物流工程第二十八講48物流工程第8章倉庫與配送中心設計第8章倉庫與配送中心設計

Designofwarehouseanddistributioncenter2物流工程第8章倉庫與配送中心設計引導案例：海爾物流和立體庫海爾集團公司分析發現在整個生產過程中，最受制約的就是倉儲，就是原材料和零部件的倉儲和配送，所以海爾選擇了這個突破口。在青島海爾信息園里面建了一座機械化的立體庫，在黃島開發區建了一座全自動的立體庫。在國內人們因為人工成本便宜，地皮又大而質疑立體庫的效果。但海爾的事實是，黃島立體庫長120米、寬60米，倉儲面積5400平米，立體庫有9168個標準托盤位，托盤是1.2×1米的；立體庫的建筑高度是16米，放貨的高度可到12.8米，每天進出的托盤達到1200個，實際能力是1600個。作用一:5400平米取代了原來65000平米的外租庫，而且由于使用了計算機系統，管理人員從原來的300多人降為48人。通過減少外租庫的租金，外租庫到車間的來回費用，節省工人工資加起來一年是1200萬。3物流工程第8章倉庫與配送中心設計作用二:降低了物料的庫存。因為海爾在計算機系統里都設定了，比如說只允許放7天的料，超過7天不讓進，相對來說使整個庫存量下降。庫存量下降當時空調事業部就是一個典型的例子，大約3個月，從9月到12月降了1.4億。作用三:深化了企業物流系統的規劃。因為立體庫使用后是兩翼推動，一是海爾要求所有的分供方按照照標準化的模式送貨，所有的都是標準化的托盤，標準的周轉箱。以往都是紙箱，紙箱的壞處在于，產品的零部件容易壓壞，上線的時候還要倒箱，多次倒箱增加了人工揀選，保證不了產品的質量。現在我們采用統一的產品包裝，從分供方的廠里到海爾的生產線整個過程不用倒箱。4物流工程第8章倉庫與配送中心設計對車間也是一樣，以往我們車間的效果也是臟、亂、差，使用標準箱之后，全部是叉車作業標準化。立體庫對兩方都產生了有利的作用，對分供方也好，對海爾內部的整個物流推進也是很重要的。立體庫具有靈活性和擴展性，剛開始設計立體庫想的只是放空調的東西，但是通過計算機系統管理以后，只占很少的庫容，公司馬上把冰箱、洗衣機、電腦全部放進去，一下減少了這些廠的外租庫，整個效果非常明顯。注意:并不一定非要建立體庫，在車間旁邊也可以搭立體貨架，這樣就節約了車間里面寶貴的生產面積，每一寸土地都得到充分的利用5物流工程第8章倉庫與配送中心設計本章主要內容倉庫及倉儲系統倉庫的分類、倉儲系統。存儲運作與倉庫規劃倉庫的作業功能、倉庫運作管理、WMS系統、倉庫規劃。倉庫布置設計存儲方式與空間、空間利用、庫容量與倉庫面積、庫房布置設計。自動化立體倉庫概述、自動化立體倉庫的優點、自動化立體倉庫的分類、自動化倉庫的發展趨勢。配送中心規劃設計配送中心的規劃要素和資料分析、配送中心設施規劃、其他系統規劃。物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.1倉庫及倉儲系統倉庫就是儲存和保管貨物的場所。發展商品、貨物的數量和種類越來越多，但是存儲的時間卻越來越短，而且貨品在倉庫不只是儲存和保管，還有諸如分揀、包裝等加工增值過程。從物流系統的觀點來看，倉庫的主要功能應當是促使貨物更快、更有效地流動，而不僅僅是儲存。倉庫已經不僅僅是一個儲存場所，它已經發展到配送中心、物流中心，不但建筑物的外貌煥然一新，而且內部的空間、設施和貨物都發生了根本的變化，更有功能和管理的進化。現代倉庫和物流中心已經形成了圍繞貨物的以存儲空間、儲存設施設備、人員和作業及管理系統組成的倉儲系統，功能也延伸到包括運輸、倉儲、包裝、配送、流通加工和信息等一整套的物流環節。倉庫從“靜態”儲藏“動態”流通樞紐的質的飛躍。觀念和功能的改變，引起了倉庫形態和內容的顯著變化。7物流工程第8章倉庫與配送中心設計為什么要倉庫Onereason物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.1.1倉庫的分類從倉庫發展到了物流配送中心，但并不意味著所有的倉庫都要成為物流中心、配送中心的，它們還是有分工的。現代社會仍然存在以儲存為主要功能的倉庫，對倉庫的分類和組成有所了解后，認識就會更深。我們講倉庫和物流中心規劃設計先從倉庫開始。9物流工程第8章倉庫與配送中心設計倉庫的分類很多，首先可以分為流通領域，如物流中心和配送中心生產領域物流中心又稱流通中心，是組織、銜接、調節、管理物流的較大的據點。配送中心(DistributionCenter)是物流中心的一種形態，它是從事貨物配備（集貨、加工、分貨、揀選、配送）和組織對用戶的送貨，以高水平實現銷售和供應服務的現代流通設施。流通領域還有一類是單一存儲功能的戰略儲備庫，如國家儲備庫。但總的來說，流通類型的倉庫，活動范圍大，服務社會面廣，設計、配置和功能均以考慮社會經濟效益為前提。10物流工程第8章倉庫與配送中心設計物流工程第8章倉庫與配送中心設計生產領域的倉庫分為儲存(Storage)和倉儲(Warehousing)兩類。生產制造過程原材料的儲存、原材料或在制品的供應都屬于儲存功能。而準備發貨啟運的最終成品和產品的存儲則屬于倉儲功能。它們是企業物流不同階段的功能，但因為作業和管理的相似性，現在很多企業統一管理不管是原材料庫、設備庫、工具及零件庫、勞保品庫，還是成品庫，都是為企業生產經營服務，設計、配置和管理要體現成本效益的原則，但最終要由市場需求來決定。12物流工程第8章倉庫與配送中心設計普通倉庫冷藏倉庫恒溫倉庫露天倉庫危險品倉庫等因為要儲藏貨物的要求不一樣，它們的區別同時反映在建筑物和內部設施上。13按保管形態分物流工程第8章倉庫與配送中心設計平房倉庫（平庫）樓房倉庫高層貨架倉庫罐式倉庫輕鋼結構倉庫成本低、建設快從空間利用率來說，高層貨架倉庫最好，但需要更多的儲存設施設備。樓房倉庫因為容易在上下層間形成物流瓶頸，一般并不推薦，除非采用輸送機等自動設備。14按庫房建筑結構分物流工程第8章倉庫與配送中心設計物流工程第二十九講主講教師：孫寶鳳學時：48物流工程第8章倉庫與配送中心設計下圖所示為包括多種不同類型庫房的倉庫的布置圖，它分為小板材庫、大板材庫、超大物件庫、板材出入庫緩沖區、超大物件/生產線緩沖區和站臺區。16物流工程第8章倉庫與配送中心設計倉儲系統包括：存儲空間貨物倉儲設施設備人員作業及管理系統等要素。172．倉儲系統的組成物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.1.2倉儲系統倉儲，從狹義講是指通過倉庫對物料進行儲存和保管。廣義理解是指商品在從生產地向消費地的轉移過程中，在一定地點、一定場所、一定時間的停滯。儲存是物流的一種運動狀態，是商品流轉中的一種作業方式。在這里對物品進行檢驗、保管、加工、集散、轉換運輸方式等多種作業。我們研究倉儲和倉庫問題常將其作為一個系統來對待物流工程第8章倉庫與配送中心設計儲存空間由倉庫庫房提供，不同的庫房提供的空間差別很大。在進行儲存空間規劃時，必須考慮到空間的大小、柱子間距、有效高度、通道和收發站臺等因素，并配合其他因素，才能做出完善的設計。貨架、堆碼、散放19倉儲系統的組成存儲空間倉儲系統貨物倉儲設施設備人員作業及管理系統物流工程第8章倉庫與配送中心設計貨物是倉庫的生命源。貨物的特征、貨物在儲存空間的擺放方式和管理與控制是儲存系統要解決的關鍵問題。貨物的特征包括供應商、商品特性、規格類別、數量和時間等方面，而影響到它們在儲存空間的擺放因素有：儲位單位、儲位策略和原則和商品特性等。貨物在庫不僅僅要擺放好，還要便于存取、分揀和加工等管理，這些活動在倉庫，尤其是流通型倉庫即物流中心更多，要求掌握庫存狀況、了解其品質、數量、位置和出入庫狀況等信息。202、倉儲系統的組成存儲空間倉儲系統貨物倉儲設施設備人員作業及管理系統物流工程第8章倉庫與配送中心設計倉儲設施設備由收發設施設備、儲存設備、搬運和輸送設備等組成。只要貨物不是直接堆碼在地上，不是由人力肩扛手捧，就要托盤、貨架等儲存設備和輸送機、籠車、叉車等搬運和輸送設備。這些設備已經詳細介紹了，本章將結合具體設計，談及它們的選型和配備212、倉儲系統的組成存儲空間倉儲系統貨物倉儲設施設備人員作業及管理系統物流工程第8章倉庫與配送中心設計倉儲系統的人員包括倉管、搬運、揀貨和補貨等人員。即使是最自動化的倉庫也需要人員來看護和管理。人員仍然是倉庫最活躍的因素，在倉儲空間設計和設備選擇時，都要根據自動化程度的高低來考慮人-機作業和管理問題，例如考慮人員在存取搬運貨物時，要求效率高、省時、省力，作業流程要合理、儲位配置及標志要簡單清楚，一目了然；且要好放、好拿、好找。222、倉儲系統的組成存儲空間倉儲系統貨物倉儲設施設備人員作業及管理系統物流工程第8章倉庫與配送中心設計前幾項組成已經決定了倉庫的作業狀況好壞。按照設施規劃設計的要求，我們首先要考慮的是作業流程，沒有通暢的作業流程就不可能有完善的倉庫功能布置。現代倉庫還要考慮信息系統。倉庫管理系統(WarehouseManagementSystem,WMS)是倉庫運作的神經中樞，與良好的作業系統配合，才能完成倉庫的各項功能。232、倉儲系統的組成存儲空間倉儲系統貨物倉儲設施設備人員作業及管理系統物流工程第8章倉庫與配送中心設計倉儲系統的主要功能流程倉儲系統按此流程又可以分為收貨、存儲、揀選和發貨等子系統24物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.2

倉儲運作與倉庫規劃一個倉庫的規劃設計是要支持倉庫的各項功能，并在隨后的倉庫運作中表現出來，在進行倉庫規劃設計之前，先要掌握倉庫的作業功能和各項運作策略物流工程第8章倉庫與配送中心設計倉庫的三類最基本的功能，即：移動(Movement)、儲存(Storage)信息交換(Informationtransfer)。其他功能，如分揀(Sortation)、包裝(Packaging)直接轉運(Crossdocking)，直撥要完成這些功能必須創造性地應用倉儲和物料搬運設備，并且離不開信息技術的支持。268.2.1倉庫的作業功能物流工程第8章倉庫與配送中心設計一、移動移動功能可以進一步分為以下作業功能：收貨(Receiving)。轉運或入庫(TransferorPut-away)。訂單揀貨(Orderpicking/selection)。直接轉運(Crossdocking)。發貨(Shipping)。27物流工程第8章倉庫與配送中心設計1)收貨收貨作業包括到達貨物卸貨（包含確定運輸車輛停靠時間、站臺安排、車輛固定措施、車廂密封檢查和卸貨作業）在收貨區的暫存staging外觀查驗inspection檢查物料的數量和質量是否與貨單一致更新庫存記錄還可能有貨物的重新包裝和整理。例如普通箱式貨物收貨后如要托盤貨架存儲，需要在收貨后進行托盤化（托盤包裝，即將箱式貨物按堆碼要求碼放在托盤上）28物流工程第8章倉庫與配送中心設計2)入庫（Put-awayorTransfer）

入庫是將商品移至存儲區、專門作業區或發貨區的實際移動過程，包括搬運和放在適當的地方，對直接轉運(Crossdocking)倉庫就是收到的貨物轉運到發貨區。入庫貨物如存入貨架通常稱為上架(Put-away)。在貨物入庫之前，必須先確定貨物的儲位分配，因為儲位分配對隨后的貨物出庫速度和成本影響極大。29物流工程第8章倉庫與配送中心設計3）揀選（OrderPicking/Selection）

揀選是將一種或多種存儲貨物取出，按顧客要求整理組合，包括拆包或再包裝等的一系列作業，也稱為理貨。揀選按貨物大小分為整托盤揀貨、按箱揀貨和單件揀貨（拆箱揀貨），貨物越小，則揀貨成本越高。倉庫設計中，揀選要考慮的主要問題是確定揀貨批量、揀貨路徑和分揀整理問題（Batching,Routing,Sorting）。揀選要根據顧客的訂單要求、貨物類型和作業頻度等確定揀貨策略和方式。揀選是倉庫的一項基本服務，一般占倉庫的近一半作業成本。30物流工程第8章倉庫與配送中心設計4）檢查與裝箱（CheckingandPacking）

裝箱作業是勞動密集型的工作，顧客訂單所要求的每一項貨物都必須裝入合適的容器（物流箱、托盤、集裝箱、車輛等）中，以發運到顧客手中。當然在這一過程可以方便進行貨物的檢查。為保證訂單的準確性，發貨前必要的檢查是必不可少的，這對提高顧客服務水平和減少反向物流與返工都有重要意義。通常顧客希望所訂貨物裝在盡量少的容器中，這就要求同一顧客的貨物要集納，而且裝箱方式要有利于空間利用率和貨物集納等。后者涉及到上一章介紹的裝箱優化問題31物流工程第8章倉庫與配送中心設計5）發貨（Shipping）

發運發貨作業包括揀選出的產品在發貨區暫存（Staging），配貨整理后搬運到運輸車輛內，要進行發車計劃與線路安排，運輸車輛停靠時間與站臺安排，庫存記錄的調整和發貨記錄的檢查。也包括分類整理和包裝作業，如貨物放入箱盒等容器中，置于托盤上，捆扎加固，貼發貨標簽和包裝單等32物流工程第8章倉庫與配送中心設計2．存儲存儲是商品在等待需求前的實際存放，它要求倉庫中貨物有序，以達到高的空間利用率和便于物料搬運。存儲的形式與待儲貨物的尺寸、數量以及產品搬運特性或容器有關。存儲按時間長短分為臨時的和持久的。臨時存儲強調倉庫的移動功能，僅存儲基本庫存補貨所必需的貨物數量。其具體數量由物流系統的設計、提前期和需求三者綜合決定。持久存儲是指超過正常補貨數量的，即安全庫存或緩沖庫存。需要持久存儲的條件常有季節性需求、不確定的需求、冷鮮產品、預期購買和數量折扣等。貨物儲位分配（Slotting）就是對不同貨物分配最有效的揀貨存儲設備類型和區域。存儲保管過程中還有移庫或移位，這是為了提高存儲、搬運或出庫效率而進行的貨物存儲位置移動與調整。物流工程第8章倉庫與配送中心設計3．信息交換信息交換總是伴隨著倉庫的移動和存儲功能。倉庫作業管理需要時間性強的精確信息，如庫存水平、吞吐量、儲位信息、進出貨信息、空間利用率等。倉庫管理信息系統是倉庫信息交換的中樞由于在倉庫運作中誤差和差錯總是難免的，因此需要定期盤存，以提高信息的準確性。現代倉庫還發展出了不少新功能，如分揀(Sortation)、包裝（Packaging）和直接轉運（Crossdocking）等。直接轉運，也稱交叉轉運，它無須存儲，直接將剛收到的貨物經適當的分類整理轉運到發貨站臺。純粹的直接轉運消除了入庫、存儲和揀選作業，但必須有信息系統的支撐。由于減少了作業時間和成本，并能夠提高顧客服務水平，直接轉運現在應用越來越廣物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.2.2倉庫運作管理倉庫作業的主要流程就是收貨、存儲、揀貨和發貨，倉庫的運作主要圍繞它們展開。對于收發貨我們這里僅介紹收發貨原則，設計將在第9章專門介紹。主要介紹存儲和揀貨的運作。在存儲運作管理中主要是存儲策略和儲位管理，揀貨運作管理中有揀貨方式、策略和路徑的問題。現代倉庫更加注重移動，提高出貨效率和準確率，因此揀貨更加重要，但存儲與揀貨是前后順序的倉儲作業，兩者不能割裂，需要在倉庫設計與運作中通盤考慮。物流工程第8章倉庫與配送中心設計1．收發貨策略收貨策略：為使收貨作業順利進行，簡化物流，減少工作量，需要采用適當的收貨策略。①盡量不設置中間倉庫或設置直接轉運倉庫，使貨物能更快、更直接發送到顧客手中。②是采用信息技術，進行預收貨（AdvancedShippingNotice，ASN預先發貨通知）。越來越多的倉庫現在都規定沒有ASN的貨物不得卸車。③在收貨時盡量完成更多的工作，如預包裝、貼條碼標簽、稱重量積等。④按貨物發貨、揀貨和存儲要求來安排儲位與暫存區，先整理貨物再上架。⑤通過貨車計劃調度和ASN信息，錯開收貨作業高峰時間，平衡倉庫內外資源的使用。物流工程第8章倉庫與配送中心設計發貨策略：許多實踐認可的收貨策略也適用于發貨，如直送、ASN和合理設置暫存區。此外，重要的發貨策略是單元化、安全裝車、自動裝車和站臺管理等。單元化策略是物流的基本要求，要從初始采購成本、維護成本與要求、搬運難易程度、環境影響、耐用性和對產品的保護等方面考慮合適的單元化方法裝車策略要求從揀貨、理貨、暫存區、搬運和站臺設計等多方面綜合考慮來加快裝車和安全裝車，以及入庫車輛的合理調度和信息化措施如在一家飲料廠，司機以一張智能卡進入配送中心，并以此卡信息來加快現場作業，保證發貨準確性而另一家飲料廠，在現場提供終端設備，允許司機聯機訪問裝車狀態和站臺安排等信息物流工程第8章倉庫與配送中心設計2．存儲策略與儲位管理倉庫中要存儲的每一種貨物，即每種SKU都分配一定的存儲位置（StorageLocation，簡稱Slots）。一個儲位可以是任何一種可標識的存儲位置，如貨架貨位、儲箱位、堆碼存儲的地面劃定區。倉庫中要存儲的貨物不僅數量多，種類也不少，存在著一個如何將貨物分配到儲位中的問題（StorageLocationAssignmentProblem，SLAP）。這一問題的解決既可以先從宏觀考慮，對貨物按類別劃分，來確定存儲區域的劃分與分配，稱為存儲策略；也可以把它看成一個微觀布置問題，不但要考慮放在什么具體儲位，還要考慮方便揀貨取出，即儲位管理（Slotting）物流工程第8章倉庫與配送中心設計倉庫存儲策略主要有3種：隨機存儲策略（RandomizedStoragePolicy）隨機存儲策略是最簡單的存儲策略，隨機存儲雖然占用空間少，但當貨物量大時，揀貨查找十分費時定位存儲策略（DedicatedStoragePolicy）（分區存儲策略）要求給每類貨物分配的存儲空間不少于最大存儲量的空間，定位存儲便于貨物的存取，在大多數時候空間浪費比第一種策略更大。分級存儲策略（Class-BasedPolicy）分為A，B，C三級。為縮短存取貨時間，A級應放到離出入口最近的地方，B級次之，C級則放在最遠處。雖然每種貨物有各自的存儲空間需求，但是它們可以在同級別指定的區域內隨機放置隨機存儲和定位存儲是兩種極端策略，而分級則是某種程度的折中。如在分級存儲策略中，所有貨物級別都相同，即為隨機存儲策略；相反，如果所分級別和貨物種類相同，即為定位存儲策略。而混合存儲則是對倉庫不同的存儲區分別采用不同的策略物流工程第8章倉庫與配送中心設計物流工程第三十講主講教師：孫寶鳳學時：48物流工程第8章倉庫與配送中心設計倉庫存儲策略主要有3種：隨機存儲策略（RandomizedStoragePolicy）隨機存儲策略是最簡單的存儲策略，隨機存儲雖然占用空間少，但當貨物量大時，揀貨查找十分費時定位存儲策略（DedicatedStoragePolicy）（分區存儲策略）要求給每類貨物分配的存儲空間不少于最大存儲量的空間，定位存儲便于貨物的存取，在大多數時候空間浪費比第一種策略更大。分級存儲策略（Class-BasedPolicy）分為A，B，C三級。為縮短存取貨時間，A級應放到離出入口最近的地方，B級次之，C級則放在最遠處。雖然每種貨物有各自的存儲空間需求，但是它們可以在同級別指定的區域內隨機放置隨機存儲和定位存儲是兩種極端策略，而分級則是某種程度的折中。如在分級存儲策略中，所有貨物級別都相同，即為隨機存儲策略；相反，如果所分級別和貨物種類相同，即為定位存儲策略。而混合存儲則是對倉庫不同的存儲區分別采用不同的策略物流工程第8章倉庫與配送中心設計例A、B、C三種貨物10期的庫存量如表8-1所示。則采用隨機存儲、定位存儲和分級存儲策略各需要多少儲位（每單元一個儲位）物流工程第8章倉庫與配送中心設計采用定位存儲策略，對每種貨物在10期內都要固定數量的儲位。而A、B、C三種貨物各期庫存量的峰值分別是4、5、3，則各需儲位數分別是4、5、3，總儲位數為12。采用分級存儲策略（設為兩級），有三種可能組合，即AB+C、AC+B、BC+A，其中組合級AB、AC、BC的數據如表8-2后三列所示。AB、AC、BC各期最大值分別是7、7、8，再與相應單級組合，可以看到最小的情況是AB+C，即總儲位為10。由此可見，如果僅從存儲空間需求來看，隨機存儲策略最好；但定位存儲和分級存儲的優點是有可能減少存、取貨的搬運成本和時間物流工程第8章倉庫與配送中心設計三、揀選作業揀選作業是按訂單將一種或多種存儲貨物取出，按顧客要求整理組合，包括拆包或再包裝，并放置在指定地點的整套作業。揀選作業包括查找（searching）存儲在不同地方的貨物、向貨物存儲處的多次來回行走（traveling）、拾取貨物（extracting）和揀貨確認等訂單文件處理和其他工作。揀選作業是倉庫物料搬運和信息處理兩種活動的綜合，揀選作業的目的在于正確且迅速地集合顧客所訂購的商品。這也說明揀選作業的難度，既要有搬運的費力過程，又要有信息的準確。同時揀選還與存儲保管和發貨作業緊密相連，各作業之間相互影響。揀選首先要考慮“貨”本身——是什么樣的貨物呢？它的形狀、形態、重量、體積是什么樣的呢？這就要考慮揀選單位以及相應的揀選行走方式問題物流工程第8章倉庫與配送中心設計訂單：顧客訂單、商店發貨單、車間發料單方式：人至貨貨至人45物流工程第8章倉庫與配送中心設計1）揀選單位單品：揀選的最小單位，可由人工單手揀取者，尺寸一般在10立方厘米以下，單邊長不超過20厘米，重量在1kg以下。單品從包裝箱中取出，又稱為拆箱揀選（Splitting-casepicking）。箱：由一件或多件單品裝在瓦楞紙板箱所形成，尺寸一般在10立方厘米到1立方米之間，單邊長不超過1米，重量在1~30kg。通常箱的尺寸為長200≤l≤600，寬150≤w≤450。托盤：由箱碼垛而成，無法用人手直接搬運必須利用叉車或托盤搬運車等機械設備。特殊品：體積大形狀特殊，無法按托盤、箱歸類，或必須在特殊條件下作業者，如大型家具、桶裝油料、長桿形貨物、冷凍貨品等等，存儲和揀選時都必須特殊考慮。物流工程第8章倉庫與配送中心設計基于對stockkeepingunit(SKU)數量的不同，有三種分揀級別

PalletPicking托盤揀貨（PP）如CDC，工廠發貨CasePicking按箱揀貨（PC）PiecePicking按件揀貨（CB）拆箱揀貨多品種小批量短時，作業最繁重，如在RDC中47物流工程第8章倉庫與配送中心設計2）揀選行走方式行走方式主要有人至貨（Operator-to-stock,OTS）、貨至人（Stock-to-operator,STO）二大類。人至貨方式。人至貨方式是最常見的，也稱為就道式揀貨（In-the-Aisle），揀貨員通過步行或搭乘揀選車輛到達貨品儲存位置。人至貨的系統構成簡單，柔性高，可以不用機械設備和計算機支持。但所需的作業面積較大、補貨不方便、勞動強度高。人至貨系統的存儲設備有：托盤貨架、輕型貨架、櫥柜、流動貨架或高層貨架等靜態存儲設備揀選搬運設備有：無動力揀選臺車、動力牽引車、叉車、揀選車、動力或無動力的輸送機、揀選式堆垛機和計算機輔助揀選臺車貨至人方式。貨至人方式則相反，要揀貨物由機器尋址找出，自動送到揀選者的作業位置，揀取者在固定位置內作業，無需去尋找貨位。貨至人是自動倉庫的揀貨方式。貨至人方式可分為普通、閉環和活動的三種工作面積緊湊、補貨容易、效率高，可以優化揀選人員的工作條件與環境。不足之處在于投資大，揀選周期長。如小件自動化倉儲系統（Mini-LoadASRS或AutomaticSmallContainerWarehouse，ASW）和自動倉庫ASRS物流工程第8章倉庫與配送中心設計四、揀選策略訂單揀貨有4種策略，即：摘果式(Discretepicking)。一次將一個訂單的所有貨物從頭到尾揀取。播種式(Batchpicking)。先將所有訂單所要的同一種貨物揀出，在暫存區再按各用戶的需求二次分配。分區式(Zonepicking)。每個揀貨員負責一片存儲區內貨物的揀貨，在一個揀貨通道內，先將訂單上所要貨物中該通道內有的全部揀出，匯集一起后再分配。這是一種分區播種式，但要多個揀貨員才能完成揀貨任務。波浪式(Wavepicking)。按照某種特征將要發貨的訂單分組，如同一承運商的所有訂單為一組，一次完成這一組訂單，下一波再揀選另一組的。例如UPS自動倉庫分揀系統就是采用這種方式。49物流工程第8章倉庫與配送中心設計摘果式(Discretepicking)一人手工揀取一個訂單的所有貨物如右4種貨物揀貨順序G-C-A-E，每種貨數量和儲位見下表表中還有第二個訂單的數量和儲位50優點：一個訂單在揀貨后一次完成，不必再分選、合并缺點：如果每訂單揀貨數量少花時較多，而且多個工人同時揀取不同的大數量訂單時，會在通道處發生擁擠.物流工程第8章倉庫與配送中心設計播種式（Batchpicking）播種式時一個工人揀取多個訂單的所有項目，如圖紅色為1號訂單的，綠色的為2號訂單的，藍色是兩個訂單都有的，工人一次將兩個訂單的所有貨物全部揀出，最后再分選。優點：如多個訂單都取同一貨時播種式省時缺點：揀取后要分選，且為鄰近區揀貨要等多個訂單積累起來51物流工程第8章倉庫與配送中心設計分區式（Zonepicking）分區式可以是多個工人分別在不同揀貨區共揀一個訂單的貨物或多個訂單的貨物。每個工人只負責揀取他所在分區的貨物。揀取的貨物最后再分選、合并優點：每區可采用不同的技術和設備。如果快出貨物在最易揀區，能減少揀貨時間缺點：分區揀貨難以平衡各區工人的工作量和揀貨速度52物流工程第8章倉庫與配送中心設計波浪式（Wavepicking）波浪式是按照某種特征將要發貨的訂單分組，如同承運商的所有訂單為一組，一次完成這一組訂單，下一波再揀選另一組的。它只適用于自動揀選機械的揀選，例如全自動倉庫揀選—分揀系統就是采用這種方式物流工程第8章倉庫與配送中心設計54方法每訂單揀貨人數每揀貨員訂單數摘果式Discrete播種式Batch單人多人分區式Zone波浪式Wave單人單訂單多訂單單/多訂單多機器多訂單揀貨策略對比物流工程第8章倉庫與配送中心設計摘果式揀選和播種式揀選分別代表了串行和并行兩種不同的方式，是兩種最基本的揀選策略摘果式揀選彈性較大，臨時性的產能調整較為容易，適合于客戶少樣多量訂貨，訂貨大小差異較大，訂單數量變化頻繁，有季節性趨勢，且貨品外型體積變化較大，貨品特性差異較大，分類作業較難進行的倉庫、倉庫或配送中心。播種式揀選的作業方式通常在系統化、自動化后產能調整能力較小，適用于訂單大小變化小，訂單數量穩定，且貨品外型體積較規則固定，及流通加工之類的倉庫、倉庫或配送中心物流工程第8章倉庫與配送中心設計物流工程第三十一講主講教師：孫寶鳳學時：48物流工程第8章倉庫與配送中心設計五、揀選路徑統計表明揀選作業時間組成中行走所花時間最多，要克服這種不增值活動所消耗的成本就要考慮揀選路徑的優化問題。另外行走時間還影響到顧客服務水平，行走時間越短，貨物送達顧客的速度就可以越快揀選路徑問題實質上就是TSP問題，適用的啟發式算法有如果倉庫里每一個通道內至少要一種貨品要揀取，可采用S形算法（S-shapeheuristic）；最大徑距法（Largestgapheuristic）；徑距（gap）同一通道內，或跨通道的上下兩個要揀取貨品的直角距離還有最近插入法、模擬退火算法、遺傳算法和蟻群算法等。這些解法目前離實際應用還有距離，而且優化的揀貨路徑還有一個如何有效實施的問題，需要采用昂貴的計算機視覺展現技術。但總的來說，以下幾點方法值得在倉庫運作中應用：將主要揀選路徑設置為直接的、較短的，且揀貨員記得住的路線；對分區作業的揀貨員確定路徑規則，便于提高效率；按主要揀選路徑作業方便的要求安排貨物的儲位。物流工程第8章倉庫與配送中心設計六、倉庫運作評價對倉庫的評價，不僅要反映倉庫當前運作水平，也要反映出倉庫的規劃設計水平。涉及到全生命周期的評價基于簡單參觀考察就可以作出的評價方法⑴顧客滿意度，⑵清潔、環境、人因、安全和衛生，⑶空間利用、建筑條件與設施，⑷物料搬運設備狀況，⑸團隊工作、管理與動機，⑹存儲系統與策略、庫存管理，⑺揀貨系統與策略，⑻供應鏈協調，⑼信息技術水平，⑽質量，⑾管理效率和靈活性等方面來評價物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.2.3WMS系統倉庫管理信息系統（WarehouseManagementSystem,WMS）就是跟蹤和管理倉庫各項作業活動的實時計算機管理軟件，它采用關系型數據庫系統，具有跟蹤、計劃、控制、分析和記錄各項倉儲作業活動的數據，還有儲位分配和查找等功能。WMS是倉庫各項信息的數據庫管理系統，它將倉庫主要流程，即收貨、存儲、揀選和發貨等作業采用統一的計算機系統來輔助管理。它不僅有查詢、盤點、移位等倉儲管理功能，還可以有作業安排、人員分配、揀貨路徑生成、庫齡報警等功能，而且可以通過EDI、ASN、Internet、條碼和RFID等技術來提高倉庫管理的速度和精確率。現代的WMS還向供應鏈拓展，或者供應鏈軟件也增強WMS功能；若加上優化功能，可以提高供應鏈的可視性和執行能力，形成倉庫執行系統（WES），或制造執行系統（MES）乃至供應鏈執行系統物流工程第8章倉庫與配送中心設計WMS的常見功能有：交易作業活動的處理，如貨物重量、體積和供應商信息等的驗證；貨物儲位分配；揀選單的生成與打印；條碼、儲位和產品標識的打印；進出運輸作業計劃與管理，包括容器裝箱優化、裝貨計劃、站臺和停車場管理等；作業人力管理，如人力規劃與調度、人力控制與時間標準等；支持電子商務和供應鏈；查詢、盤點與分析等。采用WMS系統能顯著節省人力并提高工作效率和數據準確性。對于自動化倉庫和配送中心，WMS是必不可少的。可是目前市場上成熟的WMS價格較貴。物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.2.4倉庫規劃倉庫規劃的內容包括倉庫選址、確定倉庫的大小和數量及倉庫的布置與設計。在倉庫的布置與設計中要考慮的主要問題有四類1）物流的組織。集裝單元的確定、前置揀選區的確立（包括應放置哪些貨物）。2）設備選擇和數量確定。存儲方式與設備、揀貨和物料搬運設備、倉庫管理信息系統和自動標識與通信設備。3）倉庫布置。存儲容量和存儲空間的配置。4）人員的技能要求與數量確定。對這些問題的回答就是要確定以下策略：收貨策略（主要是貨車的站臺分配）、存儲策略、補貨策略、訂單處理策略（包括揀選策略和揀選路徑策略）、分類整理策略和發貨策略。物流工程第8章倉庫與配送中心設計2）規劃的基本原則和方法系統布置規劃程序和方法對倉庫這類設施也適用。如倉庫設計中也要考慮物流流程、作業單位的劃分和相對位置。倉庫布置由如下因素決定：存儲物品類型、可用空間、高度、庫存周轉周期、吞吐量與存取量、倉庫周圍交通布置等。倉庫規劃設計中物流的因素很重要，解決如何存、如何流的問題是主線，因此首先要考慮存儲方式和空間利用，然后與總的吞吐量和平均庫存量結合確定倉庫模型。物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.3

倉庫布置設計8.3.1存儲方式與空間貨物在倉庫的存儲方式主要有以下三種：散放堆碼貨架儲存63物流工程第8章倉庫與配送中心設計一、散放散放是最原始的方式，空間利用率低，且散放活性系數為0，極不便于搬運作業，是應當盡量避免的。但是如果倉庫進出貨采用人工搬運方式（這在我國還很常見），收發貨暫存區域就會存在散放，因此在人工搬運為主的倉庫中，確定暫存區大小時要予以考慮。64物流工程第8章倉庫與配送中心設計二、堆碼倉庫存放的物品多種多樣，包裝材料及規格是多種多樣的，散裝物料形狀更是各異，因此堆碼有多種形式，如重疊式堆碼、交錯式堆碼、懸臂式堆碼、寶塔式堆碼和散裝物資的特殊堆碼方式堆碼的空間利用率也不高，而且不能滿足先進先出這一存儲的基本目標。65物流工程第8章倉庫與配送中心設計單元堆垛BlockStacking單元堆碼：堆垛的貨物為單元貨物它要設置作業通道，便于機械作業。單元堆垛示意圖見圖，它為3層高（z方向）4排深（x方向），每列（Lane，y方向）可分別堆放不同的貨物單元堆垛的存儲深度（LaneDepth）可達2～10單元深，高度則由多種因素綜合決定，要考慮庫房建筑物凈高、安全堆垛高度、貨物碼垛性、搬運方法和地面載荷等。對一些輕量貨物，堆碼高度可達6m，但通常推薦最大堆碼高度在2～3m；為安全起見，z≤（2/3）min{x,y}，x,y≤6m。物流工程第8章倉庫與配送中心設計為了便于不同貨物的存取方便和管理，通常采用分類堆碼（DedicatedStacking）的方式，即采用定位存儲策略而不是隨機存儲策略，不同貨物單獨占據一列或幾列，分配給一種貨物位置不能由其他貨物占據。因此分類堆垛存在蜂窩損失，空間利用率難以達到理論的數據，且難以滿足先進先出（FIFO）這一存儲的基本目標。堆碼適合于貨物SKU不多、存儲數量較大、貨物容易堆碼（通常為直方體的集裝單元，如托盤單元）、整單元存儲和揀貨、先進先出（FIFO）要求不嚴格和存儲高度低的情況，常見于產成品倉庫。物流工程第8章倉庫與配送中心設計三、貨架存儲這是現代倉庫儲存的主要方式，它很好地解決了空間利用和先進先出兩個問題。從前面物流工程設施設備的介紹可知，貨架形式多種多樣，采用貨架存儲時要根據具體物料特性和庫存出入量選擇合適的貨架，以及配套的搬運方式。貨架存儲方式主要有托盤貨架（PalletRacks）、輕型貨架（Shelves）和抽屜式貨架（Drawers），分別適用于不同類型的貨物。由于現代倉儲中托盤和叉車這種機械化方式的廣泛應用，托盤貨架使用更廣泛。貨架和搬運設備結合就確定了面積要求，我們將在后面詳細講述。68物流工程第8章倉庫與配送中心設計儲存貨物的空間叫儲存空間，儲存是倉庫的核心功能，儲存區域規劃的合理與否直接關系倉庫的作業效率和儲存能力。在進行倉儲區域的空間規劃時，應先求出存貨所需的空間大小，并考慮貨物尺寸及數量、堆碼方式、托盤方式、托盤尺寸、貨架貨位等因素，然后進行區域的空間規劃。堆碼方式、托盤及貨架的關系直接影響到空間的利用。69物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.3.2空間利用在倉庫設計時，一個重要的考慮因素是空間利用（CubeUtilization）。空間利用中要考慮蜂窩損失和通道損失。1．蜂窩損失蜂窩損失（HoneycombingLoss）是倉庫可用存儲空間不能全部被利用時所造成的損失，通常發生在貨物形狀、貨物堆碼和儲位分配時豎直或水平空間沒有充分利用的情況如果在某種貨物的一列上取走一箱或幾箱貨，只要該列不被取盡，所產生的空缺就不能被別的貨物填補，留下的空位猶如蜂窩，故得名蜂窩損失，它影響了庫容量的充分利用。物流工程第8章倉庫與配送中心設計物流工程第三十二講主講教師：孫寶鳳學時：48物流工程第8章倉庫與配送中心設計蜂窩損失如右圖可以看到分類堆碼的蜂窩損失。下圖所示的單、雙深堆碼（圖中作業通道寬3000mm和貨物單元深度1000mm為示例數據）物流工程第8章倉庫與配送中心設計蜂窩損失是難以避免的，這就要求在倉庫設計時考慮蜂窩損失，對它作出合理的估算。實際貨物堆碼中蜂窩空缺究竟會出現幾個是一個動態變化的數據，我們只能假設一列貨物中蜂窩空缺數出現的概率是相同的空缺系數H的期望值為 式中n—一列貨位堆碼貨物件數；i=0,1,2,…。73物流工程第8章倉庫與配送中心設計例求圖中的蜂窩損失空缺系數。解：圖中一列貨物可能有四種狀態：只堆1、2、3或4層，因此相應的空缺數分別為3/4、2/4、1/4和0。設4種狀態的出現概率都是1/4，則空缺系數H的期望值 同理對右圖中可算出為0.4375。74物流工程第8章倉庫與配送中心設計從左到右三種貨物的空缺是多少？E(H)?75物流工程第8章倉庫與配送中心設計注意蜂窩損失的空缺系數期望值是針對一列列儲位為不同貨物（SKU）時的一種保險系數比較大的估計，如果多列為同種SKU，蜂窩損失的空缺系數期望值要相應減少。在存儲空間計算時，為方便考慮蜂窩損失，還可以采用蜂窩損失因子。蜂窩損失因子fH由以下公式計算：fH

=1

/〔1E（H）〕如前雙列蜂窩損失為2/9，則蜂窩損失因子為1.29，即考慮蜂窩損失時要增加29%的面積。再如2深4層單列存儲時蜂窩損失因子為1.78，要增加78%的面積，這已是很保險的估計了。物流工程第8章倉庫與配送中心設計2、通道損失通道損失則是由于通道占據了有效的堆放面積，無論分類堆碼，還是貨架儲存，都存在通道損失。若不考慮通道深度方向的情況，通道損失可用下式計算

La=Wa

/(Wa+2d)式中Wa—Widthofasile通道寬度，d—depth貨堆深度。77物流工程第8章倉庫與配送中心設計如下圖a，托盤深度為1m，叉車作業通道寬度為3m，則通道損失為3/5，即60%。可見通道損失之多。為降低此損失，可以增加貨位深度，如圖b堆兩排，通道損失降到0.429，但此時增加了蜂窩損失。78物流工程第8章倉庫與配送中心設計對于常見的選擇式貨架來說，堆垛深度最多兩排，即雙深式貨架，此時可配用帶伸縮叉的叉車。但出入庫和裝卸搬運等操作不太方便，需要全面考慮，具體參見后面案例。通過上述典型計算，在貨物不同深度時的通道損失、蜂窩損失及總空間損失見下表可見，貨堆越深，通道的損失越小，雖然蜂窩形的空缺損失增大，但總的庫容量損失有所減少。平面損失率很大，要提高空間利用率，只有往高度發展和降低通道寬度，這也是高層自動化立體倉庫發展的一個原因。79物流工程第8章倉庫與配送中心設計例某類貨物C為木箱包裝形式，尺寸（長×寬×高）為1000×600×700mm，箱底部平行寬度方向有兩根墊木，可用叉車搬運，在倉庫中堆垛放置，最高可堆4層。C貨物最大庫存量為600件，請考慮通道損失（設叉車直角堆垛最小通道寬度為3.6m）和蜂窩損失確定其需要的存儲面積。80物流工程第8章倉庫與配送中心設計解：貨物堆垛4層，理論上最小占地面積為1.0×0.6×600/4=90m2。一般叉車貨叉長達900~1000mm（參見圖4-33），因此堆碼時一次可以叉兩件C貨物。則通道分類堆垛方式為每通道兩邊至少各有兩排貨物。若按貨堆深度兩排計算，此時通道損失由公式可算出La=3.6/(3.6+2×(0.6×2))=0.6，但取出貨物時一般是一件一件取，則蜂窩損失為一列8件計，可算出蜂窩損失空缺系數E(H)=7/16=0.4375，則折合后的蜂窩損失為0.4375×(1-0.6)=0.175，合計損失為0.6+0.175=0.775故需要的存儲面積為90/(1-0.775)=400m2。81物流工程第8章倉庫與配送中心設計若貨堆深度更多，如4排，則La=3.6/(3.6+2×(0.6×4))=0.429，蜂窩損失為一列16件計，蜂窩損失空缺系數E(H)=15/32=0.46875，合計損失為0.429+0.46875×(1-0.429)=0.697，故需要的存儲面積為90/(1-0.697)=297m2。由此可見，隨著貨物堆垛深度的增加，所需的存儲面積減小，這也與表8-4的結論吻合。但貨物堆垛越深，越難取出先放進去的貨物。

82物流工程第8章倉庫與配送中心設計三、空間利用與空間標準從蜂窩損失和通道損失的情況來看，存儲深度是二者的折衷，因此，在給定存儲策略下，如何確定合理的存儲深度對空間利用有決定性影響。物流工程第8章倉庫與配送中心設計物流工程第三十三講主講教師：孫寶鳳學時：48物流工程第8章倉庫與配送中心設計對于利用空間，考慮以下因素：1）空間的保持空間的保持包括最大限度地將空間集中和立體空間的利用，以及將蜂窩損失降到最低。對于托盤單元貨架:一個方向是托盤貨架雙深貨架后推式貨架馳入式/貫穿式貨架，它們的空間集中越來越高，但也造成存取的困難和FIFO難于實現。另一個方向是從托盤貨架到托盤流力式貨架，托盤流力式貨架既便于存取,且可以實現FIFO，適合于少品種大批量貨物的存儲，如成品存儲。要降低蜂窩損失，則要降低存儲的深度，單深的比多深的存儲方式蜂窩損失更小，但空間利用卻不經濟。三、空間利用與空間標準物流工程第8章倉庫與配送中心設計對于利用空間，考慮以下因素：2）空間的限制空間的利用受到廠房結構、噴水消防裝置、頂棚高度、地面載荷強度（對多層貨架特別重要）、立柱以及物料安全堆放高度的限制。3）易存取性過分強調空間利用可能會導致不易存取物料。通道的設計必須足夠寬，以便于物料搬運。每一個存儲孤島的接觸面都應有能進入的通道。所有主要通道都應是直的，可通向門；通道的方向應能使大多數物料沿存儲區的最長軸線存放；在同一區域內的貨架最好保持同一方向擺放；通道應考慮兩面作業，不應沿墻設置，除非這面墻有門。4）存儲策略前面已經介紹過隨機存儲、定位存儲和分級存儲策略。良好的存儲策略可以減少出入庫移動距離，縮短作業時間，充分利用存儲空間。三、空間利用與空間標準物流工程第8章倉庫與配送中心設計只要上述因素、各種損失、存儲深度都確定下來了，就可以計算各種貨物（以集裝單元為單位）所需的空間標準。空間標準（spacestandard）是指單位（如托盤等集裝單元）貨物考慮通道和蜂窩損失后的存儲空間需求。不同存儲形式的空間標準可用平均每托盤占地面積來衡量。對一種貨物將其以集裝單元為單位的計劃存儲量乘上它的空間標準，就可以得到它的空間需求。將所有貨物的空間需求加起來就得到總的存儲空間需求。再加上收發貨的空間需求、辦公、維護和廠房服務需求，就可以確定倉庫總的面積需求物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.3.3庫容量與倉庫面積1．庫容量倉庫規模主要取決于擬存貨物的平均庫存量。貨物平均庫存量是一個動態指標，它隨貨物的收發經常發生變化。作為流通領域的經營性倉庫，其庫存量難以計算，但可以確定一個最大吞吐量（Throughput）指標；作為企業內倉庫，可根據歷史資料和生產的發展（預留5～10年后的指標），大體估算出平均庫存量（AverageInventory），然后高峰庫存量在平均數上加20～40%，就可以此高峰庫存量為庫容量指標。庫存量常以實物形態的重量表示。在庫存量大體確定后，還要根據擬存貨物的規格品種、體積、單位重量、形狀和包裝等確定每一種貨物的單元規格，以此作為倉庫的存儲單元StockKeepingUnit，SKU倉庫存儲單元一般以托盤或貨箱為載體，每個貨物單元的重量多為200～500kg。采用機械化作業的存儲單元尺寸最好采用標準托盤尺寸，這就是常見的單元倉庫UnitLoadWarehouse物流工程第8章倉庫與配送中心設計2．面積計算庫房面積包括存儲面積和輔助面積，存儲面積指貨架、料垛和必要的作業通道實際占用的面積\輔助面積指收發、分揀作業場地、通道、辦公室和衛生間等需要的面積。存儲面積的計算分堆碼、貨架等多種情況，具體方法有多種，如荷重計算法、類比法、公式計算法和幾何計算法等。荷重計算法是一種經驗算法，它根據庫存量、儲備期和單位面積的荷重能力來確定倉庫面積，在我國計劃經濟時代應用較多，但因為現在儲備期時間大為縮短和采用貨架、托盤后貨物的單位面積荷重能力數據大為改變，應用較少物流工程第8章倉庫與配送中心設計幾何計算法直接計算法幾何計算法是通過托盤貨架存儲的幾何關系直接計算出貨架區所占的存儲面積。存儲面積的計算與庫內貨物存儲方式、存儲策略、空間利用、裝卸搬運機械的類型以及通道等有關，在設計時要確定具體要求、根據實際情況確定幾何尺寸關系，畫出圖形，再行計算。幾何計算法既有形象的圖形表現，也便于結果的調整與討論。我們下面重點介紹集裝單元倉庫面積的幾何計算法。采用托盤貨架存儲的幾何計算以托盤為單位，要先確定貨架貨格尺寸，貨架排列和層數，再確定一個叉車貨架存儲單元，以此單元的個數來確定存儲區的面積和形狀。物流工程第8章倉庫與配送中心設計三個單元的設計托盤單元貨格單元。即由立柱和橫梁所圍成的存儲空間，通常可以存放2~3個托盤貨物。這里要注意幾個間隙作業單元，即叉車與貨架作業單元，它形成貨架存儲區的基本單元。物流工程第8章倉庫與配送中心設計92物流工程第8章倉庫與配送中心設計例某倉庫擬存儲A、B兩類貨物，包裝尺寸（長寬高）分別為500280180和400300205，采用在12001000150的標準托盤上堆垛，高度不超過900。兩類貨物最高庫存量分別是19200和7500件，采用選取式重型貨架存儲，貨架每一貨格存放兩個托盤貨物。作業叉車為電動堆垛叉車，提升高度為3524毫米，直角堆垛最小通道寬度為2235毫米。試確定貨架長寬高、層數和排數，并計算貨架區面積。物流工程第8章倉庫與配送中心設計解：1）計算A、B兩類貨物所需的托盤單元數按第7章托盤裝碼問題的算法或直接簡單推算，對A類貨物12001000托盤每層可放8件（不超出托盤尺寸），可堆層數為(900150)/180=4.17，取整即4層，故一托盤可堆垛32件。庫存量折合托盤為19200/32=600托盤。同理對B類貨物，每托盤可堆垛30件，共需250托盤。A、B共需850托盤。2）確定貨格單元尺寸因每貨格放2托盤，按圖8-10所示的托盤貨架尺寸要求，確定貨格尺寸為2750毫米（其中50為貨架立柱平行通道方向的寬度）長，1000毫米深，1100毫米高（含橫梁高度）。3）確定貨架層數為了叉車的作業安全，叉車的提升高度高于最高的貨架橫梁高度不低于200毫米。由叉車的提升高度3524毫米，有(3524-200)/1100=3，因此可確定貨架層數為4層，含地面層。物流工程第8章倉庫與配送中心設計4）確定叉車貨架作業單元叉車兩面作業，確定叉車貨架作業單元見圖8-12。該單元共有16個托盤。長度為兩個托盤寬加上一個托盤間隙和2個托盤與立柱間隙，再加一個立柱寬度，即L1.2米2+0.1米+0.12米+0.08米

2.78米，取2.8米深度為兩排貨架深度+背空間隙100毫米+叉車直角堆垛最小通道寬度，即D1米2+0.1米+2.235米

4.335米，取4.4米則面積S02.84.412.3米2。5）確定面積由總托盤數除以叉車貨架作業單元得所需單元數，再乘單元面積即可得貨架區面積（包括作業通道面積），即單元數850/1653.125取不小于的整數得54個故面積S54S0

5412.3664.2米2。(計算結束,但是獲得布置方案還需深入分析…(6)(7)課后學習….)物流工程第8章倉庫與配送中心設計6）確定貨架排數貨架總長和排數與具體的面積形狀有關。對新建倉庫則可以此作為確定倉庫大體形狀的基礎。本例54個單元，按69得貨架長9個單元，即長92.8+0.08（即加一個立柱寬）=25.3米，共6個巷道，12排貨架，深64.426.4米。深度比長度大，不符合貨架最好沿長方度方向布置的原則。可考慮用4巷道，取414=56，此時長度為39.3米，深度為17.6米。物流工程第8章倉庫與配送中心設計但是，貨架布置不能僅僅考慮存儲和節省面積(7)現代倉庫“動”，更重要的是考慮方便貨物揀選上圖中考慮揀貨出貨方便，需要設置一個貫穿各排貨架的豎向交叉通道。交叉通道與作業通道垂直，通常從貨架中間斷開，寬度可容納兩輛叉車并行，即相當于一個貨格長度。為提高空間利用率，交叉通道可作成橋洞式的，即上部仍然保持貨格不變，只需拆除下部兩、三層橫梁，改作交叉通道。若布置區域內有柱梁等建筑結構，還要根據柱網分布情況作適當調整。例如上例布置考慮庫房結構后的布置如圖8-12所示，這是在2745米庫房內的布置，為滿足99米的柱網和360360毫米的柱身的結構要求，中間兩排貨架的背空間隙適當增大。這種布置將柱子剛好藏在貨架的背空間隙中，既不影響作業和貨格位置（可對比第4章案例2中各圖），還能增加貨架的穩定性。物流工程第8章倉庫與配送中心設計物流工程第三十四講主講教師：孫寶鳳學時：48物流工程第8章倉庫與配送中心設計例8-5某倉庫的貨物存儲在42×48in的托盤上再放在雙深選取式托盤貨架上。托盤連貨物的高度是5ft，其中貨物高54in。在每一貨架貨位中并排放兩個托盤，方向為邊靠邊，但托盤相互之間以及托盤與貨架立柱的間隙要有5in在貨位第一深與第二深貨物剛好靠在一起。每根貨架立柱為4in寬。托盤放在4in高的橫梁上，最低層同此每層托盤貨物與上層橫梁的間隔是4in。貨架通道寬度為8.5ft（貨物到貨物的寬度），背空間隙（fluespacing，即第二深貨物背靠背的間隙）為12in。貨架可存儲五層托盤貨物。貨物堆碼不能超出托盤。假設第二深的貨位都是裝滿的，第一深的一半裝滿，請計算存儲空間利用率。99物流工程第8章倉庫與配送中心設計解：空間利用率=平面利用率*高度利用率（1）平面利用率以叉車貨架單元來考慮，見圖左，可算出單元尺寸為(103306)=(103102*3)in，其中托盤為豎放，即長邊垂直于豎梁。因為題中第二深滿放，第一深只一半裝滿，則在此單元內相當于放6個托盤，則平面利用率為

uS=48426/(103306)物流工程第8章倉庫與配送中心設計6068物流工程第8章倉庫與配送中心設計解：空間利用率實際上就是平面利用率和高度利用率的乘積。（2）高度利用率：因為最低層也設橫梁（便于插腿式、前移式叉車作業），所以高度利用率以貨架的一層來考慮，見圖右，可以看出在每一層68in高度中利用的為60in，則高度利用率為：uh=60/68物流工程第8章倉庫與配送中心設計6068貨架單元(豎放)=103102*3=(4*1/2+5+42+5+42+5+4*1/2)102*3物流工程第8章倉庫與配送中心設計空間利用率求解dwg在平面方向

uS=48x42x6/(103x306)在豎直方向uh=60/68則總的空間利用率uv=48x42x6x60/(103x306x68)=33.9%如果托盤換方向，則為48x42x6x60/(115x282x68)=32.9%物流工程第8章倉庫與配送中心設計2點啟示：1）托盤豎放（托盤長邊垂直于橫梁）與橫放（托盤長邊平行于橫梁）的差別。上例若托盤改為橫放，則叉車貨架單元尺寸為115282in，此時的空間利用率為32.9%。可見，得出豎放有空間利用率略高，這也是很多倉庫中托盤都豎放的原因。2）采用雙深式貨架存儲時會有蜂窩損失，這是因為同一貨位的第二深與第一深一般要放同種貨物，以方便貨物的查找和存取。物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.3.5庫房布置設計主要考慮庫房設計的建筑要求、典型倉庫布置和動線，以及倉庫輔助設施設計。一、庫房設計1.計算得出存儲的有效面積后，加上必要的輔助面積，就可得倉庫總面積，以此可作庫房設計。庫房的長度與寬度（跨度）與庫房面積有關，在確定的面積下，長寬可以有無數種組合，但設計要按優先比例選取。2.確定了寬長比后，選定寬度，再定長度。如庫房需要面積800m2，初步取寬長比1:2，則算出寬度取20米，長40米。物流工程第8章倉庫與配送中心設計3.長寬尺寸還要符合建筑標準GBJ-2-86《建筑模數協調統一標準》，該標準規定了基本模數M0=100毫米，倍模、分模優選M0/10，M0/5，M0/2，1M0

，3M0

，6M0

，15M0

，30M0

，60M0

(1)如庫房柱距應采用6m，當庫房跨度≤18米時，跨度應為3m的倍數，當庫房跨度>18米時，跨度應為6m的倍數。故常用庫房跨度6米，9米，12米，15米，18米，24米，30米。(2)如上面800平米庫房，按建筑模數修正為24米36米，總面積為864平米，超出一點是可以的，因為還有許多其他因素沒有考慮，應留有余地。物流工程第8章倉庫與配送中心設計二、倉庫的典型布置與動線4種普遍采用的典型倉庫布置形式，即U形布置（U-shape）、直進穿越式布置（Straight-thru）、中樞加模塊布置（Modular-spine）和多層樓房布置（multistory）U形布置類似于生產系統中的U形流水線，是倉庫設計中的首選模式。它的收發口在同一邊，物流移動路線較合理，也便于站臺資源的充分利用，還利于三個方向的擴建。直進穿越式為收發口兩邊相對布置，物流移動路線為平等的直線，便于解決高峰時刻同時進出貨的問題。這種布置適合于直接轉運作業，但缺點是不能應用分級存儲策略。中樞加模塊布置以不同功能作業模塊與中樞通道配合來滿足大型倉庫與配送中心的要求，快（如直接轉運模塊、連續補貨的直進穿越式模塊）、慢作業模塊沿中樞通道布置。這是沃爾沃模塊化布置（參見第4章案例1）在倉庫中的應用。多層樓房布置適用于功能多、土地資源緊張的倉庫，需要注意各層功能的合理劃分和上下層的物流通暢。物流工程第8章倉庫與配送中心設計典型倉庫布置物流模式（第5章）的具體體現。倉庫中物流路線更加突出和固定，為更好地表示倉庫作業時物料、設備和人員移動的方式，我們進一步將物流模式稱為動線，來表示貨物、設備（包括貨品箱、托盤、料箱等）、廢棄物和人員的移動路線。倉庫布置要求全部動線完整、合理，物料、設備和人員等不能發生阻斷、迂回、繞遠和相互干擾等現象，并在倉庫或配送中心平面布置圖上畫出動線。例圖：U型倉庫布置及動線圖。物流工程第8章倉庫與配送中心設計物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.4

自動化立體倉庫AS/RS自動化立體倉庫又稱立體倉庫或高架倉庫、自動存取系統(AutomaticStorage&RetrievalSystem,AS/RS)，它一般指采用幾層、十幾層甚至幾十層高的貨架，用自動化物料搬運設備進行貨物出庫和入庫作業的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間進行儲存，故形象地稱為立體倉庫。111物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.4.1ASRS概述自動化立體倉庫一般由高層貨架、物料搬運設備、控制和管理設備及土建公用設施等部分組成。自動化立體倉庫不僅是過去那種只有建筑物的倉庫，還具有在分揀、理貨的同時，不需直接人工處理就能自動地存儲和取出物料的倉庫。它使用多層貨架、能在巷道內的任何貨位存儲并取出貨物的搬運車，以及計算機控制和通信系統，有的系統可以直接與其他生產控制系統相聯。112物流工程第8章倉庫與配送中心設計自動化立體倉庫是一個復雜的綜合自動化系統，也是生產物流的重要組成部分。隨著現代工業生產的發展，柔性制造系統、計算機集成制造系統和工廠自動化對自動化提出了更高的要求，搬運倉儲技術要具有更可靠、更實時的信息。工廠和倉庫中的物流必須伴隨著并行的信息流，信息技術深刻地影響著自動化倉庫的發展進步。搬運設備是自動化倉庫中的重要設備，它們一般是由電力來驅動的，通過自動或手動控制，實現把貨物從一處搬到另一處，如自動導引小車和有軌臺車等。輸送設備也是立體倉庫中不可缺少的設備，它具有把各物流站點銜接起來的作用。常見的輸送設備有輥式、鏈式、輪式、帶式、滑板式輸送機等多種形式。113物流工程第8章倉庫與配送中心設計物流工程第三十五講主講教師：孫寶鳳學時：48物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.4.2自動化立體倉庫的優點1950年代初，美國出現了采用橋式堆垛起重機的倉庫，50年代末到60年代初出現了司機操作的巷道式堆垛起重機。1963年美國首先在倉庫業務中采用計算機控制，建立了第一座計算機控制的立體倉庫。目前，全美投入運營的自動庫約有30萬個。1980年我國自行研制了第一座自動化立體倉庫投入使用。之后，立體倉庫在我國得到了迅速的發展。這些倉庫使用在機器制造業、電器制造業、航空港、輕工和化工企業、商儲業、軍需部門等。目前國內對立體倉庫的需求正不斷增加。歷史和現實已充分證明，使用自動化立體倉庫能夠產生巨大的社會效益和經濟效益。115物流工程第8章倉庫與配送中心設計自動化倉庫的優點，本章開頭海爾引導案例就是明證。1）立體倉庫能大幅度地增加倉庫高度，充分利用倉庫面積與空間，減少占地面積。2）便于實現倉庫的機械化、自動化，從而提高出、入庫效率，降低物流成本。3）提高倉庫管理水平。借助于計算機管理能有效地利用倉庫儲存能力，便于清點盤存，合理減少庫存，節約流動資金。自動化倉庫的信息系統可以方便地融入到整個企業資源管理系統中，使企業物流更為合理化，減少了非增值物流過程4）由于采用貨架儲存，并結合計算機管理，可以容易地實現先進先出的出入庫原則，防止儲存原因造成的貨物損失。5）采用自動化技術后，立體倉庫能適應黑暗、有毒、低溫等特殊場合的需要。6）自動化倉庫都有倉儲信息管理系統WMS，數據及時準確，便于企業領導隨時掌握庫存情況，根據生產及市場狀況及時對企業規劃做出調整，提高了生產的應變能力和決策能力116物流工程第8章倉庫與配送中心設計自動化立體倉庫的出現，使傳統的倉儲觀念發生了根本性的變化。原來那種固定貨位，人工搬運和碼放，人工管理，以儲存為主的倉儲作業已改變為自由選擇貨位，按需要實現先進先出的機械化、自動化倉儲作業。在提高儲存效率的同時，借助自動庫系統，還可以實現對貨物進行自動揀選、組配；自動化立體倉庫的出貨管理可以實現按實際需求，將庫存貨物按指定的數量和時間要求自動送到合適的地點，滿足均衡生產的需要。立體倉庫的出現使“靜態倉庫”變成“動態倉庫”。117總結：物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.4.3自動化倉庫的分類自動化倉庫是隨著生產的不斷發展和進步而變化的。物流系統的多樣性，決定了立體倉庫的多樣性。作為一種特定的倉庫形式，一般有以下幾種分類方式。按建筑形式分類：整體式和分離式。按貨物存取形式分類：單元貨架式、揀選貨架式按貨架的形式分類：單元貨格式貨架倉庫、貫通式貨架倉庫、旋轉式貨架倉庫和移動式貨架倉庫按單元大小分：托盤式立體倉庫(Pallet-loadAS/RS)和小件立體倉庫(Mini-loadAS/RS)。118物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.4.4自動化倉庫的發展趨勢隨著企業在供應鏈存貨控制上取得的持續進展，在目前的現代化企業中，大規模的倉儲中心已較為少見。企業更需要的是小型化、高反應速度和柔性的存貨自動處理系統。為適應工業的發展，自動庫系統的高速小型化趨勢越來越明顯。在堆垛機方面，具有新的物理外形和更高性能的設備不斷出現；伴隨著電子控制技術的進步，堆垛機在具有更高定位精度的同時，搜索能力和運行速度的提高使出入庫操作周期大大縮短，從而獲得了更大的生產能力。119物流工程第8章倉庫與配送中心設計自動化倉庫發展的另一個發展重點是提高信息傳輸和處理速度，主要體現在廣泛采用最新光電掃描技術，如采用射頻數據通信技術，新的高效光通訊器件等來實現數據的采集、處理和交換能夠在搬運工具與中央計算機之間快速進行，使物品的存取和發送情息做到快速、實時、可靠和準確現代信息技術的快速進步也給自動化倉庫注入了新的發展活力。人工智能和專家系統大量運用到自動化倉庫系統中。如高容錯搬運系統、自診斷專家系統（遠程異地診斷和維護）等已出現早部分復雜自動庫系統中。120物流工程第8章倉庫與配送中心設計8.5

配送中心規劃設計配送中心就是從事貨物配備（集貨、加工、分貨、揀選、配貨）和組織對用戶的送貨，以高水平實現銷售和供應服務的現代流通設施，它是物流中心的一種。配送中心是基于物流合理化和發展市場兩個需要而發展的，是以組織配送式銷售和供應，執行實物配送為主要功能的流通型物流結點。它很好地解決用戶多樣化需求和廠商大批量專業化生產的矛盾，因此，逐漸成為現代化物流的標志。121物流工程第8章倉庫