【S物流园自营智能仓库系统建设方案（定量论文）16000字】

S物流园自营智能仓库系统建设方案我国仓库总数较大，但管理水平相对较低。现在有很多企业仓储设备不够先进，仓储发展不平衡，仓库布局也不够合理，因而导致仓储成本过高。就四方物流园区仓储而言，一方面，先进的仓储管理模式很少使用，仓储设备利用率低，自动化程度不够高。由于物流园区本身的局限性，仓储管理的发展也受到了阻碍。另一方面，没有专业人员管理仓库，规模没有那么大，自有资金少，没有自己的信息管理系统，导致管理混乱，工作职责不明确，严重阻碍了物流园区的发展。在分析四方物流园区仓储业务发展现状和存在问题的基础上，结合其发展目标，对智能仓储系统进行了整体规划，并对仓储位置管理和员工任务管理两个关键管理控制点的智能管理进行了较为深入的研究。同时，运用运筹学的思想，提出了一些提高管理效率的思路。关键词：智能仓储；流程分析；库存管理；信息系统；货位优化目录TOC\o"1-3"\h\u6808摘要 216745第一章绪论 542671.1研究背景 5236021.2四方物流园区位优势 61041.3研究思路及各章主要内容 610073第二章研究现状 7163772.1国内外智能仓储研究现状 7136172.2四方物流园仓储业务现状 8208362.3当前问题分析 10315962.4业务需求分析 1027471第三章自营智能仓规划结构 12298673.1业务流程规划 12139433.1.1入库流程分析 13237183.1.2出库流程分析 14224863.1.3在库管理流程分析 15193933.2信息系统规划 16295633.2.1仓库信息系统概述 1656443.2.2信息系统各模块功能 16134553.3设施设备规划 2130923.3.1基本硬件设备 21233673.3.2先进硬件设备 2224471第四章仓库管理智能化方法指导 22254424.1储位管理的智能化 22129274.1.1实施储位管理的重要性及必要性 22203814.1.2储位管理的内容 22192164.1.3货位规划 23188854.1.4组盘系统规划 25323024.2工作任务分派智能化方案 2610984.2.1重要性和可行性 27105314.2.2解决问题的相关研究 27290584.2.3使用排队论进行初期建模 2777624.2.4仓库管理系统的解决方案 3117925第五章实施方案 3214124第六章总结与展望 3310461参考文献 34绪论1.1研究背景随着中国经济进入提高质量和效率的“新常态”，产业结构不断优化调整，物流业也需要从传统物流向现代物流体系转型升级。仓储作为现代物流的重要环节，不仅承担着储存货物的任务，还需要更好地与供应链的上下游连接，以提高仓储业务的效率和服务质量。智能仓储是智能物流的重要组成部分，是现代仓储物流的发展趋势。智能仓储的发展离不开技术。王永会[1]等人结合RFID技术、机器人自动码垛技术、自动开箱机技术和周转箱清洗机技术，构建了电能计量装置智能存储系统，解决了有限空间内多规格、高频率计量器具的识别、分类缓存和自动高效运输问题，实现了仓库零人工操作。郑、[2]等人应用物联网技术构建了智能仓储物流运输管理系统，实现了对货车的管理调度和对物料运输过程的监控，提高了运输能力和效率。马翔[3]利用ZigBee无线网络和工控机构建了星型结构的立体仓库自动化物流控制系统，提出了堆垛机的二维模型；该系统具有规模可调、布局灵活、设置方便、控制要求多变的特点。为了改变传统的劳动强度大、能耗高的低温储粮模式，王金华[4]等人设计了一种基于Profinet总线的分布式控制系统。B.Bekta[5]设计了一个基于RFID和ZigBee无线网络的智能仓储系统，可以最大限度地消除操作中的人为错误，保证自动验证系统在放置货物时没有错误。A.Mohammed[6]等人研究了RFID在智能仓储配送中心的应用，开发了多目标优化模型，并进行了仿真验证，设计了集仓储配送功能于一体的智能仓储系统。紫竹阳[7]等人为了改善传统仓库管理系统简单静态的管理模式，应用Web分布式数据处理、光纤网络和实时数据共享关系数据库，建立了智能仓库管理系统，可以有效解决效率低、信息准确性低的问题。借助上述技术，企业可以降低存储成本，提高运营效率，逐步实现管理自动化。随着物联网技术、移动互联网技术、RFID、机器人等技术的发展和应用，物流业迎来了智能物流时代。智能物流的特点是自动化、智能化、信息化和网络化，可以实现物流各方面的高效运行。2016年，国家“十三五”发展规划发布，国家发改委发布《“互联网+”高效物流实施意见》。《意见》提出了四项主要任务：构建物流信息互联共享体系，提高仓储配送智能化水平，发展高效便捷的新型物流模式，营造开放共赢的物流发展环境。在国家和项目地方政策的倾斜和政府的大力支持下，科技、资金、人才等资源将进一步整合，为项目创造良好的政策环境。实现高速发展提供了良好的机遇，也为智能仓库的发展带来了新的机遇，赢得了国家优惠政策、项目和资金的支持。1.2四方物流园区位优势四方物流园区是山西省物流业发展中长期规划中的重大储备项目，也是国家多式联运示范项目培育项目和国家“十三五”港口建设项目。其地理位置优越，位于太原与晋中交界处，太原城市群中心，山西省经济最发达，山西综合改造示范区核心区域。公园占地4000多亩。计划建设“ABCD”4区11港，14座现代化仓库，总仓储面积18万平方米。同时，园区是国内唯一一家集铁路、公路、仓储服务于一体的现代物流企业。紧邻多条铁路，包括太中银、大西高铁、太焦、同蒲等7条干线铁路。街道连接京昆高速、印青高速、广广高速和108国道。同时商业交通发展也很便利，靠近迎宾西街、地铁2号线、晋中高铁站、乌苏机场。图1-SEQ图1-\*ARABIC1四方物流园区位优势1.3研究思路及各章主要内容作为系统设计方案，本文的设计从需求出发，使用了自顶向下、逐层细化的结构化方法进行研究。其研究路线如下图所示：研究现状2.1国内外智能仓储研究现状中国仓储业稳步发展，改革取得积极进展。近年来，移动互联网、大数据和云计算的影响已经渗透到社会经济的各个方面。在这种现实下，智能仓储的快速崛起，尤其是电子商务规模的快速扩张和零散的大批量订单，使得依靠传统的仓储管理和运营模式难以及时准确地应对，进一步推动仓储管理向自动化和智能化发展。未来，智能仓储将有巨大的市场需求。物流仓储模式的发展经历了人工仓储、机械化仓储、自动化仓储、集成自动化仓储、智能自动化仓储等几个阶段。随着物流仓储信息化和一体化的深入，仓储成本不断降低，效率不断提高，管理越来越方便。与传统的仓储方式相比，智能仓储首先采用统一的网络控制，保证了仓储信息的安全性，实现了仓储的统一管理和控制。其次，通过使用智能设备，减少了人工操作，节约了人工成本。而且智能软件的使用使得仓储流程完全信息化，客户可以随时随地进行仓储管理。此外，无线传感器技术的应用使仓库完全可监控，提高了货物存储和管理的效率。在提升仓储信息化水平的过程中，智能仓储的建设为大型物流企业的发展和国际物流政策标准的制定提供了更多的可能性。国内外知名电商公司率先实现智能仓储。例如，亚马逊投资了KIVA机器人来实现无人仓库，京东。COM的“亚洲第一”，阿里巴巴的菜鸟网络正在部署智能仓储，实现仓储运营效率的重大提升。JD。COM的“北京亚洲一号”借助穿梭智能系统，创造了“3人每天提货2.4万件”的纪录，运营效率是传统仓库的5倍；广州亚洲一号拥有100万元的总日出库能力，为中国单仓最高纪录;昆山亚洲一号的日分拣能力超过100万件。南京苏宁云仓物流中心智能仓储控制系统实现了包裹日处理量可达181万件，拣选效率为每人每小时1200件，仓库员工由3000人减少到500人，大大节约了人工成本。对新人网络智能仓库和传统仓库相关的媒体测试结果显示，传统仓库的发货人走了28756步，在6个半小时内取走了1500件，接近人工取货的极限。但是智能仓库的发货人只需要2455步，就可以取走3000件。该值不是智能仓库的最高值。同时，麦肯锡公司估计，由于人工智能技术的应用，美国将有3900-7900万个工作岗位消失，英国将有近20%的工作岗位消失。虽然各种信息技术为智能仓储的建设带来了无限的可能性，但智能仓储的发展和进步仍然存在许多困难。(1)智能仓储建设成本高，低成本的推广几乎没有；(2)仓库信息管理效率低，尤其是在大型电子商务活动中，爆炸性的仓库信息难以管理；(3)存储信息不对称，目前智能存储很难实现完整的信息共享，有技术和人为原因；(4)信息安全和全过程监控。智能仓库的信息传输依赖于互联网，涉及大量的私人信息和商品信息，因此信息安全和监控也是亟待解决的问题之一。2.2四方物流园仓储业务现状四方物流园区拥有14个现代化仓库，总仓储面积18万平方米。包括多式联运港口：1#仓15959.97m2，2#仓13572.06m2，3#仓12708.82m2，4#仓11988.82m2，5#仓25405.24m2，6#仓23965.24m2；铁路口岸：路边仓库74919.3平方米，中转雨棚35280平方米。仓库设计分双平台和单平台两种，均设有液压升降平台，仓库区设有独立办公区。目前，四方物流园提供的仓储服务主要有两种模式：（1）仓库整体出租仅向客户提供仓库和仓库内固定设备的使用权，客户负责仓库内的管理和运营。这类仓储管理模式比较完善的大型企业，如京东、永辉超市等。它们拥有完善的仓库管理体系，可以按照自己的仓库布局规划租赁园区内的仓库，并使用自己的标准化配套服务设施进行仓库建设和人员培训管理。图2-SEQ图2-\*ARABIC1京东仓库自营模式（2）自营仓储服务除了为客户提供仓库使用权外，还提供仓库运营管理服务。主要针对不完美的经销商，比如啤酒经销商百迪达。这类企业本身没有完整的仓库管理模式，四方物流园区对这类仓库的管理还没有实现信息化。图2-SEQ图2-\*ARABIC2百地达啤酒仓储模式目前，四方物流园区的公路口岸和多式联运口岸大部分已经整体租出，仓储保管业务量非常有限。2.3当前问题分析(1)仓库缺乏合理的布局规则和人员组织模式目前，四方物流园区自营仓库的管理较为广泛。以百迪达啤酒仓库为例，其布局没有明确的规则，仓储过程中货物位置的分配往往取决于工人的经验。此外，在人事组织方面也缺乏规范要求，容易出现不明确的情况。(2)缺乏清晰的操作流程由于自营仓库业务运营时间短，四方物流园区尚未形成明确的运营流程，经常出现工人操作不规范的情况。(3)信息系统水平有待提高目前，四方物流园区自营仓库仍采用手工记账和手写标签，信息化程度相对较低。目前，现有的“云仓储”平台只能提供货位信息、租金查询等基础服务，客户无法实时管理商品的现有信息。2.4业务需求分析随着社会分工的不断发展，第三方仓储的服务形式得到普及，成为企业拓展“第三利润源”的重要手段。四方物流园区位于山西综合改革核心示范区的中心。周边企业多，仓储业务市场潜力大。发展自营仓储服务，提高仓储业务运营水平，将成为四方物流园区未来的重要发展方向。一般来说，以下类型的客户会选择第三方仓储服务：(1)财力有限的企业无法完成基础设施建设投资；(2)需要控制仓储成本的企业；(3)仓储业务不是属于公司核心竞争力的企业。上述潜在客户通常对仓储服务有以下要求：(1)货物在储存期间得到妥善保管，不会(或少)损坏或短缺；(2)及时提供仓库货物的状态和库存；(3)能有效连接上下游环节，仓储入库效率高；(四)能够按时提供相关管理报告；(5)收费方式合理，价格有竞争力。另外，在未来的业务发展中，客户数量不断增加，类型也更加多样化。四方物流园区还需要根据不同客户需求的特点提供个性化、定制化的服务，并具备提供“打包”仓储服务的能力。以上所有需求都可以通过智能技术手段来满足。首先，仓储管理信息系统(WMS)的建立可以实现仓储、入库、入库的电子化管理，及时记录业务所需的数据；基于互联网的系统可以实现与客户的实时数据传输和共享，满足用户了解仓库管理现状的需求；利用数学模型、仿真等技术手段对一些管理控制点进行优化，可以有效提高仓库管理的效率。第三章自营智能仓规划结构3.1业务流程规划图3-1整体业务流程图结合四方物流园区仓库运营现状的分析，针对其仓库管理信息化的业务流程整体主要分为三个模块：入库，在库管理，出库。整个流程阶段如图3-1所示。3.1.1入库流程分析图3-2入库流程图入库流程分为以下几个阶段：1）上游客户通过电话，邮件等方式向管理人员发出入库通知，管理人员将其录入系统，生成入库计划单；2）货品由装卸搬运人员从月台搬运进入仓库，仓库管理人员根据入库计划单核验货物，清点数目，同时完成标准化组托操作；3）验收货物生成入库单；4）输入托盘货品信息，根据系统分配的货位，由装卸搬运人员完成上架操作；5）库存信息更新。3.1.2出库流程分析ADDINCNKISM.UserStyle图3-3出库流程图出库流程分为以下几个阶段：1）客户通过电话，邮件等方式向管理人员发出出库通知，管理人员将其录入系统，生成出库计划单；2）装卸搬运人员根据系统指示，执行下架操作，管理人员核对货品状况；3）货品下架，库存信息更新；4）系统生成出库单，自动结算库存费用；5）仓库管理人员粘贴出库单并存一份单据留底，货物搬至月台并运离。3.1.3在库管理流程分析ADDINCNKISM.UserStyle图3-4在库管理流程图在库管理的主要内容是盘点业务，流程为：系统根据库存货品状况发布盘点计划；仓库管理人员依据盘点计划，对货品进行盘点核实，处理异常情况；根据盘点结果，更新库存信息。3.2信息系统规划3.2.1仓库信息系统概述随着科学技术的发展、社会的进步和计算机的飞速发展，仓库管理的方法也在日新月异。仓库作为商品资源的集散地，商品种类繁多，包含了大量的信息和数据管理。目前，四方物流园区仓库的信息管理方式主要是基于手写和纸质表单的手工处理。对于货物入库和入库的统计，经常使用人工验书，管理人员的管理权限不受限制，任何人都可以查看，容易造成数据泄露。另外，信息处理工作量大，容易出错。因为数据量大，所以容易丢失，很难找到。总的来说，缺乏系统、规范的信息管理手段。而且一般的入库情况都记录在账本上，当时仓库工作人员和管理员也记得很清楚。长期以来，如果要查询，就要翻遍无数的资料，费时费力，如果要换很久以前的货就更难了。因此，有必要找到一种更好的方法来实现仓库的管理。非智能仓库管理使人们花费大量的时间和精力手工处理复杂重复的工作。人工处理的延迟和错误是现代管理中应抹去的缺陷。用先进的现代工具代替手工，无疑是生产力发展的方向。利用高科技和信息系统手段提高仓库管理满足企业的整体需求，是每个企业经营者所追求的目标。用户可以更新、删除、查询仓库内物料的基本信息，管理物料的入库、出库，查询入库、出库明细，生成物料的入库、出库报表和库存余额，使用系统对用户进行更新、删除、查询。查询库存数量，并具有操作员管理、权限设置、密码修改、数据备份、系统恢复等系统管理功能。本系统是为了解决企业仓库管理中的不规范、不智能化问题。努力降低成本，提高效率，使仓库管理朝着简单化、标准化、有效性的方向发展。3.2.2信息系统各模块功能通过对上述智能仓储业务流程的分析，仓库货位管理系统的功能需求如下。系统包括入库管理、出库管理、库存管理、统计查询分析4个主要功能[8]，其功能结构如下图所示：图3-5仓储业务流程图3.2.2.1入库管理入库管理实现了各种类型的入库管理，如采购入库、销售退货入库、产品入库入库。从入库单到实物入库的全过程是通过入库管理子系统实现的。仓储管理子系统包括以下功能模块。仓储管理系统如图所示。图3-6入库管理系统用例（(1)仓单：入库单是收货的来源单据。系统支持录入或导入入库单，不同权限的用户可以查询、修改和删除入库单。可以多次接收收货订单，直到订单关闭或订单的接收数量达到订单数量。(2)收货确认：入库确认是指货物入库到货主指定的仓库，会直接导致库存增加，货物货位和托盘数量发生变化。收货人根据收货任务清单收货，将实际货物与收货任务清单进行比较，将所有偏差或错误记录在清单上，并在系统中进行记录和确认。(3)组板：对于需要在立体仓库入库的物料，必须进行组装；对于需要放入平仓的物料，可以根据需要选择是否组装。托盘组装活动将完成进货和托盘的捆绑。系统拼版子系统包括以下功能：记录绑定到指定托盘的物料的SKU、批次属性和拼版数量；指定组装后托盘装载的目标是三维库还是平面库；系统根据排架目标和预设的排架规则，自动形成一个排架任务，并在任务中指定排架的目标位置。(4)搁置确认：托盘组装完成后，系统会向搁架人员发出搁架通知，搁架人员会驾驶叉车将指定的托盘或货物搁架。排架完成后，排架人员将完成的排架信息反馈给仓库位置管理系统，完成排架确认。系统中的位置、货架位置和其他信息会再次更新。对于平仓，排架人员可以通过排架确认功能获取排架任务清单，根据清单将货物放入指定的存放地点，或者根据实际情况将货物放入其他平仓存放地点。搁置工作完成后，搁置人员通过搁置确认功能输入实际搁置位置信息，确认搁置完成。确认货架完成后，库存将被分配到系统指定的库存位置。(5)取消回执：误收货时，系统支持退货等人工干预操作。3.2.2.2库存管理包括对库存数量的调整、对库存的冻结、解冻及预警、对库存物资的盘点。库存管理的系统用例如图所示。图3-7库存管理用例(1)库存盘点：首先建立一个库存盘点任务，可以根据货主、货物类别、SKU、仓库面积、货位、托盘、批次属性等条件生成盘点单。或指定自上次盘点以来具有库存交易记录的物料。提货人逐一清点盘点单上的物品，记录实际订单数量，并输入系统盘点单。系统支持根据盘点结果生成差异盘点任务，对盘盈盘亏产品进行再次盘点。盘点结果确认后，系统生成库存调整单。仓库计划员根据系统调整单的审批结果进行相应的处理。当允许调整时，系统会对调整单进行审核，系统会自动进行库存调整，并生成盘点损益清单，调整单审核后关闭。不允许调整时，调整单取消，不进行库存调整。(2)库存调整库存调整功能是在系统中某一物料的库存数量与实际数量不一致时，对库存数量进行调整。首先通过查询库存余额，找到对应的SKU、批次、地点的库存项目；然后生成该存货项目的存货调整单，在调整单中填写调整后的存货数量；调整单确认后，系统自动调整相应的库存数量，并自动将调整操作更新为库存交易。因为库存调整是库存数量的直接调整，风险很大，所以该功能只分配给权限较高的用户。管理机构也要做出相应的调整。(3)库存预警、冻结和解冻当库存货物接近保质期或可能不足以下次发货时，系统会发出预警，提醒客户补充货物，仓库管理人员应重点管理这些货物。库存商品损坏时，验收结论与实际产品外观不符，逾期，需要临时冻结库存商品，冻结的商品除解冻外不能进行任何操作。在库存余额中找到确定SKU、批次和货物的库存项目，执行冻结功能，并记录冻结的原因、时间和数量。解冻对应的是解冻，也就是释放。当解决了冻结货物的问题，允许放行或进行其他处理时，进行解冻，并记录解冻的时间和数量。未冻结的货物将恢复到冻结前的状态。3.2.2.3出库管理该子系统实现对在库货品的出库管理。其功能包括出库订单、出库订单分配、出库拣选、组货装箱。出库管理的系统用例如图所示。图3-8出库管理用例(1)发布命令出库单是材料出库的重要凭证。系统支持检索订单所需物料的位置，仓库人员提取相应的货物。订单可以多次发出，直到订单交货数量达到订单数量。(2)订单分配订单分配是指系统确定订单上的货物前往哪个指定地点进行提货操作，因此是发货过程中的一个关键环节。调拨订单时，支持两种调拨方式：根据业务规则设置中确定的调拨策略，确定出库的物料和货位，直接指定具体货位。选择一个或多个要发出的装运订单，并执行分配。系统会将货物位置分配给订单，以形成提货任务。(3)排序系统支持两种拣选方式：分散拣选，以商品的SKU为单位；(2)整挑，以托盘为单位进行挑选。对于平面库存领料，查询打印领料单，根据清单中指定的商品类别和数量进行领料，领料完成后在系统中输入实际领料信息；对于立体仓库的分拣，叉车会将托盘送到分拣口进行人工分拣。(4)包装和包装领料出库后，人工核对货物信息，逐一确认。系统更新库存和托盘信息，装卸工人包装材料。3.2.2.4统计查询分析实现各种库存业务的统计分析和报表查询，包括库存余额、库存交易、库存年限、收发货、货位占用、库存账户、作业量等。协助库存管理和决策。统计查询分析子系统的使用如图所示。图3-9统计分析查询用例(1)位置占用和库存剩余实现空货位查询。系统支持按客户、物料、货位、批次属性等各种条件或条件组合查询存货余额。支持将查询结果输出到Excel等指定类型的文件中。(2)存货账户实现库存材料的库存变动明细和结果的查询。(3)存货交易为了加强库存的安全控制，为管理层提供完整的仓库运营数据，并在此基础上对仓库运营进行更高层次的分析和统计，库存交易功能以日志的形式记录仓库中的所有业务活动，构成库存交易历史，包括收货、上架、提货、发货、库存调整等交易，并根据各种情况提供组合查询。(4)收发统计及明细报表根据客户、物料分类等多个维度，可以查询统计一定期间内的物料收发存情况。(5)工作量实现按岗位、人员、时间段统计分析工作量。(6)股票年龄分析分析仓库中物料的入库时间，包括根据入库时间分段的库龄和标准库龄分析。3.3设施设备规划3.3.1基本硬件设备结合仓库的业务流程，仓库需要以下基本硬件设备：(1)对于高层货架，货架高度一般在10m以上，增加货架高度可以在同一区域存放更多的货物，即增加仓库的空间利用率；(2)普通叉车是工业搬运车辆，是指用于装卸托盘货物和短途运输作业的各种轮式搬运车辆；(三)堆垛起重机，是指在仓库、车间等使用货叉或串杆作为拾取装置，对单位货物进行抓取、运输和堆垛的专用起重机。或者从高层货架上取放单位商品；(4)电子标签作为数据载体，可以起到识别、物品跟踪和信息收集的作用；(5)输送带，通过合理规划工作位置沿输送带的数量和分布，提高作业效率；(6)LED显示屏，主要用于显示目前待处理订单的商品类别和数量，并指导领料台工作人员工作；(7)手持终端设备，用于扫描电子标签，向员工展示相关商品信息，更新手持终端设备上的相关商品信息；(8)应急处理设备，如消防设备、报警设备等。用于处理可能出现的意外情况，防止严重损失；(9)托盘(Pallet)是一种可移动的运载货物的平台，是将静态货物转化为动态货物的媒介。即使放在地面上的货物失去了灵活性，在装载到货盘上后也会变成柔性的、可移动的货物，装载到货盘上的货物会处于随时移动的就绪状态。3.3.2先进硬件设备随着社会对物流服务质量要求的提高，未来的仓库可能需要以下更先进的硬件设备来实现更高的自动化，包括：(1)输送机系统，是仓库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机上卸下货物，如滚筒输送机、链式输送机、升降台、分配车、电梯、带式输送机等。(2)自动导向运输车辆是指装有电磁或光学自动导向装置，能沿指定导向路径行驶，具有安全保护和各种移动装载功能，一般以可充电电池为动力源，通过电脑控制其行驶路线和行为，或利用电磁轨道设置其行驶路线，并卡在地板上，而无人驾驶运输车辆则根据电磁轨道带来的信息进行移动和行动的运输车辆；(3)移动货架，由电机驱动，通过安装在货架下方的滚轮沿着铺设在地面上的轨道移动，这样一组货架只需要一个通道就可以满足拣选作业的需要，一般可以提高仓库的利用率。。第四章仓库管理智能化方法指导4.1储位管理的智能化4.1.1实施储位管理的重要性及必要性1.储位的规划直接影响到出入库效率2.储位规划影响在库保管的质量3.储位规划能够提升管库容的利用率4.1.2储位管理的内容储位管理工作的主要内容如下图所示：图4-SEQ图4-\*ARABIC1储位管理主要内容在确定(初始)货位规划的两个决策内容时，要注意仓库的管理模式不同，战略方法和空间规划也要进行调整。作为第三方仓储服务提供商，可以提供交货时间确定或交货时间不确定的仓储服务。对于加工集中、交货时间确定的仓库，最好在仓库停留时间较短，离出口较近；对于交货时间不确定的仓储服务(例如百迪达这样的经销商直接外包所有仓储管理业务)，需要根据历史订单数据进行规划。与第一种商业模式相比，后一种商业模式对服务水平和性能的要求更高，同时与客户的合作更紧密。4.1.3货位规划4.1.3.1货位规划的重要性在物流配送中心的所有作业中，订单拣选时间占配送中心总作业时间的40%以上，拣选成本占总作业成本的60%以上。订单拣选消耗了配送中心的主要劳动力，是作业过程中的重要环节。因此，高效的拣货作业可以降低配送中心的运营成本，而货位优化是提高拣货效率的有效方法。在基于固定货架的拣选模式中，拣选人员根据系统指令通过相关的装卸设备在指定货架上的指定位置拣选物品。此时，合理的位置优化可以缩短拣选机的总移动距离。货位规划除了提高拣货效率，还可以提高整个仓库的利用率。具体来说，如果在选址规划中考虑了货物规模与选址规模的比例，选址规划的结果就包含了“根据货物规模分配选址”的影响因素，这可能会提高存储容量率。4.1.3.2货位优化基本原理及模型实际领料单一般包含多种物料，因此同一订单中物料的存储位置会影响作业领料的效率。比如需求相关性比较大的物品放在同一个货架上，人到了一个货架就可以挑选多种物品，减少了人的重复动作；如果将交货频率高的物品放在拣货台附近的货架上，相关人员的总移动距离会减小。通过以上分析，选址优化的一个基本目标是缩短总的拣选路径，这个基本目标可以通过以下两个子目标来体现：(1)以出库频率为权重，最小化拣选每个物品所需的加权时间；(2)尽量缩小相关性强的产品之间的距离。此外，考虑到优化结果的兼容性，将所有物品分为一定数量的类别，属于同一类别的商品可以相互共享位置，即虽然最终的位置分配结果是根据每个物品生成的，但在实际应用中，如果商品A和B的条款相同，那么A和B可以交换位置，这样可以增加选择的灵活性。通过以上分析，需要对所有项目进行分类，确定合适的分类数量和分类规则，确定分类数量和分类方案，然后建立两个目标子函数，其中s为货品的数量，为货品i的出入库频率，为货品i所在货位相对于分拣台的空间坐标，为相关装卸搬运设备在x轴、y轴、z轴运输速度，由此即可表示为了获得商品i在拣选路径上所花的拣选时间；，其中表示商品i和商品j货位空间坐标之间的曼哈顿距离，即，表示商品i与商品j之间的相关系数，具体地讲，选定一个时间间隔，收集这个时间间隔内的所有订单，并分析所有订单中每对物品的的相关性。以最简单的线性相关为例，设有两个维度X、Y，当且仅当商品i和商品j出现在同一张订单时X=Y=1，否则X=Y=0，由此可以得到n对（X，Y），n为这个时间间隔内的订单总数目，由相关系数的计算公式即可得到的具体数值。通过分别为两个子函数乘上一个参数可以得到最终的总成本函数，由于两个子函数的量纲不一定相同，因此并不要求两个参数之和为1，参数的具体数值根据实际情景制定。至此得到的最终的目标函数为，相应的基本约束为所有的商品有且只有一个货位，货位最多只能放置一个商品，设共有k个货位，设置变量为，表示货品p被放在q货位上，p=1，2，3...s，q=1，2，3...k，由此可得基本约束为：（1）（2）约束（1）保证了每个货位至多放置一个货品，约束（2）保证了每个货品有且只有一个货位，约束（3）定义变量为0-1变量。4.1.3.3货位优化的其他目标及约束上文的分析基于以下两个目标：（1）最小化以出库频率为权重的加权的拣选每样物品所需的时间；（2）最小化相关性较强的货品之间的距离，在企业的实际经营中，可能存在更多的目标例如货架的重量分布合理性指标、货架平衡性指标以及货位利用率指标。对于货架重量分布合理性指标可以建立新的子目标函数，其中为货品i所在货位的实际高度（区别于上文中的相对高度），为货品i的重量。以上分析仅基于“所有货物只有一个货舱，最多只能在货舱放置一件商品”这一基本约束。这一限制是基于所有货物可以放置在所有货舱的前提条件。在企业的实际操作中，货物的尺寸和规格往往相差很大，所以货舱的尺寸只能根据前提条件按照最大的规格进行设计，这往往会造成很大的浪费。因此，可以考虑增加尺寸约束，即放置在货位的货物尺寸必须小于货位的尺寸；此外，在现实生活中，一些类别的商品不能存放在一起，也就是说，这些商品可能相互不兼容。4.1.4组盘系统规划组盘是为了提高托盘利用率和仓库空间利用率，并方便库内装卸搬运，以托盘为载体把单件商品组化的过程。4.1.4.1重组托盘原则约束(1)规模限制：重量和体积。当托盘上货物的体积和重量不超过托盘的承载能力时，两个托盘将被重新组织。(2)其他限制：货物的储存条件和类型：当货物的类型和储存方式基本相同时，我们就可以执行组装货物的任务。需要注意的是，组装功能并不适用于所有商品。由于托盘组装带来的运输和装卸成本，优化后的存储容量方案仅更适合于存储时间长、交货距离远、存储容量大的货物。摆货方式：组装板材时注意各种摆货方式的合理性和牢固性；商品品种、型号规格、厂家、批号等无混堆现象。在单一种类的商品中。不同店面的大小：组装完成后，要注意商品与店面的匹配问题，商品的体积要与店面的空间相适应；拼装货物的重量不得超过该层货物的承载能力。货物起吊的安全距离：组装好的货物顶部与上层货架底部之间应保持合理的安全距离。4.1.4.2组盘流程4.2工作任务分派智能化方案在仓库管理过程中，能够提高效率的一个重要节点是人员的任务分配。基于四方物流园区仓库管理的现状，一个仓库建成投产后，人员数量一般是固定的(或数量在小范围内有波动)。因此，有必要在信息化的基础上，通过系统给一定数量的员工分配合理的任务，这对提高效率和人事管理也具有重要意义。这里的工作任务分配主要是指仓库管理中的任务，比如将商品上架给装卸人员，将商品下架给装卸人员，将库存任务分配给仓库人员等等。4.2.1重要性和可行性1.合理分配工作任务有助于提高仓库管理的质量和效率，操作更加准确；2.在信息化的前提下，方便管理人员利用系统和数据来监控工作进度，实现任务分配和记录；3.在约束条件上增加对劳动者工作时间的约束，将工作量限制在工作时间之外，可以提高劳动者的工作福利，保证公平；4.控制可变因素最多的人为因素，可以增强整个系统的抗风险能力5.随着信息管理的普及和技术水平的提高，用于准确传输信息的手持终端和可穿戴设备(如蓝牙耳机、运动手环和智能手表)的价格进一步降低，其普及可以保证系统信息的及时同步和与一线运营商的及时沟通。4.2.2解决问题的相关研究关于工期分配问题，已经有相当多的研究，其中，张杨[9]指出，企业通常根据工作量对工作任务进行排序，然后确定其最终完成时间，但在学术研究中，通常采用逆序求解的方法，即假设给定的工作任务序列，得到序列下的最优工期，然后返回决策最优任务序列。这也是解决有时间限制分配的调度问题的常用方法。许等[10]针对高峰时期货车装卸任务到达不均匀造成的拥堵问题，提出应用排队论和积压后平移稳定性估计方法优化车场两阶段排队等待装车时间。张同辉等[11]针对操作时间窗和批量大小的决策问题。在大量数据的基础上，表明写任务的到达时间间隔服从负指数分布，闸机服务时间服从负指数分布。为此，建立了混合整数规划模型来协调两个区域的集装箱运输量的分配。用M/M/S排队系统计算排队长度和等待时间，用Cplex求解，验证了模型的有效性。4.2.3使用排队论进行初期建模由于没有相关数据，本方案中我们将以排队论的模型为例，尝试建模解释仓库即将面临的工作任务分派情景。以工作任务作为队列，每个工作人员为服务台建立单队列多服务台排队模型，如图1所示，基于“先到先服务”的原则，当货物（顾客）到达时，若没有服务台空闲，则进入队列;当有一个服务台空闲时，排在队列中的第一个顾客即进入此服务台接受服务，服务结束后离开系统。首先对该系统进行合理的假设:（1）顾客进入系统后接受服务的顺序是公平的，即先到者优先接收服务。（2）各服务台（仓库管理人员）的处理业务速度是一致的。（3）服务台服务方向是单方向的，出库与入库处理人员是分开的。这是一种理想的，简化的情况。图4-2单队列多服务台模型该模型服从M/M/C，顾客到达间隔时间服从泊松分布，服务员服务时间服从负指数分布，C个工作台（仓库管理人员）a.相关参数的获取对于顾客平均到达率的确定，

由于数据不能获取，考虑建立模型，以作参考。（1）顾客平均到达率的确定关于客户平均到达率的计算，由于货物在每个时段的排队数量服从泊松分布，调研日期由于仓库管理员实行倒班制，不区分工作日和非工作日，本文提供一个表格给企业记录每个日期内在每个时间段的货流量，进而计算出平均单位时间内到达的货物数λ，统计表如下表。时间9-1010-1111-1212-1313-1414-1515-1616-178月1日8月2日8月3日8月4日8月6日8月7日8月8日8月9日8月10日表4-3每时间段人流量统计表根据极大似然估计法，可以利用表中数据，求得泊松分布的参数λλ：货物平均到达间隔时间n：表格中数据的随机变量ν：数据出现的频次f：统计时间间隔（1h）λ=∑nⅹv（2）仓库管理系统平均服务率μ的确定随机调查了该仓库进行出库的货物，由于订单大小不同导致仓库管理员出库处理时间不同，故统计按照业务量和耗时进行。整理如下表。表4-4服务速率统计表货物号处理时长12345在实际运用该工具时，要对时长进行统计，看时长的分布属于什么分布，假设仓库管理系统平均服务率服从负指数分布，通过对表2中的数据进行数理统计分析，运用运筹学相关知识对银行柜台服务人员的平均服务率进行估算。平均服务时间t=∑tiN（ti:N：所有被统计货物的数量平均服务率μ=1b.仓库管理系统模型的建立及特征指标在系统中，货物来源是无限的，这是一个无限源系统。服务窗口之间是相互独立的，且其概率服从参数为的负指数分布。在该M/M/c系统中，货物的到达时间间隔服从参数为λ的泊松分布，则两次到达之间的时间间隔为1/λ;每个货物的服务时间是相互独立且服从参数为μ的负指数分布，则平均服务时间为1/μ。即该服务系统是一个输入为泊松分布、服务为负指数分布、c个开放的售票窗口，顾客源为无限、系统容量不受限制的等待制排队模型。系统稳定后：P0=平均排队的货物数Lq=系统中的平均顾客数LS=L货物排队平均等待时间（货物数/平均到达率）Wq=Lq货物在系统中逗留时间Ws=Wq+最后在实际应用时，要计算c=1.c=2.c=3.c=4.等等时模型解，进行对比，以此进行优化，从而找出该排队问题的解决策略。注意：服务窗口的服务程度。本文系统的排队强度为ρ=λ/μ。当ρ>1时，单位时间内进入系统的顾客数大于单位时间内系统服务窗口所能接受的顾客数，服务窗口前的排队人数会越来越长，系统将不稳定，这是极不合理的。在ρ=1时，单位时间按内进入系统的顾客正好能够在这段时间内全部接受服务，此时所有的服务窗口全部处于忙碌状态，没有休息时间。当ρ<1时，有部分休息时间，企业可以根据需要选定仓库管理人员数量。c.模型总结通过建立仓库管理系统，分析ρ与1的关系，以及Lq，Ls，Wq，Ws的实际情况的对比，可以得出以下结论:如果选择更加符合实际的服务人员数量，会减少货物的排队时间，进而提高顾客的满意度，减少人力资源成本，同时提高竞争力，为经营管理提供决策参考。除了设置更为合理的窗口数量，从服务效率角度来看，可以通过以下几个方面提高服务效率:（1）提高仓库管理人员的服务效率。（2）优化业务流程。（3）采用分流的渠道措施。从人员设置和现场改善的角度考虑，可以通过以下方法来提高服务质量:如服务窗口数量和服务时间设置为弹性的。在高峰时间段的日期，增加服务人员，服务人员采用倒班。4.2.4仓库管理系统的解决方案通过建立仓库管理系统，分析ρ与1的关系，以及Lq，Ls，Wq，Ws的实际情况的对比，可以得出以下结论:如果选择更加符合实际的服务人员数量，会减少货物的排队时间，进而提高顾客的满意度，减少人力资源成本，同时提高竞争力，为经营管理提供决策参考。除了设置更为合理的窗口数量，从服务效率角度来看，可以通过以下几个方面提高服务效率:（1）提高仓库管理人员人员的服务效率。（2）优化业务流程。（3）采用分流的渠道措施。从人员设置和现场改善的角度考虑，可以通过以下方法来提高服务质量:（1）服务窗口数量和服务时间设置为弹性的；（2）在高峰时间段的日期，（3）增加服务人员，服务人员采用倒班。工作任务分配系统流程如下图所示：图4-5工作任务分配系统流程第五章实施方案基于山西四方物流集团有限公司信息化建设水平还可提升以及计划建设智能仓库的现实情况，山西四方物流集团有限公司的智能仓库建设应该分两步走。第一阶段：业务数据化（近2-3年）目前，山西四方物流集团有限公司仓库尚未完成最终的信息化建设。构建现代智能仓库，首先要实现的是仓库业务数据。无论是在单据处理、货物数量、货位管理等方面，业务数据一般都能提高仓储业务的效率。比如过去需要手工填写和检查的各种文档，数字化后可以减少纸质文档的数量，只需要在关键节点保存纸质文档。其他节点可以使用电子文档，在系统中审批相关文档，可以创造时空效益，使相关运营商的运营时间和地点更加灵活；此外，在大型仓库中，仅通过人工统计和计算很难准确管理仓库中的各种货物，容易导致库存数量不一致，货物放置在不合理的位置，影响仓库的运营效率和运营效率。第二阶段：数据服务于业务（近5-10年）随着大数据、机器学习等技术的快速发展，山西四方物流集团有限公司必须拥有大量的数据并合理应用，才能实现进一步的智能仓储。通过业务数据化的第一步可以获得更多的历史管理数据，第二步是利用这些数据创造效益。比如通过分析仓库的历史异常信息，可以了解仓库运营过程中出现问题的主要方面以及产生这些问题的原因，有助于在以后的运营中避免这些问题；此外，我们可以通过分析过去的入库和出库信息，得到不同货物需求之间的关联度，并将相关结论应用到货位规划中，以提高拣货作业的效率。在智能仓库的运营中，收费模式也需要重点设计。在信息系统的支持下，在运营智能仓库的过程中，可以选择按流量计费的模式，为客户提供更详细的结算方案，帮助客户降低成本。一般来说，有以下因素影响按流量收费的价格：(1)货物规格对储存在仓库中的货物收费时，应考虑货物的质量和数量。有些商品质量大但体积小，比如重金属，会对货架有一定要求，增加装卸难度。有些商品质量小，但数量大，如膨化食品等。这需要更多的空间，但装卸过程中所需的设备并不高。综合考虑以上因素，商品大致可以分为标准、小、大。首先，标准包装的质量和体积范围应根据仓库自身的需要来确定。则较小的包装在质量和体积方面小于标准包装范围，或者质量和体积两个参数中的一个在标准包装范围内，而另一个小于描绘的范围。标准包装意味着质量和数量都在规定的范围内。大包装在质量和体积上大于标准范围，或者质量和体