次数 IK 分析 每单一品项出货次数的分析 25 2 订单出货资料的取样要了解物流中心实际运作的物流特性 单从一天的资料分析将无法有效判断及产生结论 但是若需分析一年以上的资料 往往因资料量庞大 使分析过程旷日费时 因此可先就单日别的出货量先进行初步的分析 找出可能的作业周期及其波动幅度 1 若各周期内出货量大致相似 则可缩小资料范围 以一较小周期内的资料进行分析 2 若各周期内趋势相近 但是作业量仍有很大的差异 则应对资料作适当分组 再于各群组中找出代表性的资料进行分析 26 3 资料统计分析EIQ分析以量化的分析为主 常用的统计手法包括 平均值 最大最小值 总数 柏拉图分析 次数分布及ABC分析等 柏拉图分析 在一般物流中心的作业中 如将订单或单品品项出货量经排序后绘图 EQ IQ分布图 并将其累积量以曲线表示出来 即为柏拉图分析 这是数量分析时最基本的绘图分析工具 如图4 3所示 27 图4 3产品别出货量的IQ分布 28 出货次数分布 若想进一步了解产品别出货量的分布情形 可将出货量范围作适当的分组 并计算各产品出货量出现于各分组范围内的次数 其例如图4 4 图4 4出货量的品项次数分布图 29 ABC分析 在制作EQ IQ EN IK等统计分布图时 进一步可由ABC分析法将一特定百分比内的主要订单或产品找出 以作进一步的分析及重点管理 通常先以出货量排序 以占前20 及50 的订单件数 或品项数 计算所占出货量的百分比 并作为重点分类的依据 1 如果出货量集中在少数订单 或产品 则可针对此一产品族群 少数的品项数但占有重要出货比例 作进一步的分析及规划 可以收到达事半功倍的效果 2 相对的出货量很少而产品种类很多的产品组群 在规划过程可先不考虑或以分类分区规划方式处理 以简化系统的复杂度 并提高规划设备的可行性及利用率 30 31 交叉分析 在进行EQ IQ EN IK等ABC分析后 除可就订单资料个别分析外 也可以就其ABC的分类进行组合式的交叉分析 如以单日别及年别的资料进行组合分析 或其它如EQ与EN IQ与IK等项目 均可分别进行交叉汇编分析 以找出有利的分析信息 其分析过程先将两组分析资料经ABC分类后分为3个等级 经由交叉汇编后 产生3 3的九组资料分类 再逐一就各资料分类进分析探讨 找出分组资料中的意义及其代表的产品族群 在后续的规划中 如结合订单出货与物性资料 也可产生有用的交叉分析数据 32 4 图表数据判读与分析 订单量 EQ 分析 主要可了解单张订单订购量的分布情形 可用于决定订单处理的原则 拣货系统的规划 并将影响出货方式及出货区的规划 通常以单一营业日的EQ分析为主 各种EQ图表的类型分析如表4 3所示 33 34 品项数量 IQ 分析 主要了解各类产品出货量的分布状况 分析产品的重要程度与运量规模 可用于仓储系统的规划选用 储位空间的估算 并将影响拣货方式及拣货区的规划 各IQ图形类型分析如表4 4所示 35 36 订单品项数 EN 分析 主要了解订单别订购品项数的分布 对于订单处理的原则及拣货系统的规划有很大的影响 并将影响出货方式及出货区的规划 通常需配合总出货品项数 订单出货品项累计数及总品项数三项指标综合参考 以Qe1 数量 订单e 品项i 符号表示单一订单订购某品项的数量 则分析各指标的意义如下 单一订单出货品项数 计算单一订单中出货量大于0的品项数 N1 COUNT Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 0 总出货品项数 所有订单中出货量大于0或出货次数大于0的品项数 N COUNT Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 0或COUNT K1 K2 K3 K4 K5 0 且N Ne 总出货品项数必定大于单一订单的出货品项数 订单出货品项累计次数 将所有订单出货品项数加总所得数值 即以EN绘制柏拉图累积值的极值 GN N1 N2 N3 N4 N5 GN N 当个别订单间的品项重复率愈高 则N 愈小 37 38 39 40 品项受订次数 IK 分析 主要分析产品别出货次数的分布 对于了解产品别的出货频率有很大的帮助 主要功能可配合IQ分析决定仓储与拣货系统的选择 另外当储存 拣货方式已决定后 有关储区的划分及储位配置 均可利用IK分析的结果作为规划参考的依据 基本上仍以ABC分析为主 各类型分析如表4 6所示 41 42 IQ和IK交叉分析 将IQ和IK以ABC分析分类后 可对拣货策略的决定 提供参考的依据 如图4 5所示 43 三 物品特性与储运单位分析进行订单品项与数量分析时 针对订单出货资料的分析 如能配合相关物性 包装规格及特性 储运单位等因素 进行关联及交叉分析 则更易于对仓储及拣货区域进行规划 结合订单出货资料与物品包装储运单位的EIQ PCB分析 P 栈板 C 箱子 B 单品 即可将订单资料以PCB的单位加以分类 再依各分类别的资料个别分析 如企业的订单资料中同时含有各类出货型态 包括订单中整箱与零散两种类型同时出货 以及订单中仅有整箱出货或仅有零星出货 为使仓储与拣货区适当的规划 必须将订单资料依出货单位类型加以分割 以正确计算各区实际的需求 44 45 46 四 物流与信息流分析进行物流中心规划过程中 除了数量化信息的分析以外 也有必要进行一般物流与信息流流程等定性化资料分析 包括 作业流程分析事务流程分析作业时序分析人力需求与素质分析自动化水准的分析 47 1 作业流程分析可针对一般常态性及非常态的作业加以分类 并整理出物流中心的基本作业流程 由于产业与产品别的不同 物流中心的作业流程也不尽相同 可依个别企业的特性找出原有作业流程 并逐步分析其必要性与合理性 经合理化分析以后再依序建立其作业流程规划 一般物流中心作业流程内容的分析项目 如下页表4 8所示 48 49 50 2 事务流程分析物流中心内与仓储物流作业相对应的是相关事务流程的执行运作 作业过程中以结合物流 信息流及相关流程为主 基本上可依个别企业的特性找出原有信息流程步骤 输入 出方式及资料接口传递方式等现状 并逐步分析其必要性与合理性 经流程与信息接口合理化以后 再依序建立其作业流程规划 一般物流中心由于品项繁多 每日订单量又大 使得处理订单及相关出货的工作量非常大 目前许多物流业已逐步朝无纸化作业努力 而其关键即在于信息流程与信息传递接口的分析与规划 一般物流中心相关事务流程内容的分析表 如表4 9所示 51 52 53 54 3 作业时序分析规划物流中心的过程中 应了解过去的作业形态及作业时间分布 由于多元化社会的发展 夜间生活已逐渐普遍 因此物流中心的配送作业应考虑配送对象的作息时间 如目前大部份的便利超商已取采夜间进货 除可避免日间的车流量也可在进出购物人潮较少的时段处理进货点收的作业 因此基于服务客户的原则 配送时段的配合已成为必要的考虑因素 相对的物流中心内拣货及分货作业即需配合配送时段的需求 向前或向后调整 然后再考虑与厂商进货时段的订定 55 4 人力需求与素质分析对物流中心使用人数 背景及各层级人数进行分析 并考虑劳动人数及劳动程度 以作为后续规划物流系统经营效率 设备自动化与机械化程度的参考 5 自动化水准的分析可就现有系统设备自动化设置程度进行分析及检查 是否有过度依赖劳力现象或自动化设备因不当投资设置而不适用的处 其分析结果可作后续规划物流系统设备的参考依据 56 4 2 2规划条件设定根据各分析阶段析所得信息 逐步进行各项规划条件的设定 其条件将作为后续规划中参考的基本参数 包括 1 基本储运单位的规划经EIQ PCB的物性分析 应可决定物流中心内基本储运的单元负载单位 其目标在于使储运单位易于量化及转换 并且使不同作业阶段的装载单位逐一确认 57 4 2 2规划条件设定 2 基本运转能量的规划包括进货区 仓储区 拣货区 出货区的基本运转能量的估计及规划 除需考虑基本作业需求量以外 还应配合作业弹性及未来成长趋势 3 自动化程度的规划配合自动化程度的分析 作业时数的分析及基本运转能量的规划下 各阶段设备应采取自动化程度的政策 应在此作出界定 从而利后续物流系统设备的选用 58 4 2 3作业需求功能规划一个物流系统的规划过程 包括作业流程 设备与工作空间的组合 如何适当地规划与配置 即为 系统工程 的主要领域 系统工程的主要思想是 1 合理化 检查各项作业流程的必要性 合理性 消除不必要的作业程序与步骤 以减少系统可能产生的不确定性因素 2 简单化 使系统明确 简单 易操作 并朝作业标准化方向努力 3 机械化 59 一 作业流程规划在经过基础资料的分析与基本条件设定的后 即可针对该物流中心的特性作进一步的分析及检查 并制定合理的作业程序 在物流中心作业分类的原则 以物品储运单位的转换与否及作业特性的分类为主 物品储运单位可依储运物品为栈板 箱 内包装盒或单品等特性来作分类 一个物流中心中可能仅有一种或包含各类型储运单位的出货型态 作业特性的分类则包括操作 搬运 检验 暂存 储存等性质 其中在物流中心的操作作业以上货 卸货 拣取等作业为主 60 61 物流作业流程的分析程序可利用作业流程分析表来进行 逐步将操作 搬运 检验 暂存 储存保管等不同性质的工作加以分类 并将各作业阶段的储运单位及作业数量加以整理统计 标示该作业所在区域 即可得知各项物流作业的物量大小及分布 其分析表格参考图4 8所示 62 经由各项作业流程的基本分析后 即可进行作业流程的合理化分析 找出作业中不合理及不必要的作业 如果能尽量简化在物流中心中可能出现的计算 处理单位 则可以提升实际物流中心作业与运转的效率 减少重复堆栈搬运 翻堆 暂存等作业 如果储运单位过多而不易规划 可将各作业单位予以归并及整合 避免内部作业过程中储运单位过多的转换 透过单元负载化 unitload 的观念 也可达到储运单位简化的目的 以栈板或储运箱为容器 将体积 外型差异较大的物品归并为相同标准的储运单位 如此可以简化物流中心内需处理的物品型式 在规划过程中 除了进货与出货作业受上 下游厂商需求及送货特性限制外 内部储运单位通常可由规划设计者决定 而与其它企业容器的流通与标准化 则应赖企业间通路力量的推动 63 二 作业区域的需求功能规划针对物流中心的营运特性规划所需的作业区域 各区域包括物流作业区及外围辅助活动区 物流作业区如装卸货 入库 订单拣取 出库 出货等 通常具有流程性的前后关系 而外围辅助活动区如办公室 计算机室 维修间等 则与各区域有作业上关联性的关系 可逐一检查建立活动间的关联分析 基本上将物流中心各类作业区区分为以下类型 包括 64 1 一般性物流作业区域 2 退货物流作业区域 3 换货补货作业区域 4 流通加工作业区域 5 物流配合作业区域 6 仓储管理作业区域 7 厂房使用配合作业区域 8 办公事务区域 9 计算机作业区域 10 劳务性质活动区域 11 厂区相关活动区域 65 三 作业需求能量的规划确认所需的作业区域后 建立完整的作业区域汇整表 并依据各项基础需求分析资料 考虑各区域规划要点因素 从而设定各区域所需功能及作业需求运转能量 完成作业区域的基本需求规划 其参考规划表格型式如表4 9所示 66 67 68 69 70 71 72 73 一般规划物流中心各区需求时 应以物流作业区为主 再延伸至相关外围区域 而就物流作业区的规划而言 可依流程顺序逐区规划 即如表4 9表列的物流作业区进行 另外若相关的信息不够完备 而无法逐区进行分析规划时 建议可针对仓储及拣货区进行较详细的需求分析 再依仓储及拣货区规划的运转能量向前后作业进行规划 以下就仓储及拣货区分别说明 74 1 仓储区的储运量规划 1 周转率估计法 适用于初步规划或储量概算的参考 并在后续规划过程再逐渐修正至较确实的需求规模 其程序如下 a 年运转量计算 将物流中心的各项进出产品依单元负载单位换算成相同单位的储存总量 如栈板或标准箱等单位 此单位为现状或预期规划使用的仓储作业基本单位 经加总各品项全年总量后 可得到物流中心的年运转量 实际计算时如果产品物性差异很大 如干货与冷冻品 或基本储运单位不同 如箱出货与单品出货 可以分别加总计算 75 1 周转率估计法b 估计周转率 定出未来物流中心仓储存量周转率目标 目前一般食品零售业年周转次数约20 25 制造业约12 15 企业在设立物流中心时 可针对经营品项的特性 产品价值 附加利润 缺货成本等因素 决定仓储区的周转次数 c 估算仓容量 以年仓储运转量除以周转次数计算仓容量 76 d 估计宽放比 估计仓储运转的变动弹性 以估算的仓容量乘以宽放比 求出规划仓容量 以支应尖峰时期的高运转量 如10 25 如果物流中心商品进出货有周期性或季节性的明显趋势时 则应检查整个仓储营运政策是否应涵盖最大需求 或者可经由采购或接单流程的改善 来达到需求平准化的程度 以避免宽放比过高增加仓储空间过剩的投资浪费 实际在规划仓储空间时 可依商品类别分类计算年运转量 并按产品特性各别估计年周转次数及计算总仓容量后加总得到 如表4 10所示 77 78 2 商品送货频率估计法在缺乏足够的分析信息时 可利用周转率来进行储存区储量的估计 如果能搜集产品别的年储运量及工作天数 针对上游厂商商品送货频率进行分析 或进一步制定送货间隔天数的上限 则可以此估算仓储量的需求 其程序如下 a 年运转量计算 将各类产品依单元负载单位换算成相同单位的年储运总量 b 估计工作天数 出货天数 依各类产品别估计年出货天数 c 计算平均出货单日的储运量 将各产品年运转量除以年出货天数 79 2 商品送货频率估计法d 货频率 依产品别估计厂商送货频率 e 估算仓容量 f 估计宽放比 估计仓储运转的变动弹性 以估算的仓容量乘以宽放比 求出规划仓容量 以支应尖峰时期的高运转需求 80 应特别注意 当部份产品出货天数很小并集中于少数天数出货时 易造成仓储量计算偏高 使储运空间闲置或库存积压情形 建议以平均出货天数出货量进行ABC分析 再与实际年出货量进行交叉分析 对于年出货量小但是单日出货量大者 基本上不适用上述估算法 建议可将归纳为少量机动类商品 以弹性储位规划 而其订货时机应采机动型式 视订单需求发生时再予订货 以避免平时库存积压 81 作业 某市拟建一物流中心 预计该市未来中期社会消费品零售总额将达到500亿元 根据物流市场调查研究 单位消费品的货物产生系数约为0 5吨 万元 据统计 有60 的商业物流量将进入都市配送体系 设本物流中心的市场份额为40 消费品只有30 是直接存于仓库中 根据各商业网点的需求进行配送 平均储存天数为15天 50 属于配送暂存区 进行简单包装 拆装后直接配送 年出货天数为200天 上游企业年送货频率为24次 20 在流通加工区进行加工 包装后直接配送 求该物流中心针对于社会消费品的仓容量以及配送暂存区的仓容量 假设宽放比为20 82 2 拣货区的储运量规划规划物流中心拣货区的运转量 与仓储区估算方法类似 但是应注意仓储区的容量在维持一定期间 厂商送货期间 内的出货量需求 因此对进出货的特性及处理量均应加以考虑 而拣货区则以单日出货货品所需的拣货作业空间为主 故以品项数及作业面为主要考虑因素 一般拣货区的规划不应包含当日所有的出货量 在拣货区货品不足时则由仓储区进行补货 其规模计算的原则及方法说明如下 83 2 拣货区的储运量规划 1 年出货量计算 2 估计各产品别出货天数 依各类产品别估计年出货天数 3 计算各产品平均出货天数的出货量 将各产品年出货量除以年出货天数 4 ABC分析 依产品别进行年出货量及平均出货天数的出货量ABC分析 并定出出货量高 中 低的等级及范围 在后续规划设计阶段 可针对高 中 低类的产品族群作进一步的物性分析 从而适当的分类及分组 可按出货高 中 低类别 制定不同的拣货区存量水准 再乘以各类别的产品品项数 即可求得拣货区储运量的初估值 84 5 ABC组合交叉分析 出货特性的分析过程 如有足够的分析数据并配合计算机化的作业进行 建议将各类产品出货天数加入平均单日出货量及年出货量三项因素综合考虑 进行交叉分析与综合判断 以更有效掌握产品出货特性 针对各类产品出货天数进行高 中 低群的分类 再与年出货量及平均出货日出货量的5种产品群进行组合交叉分析 依其出货特性的不同作适当的归并后 再作不同存量水准的规划 85 假设一般物流中心年工作天数为300天 则定义出货天数范围由200天以上 30 200天及30天以下三个等级 将各类产品依出货天数区分为高 中 低三群 实际上天数分类范围应视企业现有出货天数分布范围而定 对出货分类的产品族群性质说明如下 a 分类1 年出货量及平均出货日出货量均很大 且出货天数很高 为出货最多的主力产品群 仓储拣货系统的规划应以有固定储位 并有较大的存量水准 b 分类2 年出货量大 平均出货日出货量较小 但是出货天数却很多 因此虽然单日出货量不大 但因出货日数频繁仍应妥善规划 以固定储位方式为主 但存量水准可较低 86 c 分类3 年出货量小 平均出货日出货量也小 虽出货量不高 但是出货天数超过200天以上 是处理最繁琐的少量产品 通常可能为单品出货 d 分类4 年出货量中等 平均出货日出货量较小 但是出货天数却很多 与第3类相似 处理上较繁琐 e 分类5 年出货量及平均出货日出货量均很大 但出货天数很少 可能集中于少数几天内出货 可视为出货特例 应以临时储位方式处理 避免全年占据储位 f 分类6 年出货量小而出货天数也很少 通常品项数很多 可以临时储位或弹性储位方式处理 避免占据过多储位 87 g 分类7 年出货量中等 平均出货日出货量较小出货天数也很少 可视为特例以临时储位方式处理 避免全年占据储位 h 分类8 出货天数在30 200天 出货量也为中等 以固定储位方式为主 但存量水准也为中等 以上所述分类为参考性的指标 实际规划过程应视企业经营及出货特性 来调整分类范围及类型的分组 以掌握实际出货的动态特性 88 对于年出货量较小的商品 在规划中拣货区往往予以省略 并与仓储区一并规划 即仓储区兼拣货的作业方式 因此可配合仓储区的储存量需求模式进行估算 另外当系统加入拣货策略的判断时 拣货量的估算必须进一步检查及修正 上述计算程序可适用于以订单别拣货的作业型态 但是若采用批量拣货 则批量处理的品项应加以考虑 原则上以上述分类中的第1类较适合以批量拣取配合分类系统方式运行 因为配合自动化的分类输送设备应有足够的规模量来进行较合适 而第3 4类型较适于以批量拣取时边分类方式处理 因其种类多数量少 易于在拣货台车上一次拣货完成及分货处理 但是应注意批量拣取时估计存量水准的宽放值及补货频率均应增加 以免在拣货时因缺货而增加困扰 因同时处理多笔订单 也易增加缺货时记录的错误率 89 3 物量平衡分析在完成相关作业程序 需求功能及其需求能量的规划后 可按作业流程的顺序 整理各程序的作业物量大小 将物流中心内由进货到出货各阶段的物品动态特性 数量及单位表示出来 因作业时序安排 批次作业的处理周期等因素 可能产生的作业尖峰及瓶颈 因此应调整原先规划的需求量 以适应实际可能发生的尖峰需求 而由于主要物流作业均具有程序性的关系 因此也应考虑前后作业的平衡性 以避免因需求能量规划不当而产生作业的瓶颈 因此原先整理的物量资料应进一步进行物量平衡分析 定义各作业的调整值 来修正实际的合理需求量 在此定义此调整值的参数为频率尖峰系数 计算程序如下页表4 11所示 90 91 92 4 4设施规划与选用 93 4 4 1物流设施类别 一 物流作业区域设施物流中心内的主要作业活动 基本上均与物流仓储 搬运 拣取等作业有关 因此在进行系统规划的过程中 对于物流设施设备的规划选用与设计等程序 即为规划过程的重心 94 图4 6自动化系统设备模块 95 1 主要设施 1 库房 2 站台 3 场内通道 5 流通加工厂房 4 停车场 6 散货堆场 96 2 主要设备 1 容器设施 包括搬运用容器 储存用容器 拣取用容器及配送用容器 如纸箱 栈板 铁箱 塑料箱等 在各项作业流程及储运单位规划完成后 可先针对容器设施进行规划 部份以单品出货为主的出货类型 如果品项多而体积 长度 外形等物性差异很大时 可考虑利用储运箱等容器将储运单位统一化 达到单元负载 unitload 的原则 以简化储运作业 97 2 储存设备 包括自动仓储设备 如单元负载式 水平旋转式 垂直旋转式 轻负荷式 大量型储存设备 如一般重型钢架 直入式钢架 移动式钢架 重量型流动棚架 多种少量储存设备 轻型料架 轻型流动棚架 移动式储柜等 可由仓储区使用的储运单位 容器形式及在前面估算的仓储需求量 来选择适用的设备形式及数量 经由物性分析及ABC分析 物性 如常温与低温 重负荷与轻负荷等 或出货量与频率若差距很大 则应分别规划不同类型的仓储设备 以分区储存方式规划 98 3 订单拣取设备 包括一般型订单拣取设备 计算机辅助拣取设备 CAPS 计算机辅助拣货台车 自动化订单拣取设备 A frame系统 可由拣货区使用的拣取单位 容器形式及前面估算的拣货需求量 来选择适用的设备型式及数量 通常拣货区与库存区为分区存放 再由库存区补货至拣货区 也有将拣货区与库存区规划在同一区 但是以分层方式处理 此时拣货区保管用的设备则与储存设备相同 另外在不同的拣货策略的下 所需的拣货区保管设备及拣货台车等搬运设备 则将因订单别拣取或批量拣取而有所差异 因此应加以分析确认 99 100 4 物料搬运设备 包括自动化配合的搬运设备 如无人搬运车 轴驱动搬运台车 机械化搬运设备 如堆高机 油压拖板车 输送带设备 分类输送设备 叠卸栈设备 垂直搬运设备等 应配合上述仓储及拣取设备 估算每日进出货搬运 拣货 补货等次数 以选择适用的搬运设备 5 流通加工设备 包括裹包集包设备 外包装配合设备 印贴条形码卷标设备 拆箱设备 称重设备等 配合目前物流中心服务项目的多元化及下游企业的需求 物流中心进行次包装 裹包或贴卷标等加工作业也逐渐增多 未来配合国际物流的趋势 经由国际物流转运后再分装或进行简易加工的业务也会逐渐产生 以增加物流作业的附加价值 101 6 物流外围配合设备 包括楼层流通设施 装卸货平台 装卸载设施 容器暂存设施 废料处理设施等 有关物流作业区域在完成作业功能与需求规划后 即可针对各区域的特性 规划所需设备型式 功能 数量并说明各项配合事项 102 选题3 物流设备调研 要求 1 分类介绍各类设备的属性 功能 使用方法及其他性能 2 对于每一类型的设备要有相应的图片 最好是亲自参观拍摄的照片 3 将以上所有内容分门别类制成PPT 给大家演示 要求小组成员对各种设备属性比较熟悉 4 报告注明主要调研方法 103 二 辅助作业区域设施物流中心内主要的外围设施包括 1 办公设施 如办公桌椅 会议演示文稿设施 文件保管设备 休闲康乐设施等 2 计算机与计算机外设设施 如信息系统设施 计算机主机 网络设施及相关外围设备等 3 劳务设施 如盥洗室 康乐室 休息室 餐厅 司机休息室 医务室等 有关辅助作业区域在完成作业功能与需求规划后 即可针对各区域的特性规划所需设备功能 数量并说明各项配合事项 104 三 厂房建筑外围设施为配合整体物流中心运作与使用 包括厂房建筑结构的主要形式 所需相关水电 动力 土木 空调与安全消防等厂房建筑的外围设施等 在物流中心厂房布置规划时 也应配合考虑 并针对主要设施进行规划选用 因为部份与建筑主体有关的设施形式 跨距等因素 均将影响后续规划的内容 105 4 4 2仓库库房设计 一 仓库库房规划基本原理二 仓库布置设计三 立体化仓库设计 106 一 仓库库房规划基本原理1 仓库规划的目的 1 一个好的仓库规划应当能够增加产出 改善物流 降低成本 提高顾客服务水平和提供更好的工作条件 2 达到空间利用 设备利用和劳动力利用的最大化 所有物料容易接近和所有物料得到最大保护的目标 107 2 对仓库的PQRST分析P 仓库要存放的物品有哪些 有多少类型 采用什么包装 储存有什么要求 这些数据确定了收发 储存等作业区的总体类型 Q 仓库总的吞吐量是多少 各物品有多少数量 这些数据确定了仓库的大体面积 R 包括物品移动路径 与P一起确定了搬运设备的选择 和仓库通道的设计 S 辅助设施对仓库功能的完成也很重要 T 而时间性更是仓库设计要着重考虑的因素 例如现在竞争激烈和顾客服务的要求的快速反应使得仓库必须采用自动化设施设备才能达到快和准的基本要求 108 3 仓库布置的决定因素 存储物品类型 可用空间 高度 库存周转周期 存取量 仓库周围交通布置等 109 总体布置要根据仓库的作业功能对作业区作出适当划分 如分为物料存储区 收货作业区 分拣作业区 发货作业区等 然后分析这些作业单位的物流关系 以此来确定相对位置 110 二 仓库布置设计 一 存储方式与空间货物在仓库的存储方式主要有以下三种 散放 堆码 货架储存 111 1 散放 散放是最原始的方式 空间利用率低 且散放活性系数为0 极不便于搬运作业 是应当尽量避免的 但是如果仓库进出货采用人工搬运方式 这在我国还很常见 收发货暂存区域就会存在散放 因此在人工搬运为主的仓库中 确定暂存区大小时要予以考虑 112 2 堆码 仓库存放的物品多种多样 包装材料及规格是多种多样的 散装物料形状更是各异 因此堆码有多种形式 如重叠式堆码 交错式堆码 悬臂式堆码 宝塔式堆码和散装物资的特殊堆码方式 其示意图如下 堆码的空间利用率也不高 而且不能满足先进先出这一存储的基本目标 113 2 堆码 114 3 货架储存 这是现代仓库储存的主要方式 它很好地解决了空间利用和先进先出两个问题 货架形式多样 要根据具体物料特性和库存出入量选择合适的货架 以及配套的搬运方式 货架和搬运设备结合就确定了面积要求 我们将在后面详细讲述 115 储存货物的空间叫储存空间 储存是仓库的核心功能 储存区域规划的合理与否直接关系仓库的作业效率和储存能力 在进行仓储区域的空间规划时 应先求出存货所需的空间大小 并考虑货物尺寸及数量 堆码方式 托盘方式 托盘尺寸 货架货位等因素 然后进行区域的空间规划 堆码方式 托盘及货架的关系直接影响到空间的利用 116 二 空间利用 1 蜂窝损失分类堆码时计算面积要考虑蜂窝损失 以图所示的分类堆码为例 图a为一个通道各有一排货物 每排货物有若干列 而每一列堆码四层 如果在一列货堆上取走一层或几层 只要不被取尽 所产生的空缺不能被别的货物填补 留下的空位有如蜂窝 故名蜂窝形空缺 它影响了库容量的充分利用 117 二 空间利用 118 蜂窝损失空缺系数的计算如下 空缺系数H的期望值为式中n 一列货位可堆码货物最大件数 i 0 1 2 119 例7 1求左图中的蜂窝损失空缺系数 解 图中一列货物可能有四种状态 只堆1 2 3或4层 因此相应的空缺数分别为3 4 2 4 1 4和0 设4种状态的出现概率都是1 4 则空缺系数H的期望值同理对右图中可算出为0 4375 120 2 通道损失 通道损失则是由于通道占据了有效的堆放面积 无论分类堆码 还是货架储存 都存在通道损失 若不考虑通道深度方向的情况 通道损失可用下式计算La Wa Wa 2d 4 2 式中 Wa Widthofasile通道宽度 d depth货堆深度 121 如下图a 托盘深度为1m 叉车作业通道宽度为3m 则通道损失为3 5 即60 可见通道损失之多 为降低此损失 可以增加货位深度 如图b堆两排 通道损失降到0 429 但此时增加了蜂窝损失 122 对于常见的选择式货架来说 堆垛深度最多两排 即双深式货架 此时可配用带伸缩叉的叉车 但出入库和装卸搬运等操作不太方便 需要全面考虑 具体参见后面案例 通过上述典型计算 在货物不同深度时的通道损失 蜂窝损失及总空间损失见下表 123 可见 货堆越深 通道的损失越小 虽然蜂窝形的空缺损失增大 但总的库容量损失有所减少 平面损失率很大 要提高空间利用率 只有往高度发展和降低通道宽度 这也是高层自动化立体仓库发展的一个原因 124 例 某种货物C为木箱包装形式 尺寸 长 宽 高 为1000 600 700mm 箱底部平行宽度方向有两根垫木 可用叉车搬运 一般叉车货叉长达900 1000mm 在仓库中堆垛放置 最高可堆4层 C货物最大库存量为600件 请考虑通道损失 设叉车直角堆垛最小通道宽度为3 6m 和蜂窝损失确定其需要的存储面积 125 例 解 货物堆垛4层 实际占地面积为1 0 0 6 600 4 90m2 一般叉车货叉长达900 1000mm 因此堆码时一次可以叉两件C货物 则通道分类堆垛方式为每通道两边至少各有两排货物 1 若按货堆深度两排计算 此时通道损失由公式可算出La 3 6 3 6 2 0 6 2 0 6 但取出货物时一般是一件一件取 则蜂窝损失为一列8件计 由公式 7 1 可算出蜂窝损失空缺系数E H 7 16 0 4375 则由公式 7 3 折合后的蜂窝损失为0 4375 1 0 6 0 175 合计损失为0 6 0 175 0 775 故需要的存储面积为90 1 0 775 400m2 126 例 2 若按货堆深度四排计算若货堆深度更多 如4排 则La 3 6 3 6 2 0 6 4 0 429 蜂窝损失为一列16件计 蜂窝损失空缺系数E H 15 32 0 46875 合计损失为0 429 0 46875 1 0 429 0 697 故需要的存储面积为90 1 0 697 297m2 127 3 充分利用空间的因素 仓库设计布置的一个重要原则是利用空间 因此要考虑以下因素 1 空间的保持 空间的保持包括最大限度地将空间集中和立体空间的利用 以及将蜂窝损失降到最低 2 空间的限制 空间的利用受到结构钢架 喷水消防装置 顶棚高度 地面载荷强度 对多层货架特别重要 立柱以及物料安全堆放高度的限制 128 3 充分利用空间的因素 3 易接近性 过分强调空间利用可能会导致不易接近物料 通道的设计必须足够宽 以便于物料搬运 而且每一个存储孤岛的接触面都应有能进入的通道 所有主要通道都应是直的 可通向门 通道的方向应能使大多数物料沿存储区的最长轴线存放 且通道应考虑两面作业 不应沿墙设置 除非这面墙有门 129 3 充分利用空间的因素 4 储存策略也称存储原则 指的是安排货物在仓库储存区域存放位置的方法和原则 它影响仓库存储区的设计 常见储存策略有定位储存 随机储存 分类储存和分类随机储存 在选择货物存放位置时应考虑的问题有 根据货物的特性选择储区 大批量选大储区 小批量选小储区 体积大 笨重的储于重型货架并接近发货区 轻量货物储于上层货架 相同或相似的货物尽可能靠近储存等 良好的储存策略可以减少出入库移动距离 缩短作业时间 充分利用储存空间 130 三 库容量与仓库面积 1 库容量仓库规模主要取决于拟存货物的平均库存量 货物平均库存量是一个动态指标 它随货物的收发经常发生变化 作为流通领域的经营性仓库 其库存量难以计算 但可以确定一个最大吞吐量指标 作为制造企业内仓库 可根据历史资料和生产的发展 大体估算出平均库存量 一般应考虑5 10年后预计达到的数量 库存量以实物形态的重量表示 131 三 库容量与仓库面积 1 库容量在库存量大体确定后 还要根据拟存货物的规格品种 体积 单位重量 形状和包装等确定每一个货物单元的尺寸和重量 以此作为仓库的存储单元 StockKeepingUnit SKU 仓库存储单元一般以托盘或货箱为载体 每个货物单元的重量多为200 500kg 单元尺寸最好采用标准托盘尺寸 对托盘货架仓库以托盘为单位的库存量就是库容量 它可用来确定库房面积 132 2 面积计算 库房面积包括有效面积和辅助面积 有效面积指货架 料垛实际占用面积 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 面积计算方法一般有两种 直接计算法和荷重计算法 直接计算法是直接计算出货架 堆垛所占的面积和辅助面积等 然后相加求出总面积 荷重计算法是一种经验算法 它根据库存量 储备期和单位面积的荷重能力来确定仓库面积 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 应用较少 133 2 面积计算 面积较难计算时 还可以类比同类仓库面积 比较类推出所需面积 直接计算法面积的计算与库内货物存储方式 存取策略 空间利用 装卸搬运机械的类型以及通道等有关 在设计时应根据实际情况具体计算 134 例 某金属材料仓库库存量为500吨 全部采用行车搬运集中堆垛存储 垛长6m 垛宽2m 垛高1 5m 考虑蜂窝损失后 空间利用率为0 7 材料比重为7 8t m3 求面积 解 计算料垛所占用的总面积为 S 500 1 5 0 7 7 8 61m2在同一库内的不同物料应分别计算 分类堆垛 求和后 再考虑通道损失 得最后面积 135 例 采用货架存储的直接计算以托盘为单位 要确定货架货格尺寸 货架排列和层数 再确定面积 某仓库拟存储A B两类货物 包装尺寸 长 宽 高 分别为500 280 180mm和480 240 205mm 采用在1200 1000 150mm的标准托盘上堆垛 高度不超过900mm 两类货物最高库存量分别是19200和7500件 采用选取式重型货架堆垛 货架每一货格存放两个托盘货物 作业叉车为电动堆垛叉车 提升高度为3524mm 直角堆垛最小通道宽度为2235mm 试确定货架长宽高 层数和排数 叉车 货架详细参数请参见相应规范 并计算货架区面积 136 解 1 计算A B两类货物所需的托盘存储单元数 对A类货物 1200 1000托盘每层可放8件 不超出托盘尺寸 可堆层数为 900 150 180 4 17 取整即4层 故一托盘可堆垛32件 库存量折合SKU为19200 32 600托盘 同理对B类货物 每托盘可堆垛30件 共需250托盘 A B共需850托盘 137 2 确定货格尺寸因每货格放2托盘 根据相关规范的托盘货架尺寸要求 确定货格尺寸为2750mm 含立柱宽度50 长 1000mm深 1100mm高 含横梁高度 3 确定货架层数由叉车的提升高度3524mm确定货架层数为4层 含地上层 138 4 确定叉车货架作业单元由于叉车两面作业 故可以确定叉车货架作业单元 见图 该单元共有16个托盘 长度为2 75m 深度为两排货架深度 背靠背间隙100mm 叉车直角堆垛最小通道宽度即D 2 1m 0 1m 2 235m 4 335m取4 4m面积S0 2 75 4 4 12 1m2 139 5 确定面积由总SKU数除以叉车货架作业单元得所需单元数 再乘单元面积即可得货架区面积 包括作业通道面积 即单元数 850 16 53 125取不小于的整数得54个故面积S 54 S0 54 12 648m2 140 6 确定货架排数货架总长和排数与具体的面积形状有关 对新建仓库则可以此作为确定仓库大体形状的基础 本例54个单元 按6 9得货架长9个单元 即长9 2 7 24 3m 共6个巷道 12排货架 深6 4 4 26 4m 深度比长度大 不符合货架沿长方向布置的原则 可考虑用4巷道 取4 14 56 此时长度为38 5m 深度为17 6m 如下图所示 设计时还要进一步放为整数 如39m 18m 141 货架布置示意图 142 四 库房布置设计 1 库房分类 1 按仓库保管条件分类普通仓库冷藏仓库恒温仓库特种仓库气调仓库 143 四 库房布置设计 1 库房分类 2 按保管物品种类多少分类专业型仓库综合型仓库 3 按货物在库内的存储位置分类地面型仓库货架型仓库自动立体化仓库 144 四 库房布置设计 1 库房分类 4 按建筑结构分类平库楼库高层货架仓库罐式仓库 145 平库 146 高层货架仓库 147 四 库房布置设计 2 库房设计由上述直接计算法得出存储的有效面积后 加上必要的辅助面积 就可得仓库总面积 以此可作库房设计 库房的长度与宽度 跨度 与库房面积有关 在确定的面积下 长宽可以有无数种组合 但设计要按优先比例选取 但一般采用矩形 长度为宽度的3倍 148 1 结构形式两种主要形式 门式钢架结构 拱形彩板结构库房 门式钢架结构 拱形彩板结构 149 2 库房层数与库房面积根据目前物流发展的方向 货架和托盘的广泛应用 从便于理货分拣角度出发 宜采用单层的高架库房 高架库房的最小宽度与长度不宜小于30m 60m 不宜大于60m 180m 但有时可根据货物的存储需要建成超大型库房 150 3 库房高度主要考虑因素 保管货物的形态 保管设备的形式和堆码高度 所使用堆垛搬运设备的种类 所采用的存储保管设备的高度 实践中 一般单层高架库房的净高不应小于7m 如采用门式钢架结构 考虑钢结构特点及经济性 净高取8 10m 采用拱形彩板库房 净高为8 12m比较适合 151 4 库房门窗与进出口的布局库房门的设置应考虑货物流量的大小和货物对环境条件的要求 库房门高度与宽度应视作业机械和存储货物的包装尺寸而定 可按参考下表 物流中心库房门参考尺寸表 152 4 4 3物流中心收发站台设计 153 一 收发站台设计原则 1 站台设施位置能使车辆快速安全地进出物流中心 不产生交叉会车 2 站台尺寸尽可能兼顾主要车辆规格3 选用站台设备使作业人员能安全地装卸货物4 规划站台内部暂存区使货物能有效地在码头与存储区之间移动 154 二 站台规划与设计要素 站台规划与设计涉及的相关要素主要包括 车辆尺寸站台设施车辆转弯作业空间进出道路进出货作业区站台设备 155 三 站台规划与设计内容 1 进出货站台位置关系设计收发站台的位置关系决定了物流的方向 站台位置的布置合理程度将直接影响物流中心进出库效率 作业的差错率 主要有以下几种 1 进货及出货共用站台 2 进货口 出货口独立但相邻 3 进货口及出货口分别使用站台 4 多个进出货站台 156 图 进货口与出货口混合 进货口及出货口 仓库 1 进出货共同站台这种形式可提高空间和设备利用率 但管理困难 在出入库频繁的情况下 容易造成拥挤 阻滞等相互影响的不良后果 仅适用于进出库时间错开 或进出库作业不频繁的仓库或车间 157 仓库 进货口 出货口 图 进出货口独立 相邻 2 进出货分开使用的站台 两者相邻管理 这种设计方案使进出作业分开 不会使进出货作业相互影响 但其空间利用率低 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 158 图 进货口出货口不相邻 进货口 仓库 出货口 3 进出货区分别使用站台 两者不相邻 这是进出库作业完全独立的两站台 不但空间分开而且设备独立 优点是出入库物流装卸作业更加顺畅迅速 但设备利用率低 159 4 多个进出货站台 适用于进出货频率高 且有足够空间的仓库 图 多个进出货站台 160 2 站台布置形式 站台布置四种形式 1 直线式 2 内围式 3 穿过式 4 伸出式其中 最常见的形式是直线式站台 直线式