第1516次课Chap7仓储系统规划与设计

1、基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划通过学习本章的内容，应该：通过学习本章的内容，应该：1.了解仓储系统的基本概念和功能了解仓储系统的基本概念和功能2.了解储存设施设备了解储存设施设备3.掌握仓储系统规划设计的内容及方法掌握仓储系统规划设计的内容及方法本章目标基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划本章主要内容本章主要内容l仓储系统概述仓储系统概述仓库的分类和组成、仓库的作业功能、仓库规划。l存储规划与库房布置设计存储规划与库房布置设计存储方式与空间、空间利用、库容量与仓库面积、库房布置设计、通道设计、仓储机械设备配置。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设

2、施规划7.1 仓储系统概述仓储系统概述 n一般而言，仓库就是储存储存和保管保管货物的场所。n发展商品、货物的数量和种类越来越多，存储的时间却越来越短，货品在仓库除了储存和保管外除了储存和保管外，增加了诸如分拣、包装等加工增值加工增值过程。n从物流系统的观点来看，仓库的主要功能应当是促使货物促使货物更快、更有效地流动更快、更有效地流动，而不仅仅是储存。n仓库仓库已经不仅仅是一个储存场所，已经发展到物流配送中物流配送中心心，不但建筑物的外貌焕然一新，而且内部的空间、设施都发生了根本的变化，更有功能和管理的进化。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划7.1 仓储系统概述仓储系统概述n现

3、代仓库和物流配送中心已经形成了围绕货物的由存储空间、储存设施设备、人员和作业及管理系统组成的仓储系统仓储系统，功能也延伸到包括运输、运输、包装、包装、 流通加工、配送和信息处理流通加工、配送和信息处理等一整套的物流环节。n仓库完成了从“静态静态”储藏储藏“动态动态”流通流通枢纽的质的飞跃。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划1仓库的分类仓库的分类n按应用领域分 流通领域仓库流通领域仓库，典型形式：配送中心 生产领域仓库生产领域仓库（原材料、在制品、产成品）（原材料、在制品、产成品）n配送中心(Distribution Center)从事货物配备货物配备（集货、加工、拣选、分货、

4、配送）和组织对用户的送货送货，以高水平实现销售和供应服务的现代流通设施。7.1.1 仓库的分类和组成仓库的分类和组成基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划一般配送流程一般配送流程基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划生产领域的仓库生产领域的仓库n分为储存储存(Storage)和仓储仓储(Warehousing)两类。n生产制造过程原材料的储存、原材料或在制品的供应都属于储存储存功能。n准备发货启运的最终成品的存储则属于仓储仓储功能。n它们是企业物流不同阶段的功能企

5、业物流不同阶段的功能，但因为作业和管理的相似性，现在很多企业统一管理基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划n若按保管形态分，有 普通仓库 冷藏仓库 恒温仓库 露天仓库 危险品仓库等n因为要储藏货物的要求不一样，它们的区别同时也区别同时也反映在建筑物和内部设施上反映在建筑物和内部设施上。1仓库的分类仓库的分类基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划按库房建筑结构库房建筑结构分：n平房仓库（平库）平房仓库（平库）n楼房仓库n高层货架仓库高层货架仓库n罐式仓库n轻钢结构仓库 成本低、建设快n从空间利用率来说，高层货架仓库最好，但需要更多的储存设施设备。楼房仓库因为容易在上下

6、层间形成物流瓶颈，一般并不推荐，除非采用输送机等自动设备。 1仓库的分类仓库的分类基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划n下图所示为包括多种不同类型库房的仓库的布置包括多种不同类型库房的仓库的布置图图，它分为小板材库、大板材库、超大物件库、板材出入库缓冲区、超大物件缓冲区和站台区。 基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划2仓储系统的组成仓储系统的组成仓储系统包括：l储存空间l货物l仓储设施设备(收发设施设备、储存设备、收发设施设备、储存设备、搬运和输送设备搬运和输送设备)l人员（仓管、搬运、拣货和补货人员）（仓管、

7、搬运、拣货和补货人员）1.作业及管理系统（WMS）基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划2仓储系统的组成仓储系统的组成1) 储存空间储存空间 储存空间由仓库库房提供由仓库库房提供，不同的库房提供的空间差别很大。在进行储存空间规划时，必须考虑柱子间距柱子间距、有效高度有效高度、通道通道和收发站台收发站台等因素，并配合其它因素，才能做出完善的设计，满足储存空间的需求。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划2仓储系统的组成仓储系统的组成2) 货物货物 货物的特征、货物在储存空间的摆放方式摆放方式和管理与控制是储存系统要解决的关键问题。n货物的特征包括供应商、商品特性（尺寸

8、、重量、包装形式等）、规格类别、数量和时间（出入库频率）等方面。n影响到它们在储存空间摆放的因素有：储存单位、储存单位、储位策略、商品特性储位策略、商品特性等。货物在库不仅仅要摆放好，还要便于存取、分拣和加工便于存取、分拣和加工管理。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划2仓储系统的组成仓储系统的组成3) 仓储设施设备仓储设施设备n仓储设施设备由收发设施设备、储存设备、搬运和输送设备等组成。4) 人员人员n包括仓管、搬运、拣货和补货等人员。n在仓储空间设计和设备选择时，要根据自动化程度的高低来考虑人人-机作业和管理问题机作业和管理问题，例如考虑人员在存取搬运货物时，要求效率高、省

9、时、省力，作业流程要合理、储位配置及标志要简单清楚，一目了然；且要好放、好拿、好找好放、好拿、好找。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划2仓储系统的组成仓储系统的组成5) 作业及管理系统作业及管理系统n作业（收货、存储、拣货、发货等）流程作业（收货、存储、拣货、发货等）流程对仓库的布局规划起决定作用，没有通畅的作业流程就不可能有完善的仓库功能布局。n仓库管理系统仓库管理系统(Warehouse Management System, WMS)是仓库运作的神经中枢，与良好的作业系统配合，才能完成仓库的各项功能。 基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划仓库管理系统基本流

10、程仓库管理系统基本流程基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划WMS基本功能：n基础数据维护基础数据维护：物料信息、存储单位信息、客户信息、仓库信息、区域信息、仓位信息、条码打印等n货位管理货位管理：根据不同的分配策略实施管理n入库操作入库操作：入库接单、卸货、验货、仓位安排、入库确认n出库操作出库操作：出库接单、出库拣选、出库装卸、出库确认等 n盘点操作盘点操作：根据盘点计划实施盘点，查看数量有无盈亏 n库存监控库存监控：出、入库历史信息查询，高低库存预警n库存管理库存管理：库存查询与统计、ABC分类、仓位使用率等2仓储系统的组成仓储系统的组成基础工业工程基础工业工程物流与设施规

11、划物流与设施规划7.1.2 仓库的作业功能仓库的作业功能n仓库的三类最基本的功能三类最基本的功能，即： 移动(Movement)、 储存(Storage) 信息交换(Information transfer)。n其它功能，如 分拣(Sortation) 包装(Packaging) 直接转运(Crossdocking)n要完成这些功能必须创造性地应用仓储和物料搬运设备，并且离不开信息技术的支持。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划仓库的主要功能仓库的主要功能 基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划1移动移动移动功能可以进一步分为以下作业功能：n收货(Receivin

12、g)。n入库(Put-away)。n订单拣货(Order picking/selection) 。n检查与装箱(Checking and Packing)。n发货(Shipping)。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划收货收货(Receiving)收货作业包括：n到达产品卸货n货物外观查验n检查物料的数量和质量是否与货单一致n托盘化托盘化（码放在托盘上）n更新库存记录基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划入库入库(Put-away)n入库是将商品移至存储区存储区、专门作业区专门作业区或发货发货区区的实际移动过程，包括搬运和放在适当的地方。基础工业工程基础工业工程

13、物流与设施规划物流与设施规划直接转运直接转运(Cross docking)基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划订单拣货订单拣货(Order picking/selection)n订单拣货是将一种或多种存储货物取出，按顾客要求整理组合，包括拆包或再包装。订单拣货是仓库的一项基本服务，一般占仓库的近一占仓库的近一半作业成本半作业成本。n订单拣货有4种策略 摘果式摘果式(Discreet picking)。一次将一个订单的所有货物从头到尾拣取。 播种式播种式(Batch picking)。先将所有订单所要的同一种货物拣出，在暂存区再按各用户的需求二次分配。基础工业工程基础工业工程物流

14、与设施规划物流与设施规划订单拣货订单拣货(Order picking/selection)n订单拣货有4种策略 分区式分区式(Zone picking)。每个拣货员负责一片存储区内货物的拣货，在一个拣货通道内，先将订单上所要货物中该通道内有的全部拣出，汇集一起后再分配。这是一种分区播种式分区播种式，但要多个拣货员才能完成拣货任务。 波浪式波浪式(Wave picking)。按照某种特征将要发货的订单分组，如同一承运商的所有订单为一组，一次完成这一组订单，下一波再拣选另一组的。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划基础工业工程基础

15、工业工程物流与设施规划物流与设施规划检查与装箱检查与装箱(Checking and Packing)n将顾客订单要求的每一项货物都装入合适装入合适的容器的容器（物流箱、托盘、集装箱、车辆等）n为保证订单的准确，装箱过程及发运前要进行检查，提高服务水平、避免反向物流及返工。n装箱优化装箱优化：同一订单采用的容器尽量少； 装箱方式使空间利用率最大化基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划发货发货(Shipping)n发货作业：包括拣选出的产品在发货区发货区的暂存的暂存，配货整理后搬运搬运到运输车辆内，发车计划以及线路安排线路安排，库存记录的调库存记录的调整整和发货记录的检查发货记录的检

16、查。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划2储存储存n储存是商品在等待需求前的实际存放商品在等待需求前的实际存放。n储存的形式与存储货物的尺寸、数量，以及产品搬运特性或容器有关。n储存按时间长短分为临时的和持久的。 临时储存临时储存强调仓库的移动功能，仅储存基本库存补货所必需的货物数量。具体数量主要由提前期内需求量具体数量主要由提前期内需求量决定决定。 持久储存持久储存是指超过正常补货数量的，即安全库存或缓冲库存。需要持久储存的条件常有季节性需求、不确季节性需求、不确定的需求定的需求、预期购买和数量折扣等预期购买和数量折扣等。n储位分配储位分配：提高存储、搬运或出库效率，针对不同

17、货物，分配有效的存储区域。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划3信息交换信息交换n信息交换总是伴随着仓库的移动和储存功能伴随着仓库的移动和储存功能，仓库作业管理需要时间性很强的精确信息时间性很强的精确信息，如库存水平、储位信息、进出货信息、空间利用率等。n现在企业越来越依赖于电子数据交换电子数据交换EDI、Internet、条码条码和RFID等技术所提供的计算机化的信息来提提高信息交换的速度和精确率高信息交换的速度和精确率。n但是在仓库运作中误差和差错总是难免的，因此需要定期盘存定期盘存，以提高信息的准确性。 基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划7.2 存储设施

18、设备存储设施设备n存储设施设备主要就是各种货架货架。n由于要储存的货物形状形状、重量重量、体积体积和包装形式包装形式等千差万别，因而货架有多种类型。n货架这个词本身就有多种含义，一般轻型货架轻型货架(Shelf)，与常见的书架和超市里的货架没什么区别;n重型货架重型货架(Rack)主要是存放集装单元货物存放集装单元货物的，是本节主要讨论的对象基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划货架货架(Rack)n货架可以分为： 托盘货架、驶入式货架、阁楼式货架、重力式货架、悬臂式货架、移动式货架、旋转式货架等。n按货架是否移动分类按货架是否移动分类，可分为固定式和驱动式；n按货架高度分类按货

19、架高度分类，则分为高层货架（12m）、中层货架（5-12m）、低层货架（18 m时，跨度应为6m的倍数。故常用库房跨度6m, 9m, 12m, 15m, 18m, 24m, 30m。n如上例，按建筑模数修正为15m54m或15m60m ，总面积超出一点是可以的，为其它未考虑因素预留调整余地。 7.3.3 库房布置设计库房布置设计基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划987.3.3 库房布置设计库房布置设计p 评价指标n库房面积利用率库房面积利用率=库房有效面积库房内存储物资面积n仓容利用率仓容利用率=设计库存数量或容积存储货物实际数量或容积n存取率存取率=库存总量所存取量x100

20、%x100%x100%n转运频率转运频率=平均库存量年运出量基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划n通道设计也是仓库规划的重要内容通道设计也是仓库规划的重要内容。通道布置的合理与否，将影响仓库作业和物流合理化，以及生产率的提高。通道设计不合理，会造成作业场地的拥挤、阻塞、生产不安全拥挤、阻塞、生产不安全、甚至影响机械作业率影响机械作业率。n出入库通道出入库通道 连接仓库收发站台和外部道路，是仓库的出入口。n库房通道库房通道。一般库房通道应设有纵向或横向的进出库通道，大型库房还应同时设纵向和横向进出库通道。n库房内各作业区之间还应留有作业通道作业通道，通道的宽窄应根据装卸搬运机械的

21、类型确定。p 通道设计7.3.3 库房布置设计库房布置设计基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划n仓库布置要考虑物流模式物流模式，在第5章所介绍的直线型、L型、U型和S型还适用。n为更好地表示仓库作业时物料、设备和人员移动的方式，用流动线表示商品、设备（包括货品箱、托盘、料箱等）、废弃物和人员的移动路线。n布置要求全部动线完整、合理，物料、设备和人员等不能发生阻断、迂回、绕远和相互干扰等不能发生阻断、迂回、绕远和相互干扰等现象。n根据这一要求，可以在仓库或物流中心平面布置图上仓库或物流中心平面布置图上绘制移动线绘制移动线。 7.3.3 库房布置设计库房布置设计基础工业工程基础工业

22、工程物流与设施规划物流与设施规划 基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划1、仓库布置的主要目标有：、仓库布置的主要目标有：有效有效利用空间利用空间达到达到高效的物料搬运高效的物料搬运在设备成本、空间利用、货损、人力和操作安在设备成本、空间利用、货损、人力和操作安全诸方面达到全诸方面达到存储经济性存储经济性能适应货物存储和搬运需求改变时的能适应货物存储和搬运需求改变时的灵活性灵活性方便仓库的方便仓库的日常作业日常作业（清洁）（清洁）p存储布置规划存储布置规划7.3.3 库房布置设计库房布置设计基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划（1）流动性原则）流动性原则货物存储位

23、置应当按行走距离与流动性成反比行走距离与流动性成反比的规则来安排。减少行走距离的方法：减少行走距离的方法：增加重要货物的存储深度存储深度；将货物放于合适位置使总行走距离最小。（按流动性来安排货物的储位按流动性来安排货物的储位）p存储布置规划存储布置规划7.3.3 库房布置设计库房布置设计基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划存储深度对行走距离的影响：存储深度对行走距离的影响：B 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B 2B 3B 4A 1A 4B 5B 6A 2A 3A 5A 6外外 墙墙通通 道道参参 考考 点点存存 储储 深深 度度B 1B 2

24、B 3B 4B 5B 6A 1A 2A 3A 4A 5A 6外外 墙墙通通 道道参参 考考 点点存存 储储 深深 度度B 1B 2B 3B 4B 5B 6A 1A 2A 3A 4A 5A 6存存储储深深度度参参考考点点外外墙墙 通通道道从参考点起距离从参考点起距离3单位单位2单位单位1单位单位到到A6的距离的距离222到到A1的距离的距离557到到B6的距离的距离458到到B1的距离的距离7813平均行走距离平均行走距离4.557.5基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划按流动性来安排货物的存储位置按流动性来安排货物的存储位置出出 入入 口口快快 出出 货货中中 等等出出 货货慢

25、慢出出货货物料进出仓库在同一点时，高高频货物频货物应当尽可能靠近该点。不同点进出（收/发货量不等），最小的收发比最小的收发比且高频物料应靠近发货点靠近发货点；最大收发比且高频物料应靠近收货点。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划例例7-6流动最频繁产品的收发货信息流动最频繁产品的收发货信息物料物料每次收货量每次收货量收货行走次数收货行走次数顾客订单数量顾客订单数量发货行走次数发货行走次数A40托盘托盘401.0托盘托盘40B100托盘托盘1000.4托盘托盘250C800箱箱2002.0箱箱400D30托盘托盘300.7箱箱43E10托盘托盘100.1箱箱100F200箱箱67

26、3.0箱箱67G1000箱箱2508.0箱箱125H1000箱箱2504.0箱箱250基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划收收 货货主主 通通 道道发发 货货收发比为收货行收发比为收货行走次数与发货行走次数与发货行走次数之比。走次数之比。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划（2）相似性原则）相似性原则n收货和收货和/或发货常在一起的货物应当放在一起。或发货常在一起的货物应当放在一起。n同时太相似的不要放在一起。同时太相似的不要放在一起。（3）尺寸原则）尺寸原则u 重货应放在低层货格，轻货应放在高层货格。重货应放在低层货格，轻货应放在高层货格。u 储位尺寸与待储货

27、物的尺寸相匹配。储位尺寸与待储货物的尺寸相匹配。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划（4）特征原则）特征原则当物料特征与前面的原则有相反要求时，按特当物料特征与前面的原则有相反要求时，按特征放置。征放置。u易腐蚀性易腐蚀性u不规则形状和易碎性不规则形状和易碎性u危险货物危险货物u安全性安全性主要特征有主要特征有:基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划（5）空间利用原则）空间利用原则主要考虑因素主要考虑因素:u空间节约空间节约(蜂窝损失问题蜂窝损失问题)u空间限制空间限制u易存取性易存取性u有序有序基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划a正确布置正确布

28、置,箭头指示存取方向箭头指示存取方向;b当多数货物不是沿着建筑物的长轴布置时为不当布置当多数货物不是沿着建筑物的长轴布置时为不当布置.收发货收发货收发货收发货基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划7.3.4 仓储机械的合理配置仓储机械的合理配置 仓储作业机械化：降低劳动强度，同时机械利用率要高p 仓储机械设备配置系数KK=Qc/Qt其中：Qc为仓储机械设备能力，即设备能完成的物流量（t/年）。Qt为仓储过程总物流量（t/年）1()mcekiiQZQnt基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划7.3.4 仓储机械的合理配置仓储机械的合理配置m 机械设备类型数Zi 第i类

29、设备台数，库内设备总台数Qe 设备额定起重量（载重量） 起重量系数，即平均以此吊装或搬运量重量与Qe的比值Nk 单位工作小时平均吊装次数或搬运次数t 年日历小时（一班制，7*280=1960h） 时间利用系数，设备年平均工作小时与t之比。1()mcekiiQZQntiZ基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划7.3.4 仓储机械的合理配置仓储机械的合理配置H 仓库年吞吐量 仓储物资重复搬运系数， =1-2，无重复搬运取1。tQHK0.7 机械化作业程度高K=0.5-0.7 机械化作业程度中等K0.5 机械化作业程度低 为库房或货场配备机械设备时，可以预先选定为库房或货场配备机械设备

30、时，可以预先选定K值（即期值（即期望的机械作业水平），据此计算需机械设备完成物流作业，望的机械作业水平），据此计算需机械设备完成物流作业，最后进行设备配置计算。最后进行设备配置计算。基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划仓储机械设备能力评价参数设备名称 nk门式起重机0.5-0.83-60.4-0.8桥式起重机0.4-0.74-60.3-0.7轮胎起重机0.4-0.64-80.3-0.5臂架式起重机0.3-0.64-60.4-0.7叉车0.5-0.84-80.4-0.7装载机0.8-1.05-100.5-0.9载货汽车0.7-1.00.2-40.4-0.8货梯0.5-0.95-1

31、00.5-0.9其他手动设备0.5-0.95-100.5-0.8基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划7.3.4 仓储机械的合理配置仓储机械的合理配置p 仓储过程总物流量Qtu指仓储机械所能完成的物流量。在设计或改造仓库配备的机械设备时，可以用它来计算所需要的机械数量。此时，Qc为已知（即仓库机械计划完成的物流量），求所需配置的机械数目基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划7.3.4 仓储机械的合理配置仓储机械的合理配置p 仓储过程总物流量Qtu第一步 根据仓储机械类型的配置计划，将Qc分解到各类机械1mcciiQQu第二步 确定某一类机械所需要的台数第i类机械承担的物流量()ciiekiQZQnt基础工业工程基础工业工程物流与设施规划物流与设施规划例例7-7n某大型企业，在厂区内新建5座综合性库房。每座库房面积为60*15=900m2，每座库房年吞吐量为1.9