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1、仓库规划及管理仓库功能仓库功能l存储货物存储货物l库存：由于物料需求预测的不确定性，企业必须确保有一定量的安全库存。不库存：由于物料需求预测的不确定性，企业必须确保有一定量的安全库存。不满足需求就有可能导致收入减少，影响公司的信誉。满足需求就有可能导致收入减少，影响公司的信誉。l保护货物：仓库配备有安全系统，避免了物料在仓库中丢失、烧毁、雨淋。保护货物：仓库配备有安全系统，避免了物料在仓库中丢失、烧毁、雨淋。l隔离危险与污染：避免危险品存放在生产工厂。隔离危险与污染：避免危险品存放在生产工厂。l中转运输中转运输l整合：将同一企业不同生产地点生产的产品或不同企业的产品整合起来，运送整合：将同一企
2、业不同生产地点生产的产品或不同企业的产品整合起来，运送到一个顾客那里，利用批量运输的优势降低成本。到一个顾客那里，利用批量运输的优势降低成本。l分发：从一个供应商那里将物料以整车发运的方式运到仓库存储、中转，再从分发：从一个供应商那里将物料以整车发运的方式运到仓库存储、中转，再从仓库分发到不同的顾客那里。仓库分发到不同的顾客那里。l交叉发运：指在物流配送中心，将来自各个供应商的货物按客户订货的要求进交叉发运：指在物流配送中心，将来自各个供应商的货物按客户订货的要求进行分拣装车，并按客户规定的数量与时间要求进行送货。行分拣装车，并按客户规定的数量与时间要求进行送货。l顾客服务顾客服务：因为仓库要
3、将货物送到顾客手中，所以就要与顾客直接地因为仓库要将货物送到顾客手中，所以就要与顾客直接地接触。一个仓库就可以成为一个顾客服务设施，可以更换破损或过期的接触。一个仓库就可以成为一个顾客服务设施，可以更换破损或过期的货物、进行市场调查，甚至提供售后服务。货物、进行市场调查，甚至提供售后服务。仓库规划仓库规划l选址选址l需要建立多少仓库需要建立多少仓库?l每一个仓库要建立在什么地点每一个仓库要建立在什么地点?l每一个仓库的规模如何每一个仓库的规模如何? 这些问题的答案取决于以下因素：生产厂家的这些问题的答案取决于以下因素：生产厂家的地址；客户服务基础；预计的客户服务水平；地址；客户服务基础；预计的
4、客户服务水平；租用费用、出租费用和建造费用；税收以及保租用费用、出租费用和建造费用；税收以及保险。险。仓库规划仓库规划l仓库总体布局：仓库总体布局：l仓库布局由如下因素决定：存储物品类型、可用空间、高度、库仓库布局由如下因素决定：存储物品类型、可用空间、高度、库存周转周期、存取量存周转周期、存取量(Storage/Retrieval，S/R) 、仓库周围公路、仓库周围公路铁路的布局以及其他因素。铁路的布局以及其他因素。会员制仓储超市的典型布局：会员制仓储超市的典型布局：顾客从仓库的左下方进入，然顾客从仓库的左下方进入，然后拿着购物筐或推着购物车到后拿着购物筐或推着购物车到想去的某个货架，将物品
5、放到想去的某个货架，将物品放到购物车中到收款台处购物车中到收款台处(c)结帐，结帐，然后到右下角的出门离开仓库。然后到右下角的出门离开仓库。一般情况下，这种仓库的存取一般情况下，这种仓库的存取量较少，它在右上方设立了一量较少，它在右上方设立了一个商品进门个商品进门(R)，旁边就是存储，旁边就是存储的地方。由于存储并不能带来的地方。由于存储并不能带来利润而且占据空间，管理者希利润而且占据空间，管理者希望将货品直接进到货架望将货品直接进到货架装卸站台的选址和设计装卸站台的选址和设计l站台的设计和选址主要由以下问题确定站台的设计和选址主要由以下问题确定l是否允许零售消费者直接提货是否允许零售消费者直
6、接提货?l运货车辆是统一规格，还是有不同吨位和尺寸的车运货车辆是统一规格，还是有不同吨位和尺寸的车辆？辆？lS/R是独立的还是在同一地点进行是独立的还是在同一地点进行?l公路和铁路运输系统的设计布局如何公路和铁路运输系统的设计布局如何?l是否有足够空间调遣车辆和控制仓库的入口和通道是否有足够空间调遣车辆和控制仓库的入口和通道？装卸站台的选址和设计装卸站台的选址和设计l需要装卸站台的数量对于站台设计和选址也有重要影需要装卸站台的数量对于站台设计和选址也有重要影响。响。需要的站台数量必须根据以下因素考虑确定：需要的站台数量必须根据以下因素考虑确定：lS/R的时间分配的时间分配(比如上午发送、下午接
7、受，或者相反比如上午发送、下午接受，或者相反)。本。本因素的考虑往往可以减少需要的站台数目，提高利用站台、因素的考虑往往可以减少需要的站台数目，提高利用站台、人力和设备的利用效率。人力和设备的利用效率。l日装卸处理量的峰值和均值。日装卸处理量的峰值和均值。l每宗订单的装卸量的峰值和均值。每宗订单的装卸量的峰值和均值。l季节性装卸的波峰值和波谷值。季节性装卸的波峰值和波谷值。l处理货物的种类，各种货物的尺寸、形状及其存储方式（纸处理货物的种类，各种货物的尺寸、形状及其存储方式（纸箱、集装箱还是托盘）。箱、集装箱还是托盘）。l装货或者卸货时对天气状况的要求。装货或者卸货时对天气状况的要求。典型的站
8、台布局典型的站台布局开放式站台开放式站台仓库尺寸设计：货架方式仓库尺寸设计：货架方式l仓库的长度和宽度由需要存储的仓库的长度和宽度由需要存储的物品数量物品数量、存存储空间储空间、货架的排数和列数货架的排数和列数以及高度决定。以及高度决定。lAskin和和Standridge在在1993年提出了求解该问年提出了求解该问题的数学方法，这种方法由货架信息来确定仓题的数学方法，这种方法由货架信息来确定仓库的长度和宽度。假设要存储库的长度和宽度。假设要存储n件物品，只要件物品，只要知道知道通道参数通道参数，就可以很容易地获得仓库的长，就可以很容易地获得仓库的长度和宽度。度和宽度。仓库尺寸设计：货架方式仓
9、库尺寸设计：货架方式l分别用分别用x、y表示货架的列和行，表示货架的列和行，a、b表示通道表示通道系数（通道长度占货架长度的比例），则仓库系数（通道长度占货架长度的比例），则仓库的长和宽分别是的长和宽分别是ax+x和和by+y。为了使顾客平均。为了使顾客平均单次移动的距离最小，有单次移动的距离最小，有x，y是整数；是整数；z是堆放层数是堆放层数l例题：假设仓库基本布局如图所示。入口在左例题：假设仓库基本布局如图所示。入口在左下方，已知合适的系数下方，已知合适的系数a与与b，要求放，要求放2000件件物品物品(分分3、4、5层堆放层堆放)，确定仓库的尺寸。，确定仓库的尺寸。a=0.5；b=0.2
10、当z=3时，可知：直接堆放方式直接堆放方式l如果物品不是易损坏的，同时包装足够承受如果物品不是易损坏的，同时包装足够承受23层的压力，可以将物品按层从底部直接堆层的压力，可以将物品按层从底部直接堆放，这叫货品直接堆放。这种方法尤其适合周放，这叫货品直接堆放。这种方法尤其适合周转较快的物品，如饮料、计算机等。因为物品转较快的物品，如饮料、计算机等。因为物品在仓库存储时间较短，没有必要用货架或其他在仓库存储时间较短，没有必要用货架或其他方式存储。方式存储。这种情况要解决的典型问题就是堆这种情况要解决的典型问题就是堆放的长度、深度和高度。放的长度、深度和高度。直接堆放方式直接堆放方式如果层数过多，或
11、者深度太大，这种堆放就效率不高：因为，仓库存取一般要求先如果层数过多，或者深度太大，这种堆放就效率不高：因为，仓库存取一般要求先人先出原则人先出原则(FIFO)，这样，如果物品周转速度不快或者每次，这样，如果物品周转速度不快或者每次S/R量不足一个货堆时，量不足一个货堆时，空出的位置不能被其他物品所利用。这种空间损失称之为蜂窝损失。空出的位置不能被其他物品所利用。这种空间损失称之为蜂窝损失。蜂窝损失，就是由于无效利用存储空间而使存储区域能力损失的百分比。当存储位蜂窝损失，就是由于无效利用存储空间而使存储区域能力损失的百分比。当存储位置仅仅部分地堆积了物料，就出现了蜂窝损失。存储位置中没有被占据
12、的区域就是置仅仅部分地堆积了物料，就出现了蜂窝损失。存储位置中没有被占据的区域就是蜂窝损失空间。蜂窝损失空间。蜂窝结构可能是水平的和垂直的蜂窝结构可能是水平的和垂直的。存储原则存储原则l随机存储原则：随机存储原则：l即将运入的物品放到任意可故的位置。如果有不止即将运入的物品放到任意可故的位置。如果有不止一个位置可放，理论上来说，物品放在哪儿是随意一个位置可放，理论上来说，物品放在哪儿是随意的。然而在实际上物品会被放在最近的地点。的。然而在实际上物品会被放在最近的地点。l随机存储和提取的原则在实际中不是真正随机的。随机存储和提取的原则在实际中不是真正随机的。操作人员倾向于优先使用最近的空间。操作
13、人员倾向于优先使用最近的空间。存储原则存储原则l分类存储原则：分类存储原则：l物体由于分类不同，会存放到预先制定的区域。在物体由于分类不同，会存放到预先制定的区域。在相同的相同的S/R数量和频率下，随机存储原则占用的面数量和频率下，随机存储原则占用的面积更小；积更小；l随机存储原则虽然占用空间较少，但是当物品数量随机存储原则虽然占用空间较少，但是当物品数量较大时，提取时花费的时间也随之增加，因为查找较大时，提取时花费的时间也随之增加，因为查找物品十分浪费时间；物品十分浪费时间；l随机原则使整个系统的处理效率随机原则使整个系统的处理效率(即单位时间的即单位时间的S/R次数次数) 降低，降低，S/
14、R设备利用率不足，同时由于物品设备利用率不足，同时由于物品随意摆故随意摆故(甚至放到通道中甚至放到通道中)仓库会变得杂乱无章。仓库会变得杂乱无章。存储原则存储原则lCOI原则：原则：l某种物品的某种物品的COI是该物品的是该物品的S/R数量和其存储空间数量和其存储空间的比值。的比值。l仓库管理者将各物品的仓库管理者将各物品的COI算出，然后按递减顺序算出，然后按递减顺序排列。排列。l最后，管理者按照排列顺序安排存储位置，最后，管理者按照排列顺序安排存储位置，COI值值越高的物品，越靠近越高的物品，越靠近I/O口布置。口布置。lCOI原则将单次原则将单次S/R量大、存储空间要求较少的物量大、存储
15、空间要求较少的物品放在品放在I/O口附近。口附近。存储原则存储原则l分级存储原则：分级存储原则：l根据根据Pareto原则，可以将原则，可以将SKU分为分为A、B、C类；类；lA类物品应该放在离类物品应该放在离I/O最近的地方，最近的地方，B类其次，依类其次，依此类推；此类推；l虽然每种物品有各自存储空间的要求，但是它们可虽然每种物品有各自存储空间的要求，但是它们可以在级别规定的区域内随机放置。以在级别规定的区域内随机放置。存储原则存储原则l随机存储原则随机存储原则和和分类存储原则分类存储原则是两种极端原则；是两种极端原则；lCOI原则和分级存储原则是某种程度上的折衷。原则和分级存储原则是某种
16、程度上的折衷。比如，比如，如果在分级原则中，所有物品级别相同，如果在分级原则中，所有物品级别相同，就成了随机存储原则就成了随机存储原则；相反，；相反，如果分的级别和如果分的级别和物品数目相同的话，就成了分类原则物品数目相同的话，就成了分类原则。分类布置原则模型描述：分类布置原则模型描述：l假设：假设：A仓库有仓库有P个个I/O，可以提供，可以提供m种物品存取。种物品存取。仓库可以容纳仓库可以容纳n个单位空间。对于个单位空间。对于i物品，需要物品，需要Si个单位空间。理想情况是：个单位空间。理想情况是：s1+s2+sm=n。l当等式左边稍小于右侧时，可以假设第当等式左边稍小于右侧时，可以假设第m
17、个物品个物品占据剩余的空间：占据剩余的空间： n-s1-s2-sm-1。l当等式右侧比左侧小，则无法解决。当等式右侧比左侧小，则无法解决。l符号表示：符号表示：l物品物品i从编号为从编号为k的的I/O口进出的频率为口进出的频率为fik；l从从k号号I/O将单位物品将单位物品i移动单位距离费用是移动单位距离费用是cik；l存储空间存储空间jk号号I/O的距离是的距离是dkj；lXij=1表示表示i货品放在货品放在j存储空间；存储空间；0则不放。则不放。l这样就可以建立仓储布置模型，来降低总体运这样就可以建立仓储布置模型，来降低总体运输费用。每类物品运输费用由以下参数决定：输费用。每类物品运输费用
18、由以下参数决定：l在每个在每个I/O进出的频率；进出的频率；l从每个从每个I/O进出的距离；进出的距离；l每单位距离的运费。每单位距离的运费。l模型假设每个模型假设每个I/O物品组合的运费不同。物品组合的运费不同。将目标函数表示为：将目标函数表示为：从而可以用运输问题求解。从而可以用运输问题求解。l某仓库的初始条件如图所示，某仓库的初始条件如图所示，4种货物通过种货物通过3个个进出点出入该仓库，为了使各进出点出入该仓库，为了使各I/O点和存储空点和存储空间中的运输费用最低，该如何将这间中的运输费用最低，该如何将这4种货物布种货物布置在这置在这16个存储空间个存储空间?每每种种物物品品所所需需空
19、空间间运输频率（单位物运输频率（单位物品移动单位距离费品移动单位距离费用）用）l解解首先计算首先计算wij，以，以w39为例：为例：I/O口口编号编号存储空间编号存储空间编号l其他其他wij的计算结果为：的计算结果为：利用这些值，建立分配模型，最后的布置结果为：利用这些值，建立分配模型，最后的布置结果为：总成本为总成本为2403830美元美元特定条件下的特定条件下的COI原则布置原则布置l考虑该模型的一种特殊情形：每种货物以考虑该模型的一种特殊情形：每种货物以同样的比例进出同样的比例进出I/O点，而且移动货物的单点，而且移动货物的单位距离的费用与位距离的费用与I/O点无关。定义点无关。定义Pk
20、为通过为通过第第k个个I/O点进出仓库的比例，点进出仓库的比例，k1、2、p(对任何一种货物都成立，因为所有的货物对任何一种货物都成立，因为所有的货物都以相同的比例使用都以相同的比例使用I/O点点)。l上面的模型变为：上面的模型变为：令：令：将目标函数表示为：将目标函数表示为：l 求解方法为对每个货物求解方法为对每个货物i的的成本项成本项(cifi)/si。进行排序，。进行排序，i1、2、m；对每一个存储空间；对每一个存储空间j(j1、2、n)的的距离项距离项wj进行排序，然后使成本项最大的货物布进行排序，然后使成本项最大的货物布置在距离项最小的存储位置。置在距离项最小的存储位置。l问题如前例
21、，忽略问题如前例，忽略Cik或或fik的数据，做出以下假设：的数据，做出以下假设：l4种货物以相同的比例使用种货物以相同的比例使用3个个I/O口。口。l每种货物每次托运的总托盘数分别为每种货物每次托运的总托盘数分别为100、80、120、90。l移动每种货物单位距离的花费为移动每种货物单位距离的花费为1美元。美元。 利用本节介绍的算法求解仓库区的布置。利用本节介绍的算法求解仓库区的布置。计算各个存储位置的计算各个存储位置的wj，如，如w1=(d11+d21+d31)/3=(5+2+2)/3=3;将这些数据从小到大的顺序排列，得到：将这些数据从小到大的顺序排列，得到：把把(cifi)/si的值按
22、照由大到小的顺序排列，得到货物排序的值按照由大到小的顺序排列，得到货物排序:(60，33.33，16，15)相应的货物为相应的货物为3、1、2和和4。如第一种货物的成本项为：如第一种货物的成本项为：c1f1/s1=1100/3=33.33l按照货物的排序，依据按照货物的排序，依据si的大小，顺次放入排的大小，顺次放入排过序的存储空间即可，如过序的存储空间即可，如物品物品3顺次放入顺次放入6、10存储位置存储位置。从而最佳的仓库空间分配为：。从而最佳的仓库空间分配为：随机存储原则布置随机存储原则布置l运到仓库内的货物被随机存储到其中的一个存储运到仓库内的货物被随机存储到其中的一个存储区域，该区域
23、要求为空且是有效的。每个空的存区域，该区域要求为空且是有效的。每个空的存储区域在被选择为存储区域上有同等的机会。储区域在被选择为存储区域上有同等的机会。l假定需要假定需要n个存取区域，求存储空间的布置以使在个存取区域，求存储空间的布置以使在每个存储区和每个存储区和P个个I/O口之间的总期望距离最小。口之间的总期望距离最小。l根据前面的算法，每一个根据前面的算法，每一个I/O口到每一个存储区的口到每一个存储区的距离和为：距离和为：l在不减少这些距离的情况下安排空间，选择在不减少这些距离的情况下安排空间，选择n个最个最近的存储点。近的存储点。l在长方形在长方形140ft70ft的仓库中，求的仓库中
24、，求56个存储空个存储空间的仓库布置。利用随机存储原理使总距离最间的仓库布置。利用随机存储原理使总距离最小。每个存储区域为小。每个存储区域为10ft10ft，I/O口为南墙口为南墙的中点处。的中点处。平均距离可以由总距离与存储空间数量计算得平均距离可以由总距离与存储空间数量计算得到。用总距离到。用总距离(2800ft)除以存储空间数量除以存储空间数量(56)，得到平均距离为，得到平均距离为50ft。全部加起来全部加起来对比对比A、B、C分级物品存储策略下的分布分级物品存储策略下的分布SKU的性质对储存的影响的性质对储存的影响l常用性常用性Popularity 产 品品 收收货往返运往返运输次数
25、次数出出货往返运往返运输次数次数 A 1.4 B 0.3 C 0.6 D 0.8 E 0.2 F 1.1l相似性相似性(Similarity)l存储区域的布置和所存物品的相似性有关，也就是存储区域的布置和所存物品的相似性有关，也就是一起接收和运输的物品应存放在一起。一起接收和运输的物品应存放在一起。即使不是一即使不是一起收货的物品，如果它们一起出货，也经常将它们起收货的物品，如果它们一起出货，也经常将它们储存在一起。例如在汽车备件仓库里，化油器的各储存在一起。例如在汽车备件仓库里，化油器的各种零件总是存放在一起，就像排气装置也总是存在种零件总是存放在一起，就像排气装置也总是存在一起一样。将相似
26、的物品存放在一个共同区域，可一起一样。将相似的物品存放在一个共同区域，可能使订单接收和分拣时间降至最低。能使订单接收和分拣时间降至最低。l尺寸尺寸(Size)l小尺寸的货品可以储存在原设计供大型物品存放的场所，但小尺寸的货品可以储存在原设计供大型物品存放的场所，但浪费了空间。相反的情况就做不到。浪费了空间。相反的情况就做不到。l仓库中对不同尺寸大小的物品应提供不同的存储空间。如果仓库中对不同尺寸大小的物品应提供不同的存储空间。如果存放物品的尺寸不确定，可以使用存货空间大小可调整的货存放物品的尺寸不确定，可以使用存货空间大小可调整的货架或搁板。架或搁板。l重的、体积大的、难以搬运的物品，应接近出
27、货口。假如两重的、体积大的、难以搬运的物品，应接近出货口。假如两件物品都是常用的，则体积最大的、搬运最笨重的应放在接件物品都是常用的，则体积最大的、搬运最笨重的应放在接近出货口。近出货口。l重量轻而易于搬运的物品，可存放在可堆放很高的区域；反重量轻而易于搬运的物品，可存放在可堆放很高的区域；反之，较重的物品应存放在不能堆高的区域。之，较重的物品应存放在不能堆高的区域。l假如一类物品比另一类更假如一类物品比另一类更常用常用，但易于，但易于搬运搬运，则相对的常用，则相对的常用性和搬运的方便性要加以比较权衡才能决定其储存位置。性和搬运的方便性要加以比较权衡才能决定其储存位置。l特性特性(Charac
28、teristics)l所存物料的特性经常会使储存的方法和常用性、相所存物料的特性经常会使储存的方法和常用性、相似性、尺寸等所考虑的储存原则大相径庭。这些重似性、尺寸等所考虑的储存原则大相径庭。这些重要的物料特性有：要的物料特性有：l易腐烂物料：考虑到此种物料在货架上的寿命，需要提易腐烂物料：考虑到此种物料在货架上的寿命，需要提供一个受控制的环境；供一个受控制的环境；l奇形怪状、易碎的物品：通常会造成搬运和储存的困难，奇形怪状、易碎的物品：通常会造成搬运和储存的困难，需要储存在开放的空间；对于易碎的物品，需要适当调需要储存在开放的空间；对于易碎的物品，需要适当调整单元载荷尺寸和存储方法；整单元载
29、荷尺寸和存储方法；l危险品：油漆及其他可燃化学品需要和普通物料分开单危险品：油漆及其他可燃化学品需要和普通物料分开单独储存；独储存；l要求保安的物品：价值昂贵的物品要求加强对材料的监要求保安的物品：价值昂贵的物品要求加强对材料的监视和跟踪；视和跟踪；l兼容性问题：有些物品如化学品单独存储并不成为问题，兼容性问题：有些物品如化学品单独存储并不成为问题，但与其他化学品放在同一个区域就会产生不稳定。其他但与其他化学品放在同一个区域就会产生不稳定。其他如冷藏中的鱼腥味等。如冷藏中的鱼腥味等。仓库操作仓库操作存储与提取系统存储与提取系统l仓库管理人员要面对下列各种运作问题：仓库管理人员要面对下列各种运作
30、问题：l订单提取采用什么顺序？订单提取采用什么顺序？l提取订单的频率是多少？是否需要考虑批量存取，或者提取订单的频率是多少？是否需要考虑批量存取，或者只要有订单就立刻进行提取操作？只要有订单就立刻进行提取操作？l提取的货物数量有没有限制提取的货物数量有没有限制? l货物怎么分配到搬运设备上？货物怎么分配到搬运设备上？l怎样平衡操作人员的工作负荷？怎样平衡操作人员的工作负荷？l以批量方式还是随机方式从搬运设备提取货物到分捡处以批量方式还是随机方式从搬运设备提取货物到分捡处?充分利用空间的因素充分利用空间的因素l空间的保持：空间的保持：l最大限度地将空间集中最大限度地将空间集中加强了空间利用的灵活
31、性，加强了空间利用的灵活性，提高搬运大订单的能力；提高搬运大订单的能力；l立体空间利用立体空间利用可以储存货物到较高的高度；可以储存货物到较高的高度；l蜂窝损失降到最低蜂窝损失降到最低对物料的高度和深度做出统筹。对物料的高度和深度做出统筹。l空间的限制空间的限制l空间的利用受到结构钢架、喷水消防装置和顶棚高度、空间的利用受到结构钢架、喷水消防装置和顶棚高度、地面载荷强度（多层建筑）、立柱以及物料堆放安全地面载荷强度（多层建筑）、立柱以及物料堆放安全高度的限制。同过围绕立柱紧凑地堆放物料，尽量将高度的限制。同过围绕立柱紧凑地堆放物料，尽量将立柱对空间利用的负面影响降到最低。立柱对空间利用的负面影
32、响降到最低。充分利用空间的因素充分利用空间的因素l易接近性易接近性l过分强调空间的利用可能会导致不易接近物料；过分强调空间的利用可能会导致不易接近物料；l通道的设计必须足够宽，便于搬运物料；通道的设计必须足够宽，便于搬运物料；l每一个储存孤岛的接触面都应有能进入的通道；每一个储存孤岛的接触面都应有能进入的通道；l所有通道都应是直的，可通向门；所有通道都应是直的，可通向门；l通道的方向应能使大多数物料沿存储区的最长轴存通道的方向应能使大多数物料沿存储区的最长轴存放，通道不应沿着一面墙设置，除非这面墙有门。放，通道不应沿着一面墙设置，除非这面墙有门。如何提高系统的效率如何提高系统的效率?l订单提取
33、消耗了一个仓库中订单提取消耗了一个仓库中50还多的工作量，还多的工作量，因此订单提取是仓库运作中成本最高的作业。因此订单提取是仓库运作中成本最高的作业。l增加增加S/R设备的数量。设备的数量。l但是这种解决方案造价非常高但是这种解决方案造价非常高l由于空间或其他条件的约束，增加更多的设备不现实由于空间或其他条件的约束，增加更多的设备不现实l通过改变运行方式来增大效率通过改变运行方式来增大效率，提高设备的运行，提高设备的运行速度、缩短订单提取时间，这种方法往往不需要速度、缩短订单提取时间，这种方法往往不需要大的投资，因此比较容易实现。大的投资，因此比较容易实现。l实现的一个方法就是求出订单提取最
34、优顺序。实现的一个方法就是求出订单提取最优顺序。存储与提取系统存储与提取系统l根据操作人员与货物的运动，根据操作人员与货物的运动，存取系统存取系统可分可分为：为：l“人对货物人对货物”的系统：货物存放在固定货架中，的系统：货物存放在固定货架中，由人或机械来装卸货架上的货物。由人或机械来装卸货架上的货物。l“货物对人货物对人”的系统：货物放置在存储设备上，的系统：货物放置在存储设备上，存储设备由操作或运输工具存储设备由操作或运输工具(例如传送带例如传送带)可以将可以将其运送到它需要的地方。其运送到它需要的地方。l根据根据存取系统存取系统的自动化程度，可以分的自动化程度，可以分为：为：l手工操作系
35、统手工操作系统l自动操作的存取系统（自动操作的存取系统（Automated Storage/Retrieval System，AS/RS）l小型小型AS/RSl机器人机器人AS/RS（不能高于（不能高于10ft的仓库中）的仓库中）l超高超高AS/RS仓库提取系统仓库提取系统l顺序提取：顺序提取：操作者要求一次提取全部一个操作者要求一次提取全部一个订单上的货物；顺序提取者可能不得不在订单上的货物；顺序提取者可能不得不在订单提取过程中穿越整个仓库。订单提取过程中穿越整个仓库。l区域提取：区域提取：分派到某一个区域的操作人员分派到某一个区域的操作人员只提取他所负责区域内的订单。其行程则只提取他所负责
36、区域内的订单。其行程则被限制在指定区域内。被限制在指定区域内。实例分析实例分析惠普北美配送中心惠普北美配送中心的设计的设计l背景介绍背景介绍l惠普惠普(HewlettPackard，HP)公司的北美配送业公司的北美配送业务是负责在全美国范围内配送其绝大部分的个人电务是负责在全美国范围内配送其绝大部分的个人电脑和相关外设，如激光打印机和喷墨打印机等。配脑和相关外设，如激光打印机和喷墨打印机等。配送对象包括最终用户的小订单和经销商的大批量订送对象包括最终用户的小订单和经销商的大批量订单。单。HP购买了一个购买了一个40400ft2的厂房，开始规划一个的厂房，开始规划一个集搬运、存储、分拣和运输每日
37、货物的配送中心。集搬运、存储、分拣和运输每日货物的配送中心。对于这个项目而言，时间是最基本的要求，因为对于这个项目而言，时间是最基本的要求，因为HP需一个新的系统，它将在一年之内淘汰旧的设需一个新的系统，它将在一年之内淘汰旧的设施。施。l由于系统设计的复杂条件，由于系统设计的复杂条件，HP决定使用离散事件仿真来决定使用离散事件仿真来进行方案设计。但是，由于这个配送中心的规模很大，进行方案设计。但是，由于这个配送中心的规模很大，建立模型和验证的进展将会十分缓慢，另外，大型仿真建立模型和验证的进展将会十分缓慢，另外，大型仿真模型的运行速度会非常慢；所以，他们将整个配送中心模型的运行速度会非常慢；所
38、以，他们将整个配送中心的大系统分解为几个子系统，对每一个相对独立的子系的大系统分解为几个子系统，对每一个相对独立的子系统进行模拟分析。因为较小的模型容易建立和验证，并统进行模拟分析。因为较小的模型容易建立和验证，并且，这样可以使各个小组并行开展设计工作，速度较快。且，这样可以使各个小组并行开展设计工作，速度较快。l这种方法的一个缺点就是每个子系统分析人员也许不能这种方法的一个缺点就是每个子系统分析人员也许不能了解和模拟不同子系统之间的关系这将导致局部最优了解和模拟不同子系统之间的关系这将导致局部最优化。其后果是，表面上好像改进了各个独立子系统的运化。其后果是，表面上好像改进了各个独立子系统的运
39、行，但实际上削减了整个系统的效率。因此，子系统的行，但实际上削减了整个系统的效率。因此，子系统的分解过程十分重要，不但要便于建模，而且要分析建立分解过程十分重要，不但要便于建模，而且要分析建立各个子系统之间的联系，保持系统的整体性。各个子系统之间的联系，保持系统的整体性。l根据惠普的新配送中心的功能，将其分为根据惠普的新配送中心的功能，将其分为4个个区域。区域。l将配送中心的大系统，分解建立将配送中心的大系统，分解建立4个子系统，个子系统，即即分拣、分拣、订单提取、订单提取、再包装再包装和和批量运输批量运输。l订单提取订单提取和和再包装再包装是为是为分拣分拣子系统供货的上游子系统供货的上游过程
40、，以连续的方式给分拣系统供货。由于使过程，以连续的方式给分拣系统供货。由于使用不同的设备和人力资源，这两个上游子系统用不同的设备和人力资源，这两个上游子系统几乎是相互独立的。几乎是相互独立的。l批量运输是独立于其他的批量运输是独立于其他的3个子系统的，所以个子系统的，所以它可以被分离研究。它可以被分离研究。分拣子系统分拣子系统l 分拣系统分拣系统是配送运作的核心。它有两个主要是配送运作的核心。它有两个主要功能：功能：l一是把物料从仓库传送到一是把物料从仓库传送到订单确认点订单确认点，订购的商品，订购的商品在这里等待运输并被装上卡车；在这里等待运输并被装上卡车；l二是把从仓库送来的整箱货物根据订
41、单进行分拣，二是把从仓库送来的整箱货物根据订单进行分拣，送至正确的传输线传输到送至正确的传输线传输到订单确认点订单确认点进行处理。因进行处理。因为提货管理采用的是分批方法，所以分拣功能是必为提货管理采用的是分批方法，所以分拣功能是必需环节。需环节。分拣子系统分拣子系统l使用分批方法时，一次提取一组货物，而不是使用分批方法时，一次提取一组货物，而不是单个货物。单个货物。l对于一批中的每一个固定的组合，提货人员会对于一批中的每一个固定的组合，提货人员会提取所有的激光打印机，下次是所有的监视器。提取所有的激光打印机，下次是所有的监视器。l这意味着从提货区送出的货箱存在或多或少的这意味着从提货区送出的
42、货箱存在或多或少的随机性。它们在被送至随机性。它们在被送至订单确认点订单确认点之前必须进之前必须进行重新分拣。行重新分拣。l货物分拣使用一条货物分拣使用一条高速环形传送带高速环形传送带、一个地面一个地面监控系统监控系统和和货物箱上的条形码货物箱上的条形码，这些条形码表，这些条形码表明了货物属于哪一批以及需要何种传输方式。明了货物属于哪一批以及需要何种传输方式。l当箱子进入环形传送带时，一部高速条码扫描当箱子进入环形传送带时，一部高速条码扫描机读取其上的标签，把信息传送至地面控制系机读取其上的标签，把信息传送至地面控制系统。统。l控制系统根据货物的种类和拥挤情况，决定是控制系统根据货物的种类和拥
43、挤情况，决定是否把箱子送到合适的传输线上。否把箱子送到合适的传输线上。l如果传输线已满或箱子选错了，它将被传送一如果传输线已满或箱子选错了，它将被传送一圈，回到初始位置。圈，回到初始位置。l每条传输线直接将货物送至订单确认点。每条传输线直接将货物送至订单确认点。l设施上的考虑包括必要的设施上的考虑包括必要的传输线的数目传输线的数目、环形传环形传送带的长度送带的长度、传输线的长度传输线的长度和和环形传送带环形传送带的传送的传送速度。速度。l这些要素依赖于在每一批中应发送多少货物或箱这些要素依赖于在每一批中应发送多少货物或箱子和每一批的组成子和每一批的组成(即每条传输线的货物数目即每条传输线的货物
44、数目)。l整个过程是一个拉动式系统，因此当传输线需要整个过程是一个拉动式系统，因此当传输线需要更多货物时下一批就被计算出来。更多货物时下一批就被计算出来。l一旦确定了每批的大小、组成和时间，就可以分一旦确定了每批的大小、组成和时间，就可以分解上游过程并对上游系统建模来设计订单提取及解上游过程并对上游系统建模来设计订单提取及再包装区。设计目标为保证每批的传输有确定的再包装区。设计目标为保证每批的传输有确定的时间间隔。时间间隔。订单提取子系统订单提取子系统l在订单提取作业中，工人从仓库提取产品，为每个箱在订单提取作业中，工人从仓库提取产品，为每个箱子贴上条形码给分拣系统作准备，然后把一批箱子放子贴
45、上条形码给分拣系统作准备，然后把一批箱子放在输入传送带上，送至环形线的入口。在输入传送带上，送至环形线的入口。l设计的关键问题之一是设计的关键问题之一是提货人员的数量提货人员的数量以及以及所负责的所负责的不同产品不同产品。l 产品采用产品采用ABC分类法存储在仓库中。这种方法把需分类法存储在仓库中。这种方法把需求最高的产品排放在前面，之后是中等程度和需求低求最高的产品排放在前面，之后是中等程度和需求低的产品。这样，就可以根据产品的存储位置估计提货的产品。这样，就可以根据产品的存储位置估计提货时间，制定出针对每类产品的初始工人分配方案。时间，制定出针对每类产品的初始工人分配方案。l系统的目标是确
46、保每批货物在分拣系统需要之前能及系统的目标是确保每批货物在分拣系统需要之前能及时被取出并放在输入传送带上，所以，建立一个模型，时被取出并放在输入传送带上，所以，建立一个模型，根据这个目标调整初始的方案。根据这个目标调整初始的方案。l该仿真模型也可以检查输入传送带的速度对订单提取该仿真模型也可以检查输入传送带的速度对订单提取的影响。的影响。再包装子系统再包装子系统l在再包装作业中，工人们把每个订单的小部件在再包装作业中，工人们把每个订单的小部件包装在一起，如激光订印机的随机软件、说明包装在一起，如激光订印机的随机软件、说明文档、小型附件和色带盒。文档、小型附件和色带盒。再包装区设计决策的关键因素
47、是系统容量，系统容量必须保证每一批次再包装产品再包装区设计决策的关键因素是系统容量，系统容量必须保证每一批次再包装产品能够按时被送到环形传送带上。系统容量的一个影响因素为质量控制线的数量，增能够按时被送到环形传送带上。系统容量的一个影响因素为质量控制线的数量，增加通道，可以增加每天的处理量，但是不是线性增加。加通道，可以增加每天的处理量，但是不是线性增加。批量运输子系统批量运输子系统l通常是需要多个单位的单一产品的订货。通常是需要多个单位的单一产品的订货。l它独立于配送中心的其他区域进行管理，而且它独立于配送中心的其他区域进行管理，而且依赖于独立的人员。当工人使用叉车把集装箱依赖于独立的人员。
48、当工人使用叉车把集装箱从仓库运送到卡车装运区时，批量运输的过程从仓库运送到卡车装运区时，批量运输的过程便开始了。便开始了。l产品被标识和扫描，然后校验订单。校验结束产品被标识和扫描，然后校验订单。校验结束后，集装箱被直接装载上卡车。后，集装箱被直接装载上卡车。l这个区域的设计决策，包括这个区域的设计决策，包括叉车叉车和和集装箱运送集装箱运送线线的的需求数量需求数量。总结总结l计算机仿真帮助计算机仿真帮助HP公司建立了一个数百万美公司建立了一个数百万美元的配送中心。元的配送中心。l与以前的配送中心在单位订单消耗的劳动时间与以前的配送中心在单位订单消耗的劳动时间方面相比，硬件提取区和传输线上分别提高了方面相比，硬件提取区和传输线上分别提高了60和和80的效率。的效率。l新的操作减少了订货执行的周期新的操作减少了订货执行的周期(从收到订单从收到订单到发出货物的时间到发出货物的时间)。
