仓库功能、规划与操作(共37页).ppt

1、FP&D第八章第八章 仓库规划与管理仓库规划与管理双击添加标题文字8.1 仓库功能仓库功能8.2 仓库规划仓库规划8.3 仓库操作仓库操作存储与提取系统存储与提取系统8.4 实例分析实例分析FP&D8.1 8.1 仓库功能仓库功能 1存储货物1库存库存应对需求的不确定性；应对需求的不确定性；2保护货物保护货物防止货物丧失、烧毁、雨淋及水泡或其防止货物丧失、烧毁、雨淋及水泡或其他气候的影响；他气候的影响；3隔离危险和污染源隔离危险和污染源仓库是隔离危险和污染源的理仓库是隔离危险和污染源的理想地方。想地方。FP&D8.1 8.1 仓库功能仓库功能 2运输中转 从时间上，仓库

2、起到存储货物的作用；从空间上，仓库从时间上，仓库起到存储货物的作用；从空间上，仓库在整合运输、分发货物等方面发挥着重要作用。这也是传统仓在整合运输、分发货物等方面发挥着重要作用。这也是传统仓储向配送中心开展的功能。储向配送中心开展的功能。1整合整合2分发分发3交叉发运交叉发运仓库具有分拣装运功能仓库具有分拣装运功能FP&D8.1 8.1 仓库功能仓库功能 3响应顾客需求 因为仓库要将货物送到顾客手中，所以就要与顾客接触。因为仓库要将货物送到顾客手中，所以就要与顾客接触。一个仓库可以成为一个顾客效劳设施，可以更换破损或过期的一个仓库可以成为一个顾客效劳设施，可以更换破损或过期的货物、进行

3、市场调查，甚至提供售后效劳。货物、进行市场调查，甚至提供售后效劳。FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划需要建立多少个仓库需要建立多少个仓库每一个仓库建立在哪儿每一个仓库建立在哪儿 每一个仓库的规模多大每一个仓库的规模多大选址选址F 生产厂家的地址生产厂家的地址F 客户效劳根底客户效劳根底F 预计的客户效劳水平预计的客户效劳水平F 租用费用租用费用F 出租费用出租费用F 建造费用建造费用F 税收及保险税收及保险FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划仓仓库库总总体体布布局局F 存储物品类型存储物品类型F 可用空间可用空间F 高度高度F 库存周转周期库存周转周期F 存取量存取量

4、F 仓库周围公路铁路的布局仓库周围公路铁路的布局F 其他因素其他因素FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划站站台台设设计计与与选选址址F 是否允许零售消费者直接提货？是否允许零售消费者直接提货？F 运货车辆是统一规格，还是有运货车辆是统一规格，还是有不同吨位与尺寸？不同吨位与尺寸？F S/R是独立的还是在同一地点是独立的还是在同一地点进行？进行？F 公路和铁路运输系统的设计布公路和铁路运输系统的设计布局如何？局如何？F 是否有足够空间调遣车辆和控是否有足够空间调遣车辆和控制仓库的入口和通道？制仓库的入口和通道？F 装卸站台的数量？装卸站台的数量？站站台台数数量量F S/R的时间分配的

5、时间分配F 日装卸处理量的峰值和均值日装卸处理量的峰值和均值F 每宗订单的装卸量的峰值和均每宗订单的装卸量的峰值和均值值F 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F 处理货物的种类，各种货物的处理货物的种类，各种货物的尺寸、形状及其存储方式尺寸、形状及其存储方式F 装卸时对天气状况的要求装卸时对天气状况的要求FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 仓库尺寸设计仓库尺寸设计一、货架方式一、货架方式仓库的长度和宽度由需要存储的物品数量、存储空间、货仓库的长度和宽度由需要存储的物品数量、存储空间、货架的排数和列数以及高度决定。架的排数和列数以及高度决定。Askin和和Stan

6、dridge在在1993年提出了求解该问题的数学方法，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库的长度和宽度。这种方法由货架信息来确定仓库的长度和宽度。假设需要存储假设需要存储n件物品，只要知道通道参数，就可以很容件物品，只要知道通道参数，就可以很容易地获得仓库的长度和宽度。易地获得仓库的长度和宽度。不失一般性，假设货架较长的方向在水平方向。分别用不失一般性，假设货架较长的方向在水平方向。分别用x、y表示货架的列和行，表示货架的列和行，a、b表示通道系数（通道长度占货架长表示通道系数（通道长度占货架长度的比例），则仓库的长和宽分别为度的比例），则仓库的长和宽分别为ybyxax

7、,FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 仓库尺寸设计仓库尺寸设计为了使顾客平均单次移动距离最小，有：为了使顾客平均单次移动距离最小，有：为整数yxnxyztsbyax,. .2) 1() 1(min令令nxyz 则则yznx ) 1() 1() 1() 1(212) 1(2) 1(/ ) 1(2azbnxbzanybzyanbyyzanFP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 例题：假设仓库布局如以下图所示，且假设入口在左下方，适宜的系例题：假设仓库布局如以下图所示，且假设入口在左下方，适宜的系数数a和和b，且要求放，且要求放3000件物品，件物品，5层堆放，请按照层堆放，

8、请按照Askin和和Standridge的方法的方法确定该仓库的尺寸。确定该仓库的尺寸。仓库尺寸设计仓库尺寸设计xyFP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 仓库尺寸设计仓库尺寸设计二、直接堆放方式二、直接堆放方式物品不易损坏，包装足够承受物品不易损坏，包装足够承受23层的压力，可采用直接层的压力，可采用直接堆放方式。堆放方式。仓库存取一般要求先入先出仓库存取一般要求先入先出First In, First Out，FIFO。如果物品周转速度不快或每次如果物品周转速度不快或每次S/R量缺乏一个货堆时，空出的量缺乏一个货堆时，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。位置

9、不能被其他物品所利用。这种空间损失称之为蜂窝损失。所谓蜂窝损失，就是由于无效利用存储空间而使存储区域所谓蜂窝损失，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。存储区域中没有补占用的空间称为蜂窝损能力损失的百分比。存储区域中没有补占用的空间称为蜂窝损失空间。蜂窝结构可能是水平的和垂直的。失空间。蜂窝结构可能是水平的和垂直的。FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 仓库尺寸设计仓库尺寸设计FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 仓库尺寸设计仓库尺寸设计当通道宽度、堆放层数和每堆的总数确定时，物品堆放该有当通道宽度、堆放层数和每堆的总数确定时，物品堆放该有多深，以便最大

10、程度利用空间？多深，以便最大程度利用空间？Kind1975提出一个简单的公式求得近似结果，其前提条提出一个简单的公式求得近似结果，其前提条件为：件为：1物品摆放满足任意摆放规那么；物品摆放满足任意摆放规那么；2补充立即完成，且只有在库存完全耗尽时进行；补充立即完成，且只有在库存完全耗尽时进行；3物品按照先进先出顺序周转；物品按照先进先出顺序周转；4物品平均提取；物品平均提取；5空的货位可立刻使用。空的货位可立刻使用。设设Q，w和和z表示每堆物体总数、通道宽度和分层数，那么表示每堆物体总数、通道宽度和分层数，那么货堆的深度如下：货堆的深度如下：2wzQwdFP&D8.2 8.2 仓库规划

11、仓库规划 仓库存储原那么仓库存储原那么仓库的存储原那么有五个：仓库的存储原那么有五个：1随机存储原那么：即将运入的物品放到任意可放的位置。如果有随机存储原那么：即将运入的物品放到任意可放的位置。如果有不止一个位置可放，理论上来说，物品放到哪儿是随意的。然而实际上，物不止一个位置可放，理论上来说，物品放到哪儿是随意的。然而实际上，物品会被放在最近的地点。随机存储和提取的原那么在实际中并不是真正随机品会被放在最近的地点。随机存储和提取的原那么在实际中并不是真正随机的，操作人员倾向于优先使用最近的空间。的，操作人员倾向于优先使用最近的空间。2分类存储原那么：物体按照分类不同，存放到预先制定的区域。分

12、类存储原那么：物体按照分类不同，存放到预先制定的区域。3COI原那么：某种物品的原那么：某种物品的COI是该物品的是该物品的S/R数量和其存储空间的数量和其存储空间的比值。按照比值。按照COI原那么，仓库管理者将各物品的原那么，仓库管理者将各物品的COI值算出，然后按递减顺值算出，然后按递减顺序排列。管理者按照排列顺序安排存储位置，序排列。管理者按照排列顺序安排存储位置，COI值越高的物品，越靠近值越高的物品，越靠近I/O口布置。口布置。4分级存储原那么：物品按照分级存储原那么：物品按照ABC法分级，法分级，A类物品放在离类物品放在离I/O口最口最近的地方，近的地方，B类其次，依此类推。如果在

13、分级原那么中，所有物品级别相同，类其次，依此类推。如果在分级原那么中，所有物品级别相同，就成了随机存储原那么；相反，如果我们分的级别和物品数目相同的话，就就成了随机存储原那么；相反，如果我们分的级别和物品数目相同的话，就成了分类原那么。成了分类原那么。5混合存储原那么：实际中有应用，理论研究较少。混合存储原那么：实际中有应用，理论研究较少。FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 仓库分类存储原那么仓库分类存储原那么一、基于分类存储原那么的仓库布置一、基于分类存储原那么的仓库布置FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 仓库分类存储原那么仓库分类存储原那么一、基于分类存储原那么

14、的仓库布置模型：一、基于分类存储原那么的仓库布置模型：njmixnjxmiSxtsxSdfCijmiijinjijminjijipkkjikik, 2 , 1;, 2 , 11 , 0, 2 , 11, 2 , 1. .min11111FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 仓库分类存储原那么仓库分类存储原那么njmixnjxmiSxtsxthenSdfCifijmiijinjijminjijijipkkjikikij, 2 , 1;, 2 , 11 , 0, 2 , 11, 2 , 1. .min11111Si确实定：确实定：minffSmipkikpkiki, 2 , 1,111

15、FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划例例2 如以下图所示的仓库布局，如以下图所示的仓库布局，4种货物通过种货物通过3个进出点出入该仓库，个进出点出入该仓库，3个个I/O口都处在该仓库的边缘上。口都处在该仓库的边缘上。仓库分类存储原那么仓库分类存储原那么6)12(90)8(135)15(17542)9(85)7(15)4(9635)6(150)3(200)7(6023)5(88)5(25)5(1501321)(iikikSCf54454334322321123543243214321543222112322343345445116151413121110987654321kjdFP&

16、amp;D8.2 8.2 仓库规划仓库规划仓库分类存储原那么仓库分类存储原那么model:data:m=4;n=16;p=3;enddatasets:goods/1.m/:s;warehouse/1.n/;io/1.p/;goods_io(goods,io):c,f;goods_warehouse(goods,warehouse):x,w;io_warehouse(io,warehouse):d;endsetsmin=sum(goods_warehouse(i,j):x(i,j)*w(i,j);for(goods_warehouse(i,j):w(i,j)=sum(io(k):c(i,k)*f

17、(i,k)*d(k,j)/s(i);for(goods(i):sum(warehouse(j):x(i,j)=s(i);for(warehouse(j):sum(goods(i):x(i,j)=1);for(goods_warehouse(i,j):bin(x(i,j);data:s=3 5 2 6; f=150 25 88 60 200 150 96 15 85 175 135 90;c=5 5 5 7 3 6 4 7 9 15 8 12;d=5 4 4 5 4 3 3 4 3 2 2 3 2 1 1 2 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 2 3 4 5 2 1 1 2 3 2

18、 2 3 4 3 3 4 5 4 4 5;enddataendFP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划仓库分类存储原那么仓库分类存储原那么FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划仓库分类存储原那么仓库分类存储原那么 X( 1, 1) 0.000000 1626.667 X( 1, 2) 0.000000 1271.667 X( 1, 3) 0.000000 1313.333 X( 1, 4) 0.000000 1751.667 X( 1, 5) 0.000000 1481.667 X( 1, 6) 0.000000 1126.667 X( 1, 7) 1.000000 1168

19、.333 X( 1, 8) 0.000000 1606.667 X( 1, 9) 0.000000 1378.333 X( 1, 10) 0.000000 1023.333 X( 1, 11) 0.000000 1065.000 X( 1, 12) 1.000000 1503.333 X( 1, 13) 0.000000 1316.667 X( 1, 14) 0.000000 961.6667 X( 1, 15) 0.000000 1003.333 X( 1, 16) 1.000000 1441.667 X( 2, 1) 1.000000 1020.000 X( 2, 2) 0.000000

20、876.0000 X( 2, 3) 0.000000 996.0000 X( 2, 4) 1.000000 1380.000 X( 2, 5) 1.000000 996.0000 X( 2, 6) 1.000000 852.0000 X( 2, 7) 0.000000 972.0000 X( 2, 8) 1.000000 1356.000 X( 2, 9) 0.000000 1092.000 X( 2, 10) 0.000000 948.0000 X( 2, 11) 0.000000 1068.000 X( 2, 12) 0.000000 1452.000 X( 2, 13) 0.000000

21、 1308.000 X( 2, 14) 0.000000 1164.000 X( 2, 15) 0.000000 1284.000 X( 2, 16) 0.000000 1668.000 X( 3, 1) 0.000000 1830.000 X( 3, 2) 1.000000 1308.000 X( 3, 3) 1.000000 1360.500 X( 3, 4) 0.000000 1987.500 X( 3, 5) 0.000000 1968.000 X( 3, 6) 0.000000 1446.000 X( 3, 7) 0.000000 1498.500 X( 3, 8) 0.000000

22、 2125.500 X( 3, 9) 0.000000 2158.500 X( 3, 10) 0.000000 1636.500 X( 3, 11) 0.000000 1689.000 X( 3, 12) 0.000000 2316.000 X( 3, 13) 0.000000 2401.500 X( 3, 14) 0.000000 1879.500 X( 3, 15) 0.000000 1932.000 X( 3, 16) 0.000000 2559.000 X( 4, 1) 0.000000 2907.500 X( 4, 2) 0.000000 2470.000 X( 4, 3) 0.00

23、0000 2650.000 X( 4, 4) 0.000000 3447.500 X( 4, 5) 0.000000 2470.000 X( 4, 6) 0.000000 2032.500 X( 4, 7) 0.000000 2212.500 X( 4, 8) 0.000000 3010.000 X( 4, 9) 1.000000 2212.500 X( 4, 10) 1.000000 1775.000 X( 4, 11) 1.000000 1955.000 X( 4, 12) 0.000000 2752.500 X( 4, 13) 1.000000 2135.000 X( 4, 14) 1.

24、000000 1697.500 X( 4, 15) 1.000000 1877.500 X( 4, 16) 0.000000 2675.000FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 特定条件下特定条件下COI原那么布置原那么布置二、特定条件下二、特定条件下COI原则布置原则布置njmixnjxmiSxtsxSdfCijmiijinjijminjijipkkjikik, 2 , 1;, 2 , 11 , 0, 2 , 11, 2 , 1. .min11111njmixnjxmiSxtsxSdpfCijmiijinjijminjijipkkjkii, 2 , 1;, 2 , 11 , 0

25、, 2 , 11, 2 , 1. .min11111FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 特定条件下特定条件下COI原那么布置原那么布置二、特定条件下二、特定条件下COI原那么布置原那么布置njmixnjxmiSxtsxSfCthendpifijmiijinjijminjijjiiipkkjkj, 2 , 1;, 2 , 11 , 0, 2 , 11, 2 , 1. .min11111求解方法：求解方法：成本项成本项 排排序，距离项序，距离项 排序，使成本项最排序，使成本项最大的货物布置在距大的货物布置在距离项最小的存储位离项最小的存储位置。置。iiiSfCjFP&D8.2

26、 8.2 仓库规划仓库规划例例3 考虑例考虑例2，忽略，忽略cik和和fik的数据，作出以下假设：的数据，作出以下假设：14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；2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；3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。求仓库区的布置。求仓库区的布置。解：解：特定条件下特定条件下COI原那么布置原那么布置436 . 236 . 36 . 23 . 26 . 26 . 36 . 23 . 26 . 2436 . 23544543343223511235432432

27、14321543222112322343344445116151413121110987654321jkjd距离项：距离项：15,60,16,33.33690,2120,580,3100iisf成本项：成本项：FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划特定条件下特定条件下COI原那么布置原那么布置model:data:m=4;n=16;p=3;c=1;enddatasets:goods/1.m/:s,f;warehouse/1.n/:w;io/1.p/;goods_io(goods,io);goods_warehouse(goods,warehouse):x;io_warehouse(i

28、o,warehouse):d;endsetsmin=sum(goods_warehouse(i,j):x(i,j)*f(i)*c/s(i)*w(j);for(warehouse(j):w(j)=sum(io(k):d(k,j)/3);for(goods(i):sum(warehouse(j):x(i,j)=s(i);for(warehouse(j):sum(goods(i):x(i,j)=1);for(goods_warehouse(i,j):bin(x(i,j);data:s=3 5 2 6;f=100 80 120 90;d=5 4 4 5 4 3 3 4 3 2 2 3 2 1 1 2

29、2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 2 3 4 5 2 1 1 2 3 2 2 3 4 3 3 4 5 4 4 5;enddataendFP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划特定条件下特定条件下COI原那么布置原那么布置FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划特定条件下特定条件下COI原那么布置原那么布置 X( 1, 1) 0.000000 100.0000 X( 1, 2) 1.000000 88.88889 X( 1, 3) 0.000000 100.0000 X( 1, 4) 0.000000 133.3333 X( 1, 5) 1.000000 88.88

30、889 X( 1, 6) 0.000000 77.77778 X( 1, 7) 1.000000 88.88889 X( 1, 8) 0.000000 122.2222 X( 1, 9) 0.000000 88.88889 X( 1, 10) 0.000000 77.77778 X( 1, 11) 0.000000 88.88889 X( 1, 12) 0.000000 122.2222 X( 1, 13) 0.000000 100.0000 X( 1, 14) 0.000000 88.88889 X( 1, 15) 0.000000 100.0000 X( 1, 16) 0.000000 1

31、33.3333 X( 2, 1) 0.000000 48.00000 X( 2, 2) 0.000000 42.66667 X( 2, 3) 1.000000 48.00000 X( 2, 4) 0.000000 64.00000 X( 2, 5) 0.000000 42.66667 X( 2, 6) 0.000000 37.33333 X( 2, 7) 0.000000 42.66667 X( 2, 8) 0.000000 58.66667 X( 2, 9) 1.000000 42.66667 X( 2, 10) 0.000000 37.33333 X( 2, 11) 1.000000 42

32、.66667 X( 2, 12) 0.000000 58.66667 X( 2, 13) 1.000000 48.00000 X( 2, 14) 1.000000 42.66667 X( 2, 15) 0.000000 48.00000 X( 2, 16) 0.000000 64.00000 X( 3, 1) 0.000000 180.0000 X( 3, 2) 0.000000 160.0000 X( 3, 3) 0.000000 180.0000 X( 3, 4) 0.000000 240.0000 X( 3, 5) 0.000000 160.0000 X( 3, 6) 1.000000

33、140.0000 X( 3, 7) 0.000000 160.0000 X( 3, 8) 0.000000 220.0000 X( 3, 9) 0.000000 160.0000 X( 3, 10) 1.000000 140.0000 X( 3, 11) 0.000000 160.0000 X( 3, 12) 0.000000 220.0000 X( 3, 13) 0.000000 180.0000 X( 3, 14) 0.000000 160.0000 X( 3, 15) 0.000000 180.0000 X( 3, 16) 0.000000 240.0000 X( 4, 1) 1.000

34、000 45.00000 X( 4, 2) 0.000000 40.00000 X( 4, 3) 0.000000 45.00000 X( 4, 4) 1.000000 60.00000 X( 4, 5) 0.000000 40.00000 X( 4, 6) 0.000000 35.00000 X( 4, 7) 0.000000 40.00000 X( 4, 8) 1.000000 55.00000 X( 4, 9) 0.000000 40.00000 X( 4, 10) 0.000000 35.00000 X( 4, 11) 0.000000 40.00000 X( 4, 12) 1.000

35、000 55.00000 X( 4, 13) 0.000000 45.00000 X( 4, 14) 0.000000 40.00000 X( 4, 15) 1.000000 45.00000 X( 4, 16) 1.000000 60.00000FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 随机原那么存储布置随机原那么存储布置三、随机原则存储布置三、随机原则存储布置假设每个存储点进行存取的可能性是同等的。假定需要假设每个存储点进行存取的可能性是同等的。假定需要n个个存取区域，求存储空间的布置以使在每个存储区和存取区域，求存储空间的布置以使在每个存储区和p个个I/O口之口之间的总期望距离最

36、小。间的总期望距离最小。根据前一部分的算法，可以得到，每一个根据前一部分的算法，可以得到，每一个I/O口到任一个存口到任一个存储区域的距离和为：储区域的距离和为：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个最近的存储个最近的存储点。点。pkkjd1FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 随机原那么存储布置随机原那么存储布置FP&D8.2 8.2 仓库规划仓库规划 随机原那么存储布置随机原那么存储布置FP&D8.3 8.3 仓库操作仓库操作存储与提取系统存储与提取系统 存储与提取系统存储与提取系统仓库管理人员要面对以下各种运作问题：仓

37、库管理人员要面对以下各种运作问题：订单提取采取什么顺序？订单提取采取什么顺序？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？提取的货物数量有没有限制？如果有，是多少？提取的货物数量有没有限制？如果有，是多少？货物怎么分配到搬运设备上？货物怎么分配到搬运设备上？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？以批量方式还是随机方式从搬运设备提取货物到分拣处？以批量方式还是随机方式从搬运设备提取货物到分拣处？调查表明，订单提取调查表明，订单提取消耗了一个仓库中消耗了一个仓库中50%

38、的作业量。的作业量。多数问题与订单提取有多数问题与订单提取有关。关。因此，订单提取是仓因此，订单提取是仓库运作中成本最高的库运作中成本最高的作业。作业。FP&D8.3 8.3 仓库操作仓库操作存储与提取系统存储与提取系统 存储与提取系统存储与提取系统存储和提取系统的种类有很多，有不同的分类方式。存储和提取系统的种类有很多，有不同的分类方式。根据操作人员与货根据操作人员与货物的运动物的运动“人对货物人对货物”的系的系统统“货物对人货物对人”的系的系统统货物存放在固定货架中，由货物存放在固定货架中，由人或机械来装卸货架上的货人或机械来装卸货架上的货物。物。货物放在存储设备上，存储货物放在存储设备上，存储设备有操作或运输工具，可设备有操作或运输工具，可以将其运送到它需要的地方。以将其运送到它需要的地方。FP&D8.3 8.3 仓库操作仓库操