仓储系统设计

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《设施规划与物流分析》
《设施规划与物流分析》 目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
设施规划与物流分析的绪论 物流系统及其分析方法 设施选址决策 设施布置设计 物料搬运系统设计 仓储系统设计 物流系统仿真
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第六章 仓储系统设计
6.1 仓储系统与规划 6.2 普通仓库的规划设计 6.3 自动化仓储系统
(6)按用途分类 (a)自有仓库 (b)公共仓库(c)合同仓库 (d)保税仓库
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2)仓库的组成
存储空间 货物 仓储设施设备 (收发设施设备、储存设备、搬运和输送 设备) 人员 (仓管、搬运、拣货和补货人员) 作业及管理系统等要素(WMS)。
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3、仓库规划
(1)仓库规划的目标 ➢ 空间利用最大化; ➢设备利用最大化; ➢劳动力利用最大化; ➢所有物料最容易接近; ➢所有物料得到最好的保护。
货堆深度(排) 1
通道损失La
0.6
蜂窝损失
0.15
总空间损失
0.75
2
0.429 0.249 0.678
3
0.333 0.305 0.638
4
0.273 0.340 0.613
5
0.23 0.366 0.596
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4、库容量的计算(以无货架仓库为例)
示例如图:通道两侧各有两排货物(即货堆深度为两个货位), 每排货物有若干列,每列堆码四层。
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例:某工厂拟建一金属仓库,现已知工厂生产 所需的金属材料平均储备天数为90天,年需求 量为1000t,工厂地面单位面积对金属材料平均 承重能力为1.5t/m2,金属材料仓库面积利用率 系数为0.4,工厂有效工作日为360天,试计算 金属材料仓库应建多大面积?
解:依荷重计算公式,得:
S Q T 1000 90 500m2
Q:仓库总的吞吐量是多少,各物品有多少数量; R:包括物品移动路径,与P一起确定了搬运设备的选择,和
仓库通道的设计。 S:辅助设施; T:时间性更是仓库设计要着重考虑的因素。
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3)仓库布置的作业区域划分
收货作业区 物料存储区 分拣作业区 发货作业区 集货分类区等
物料存储区
整箱拣货区
拆箱拣货区
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6.1 仓储系统与规划
1、仓库(仓储)及其作业功能
(1)仓库的概念 储存和保管货物的场所; 现代仓库和物流中心已经形成了围绕货物的以存储空间、储 存设施设备、人员和作业及管理系统组成的仓储系统,功能也 延伸到包括运输、仓储、包装、配送、流通加工和信息等一 整套的物流环节。
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普 通 的 仓 库 系 统
(2)按产品流程分类 (a)原料仓库;(b)在制品仓库;(c)成品仓库
(3)按堆放形式分类 (a)无货架仓库;(b)货架仓库
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(4)按保管形态分类 (a)普通仓库 (b)恒温仓库 (c)冷藏仓库 (d)露天仓库 (e)危险品仓库。
(5)按结构和构造分类
(a)平房仓库 (b)多层仓库 (c)高层货架仓(d) 散装仓库 (e)罐式仓库
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空缺系数期望值:
n 1
E(H)
1 n
i n
i0
式中 n— 一列货位堆码货物件数;i = 0, 1, 2, …。
则 蜂窝损失G = E(H)*(1-La) La—通道损失 则 库容量损失 = 通道损失+空缺损失
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不同深度时,通道损失、蜂窝损失及总空间损失 4层货物 通道宽度为3m,货物深度为1m
G E(H ) *(1 La )
例中: G
E(H)*
4 7
(7
/16) *(4 /
7)
1/ 4
A 通道损失 空缺损失
(4)库容量总损失:
7 16
*
4 7
3 7
0.679
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(5)库存容量计算(设实际需求库容量为 1000个货位)
库容量
实际库容量(库存量) 1总损失
1000 10.679
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6.2 普通仓库的规划设计
6.2.1 仓库的存储方式 1、散放
散放是最原始的方式,空间利用率低,且散 放活性系数为0,极不便于搬运作业,是应当 尽量避免的。
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2、堆码
仓库存放的物品多种多样,包装材料及规格是多种 多样的,散装物料形状更是各异,因此堆码有多种 形式,如重叠式堆码、交错式堆码、悬臂式堆码、 宝塔式堆码和散装物资的特殊堆码方式,其示意图 如下。
①托盘平置堆码
假托设盘托平盘 均尺可寸码为放PN1箱×货P2品平,方若米仓,库由平货均品存尺货寸量及为托Q盘,尺则寸存算货出面每 积需求(D)为:
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平均存货量 D 平均每托盘堆码货品量
托盘尺寸= Q (P1 P2) N
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②托盘多层叠堆
假设托盘尺寸为P1×P2平方米,由货品尺寸及 托盘尺寸算出每托盘平均可码放N箱货品,托 盘在仓库内可堆码L层,若仓库平均存货量为 Q,则存货面积需求(D)为:
(2)仓库规划的内容 仓库规划的内容包括仓库选址、确定仓库的大小、数量和仓库 的布置与设计。
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1)仓库的选址
决定仓库选址之前要考虑这样的问题: ➢ 需要建多少仓库? ➢ 每个仓库建在什么地方? ➢ 规模大小是多少?
2)仓库的PQRST分析
P:仓库要存放的物品有哪些,有多少类型、采用什么包装、 储存有什么要求;
W2:货架区侧向通道宽度 B:储区内货架总存货面积
Baidu Nhomakorabea
S:储存区总平面面积
Q:平均存货需求量
L:货架层数
N:平均每托盘码放货品箱数
D:存货所需的基本托盘地面空间
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则货架使用平面面积 货架使用总面积
A (P1 4) (P2 5) 4P1 5P2
B=货架使用平面面积×货架层数=A×L
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3)订单拣货(分拣Sorting)
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。
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(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。
1、库容量
库容量是仓库的主要参数之一,是规划仓库的首先要确定的问 题。 仓库规模主要取决于拟存货物的平均库存量。 ➢ 货物平均库存量是一个动态指标,它随货物的收发经常发生
变化。
➢ 作为流通领域的经营性仓库,其库存量难以计算,但可以确 定一个最大吞吐量指标;
➢ 作为制造企业内仓库,可根据历史资料和生产的发展,大体 估算出平均库存量,一般应考虑5~10年后预计达到的数量。 库存量以实物形态的重量表示。
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(2)仓库的作业功能
仓库的主要功能
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(2)仓库的作业功能
1)收货(Receiving)
到达产品卸货; 货物外观查验; 检查物料的数量和质量是否与货单一致; 更新库存记录。 2)转运或入库(Transfer or Put-away )
将商品移至存储区、专门作业区或发货区的实际移动过 程,包括搬运和放在适当的地方。
D
平均存货量 平均每托盘堆码货品量
堆码层数
托盘尺寸= L
Q N
(P1
P2)
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(3)托盘货架储存计算法
假设货架为L层,每托盘占用一个货格,每 货格放入货物后的左右间隙尺寸为P′,前后 间隙尺寸为P″,每托盘约可码放N箱,若公 司平均存货量为Q,存货需占的面积为D, 则存货面积(D)为:
每层所需托盘货位数
集货作业区
收货作业区
发货作业区
图5 仓库的主要作业区域
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6.2 普通仓库规划设计
仓库合理布置设计的要求: 应该按照仓库作业的顺序如进货、储存、发货等作出布置, 便于提高作业效率。 缩短货物与人员移动距离,节约仓库空间。 应便于仓库各种设施设备都能充分发挥效率。 保证仓库安全。
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这一组订单,下一波再拣选另一组的。例如UPS 自动
仓库分拣系统就是采用这种方式。
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4)直接转运(Cross docking) 直接转运,也称越库,它无需存储,直接将刚收到的货物经 适当的分类整理转运到发货站台。
图5 直接转运(左)与传统仓库功能(右)的比较
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5)发货(Shipping) 发货作业包括拣选出的产品在发货区暂存,配货整理后搬运 到运输车辆内,库存记录的调整和发货记录的检查。
堆码的空间利用率也不高,而且不能满足先进先出 这一存储的基本目标。
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3、货架储存
这是现代仓库储存的主要方式,它很 好地解决了空间利用和先进先出两个 问题。
根据具体物料特性和库存出入量选择 合适的货架,以及配套的搬运方式。
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堆码方式与货架示例
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6.2.2 库容量确定
1M 1M
3M
1M 1M
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(1)蜂窝型空缺系数的计算(概率论):
n 1
空缺系数期望值:
E(H)
1 n
i n
i0
例中:
E(H )
1 8
7
i 8
0.4375
7 16
i0
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(2)通道损失(设叉车通道3米):
La=Wa / (Wa +2d )
=3/(3+2*2)=3/7
(3)空缺损失:
对托盘货架仓库以托盘为单位的库存量就是库 容量,它可用来确定库房面积。
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2、通道损失
通道损失是由于通道占据了有效的堆放面积,无论 分类堆码,还是货架储存,都存在通道损失。若不 考虑通道深度方向的情况,通道损失可用下式计算
La=Wa / (Wa +2d ) 式中Wa—通道宽度,d—货堆深度。
T0 q 3601.5 0.4
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直接计算法(直接计算出货架、堆垛所占的面积和辅助面积等 ,然后相加求出总面积。 )
直接计算法面积的计算与库内货物存储方式、存取策略、空间 利用、装卸搬运机械的类型以及通道等有关,在设计时应根据 实际情况具体计算。
(2)托盘尺寸计算法 若货物储存量较大,并以托盘为单位进行储存,则可先计算 出存货实际占用面积,再考虑叉车存取作业所需通道面积, 就可计算出储存区域的面积需求。
储存区总平面面积
S=货架使用平面面积十叉车通道十侧通道
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,但要多个拣货员才能完成拣货 任务。
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
311(5 货位)
(6)仓容利用率(库存评价):
R
存储货物实际数量或容 库存数量或容积

*100%
1000 3115
32.1%
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6.2.3 仓库储存区域面积的计算
(1)荷重计算法(经验算法) 根据仓库有效面积上的单位面积承重能力来确定仓 库面积的方法。
S QT
T0 q
S-储存区域面积(m2) Q-全年物料入库量(t) T-物料平均储备天数; α-储存面积利用系数 q-单位有效面积的平均承重能力(t/m2) T0-年有效工作日数
平均存货量 平均每托盘堆码货品箱 数 货架层数
Q LN
D
每层所需托盘货位数 托盘货位尺寸
Q L N
([ P1
P')(P2
P'')]
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P2
P2
P2
P2
W2
P2
P1
P1
W1
P1
P1
P1:货格宽度
P2:货格长度
Z:每货架区的货格数(每格位含2个托盘空间)
W1 :叉车直角存取的通道宽度 A:货架使用平面面积
6)存储(Storage) 存储是商品在等待需求前的实际存放。
7)信息交换 信息交换总是伴随着仓库的移动和储存功能,仓库作业管理总 需要时间性强的精确信息,如库存水平、吞吐量、储位信息 、进出货信息、空间利用率等。
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2、仓库的分类与组成
1)仓库的分类
(1)按库存功能分类
(a)储备仓库
(b)周转仓库
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3 、空缺损失(蜂窝损失)
分类堆码时计算面积要考虑蜂窝损失。以图所示的分类堆 码为例,左图中为一个通道各有一排货物,每排货物有若 干列,而每一列堆码四层,为单深堆码。右图为双深堆码。
如果在一列货堆上取走一层或几层,只要不被取尽,所产 生的空缺不能被别的货物填补,留下的空位有如蜂窝,故 名蜂窝形空缺,它影响了库容量的充分利用。
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在库存量大体确定后,还要根据拟存货物的规 格品种、体积、单位重量、形状和包装等确定 每一个货物单元的尺寸和重量,以此作为仓库 的存储单元(Stock Keeping Unit, SKU)。
一般以托盘或货箱为载体,在仓库货架占住一个 位置。每个货物单元的重量多为200~500kg,单元 尺寸最好采用标准托盘尺寸。
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