仓储管理的优化案例

案例某钢材库仓储系统的设计与优化

本案例采用多因素分析法，对刚才仓储系统的规划、贮量动态预测、搬运设备选取、立体仓库设计等，结合实例进行讨论，提出了以调查统计、分等加权、相关图分析和指数平滑预测等为手段的现代仓储系统的设计与优化方法。与经验估算法相比，多因素分析法具有系统全面、经济合理等特点。

一、前言

现代科技的进步，促使仓库技能也在不断发展和完善，仓储系统的设计和优化已日益显示出重要性。但在实际应用中，还缺少科学的理论和方法来指导。本文通过对某公司钢材库进行规划和设计，力求探寻适用于仓储系统的设计理论和优化方法，以供进一步探讨。

该钢材库的库区平面布置图如图9-1所示。可以看出，不符合物流系统基本设计原则之处有以下几点：

（1）系统观念不强，分布混乱，不必要的路径过长，转弯和迂回太多，从而使物流不畅，装载和运输费用增加。

（2）原仓库、料场布置不合理。例如③是钢管库，⑤是露天料场，两者存放货物相同却不在同一运输线上。

（3）原仓库物资随意堆放，没有充分利用空间和占地面积，且工作环境不佳。

基于上述原因，在原钢材库的库区规模条件下，进行重新规划和设计，以便得到合理的仓储系统。

二、库厂的选址和规划

仓库和料场的选址和布置对仓储系统的基建投资，物流费用、生产管理、作业条件、环

境保护等都有着重要意义，因此要首先考虑。

该钢材库的库区规模和地址是确定的。仓

库和料场的功能基本相同，存取物资品种基本

单一。库场地址选择应用较多的是分级评分

法，又称分等加权法，如表9-1所示。表中列

出了地址选择的影响因素，按其重要性分别规

定相应的权数。同时，对每个备选地址进行审

查，并按每个因素逐个排出各个地址的排队等

级数，放在每个小格中对角线的左上方。再把

每个因素中各个地址的排队等级数乘以该因

素的相应权数，所得分数放在每个小方格中的

右下方。最后把每个地址的这个分数相加，得

到总分数，标明各个备选库场地址互相比较时

的优劣程度，如地址C总分143最高，取为最

佳方案。

表9-1 库址选择评分表

接着要合理确定仓储系统区域所有单位间的位置关系，并画出平面布置图。这是利用相关图来进行的。所谓相关，就是个单位之间所具有的关系密切度，这种密切度与物流因素有关：两个单位之间的物流量大，则他们的关系密切度也大，应靠近安排；也与非物流因素有关：非物流因素要求两个单位靠近一些，则它们之间的关系密切度也大，应靠近安排。这样，把各单位间的关系密切度按等级确定下来，并用简明的图表示出来，就是相关图。可以用相关图作为依据来进行系统规划。通常把密切度等级分为6等，即A、E、I、O、U、X等。A 级密切度最高，X级最低。取X级的两个单位不但不需要靠近，而且不能靠近。钢材库区主要单位有十个根据密切程度定出等级，画出综合相关图，如图9-2所示。令A级相关的两个单位的优先权数为6，E级为5，I级为4，O级为3，U极为2，X极为1，可计算每个单位的累计优先权数，列表9-2.一个单位所含的累计优先权数越高，则这个单位对其他各个单位的重要程度越高，就应该优先安排。再根据每个单位与其他单位密切程度以及实际情况，确定出钢材区规划和布置，如图9-3所示。

表9-2 优先权顺序表

三、预测分析

客场地址和总体布置确定以后，对未来几年钢材最大存储量进行预测，以便确定库场的容积和机械设备的配置。根据1989—1994年资料，钢材进库场数据如表9-3所示，其分布如图9-4，呈非线性递增的趋势，故采用三次指数平滑预测法。

表9-3钢材进库场数据月平均（万t）

取平滑分数α=0.3

S0(1)=S0(2)=0.95+0.97+1.01

3

=0.977

S0(3)=0.977

根据计算公式：

S t（1）=αy t+(1-α)S t-1(1)

S t(2)= αS t（1）+(1-α)S t-1(2)

S t(3)= αS t(2)+ (1-α)S t-1(3)

式中α—平滑系数；

S t（1）—第七周期的一次指数平滑值；

S t(2)—第七周期的二次指数平滑值；

S t(3)—第七周期的二次指

数平滑值；

y t—第七周的实际值

计算结构如表9-4所示。

表9-4 计算过程

a6=3S6(1)- 3S6(2)+3S6(3)=1.19

b6=a2

2(1-a)2

﹝(6-5a) S6(1)-2(5-4a) S6(2)+(4-3a) S6(3)﹞=0.055

c6=a2

2(1-a)2

(S6(1)- 2S6(2)+S6(3))=0.003

建立三次指数平滑预测模型为：

Y6+T=a6+b6T+c6T2

将各系数代入：

Y=1.19+0.055T+0.003 T2

则1995年预测超前周期T=1, 1996年T=2……再代入预测模型，预测后五年的入库见表9-5。

表9-5 预测入库量月平均（万t）

根据1989—1994年计划内和计划外的销量（出库量），其数据序列呈明显的线性增长倾向，故采用二次指数平滑预测模型（略去计算过程），预测出1995—1999年销量，即出库数据，见表9-6。

表9-6 预测出库量月平均（万t）

表9-7 1995—1999年每年度平均入库场差值月平均（万t）

1995—1999年每年度月平均入出库场差值见表9-7。最大积压量（原库存为零）为0.0222万t ，累计积压量为0.0015万t 。

四、库存容量的确定和优化计算 根据预测分析，得知未来5年内每年度月平均入库值，又知库厂每月上半月一边进钢材一边销钢材，下半月只销钢材，积压量甚少，可化简为零。这样可得出库存模型如图9-5所示。（其中，P 为进货速度，R 为销货速度，Q 0为进货批量，Q max 为最

大库存量，t 1为边进边销的时间，T 为库存周转期。）

Q 0=1.248t+1.312t+1.382t+1.458t+1.54t

5

=1.388万t/月

P ·t 1=RT=Q 0

R=Q 0T =1.3881 =1.388万t/月

P=Q 0t 1 =1.3881/2

=2.776万t/月 最高库存量 Q max =R(T-t 1)=0.694万t

但实际情况只能近似于库存模型，取月不平衡系数K m =1.4，则实际库存量应为： Q ‘max =K m ·Q max =0.917万t

再根据仓库和料场比例关系，确定建立一个最大容量不小于5500t 的立体仓库群。

由于根据该钢材库的进货批量和时间基本上确定，因此不需要再做其他计算。 五、钢材库货架的设计

钢材库主要是存储钢材，大部分是4米以上的长大件，根据国内外立体仓库货架资料，采用带有横撑的货架是最优选择，其钢材存放在横撑上。每个货架由11个立柱组成，立柱间距为1米，每个货架为5层，每层承载重量为5t 。立柱之间用钢筋和角钢链接。立柱由槽钢和钢板组成。横撑采用槽钢，按一定的尺寸分别焊接在立柱的两侧。经过强度和稳定性

图9-5 库存模型