仓库管理_现代仓储设施设备与技术概论

1 第11章现代仓储设施设备与技术 第一节仓库第二节货架 货箱与托盘第三节库存管理技术概述 2 第一节仓库 一 仓库的功能 分类与布局二 自动化仓库 3 一 仓库的功能 分类与布局 1 仓库的功能2 仓库的分类3 仓储作业4 仓库的平面布置 4 1 仓库的功能 仓库是储藏保管物品的场所的总称 1 科学储备 提高物品调节水平 2 有效地衔接生产与库存 加快物资周转 降低成本 3 适当加工 衔接产需 合理利用资源 提高效益 4 为企业的生产指挥和决策提供有效的依据 5 2 仓库的分类 1 按在社会中所处的领域分类 1 生产仓库 2 流通仓库 又分为 成品仓库 储运仓库 储备仓库2 按保管的物品分类 1 原材料 产品仓库 2 商品 物资仓库 又称 商品物资综合仓库 3 农副产品仓库 4 一般专用仓库 5 特种危险品仓库 6 冷藏冷冻仓库 7 恒温恒湿仓库 8 战略物资仓库 6 2 仓库的分类 3 按建筑类型分类 1 平房仓库 又称 平库 2 楼房仓库 又称 楼库 3 筒式仓库 又称 罐式仓库 4 高层货架仓库 5 简易仓库 4 按储存物资种类的多少分类 1 综合仓库 2 专业仓库5 按仓库的产权归属分类 1 自建仓库 2 租用仓库 7 3 仓储作业 仓储作业一般包括收货 存货 取货 发货等环节 8 4 仓库的平面布置 仓库的功能区一般包括进货区 入库办理区 储存区 拣选区 分类区 流通加工区 发货储存区 发货区 发货办理区 计算机控制中心等 布置时要考虑区与区之间以及区内的空间关系 即考虑商品 资材 货品箱 托盘 料箱 废弃物和人员之间的移动路线 简称动线 动线设计必须合理 完整 不能发生迂回 绕远 相互干扰等现象 如图3 1示 9 图3 1仓库平面布置示意图 10 二 自动化仓库 11 第二节货架 货箱与托盘 一 货架二 货箱与托盘 12 一 货架 1 货架的形式 悬臂货架 多用于存储长料 如金属棒 管等 流动货架 适合于存储数量多 品种少 移动快的物品 货格式货架 多用于容量较大的仓库 如以货箱为单位存储的立体仓库 旋转式货架 它适合于存储体积小 重量轻的物品 悬挂输送存储货架 整个存储系统是在不断低速运动的 被动辊式货架 机场多采用这种形式的货架 13 悬臂货架 14 货格式货架 15 流动货架 16 通廊式货架 17 重力式货架 18 横梁式货架 19 压入式货架 20 自滑式货架 21 22 图3 2货架与货箱关系图 图中 A为货箱宽度 a为托盘立柱距 b为货叉宽度 c为货叉 牛腿距 d为牛腿间距 e为牛腿宽度 h为牛腿货箱高度差 a 25mm 60mm 大货箱取大值 b 0 7A c 0 075 0 1 A 大货箱取大值 d 0 85 0 9 A e 60mm 125mm 大货箱取大值 h 70mm 150mm 大货箱取大值 23 一 货架 2 货架的材料高层货架一般用钢材或钢筋混凝土制作 24 一 货架 3 货架的尺寸对于给定尺寸的货物单元 货格尺寸取决于单元四周需留出的空隙大小 25 一 货架 4 货架的刚度和精度作为一种正常承重结构 货架必须具有足够的强度和稳定性 在正常工作条件下和在特殊的非工作条件下 都不至于破坏 同时 作为一种设备 高层货架还必须有一定的精度和在最大工作载荷下的有限弹性变形 26 二 货箱与托盘 1 货物的载体可以是托盘 托板 滑板 专用集装箱 专用堆放架 硬纸板箱等 2 货箱或托盘的基本功能是装载物料 同时便于叉车和堆垛机的叉取和存放 3 货箱尺寸是货架设计的基础数据 托盘多为钢制 木制 托板一般由金属制成 滑板是由波状纤维或塑料制成 专用集装箱多由钢板制成 专用盛放架由钢材或木料制成 可盛放专用件或特殊形状的物品 硬纸板箱盛放比重较小的物品 盛放洗衣机和电冰箱一类的物品可利用其自身的包装箱 27 图3 3托盘的结构形式示意图 28 图3 4各种货箱示意图 图中 为木质和塑料托盘 为钢质格栅货箱 为钢质箱形托盘 为具有可折护板的托盘 为工具搬运托盘 为小型塑料货箱 为液体容器型托盘 为套托盘 为ISO货箱柜 29 第三节库存管理技术概述 一 库存及库存成本二 独立需求库存管理三 相关需求的库存管理 30 一 库存及库存成本 1 库存的涵义和分类1 库存的涵义库存是指处于储存状态的商品 2 库存的分类 1 经常库存 2 安全库存 3 加工和运输过程的库存 4 季节性库存 5 促销库存 6 投机库存 7 积压库存 31 2 库存成本 库存成本是和库存系统的经营活动有关的成本 主要由以下几部分组成 1 购入成本 指单位购入价格 包括购价和运费 2 订货成本 指向外部供应商发出采购订单的成本 包括提出请购单 分析供应商 填写采购订货单 来料验收 跟踪订货以及完成交易所必须的各项业务费用 3 储存成本 也叫持有成本 是指为保持存货而发生的成本 可分为固定成本和变动成本 固定成本与库存数量的多少无关 如仓库折旧 仓库职工的固定月工资等 变动成本与库存数量的多少有关 主要包括以下四项 资本占用成本 存储空间成本 存货服务成本和存货风险成本 4 缺货成本 也叫亏空成本 是指由于库存供应中断所造成的损失 包括延期交货成本 当前利润损失 潜在销售量的损失 和未来利润损失等 32 二 独立需求库存管理 1 独立需求库存订货模型2 独立需求库存控制系统3 随机需求型库存控制模型 33 1 独立需求库存订货模型 1 经济订货批量模型2 经济订货周期模型3 数量折扣的经济订货 批量模型 34 1 经济订货批量模型 经济订货批量模型是最基本的订货模型 它是按照库存总费用最小的原则来决定订货量 为此需要下列基本假设 需求率固定 交货提前期固定 订货费用与批量无关 不允许缺货 一次性交货 存储成本是存储量的线性函数 产品的价格固定 35 1 经济订货批量模型 36 1 经济订货批量模型 因为 库存总费用 货物成本 订货成本 存储成本即 式中 TC为一定时期 年或月 物资库存总费用 C为物资的购买成本或单位生产成本 D为库存物资的一定时期 年或月 的需求 Q为订货批量 H为单位物资的一定时期存储成本 C0为订货成本 37 1 经济订货批量模型 1 订货量经济订货批量就是使总库存成本最低的批量 如图3 15 将上式对 进行求导 得经济订货批量的基本公式 全年订货次数为 N D Q 每次订货之间的间隔时间为 38 1 经济订货批量模型 2 订货点该模型中假设需求与交货提前期是固定的 而且不允许缺货 因此 订货点就是提前期内的需求 即 R Ld式中 L为交货提前期 d为物资的需求率 月或日 39 例3 1 长城公司是生产某机械器具的制造企业 依计划每年需采购A零件10000个 每次订货成本是100元 每个A零件每年的保管仓储成本是8元 求A零件的经济订货批量 每年的订货次数和每次的订货之间的间隔时间 解 经济批量 每年的订货次数N D Q 10000 500 20 次 年 每次订货的时间间隔 365 20 18 25 天 40 2 经济订货周期模型 按照库存总费用最小的方法确定的订货间隔期称为经济订货周期 EOI 这种方法与通过EOQ来确定每年平均订货间隔期的方法不同 这种方法适用于独立需求的库存控制 EOI的计算过程如下 总费用 式中 F为单件库存保管费与单件库存购买费用之比 通过求极值 可得EOI为 41 2 经济订货周期模型 根据以上公式确定的天数在实际操作中一般都转化为周 旬 月 季等易于管理的整数期 在确定型需求假设条件下 定期控制法的订货量也是均衡的 为 式中 m为每年订货的次数 m 为每年最佳订货次数 它与EOQ模型所的Q 一致 同时 定期控制法中的最大 目标 库存量E 由于要考虑到能够满足订货周期T的订货提前期L期间内的库存需求 故E D t L 365 42 3 数量折扣的经济订货 批量模型 在物资采购与供应过程中 供方为了鼓励采购方多订货 通常会采取某些激励措施诱导采购方订货 其中最常用的措施是按批量大小进行价格折扣 即随着订货批量增加 给予一定订货价格优惠 43 3 数量折扣的经济订货 批量模型 由于价格随着批量的变化而改变 这样存储成本 订货成本随着价格和数量的变化而变化 因此必须对经济批量模型进行必要的修正 其计算步骤为 第一步 整理资料 分清区段 要把各个区段的上下界点 区段价格认真整理 最好画成数轴示意图 界点值都是落在高区段中 44 3 数量折扣的经济订货 批量模型 第二步 求各区段的经济订货批量 第三步 从最高区段n开始 比较Qi 和Qi 1 如果Qi Qi 1 则i i 1 即转入较低区段 i 1 的比较 如在某个区段i的比较中有 Qi Qi 1 则取Qi Qi Qi 1 Qn各点中总费用Tc Qi Tc Qi Tc Qn 最小的点对应的数量作为订货批量 例3 2 某公司准备向某供应商采购一批商品 需求量为30000件 每次订货费25元 年保管费率20 为激励采购 供应商采用了一定的价格优惠条件 如表3 1所示 试选择合适的订货批量 45 3 数量折扣的经济订货 批量模型 表3 1采购价格表解 a 求出各个区段的经济订货批量 46 3 数量折扣的经济订货 批量模型 各个区段的经济订货批量的计算公式如下 Q1 5976 Q2 6283 Q3 6642 Q4 6956 Q5 7454b 从最高区段i 5开始 比较Qi Qi 1时为止 这时比较Qi Qi Qi 1 Qn各点中总费用Tc Qi Tc Qi Tc Qi 1 Tc Qn 其中最小者所对应的数量为订货批量 在本题中 由于Q5 Q2 所以比较Tc Q3 Tc Q3 Tc Q4 47 3 数量折扣的经济订货 批量模型 Tc Q3 DC2 C0D Q3 Q3 FC 2 30000 0 17 25 30000 6646 6646 20 0 17 5326Tc Q3 DC3 C0D Q3 Q3FC 2 30000 0 155 25 30000 7001 7001 20 0 155 4866Tc Q4 DC4 C0D Q4 Q4FC 2 30000 0 135 25 30000 9001 9001 20 0 135 4376因为Tc Q4 最小 所以采取Q4 9001作为最佳订货量 48 2 独立需求库存控制系统 1 定量控制系统2 定期控制方式 49 1 定量控制系统 该系统的工作原理是 连续不断地监视库存余量的变化 当库存余量下降到重新订货点B时 就要向供货商提出订货 经过一段备运时间 新订货到达 补存库存 为了实现这种补充过程 需要为系统事先确定两个参量 1 重新订货点B 它需要考虑备运时间中的库存消耗量 2 订货量Q 可以根据上述的经济批量模型 EOQ 模型来确定 50 2 定期控制方式 定期控制系统 是一种以定期检查和订货为基础的库存控制方法 在该方式中 按规定周期T检查库存量并随即提出订货 将库存补充到目标库存量E 目标库存量E与订货周期T是在应用该系统前必须确定的主要参数 其中E的确定主要考虑订货周期与订货提前期 即 T L 期间的库存消耗量 而订货周期T的确定可以通过的经济周期 EOI 模型求得 51 3 随机需求型库存控制模型 由于需求的随机变化 需要为库存系统设置一个安全库存S 对于随机需求库存的处理思路是将这种需求不可控的问题转化为对安全库存的设置问题 通过EOQ模型的订货批量解决随机需求中的平均需求的满足 通过安全库存的设置解决随机需求中的需求分布与变动问题 图3 20随机需求型库存控制模型示意图 52 三 相关需求的库存管理 1 物料需求计划2 制造资源计划3 及时制生产方式4 企业资源计划ERP 53 1 物料需求计划 1 物料需求计划MRP的产生及原理MRP基本原理是 将企业产品中的各种物料分为独立物料和相关物料 并按时间段确定不同时期的物料需求 从而解决库存物料订货与组织生产问题 MRP按照基于产品结构的物料需求组织生产 根据产品完工日期和产品结构规定生产计划 即根据产品结构的层次从属关系 以产品零件为计划对象 以完工日期为计划基准倒排计划 按各种零件与部件的生产周期反推出它们的生产与投入时间和数量 按提前期长短区别各个物料下达订单的优先级 从而保证在生产需要时刻所有物料都能配套齐备 不到需要的时刻不要过早积压 达到减少库存量和占用资金的目的 54 1 物料需求计划 2 MRP系统的基本内容在MRP系统中 主生产计划MPS 物料清单BOM表和库存信息被称为3项基本要素 MRP作为企业生产计划与控制系统主要包括 主生产计划 物料需求计划 能力需求计划 执行物料计划和执行能力计划等部分 55 MRP逻辑流程图 56 2 制造资源计划 1 制造资源计划MRPII的原理与特点MRPII的基本思想是 基于企业经营目标制定生产计划 围绕物料转化组织制造资源 实现按需要按时进行生产 MRPII系统实现了物流 信息流与资金流在企业管理方面的集成 并能够有效地对企业各种有限制造资源进行周密计划 合理利用 提高企业的竞争力 MRPII管理模式的主要特点 计划的一致性与可行性 管理系统性 数据共享性 模拟预见性与动态应变性2 MRPII系统结构与流程MRPII系统有5个计划层次 经营规划 销售与运作计划 主生产计划MPS 物料需求计划MRP和生产作业控制PAC 车间作业控制 57 MRP 逻辑流程图 58 2 制造资源计划 3 MRPII的主要技术环节 1 经营规划BP 2 销售与运作计划 3 主生产计划MPS 4 物料清单与物料需求计划 5 能力需求计划CRP 6 车间作业管理PAC 7 库存管理与采购管理 8 产品成本管理 9 财务管理 59 物料需求MRP的处理流程图 60 3 及时制生产方式 1 及时制生产方式的基本概念JIT是指将必要的零件以必要的数量在必要的时间送到生产线 并且只将所需要的零件 只以所需要的数量 只在正好需要的时间送到生产 JIT采取的是多品种 少批量 短周期的生产方式 可大大消除库存 优化生产物流 减少浪费 2 JIT生产方式的主要内容 1 生产流程化 2 作业均衡化量 3 看板管理 红条 在物品上贴上红条表示该种物品在日常生产活动中不需要 看板 为了让每个人容易看出物品所在地点而制成的表示板 该板标明什么物品在什么地方 库存数量是多少 61 3 及时制生产方式 警示灯 是让现场管理者随时了解生产过程中何处出现异常情况 某个环节的作业进度 何处请求供应零件等的工具 标准作业表 是将人 机械有效地组合起来 以决定工作方法的表 错误的示范 为了让工人了解何谓不良品 而把不良品陈列出来的方法 错误防止板 为了减少错误而做的自我管理的防止板 红线 表示仓库及储存场所货物堆放的最大值标记 以此简便方法来控制物品的最大库存数量 在实际生产过程中还有其它不同的手段和方式来对作业进行提示或警示 3 JIT在物流中的作用JIT应用于物流领域 就是要将正确的商品以正确的数量在正确的时间送到正确地点 62 4 企业资源计划ERP 1 企业资源计划ERP的原理与特点ERP是站在全球市场环境下 从企业全局角度对经营与生产进行的计划方式 是制造企业的综合集成经营系统 ERP管理系统的扩充点与主要特点如下 1 ERP更加面向市场 面向经营 面向销售 能够对市场快速响应 它将供应链管理功能包含了进来 强调了供应商 制造商与分销商间的新的伙伴关系 并且支持企业后勤管理 2 ERP更强调企业流程与工作流 通过工作流实现企业的人员 财务 制造与分销间的集成 支持企业过程重组 3 ERP更多地强调财务 具有较完善的企业财务管理体系 这使得价值管理概念得以实施 资金流与物流 信息流更加有机地结合 63 4 企业资源计划ERP ERP管理系统的扩充点与主要特点如下 4 ERP把人作为资源在生产经营规划中的作用 同时考虑了人的培训成本等 5 在生产制造计划中 ERP支持MRPII与JIT混合管理模式 也支持多种生产方式 离散制造 连续流程制造等 的管理模式 6 ERP采用了最新的计算机技术 如客户 服务器分布式结构 面向对象技术 电子数据交换 多数据库集成 图形用户界面 第四代语言及辅助工具等 7 ERP是信息时代现代企业向国际化发展的更高层管理模式 它能更好地支持企业CIMS各方面的集成 并将给企业带来更广泛 更长远的经济效益与社会效益 64 4 企业资源计划ERP 2 ERP系统的结构及主要功能除了MRPII的功能外 ERP系统还包括以下主要功能 供应链管理 销售与市场 分销 客户服务 财务管理 制造管理 库存管理 工厂与设备维护 人力资源 报表 制造执行系统MES 工作流服务 企业信息系统等方面 此外 有的ERP系统包括了金融投资管理 质量管理 运输管理 项目管理 法规与标准 过程控制等补充功能 3 面向未来企业的ERP技术发展趋势推动ERP发展的主要因素包括 1 全球化市场的形成和发展与多企业合作经营生产方式的出现使得ERP将支持异地企业运营 异种语言操作和异种货币交易 65 4 企业资源计划ERP 推动ERP发展的主要因素包括 2 企业不断进行经营过程重组将使得ERP支持基于全球范围的实时的 可重构的过程的供应链及供应网络结构 3 制造商