如何进行仓库规划.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,决定因素：存储物品类型，可用空间、高,度，库存周转周期，存取（S/R）量，仓,库周围公路铁路的布局及其他因素。,例：会员制仓储超市布局：P159,多层堆放仓库布局：P160,2.2 仓库总体布局,普通仓库的布置规划与设计,一、仓库的布置规划设计的含义,普通仓库一般由：,物料储存区、验收分发作业区、管理室,及,生活间,及,辅助设施,组成。仓库的布置规划就是对上述区域的,空间面积配置,作出合理安排的同时，重点对仓库的,储存区域的空间及技术要求、设备选择,及,作业通道,宽度,等进行规划设计。,普通仓库规划与设计的主要内容,1仓库的储存区域空间规划,储存货物的空间规划是普通仓库规划的核心，储,存空间规划的合理与否直接关系到仓库的作业效率,和储存能力。储存空间规划的内容包括：,仓储区域面积规划,柱子间隔规划,库房高度规划,通道宽度规划,2仓库常用设备的选择,仓库设备选型与储存方法之间的关系,堆存,托盘货架,驶入式货架,密集式货架,重力式货架,穿梭车用货架,高货架,普通起重机,0,普通叉车,0,0,0,0,0,0,巷道堆垛叉车,0,0,0,0,0,0,桥式堆垛起重机,0,0,0,0,巷道式堆垛超重机,0,0,0,0,储存方法,设备类型,二仓库储存区域空间规划,1储存区域空间规划的影响因素,（1）存储方式。一般存储方式有,散放、堆码、货架,储存三种。,（2）货品尺寸、数量。,（3）托盘尺寸、货架空间。,（4）使用的机械设备）(型号/式样、尺寸、产能、回转半径),（5）通道宽度、位置及需求空间。,（6）库内柱距。,（7）建筑尺寸与形式。,（8）进出货及搬运位置。,（9）补货或服务设施的位置）(防火墙、灭火器、排水口)。,（10）作业原则：动作经济原则、单元化负载、货品不落地原则、减少搬运次数及距离、空间利用原则等。,2.仓库储存区域面积的计算,仓库面积含,储存区域面积,和,辅助设施面积,两部分,储存区域面积指货架、料垛实际占用面积。,辅助面积指验收、分类、分发作业场地、通道、办公室及生活间等需要的面积。,这里主要介绍货物储存区域面积的计算。,二仓库储存区域空间规划,(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。,二仓库储存区域空间规划,二仓库储存区域空间规划,托盘平置堆码,若货物以托盘为单位置于地面上平置堆码的方式储存，则计算储存区域面积所需考虑到的因素有货物数量、托盘尺寸、通道等。假设托盘尺寸为PP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，若仓库平均存货量为Q，则存货面积需求(D)为：,储存区域面积还需考虑叉车存取作业所需通道面积，若通道占全部面积的3035，则储存区域面积为：,SD/(1-35),二仓库储存区域空间规划,托盘多层叠堆,若货物以托盘多层叠堆于地面上，则计算储存区域面积则需考虑货品尺寸及数量、托盘尺寸、堆码层数及高度、通道等因素。假设托盘尺寸为PP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，若仓库平均存货量约为Q，则存货面积需求(D)为,：,储存区域面积再需考虑叉车存取作业所需通道面积即可。,二仓库储存区域空间规划,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：,双货位货格仓库空间的计算,由于货架储存系统具有分区特性，每区由两排货架及存取通道组成，因此由基本托盘占地面积再加上存取通道空间，才是实际储存区域面积，其中存取通道空间需视叉车是否作直角存取或仅是通行而异。,而在各储存货架位内的空间计算，应以一个货格为计算基准，一般的货格通常可存放两个托盘。下图为储存区域面积的计算方法。,P,2,P,2,P,2,P,2,P,2,P,1,P,1,P,1,P,1,W,1,W,2,符号说明,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,W2：货架区侧向通道宽度,A：货架使用平面面积,B：储区内货架总存货面积,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,双货位货格仓库空间的计算,则货架使用平面面积,货架使用总面积,B货架使用平面面积货架层数AL,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A十W1(5P2十W2)十(2P12W2),思考,储存区面积定下来之后，,长和宽怎么确定呢？,请跟我来,3仓库通道宽度设计,仓库通道宽度设计主要需要考虑托盘尺寸、货物单元尺寸、搬运车辆型号及其转弯半径的大小等参数，同时，还要考虑货物堆存方式、车辆通行方式等因素。一般仓库通道宽度可以从以下两个方面确定：,（1）根据物料的周转量、物料的外形尺寸和库内通行的运输设备来确定,物料周转量大，收发较频繁的仓库，其通道应按双向运行的原则来确定，其最小宽度可按下式计算,式中：,B最小通道宽度(m)；C安全间隙，一般采用,0.9m；b运输设备宽度(含搬运物料宽度，m)。,二仓库储存区域空间规划,用手推车搬运时通道的宽度一般为22.5m；用小型叉车搬运时，一般为2.43.0m；进入汽车的单行通道一般为3.64.2m。,（2）根据物料尺寸和放进取出操作方便等来确定,采用人工存取的货架之间的过道宽度，一般为0.91.0m；货堆之间的过道宽度，一般为1m左右。,二仓库储存区域空间规划,4柱子间距设计,仓库库内柱子的主要设计依据包括建筑物的楼层数、楼层高度、地盘载重、抗震能力等，另外还需考虑仓库内的保管效率及作业效率。仓库内储存空间柱子间距的设计可以从以下几个方面考虑：,(1)根据卡车台数及种类确定柱子间距,进入仓库内停靠的卡车台数及种类：不同型式重量的载货卡车会有不同的体积长度，停靠站台所需的空间及柱距也有不同。,货车在室内停靠时柱子排列如下图所示。,二仓库储存区域空间规划,二仓库储存区域空间规划,W,c,：柱子间距；,W：货车宽度；,N：货车数量；,C,t,：货车间距；,C,g,：侧面间间隙尺寸。,柱子间距计算方式为：W,c,WN十C,t,(N-1)十2C,g,计算例：货车宽W2.49m，货车N2台，货车间距Ctl m，侧面间隙尺寸C,g,0.75m，求内部柱间距尺寸。,W,i,WN十C,t,(N-1)十2Cg22.49十l1十20.75 7.48m,4柱子间距设计,(2)根据储存设备的种类及尺寸确定柱子间距,储存空间的设计应优先考虑保管设备的布置效率，其空间的设计尽可能大而完整以供储存设备的安置，故应配合储存设备的规划，来决定柱子的间距。,二仓库储存区域空间规划,托盘货架宽度方向柱子的排列,二仓库储存区域空间规划,计算例：,托盘深度Lp1.0m，通道宽度WL2.5m，货架背面间隔 Cr0.05m，平房建筑，柱子间隔内可放2对货架(N2)，求内部柱子间距。,Wc=(WL2LpCr)N(2.521.00.05)29.1m,Wc：柱子间距；Lp：货架深度；WL：通道宽度；Cr：货架背面间隔；N：货架巷道数。,托盘货架长度方向柱子的排列,二仓库储存区域空间规划,计算例：,托盘宽Wp1.0m，托盘列数Np7盘，托盘间隔Cp0.05m，侧面间隙Co0.05m，求内部柱间距。,WiWpNp十Cp(Np-1)十2Co1.07十0.056十20.057.4m,Wi：柱子间距；Wp：货架宽度；Np：货架列数；Cp：货架间距；Co：通道宽度。,5库房高度规划,在储存空间中，库房的有效高度也称为梁下高度，理论上是越高越好，但实际上受货物所能堆码的高度、叉车的扬程、货架高度等因素的限制，库房太高有时反而会增加成本及降低建筑物的楼层数，因此要合理设计库房的有效高度。,储存空间梁下有效高度计算公式如下：,梁下有效高度最大举升的货高梁下间隙尺寸,由于货物储存方式、堆垛搬运设备的种类不同，就对库房的有效高度的要求不一样，再加之仓库要考虑消防、空调、采光等因素。所以在进行库房的有效高度设计时，应根据货物储存方式、堆垛搬运设备等因素，采取有区别的计算方式。,二仓库储存区域空间规划,（1）采用地面层叠堆码时，梁下有效高度的计算,计算例：,货高HA1.3m，堆码层数N3，货叉的抬货高度FA0.3m，梁下间隙尺寸a05m，求最大举升货高与梁下有效高度。,最大举升货高 HLNHAFA31.3十0.34.2m,梁下有效高度 HeNHAFAa4.20.54.7m,二仓库储存区域空间规划,（2）采用货架储存时，梁下有效高度的计算,计算例：,货架高度Hr3.2m，货物高度HA1.3m，货叉的抬货高度FA0.3m，梁下间隙尺寸a0.5m，求最大举升货高与梁下有效高度。,最大举升货高度 HLHrHAFA3.21.30.34.8m,梁下有效高度 HeHrHAFAa4.80.55.3m,二仓库储存区域空间规划,6储存空间的有效利用,空间有效利用的方法有三种：,(1)向上发展,(2)平面经济的有效利用,非储存空间设置角落,减少通道面积,货架的安装设置应尽量采取方型配置，以减少因货架安置而剩下过多无法使用空间。,储存空间顶上的通风管路及配电线槽，宜安装于最不影响存取作业的角落上方，以减少对于货架的安置干涉。减少安置干涉，相对的就可增加货架数量，而提高保管使用空间。,(3)采用自动仓库,二仓库储存区域空间规划,几种常见装卸站台的设计：P161,站台的设计和选址主要由以下问题确定：,(1)是否允许零售消费者直接提货？,(2)运货车辆的规格？吨位和尺寸统一否？,(3)S/R（收发站台）是独立的还是在同一,地点进行？,(4)公路和铁路运输系统的设计布局如何？,(5)是否有足够空间调遣车辆和控制仓库的入口和通道？,2.3 装卸站台的选址和设计,收发站台的位置关系决定了物流的方向，,一般有：,进出货共用站台；,进出货使用不同的站台，但两者相邻；,进出货使用不同的站台，且两者不相邻；,多个进出货站台。,需要站台数量的决定因素：,(1)S/R的时间分配：合理分配可减少需要的站台数目，提高其利用率；,(2)日装卸处理量的峰值与均值；,(3)每宗订单装卸量的峰值与均值；,(4)季节性装卸的波峰值和波谷值；,(5)处理货物的种类（尺寸、形状及其存储方式）；,(6)装货或卸货时对天气状况的要求。,1.货架方式,(1)仓库尺寸的决定因素,需存储的物品数量、存储空间、货架的排数和列数以,及高度。,(2)建立模型,Askin和Standridge于1993年提出了求解该问题的数,学方法，该方法由货架信息来确定仓库的长度和宽度。,目标：使顾客平均单次移动距离最小,2.4 仓库尺寸设计,设,x货架的列,y货架的行,z货架层数,n要存储的物品件数,ax方向的通道系数（通道系数通道长度/货架长度）,by方向的通道系数,货架列单位长度，则仓库实长=（ax+x）,货架行单位长度，仓库实宽=（by+y）,2.4 仓库尺寸设计,若入口在左下角,顾客从左下角需要行走的最大距离为x（a+1）+y（b+1），最小距离为0,顾客平均单次移动距离为x(a+1)+y(b+1)/2，则目标函数为：,minx(a+1)+y(b+1)/2,s.t.xyzn（x,y,z为整数）,模型求解：,若令xyz=n，则x=n/yz，代入目标函数得,n(a+1)/2yz+y(b+1)/2,对y求导，令结果为0，得,n(a+1)/2y,2,z+(b+1)/2=0,解得,当解得结果为非整数时，取,1.当a=b且出入口是在某一角落时，x=y，即仓库是方形的。,2.改变初始位移点，即入口位置改变，会影响仓库尺寸大小。,注:,解：据图，a=0.5，b=0.2。当z=3时，,取y=28.86+1=29，x=23.09+1=24,则,即该解的存储能力比要求的多存储88个。此时，,仓库长为：ax+x=24(0.5+1)=36(单位货架长),仓库宽为：yb+y=29(0.2+1)=34.8(单位货架宽),例1：P162，一个仓库的布局如图76所示，n=2000，分3，4，5层堆放，求仓库尺寸。,同理得：,Z=4时，y=25，x=20，仓库长为30，宽为30,Z=5时，y=23，x=18，仓库长为27，宽为27.6,2.直接堆放方式,直接堆放条件：物品不易损坏，包装足够,承受23层的压力，如饮料、计算机等；,适用：周转较快的物品。,直接堆放效率：当层数过多，或者宽度太,大时，堆放效率不高。,蜂窝损失,：由于无效利用存储空间而使存储区域能,力损失的百分比。如：当物品周转速度不快或者每,次S/R量不是一个货堆时，空出的位置不能被其他,物品所利用而出现空间损失，即为蜂窝损失。,蜂窝损失空间,：存储位置中没有被占据的区域。,直接堆放的尺寸,问题：当通道宽度、堆放层数和每堆的总数确,定时，物品堆该有多深，以便最大程度利用空,间？Kind提出一个简单公式得出一个近似的最佳深,度，但要满足以下前提条件：,I.物品摆放满足任意摆放规则；,II.补充立即完成，且只有在库存完全耗尽时进行；,III.物品按先进先出顺序周转；,IV.物品平均提取；,V.空的货位可立刻使用。,建立模型：,设Q每堆货物总数,W通道宽度,Z货堆分层数,d货堆深度,则,1.五种仓库物品存储原则,(1)随机存储原则：将运入的物品放到任意可放的位置。随机存储和提取原则在实际中不是真正随机的，操作人员倾向于优先使用最近的空间。,(2)分类存储原则：将存储空间划分成若干个区域，每个区域存放特定种类的物品。,2.5 存储原则,讨论：在相同的S/R数量和频率下，使用随机存储原则还是使用分类存储原则占用的存储面积少？当需存取的物品数量较大时，使用哪个原则存储效率更高？,(3)COI原则：按物品COI值的递减顺序安排存储位置，COI值越高的物品，越靠近I/O口布置。即单次S/R量大、存储空间要求较少的物品放在I/O口附近。,(4)分级存储原则：根据ABC原则将物品分为A、B、C三类，A类物品最靠近I/O口放置，B类其次，依此类推。,ABC分类：80%的S/R活动是关于20%的物品的,(A类)；15%的S/R活动是关于30%物品的B,类）；5%的S/R活动和50%的物品相关（C类）。,(5)混合存储原则：根据经验和直觉来操作。,答：如果在分级存储原则中，所有物品级别相同，就成为随机存储原则；如果分的级别和,物品种类相同就成为分类原则。,随机存储原则和分类存储原则是两种极端原则，,而COI原则和分级原则是某种程度上的折衷。,讨论：分级存储原则和分类存储原则及随机存储原则有何联系？,注,2.三种常用原则下的仓库布置模型,（1）分类原则布置,问题：A仓库有p个I/O，可容纳n个单位空间物品，供m,种物品的存取。对于第i种物品，需要s,i,单位空间，按照分类,原则存储物品，应怎样放置物品才能使总搬运费用最低？,理想的情况：,当等式左边稍小于右边时，可假设第m种物品占据剩余空,间，即,从而假设等式成立。当等式右边小于左边时，则无法解决。,建模,设f,ik,物品i从编号为k的I/O口进出的频率；,c,ik,从k号I/O口将单位物品i移动单位距离的费用；,d,kj,存储空间j至k号I/O口的距离（折线距离）；,x,ij,目标：总搬运费用最低。则目标函数为,s.t.,令,目标函数可写为,求解：用运输算法求解。,例2：P166,解：计算d,kj；,计算w,ij,，以w,25,为例：,由多点间运输算法解得:x17=x1,12=x1,16=x21=x25=x26=x24=x28=x32=x33=x49=x4,10=x4,11=x4,13=x4,14=,x4,15=1，布置结果如P167图7-13。,作业：2种物品要放在6个储位上，有2个I/O口,分别位于东西墙的中点，如图1所示。已知2种货,物所需的运输频率fik及所需的存储空间Si，cik,（通过I/O点K运输一个单元载荷的货物i所需的,费用）、dkj（存储空间j离I/O点K的距离）也,均已知，为使运输费用最低，问应如何布置物品？,解：最省的运输费用：125+125+150+150+125+125=800,(2)特定条件下的COI原则布置,若每种货物以同样的比例进出I/O，且移动货物的单位,距离的费用与I/O无关。定义：,p,k,物品通过第k个I/O进出仓库的比例k=1，,2，p）；,f,i,物品i进出仓库的频率；,C,i,单位物品i移动单位距离的费用。,则上节的模型变为,令:,则目标函数为：,怎样求解？,?,求解：不需要采用运输算法求解。,由,COI,原则，将各类货物的成本项 看成,COI,值，则为存储位置就j到各,I/O口,的平均加权,距离，可视为离,I/O,的远近值，则,i.将,c,i,f,i,/s,i,值按递减顺序排列，,ii.将 w,j,按递增顺序排列，,iii.将c,i,f,i,/s,i,值最大的货物布置在,w,j,最小的存储位置。,例3：若例2中的4种货物以相同的比例使用3个,口，即 ；每种货物每次托运的总托盘,数分别为100，80，120，90；移动每种货物单位,距离费用为1美元。利用COI原则对仓库进行布置。,解：求,升序,降序,最佳的仓库分配为：,货物3放在6，10；货物1放在2，5，7；,货物2放在9，11，14，1，3；,货物4放在13，15，8，12，4，16。,（3）随机存储原则布置,问题：需要几个存取区域，每个存储点进行存取的可能性是同等的。但该原则下存入和取出可能非完全随机，而是就近存取，求存储空间的布置，以使各存储位置到p个 口之间的总期望距离最小。,建立数字模型,每一个存储区j到每一个I/O口的距离和为：,目标：在不减少这些距离的情况下安排空,间，选择几个最近的存储点。,设,设仓库共有N个存储点 ，则目标,函数为,s.t.,求解：即,取j到 各,I/O,口距离最小的一个。,I 计算,II 将 按升序排列；,III选择前n个存储区作为布置空间。,注：为第j个存储区中点到第k个 口的折线距离。,&3 仓库操作存储与提取系统,仓库管理员的各种运作问题：,(1)订单提取顺序?,(2)提取订单的频率？批量提取or即刻提取？,(3)提取的货物数量有没有限制？若有，多少？,(4)货物怎么分配到搬运设备上？,(5)怎样平衡操作人员的工作负荷？,(6)以批量方式还是随机方式从搬运设备提取货,物到分拣处？,订单提取占仓库中超过50%的工作量，是仓库运,作中成本最多的作业。,如何提高存取系统的效率？,硬件：增加S/R设备数量，但造价非常高。,软件：改变运行方式，求出订单提取最优顺序。,不需大的投资，实现系统效率的提高。,本节研究问题：存储与提取设备及订单提取顺序,问题的优化算法。,3.1 存储与提取系统,1.存储与提取系统的分类：,（1）据操作人员与货物的运动方式分,（2）据存取系统的自动化程度分为：,小型AS/RS：一个带有通道的封闭系统。,机器人AS/RS：通过可在地上行动的机器人来完成存/取操作。,超高AS/RS：自动系统，提货顺序由人工或自动存取设备完成。,例5.德国某药厂的自动存取系统,目标：30min内接受来自每一个药店的订单（送到）。,订单提取的自动化（三个层次）：,（1）用流动货架进行的手工订单提取，适用体积大,的不适合用AS/RS搬运的订货。,（2）用自动分发系统进行的半自动化的订单提取，,适用于小型货物。自动取货且价格适中,（3）用AS/RS机器人实现的全自动化提取（存取各一,套）。价格昂贵,3.2 仓库提取系统分析,1.订单提取方法（最基本的）,（1）顺序提取：一次顺序提取完一个订单上的货物。针对大订单，提取时操作者需穿越整个仓库。,（2）区域提取：各区域操作员只提取所负责区域内的，提取时操作员被限制在指定区域内。,