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仓库优化设计
某储运储运总公司仓库优化设计
摘要
某储运总公司,是一家兴起于上世纪70年代的集仓储和配送一体的物流中心。
仓库作为整个公司的核心,担负着存储、保管还有诸如分拣、包装等加工增值的工作。
公司既要追求多创利润的目标,增加收入,扩大库存量,又要千方百计地降低成本,节能降耗。
仓库已经发展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、联通加工和信息等一整套的物流环节。
本文就公司存在的问题对仓库进行优化设计,围绕仓库布局,物品摆放,货品保管,安全隐患等问题进行优化或重新设计。
通过设施布置设计计算分析其中问题,结合仓库管理办法提出方案。
关键词:
仓库设计,仓库管理,仓库安全,库存量
JiangSuprovincemachinestorageandconveyancecompany
warehouse’soptimizationanddesign
Abstract
JiangSuprovincemachinestorageandconveyancecompanyisariseinthelastcentury's70sonesetofstorageanddistributionlogisticscenter.Warehouseasthecoreoftheentirecompany,responsibleforthestorage,custody,thereissuchassorting,packagingandothervalue-addedprocessingwork.Companyseekingtopursuethegoaltocreatemoreprofitsandincreaserevenue,expandinventory,butalsodoeverythingpossibletoreducecosts,savingenergyandreducingconsumption.Warehousehasbeenturnedintogoodstofocusonstoragespace,storagefacilitiesandequipment,personnelandoperationandmanagementsystemconsistingofstoragesystems,featurealsoextendstoincludethetransportation,storage,packaging,distribution,Unicomcompletesetofinformationprocessingandlogisticslink.
Inthispaper,theproblemsthecompanytooptimizethedesignofwarehouse.Aroundthewarehouselayout,displayitems,goods,custody,securityissuessuchasoptimizationorre-design.Throughthefacilitieslayoutdesignprobleminwhichcalculationandanalysis,combinedwithwarehousemanagementproposals.
Keywords:
warehousedesign,warehousemanagement,storagesecurity,stock
第一章引言
1.1问题的提出
纵观个生产的整个过程,仓储的活动在任何领域都是客观存在,是不能被其他物流活动所轻易替代的;即使在各种企业大谈“零库存”、“JIT库存”和供应商管理库存的今天,仓库本身也是社会再生产的一个重要领域。
仓库建设代表一个企业在赢得时间与地点效益方面所做出的努力,在一定程度上还是企业实力的一个标志物。
更为重要的是,建设规划的合理性还将对仓库的设计、施工和运作、仓库作业的质量和安全,以及所处地区或企业的物流合理化产生直接和深远的影响。
1.2本文的研究内容及方法
本文以某储运总公司暴露出来的问题作为研究对象,对仓库的布局,物品的堆放,安全隐患,货物积压等不合理的地方做出合理的优化和重新设计。
运用ABC管理法和EOQ管理法建立模型,使库存管理达到最佳,从而解决货物积压问题。
SLP相关图,平面布置方案,关系表技术,运筹学相结合来解决仓库布置不合理问题。
1.3本文研究途径和工具
本文采用实地调查,查阅资料,案例分析、建立模型等途径对仓库进行情况的深入了解和提出问题的解决办法。
主要的研究工具有:
1.MicrosoftFlexsim中文版
2.MicrosoftOfficeAccess2003
3.MicrosoftOfficeExcel2003
4.AutoCAD2007
第二章仓库的现状
2.1公司简介
某储运总公司是一个上世纪七、八十年代创建的公司。
在镇江市共有三个仓库,一库(总公司),二库,三库。
其仓库主要储存的货物有钢材,玻璃,木材,水泥,石灰等等工业用料和生活用品。
我主要的设计的对象是其中的二库,二库位于镇江市长江路,附近有码头、铁路,毗邻长江。
主要储存的货物除了上述的工业原料外还有糖、烟、酒、药材,肥皂,洗衣粉等日用品。
2.2仓库存在的问题
虽然历史悠久,但是仓库系统趋于陈旧,许多仓库里没有货架,货物随意堆放,中间只留有狭小过道,管理员在行走时很容易碰倒货物;货物积压情况严重;由于管理不当货物变质腐蚀情况严重;仓库布置不合理;安全隐患等问题。
仓库简易图如下图所示:
40*30
图2-1仓库简易图
2.3仓库设计的意义和目的
(1)仓库设计优化的意义:
为了有效利用仓库的存货能力和周转货物的速度,使仓库的作业有条不紊地进行,必须对仓库进行合理使用规划,进行分区分类、专业化分工、储存和作业划分,提高仓库的效率和能力,促进仓库效率的提高。
仓库使用规划就是为了方便作业、提高库场利用率和作业效率、提高货物保管质量,依据专业化、规范化、效率化的原则对仓库的使用进行分工和分区,而确定的货位安排、作业路线布局。
合理地使用仓库,可以实现的高效率和促使效率提高。
仓库规划体现了实际的仓库设施特征和储存产品运动。
在规划过程中考虑两个因素,即设施、储藏利用空间以及作业流程。
(2)仓库设计优化的目标:
1.提高作业效率。
能基本达到自动化。
2.保管好货物。
在保质期内得到最佳的储存办法。
3节能,省力,省时。
4.提高库存管理水平。
第三章某储运总公司仓库内部设计
3.1仓库介绍
由于露天仓库中有很多库房,这里就选择其中的洗衣粉仓库进行着重研究。
表3-1洗衣粉仓库参数
长
宽
高
总面积
总容积
已用面积
25m
15.5m
4m
310㎡
1240
200㎡
已用容积
出库频率
最大容量
日进货量
日出库量
年均库存
400m3
一周
不定
门
图3-1洗衣粉仓库简图
存在问题:
(1)货物任意堆放没有货架。
货物挤压变形现象严重。
(2)该仓库采用将存储区与拣货区混合使用的布局方法,给仓管员及该厂的生产带来了诸多问题和不便。
(3)该厂在确定所需要的仓库空间类型的时候,对于本厂整体工作流程的需要并未充分考虑。
该厂仓库的库存始终处于不断的变化之中,由于不同品种生产的速度不同,导致置于每个堆垛区的高度参差不齐。
(4)仓库仅仅留了狭小过道行走不便。
(5)仓库的搬运员工数量大,过于臃肿。
在搬运过程中容易产生无规律性,混乱的现象,影响搬运效率。
(6)空间利用率仅32%。
3.2货态尺寸
在进行货架设计的前提是装箱形式的确定。
它不仅影响仓库的投资,而且对于仓库物流系统设备、设施的配置以及有关因素都有极为重要的影响。
因此确定货物装箱的尺寸形状和重量,必须先对入库前的货物经行测量和数据分析,然后决定货架的设计。
这里为了节约成本最好采用原装的货箱,避免拆散后再包装,产生增加工作量和工作时间的后果。
但是对于特殊情况,可对少数的货物进行特别的装箱。
测量得外包装箱尺寸为57x33x37cm,每包重量0.3kg一箱40袋。
一箱重12kg。
表3-2货态尺寸
长
宽
高
单位重量
数量
总重
57cm
33cm
37cm
0.3kg
40袋
12kg
3.3货格及货架的尺寸设计
3.3.1货格尺寸
货格是货架内存储货物的单位空间,货位是货格内存放一个单元货物的位置。
每个货格内可有一个货位或多个货位。
货物单元尺寸确定好以后,就可确定货格尺寸。
在立库设计中,货格尺寸是一项极其重要的内容,因为它直接关系到仓库面积和空间利用率,也关系到仓库能否顺利地存取货物。
对于给定尺寸的货物单元,货格尺寸主要取决于货物单元四周需留的间隙的大小和货架构件的有关尺寸。
四周间隙留得太大或太小,都不合理。
若间隙太大的话,会造成空间浪费,使得空间利用率下降,进而影响仓库的库容量。
若间隙太小的话,未留出足够的空隙容纳由于货架的制造安装误差、堆垛机运行轨道误差、堆垛机的制造误差及重复定位误差、货箱在巷道口的位置误差、认址片的误差等等所引起的尺寸偏移,而影响堆垛机的存取作业的顺利完成。
在立体仓库设计中,恰当地确定货格尺寸是一项很重要的设计内容,它直接关系到仓库面积和空间的利用率,也关系到作业设备能否顺利完成存取作业。
(1)货格尺寸设计
采用横梁式货架,每个货格可以存放三个货物单元。
图3-3横梁式货架单元存放尺寸设计正面和侧面简图
图3-4横梁式双货位货架载货示意图
货物尺寸确定之后,货格尺寸主要取决于各个间隙的大小。
1侧面间隙a3的大小,取决于人手的操作空间和货架的安装精度。
精度越高,取值可以越小。
对于横梁式货架,在堆放两个货物单元时,根据《人因工效学》书上上肢和零件尺寸限定的维修空间值,取a3=75mm。
2垂直方向间隙h2。
上部垂直间隙h2应保证工作人员的在搬运货物时,微起升不与上部构件发生碰撞,一般取h2=50~100mm,h4垫板高25mm。
3宽度方向间隙。
为减少货架所占仓库的面积并提高工作人员在横梁货架时货物放置的可靠性,可将货物伸出货架,即b3=50mm。
货物后面间隙应以工作人员作业时不碰到到后面的货物为前提,一般可取b4=50mm。
4货、格、长宽高的确定与计算。
货格宽度的计算根据人站姿双臂作业近身空间的适宜范围,对于双手捡货的操作的情形,由于身体各部位相互约束,其舒适作业空间范围有所减下,如下图所示:
图3-5立姿作业的作业范围图
这时伸展空间为:
在距身体中线左右各15cm的区域内,最大操作弧半径为72cm。
所以货架的宽度适宜放一个货物比较好,而拣货人员所捡货物的宽度为50cm,其中心恰好在15cm左右,拣货也最省力。
货格的有效宽度:
b2=b1-b3-b4=330-50-50=230mm
货格有效长度:
a2=3a1+2a3+2a5=3×570+2×75+2×75=2010mm
货格层高的确定:
一般取2箱货物叠放后,货物的包装不宜变形,且捡货人员在将两箱货物放在货架的效率最高,所以选择两箱货物叠放。
货格的层高:
h3=2×370+50+25=815mm
代号
名称
尺寸
代号
名称
尺寸
a0
货格长度
2110
b2
货格有效宽度
230
a1
货物长度
570
b3
前面间隙
50
a2
货格有效长度
2010
b4
后面间隙
50
a3
侧向间隙
75
h1
货物高度
370
a4
支承货物的宽度
25
h2
单元货物上部垂直间隙
50
a5
货物的间水平间隙
75
h3
层高
815
b0
货格宽度
430
h4
单元货物下部垂直间隙
25
b1
货物宽度
330
表3-3货格与货位间的尺寸代号及名称
3.3.2货架设计
在仓库设备中,货架是专门用于存放成件物品的保管设备,在仓库中占有非常重要的地位。
在现代仓库管理中,为了改善仓库的功能,不仅仅要求货架数量多、功能全,而且要便于仓库作业的机械化和自动化。
在货格尺寸确定之后,如果知道了仓库内的巷道数、货架的层数和列数,就可以确定货架的总体尺寸。
在上述三个参数中,巷道数是最重要的。
因为巷道数的多少直接关系到仓库的出入库能力,同时也关系到单位面积仓库容量,直接影响到仓库的成本。
所以最重要的是确定仓库的巷道数。
按照通常的方法,为充分提高仓库的库容量,可首先确定货架的最大高度。
货架的层高为h3=815mm,货架的宽度为b1=230mm,仓库的高度为hw=4000mm,仓库的货物单元数为w时,货架的层数为:
C=(hw-△h)/h3=(4000-965)/815=4
式中,△h为货架顶面到仓库屋顶下弦的垂直距离,
△h=2h1+h4+200mm=740+25+200=965mm。
货架长度:
货架长度的设计应根据总长25000mm减去备用区的宽度1700mm,再减去货架区到入库暂存区间的宽度3000mm,除以单元货格的长度2110mm得到的整数个确定,即在长度方向上的单元货格数=(25000-3000-1700)÷2110=9个。
货架宽度方向的列数:
此时应考虑单元货架所占宽度,巷道宽度,排列形式。
该仓库的排列形式为两边靠墙各摆放一个单排货架,宽度(b3+b1)为380mm,中间则以背靠背的形式摆两列货架,宽度为760mm,巷道宽度(约为叉车宽度+一个人的宽度)1800mm,则货架宽度方向的双排列数为15500÷(760+1800)=6排
3.4机械设备的选用
仓储机械化系统活动的基本内容包括通过货物的装卸搬运,实现货物的分类与合并,完成货物的上、下货架的存取工作。
通用的仓储机械可概括为四大类:
搬运车辆、输送机械、起重机械和垂直提升机械。
3.4.1叉车
结合以下因素:
1.存储的货物量大,货物进出较为频繁且对货物有较高的拣选要求。
2.存储与物流中心急需增加储位数量或要求具有一定的存储量。
3.物流效率要求有较高水平。
4.叉车可选用独立的仓储叉车,不计划使用仓储叉车驶出室外执行其它任务。
5.仓库长度20m,宽15.5m,高4m,巷道宽1.8m。
仓库空间较小。
6.货架系统主体为横梁式货架系统,区别在于货架底部地面上加装“三向堆垛叉车”的行动导轨。
所以选择摘巷道三向堆垛叉车,省去堆垛机,提高空间利用率。
图3-6窄巷道三向堆垛叉车
型号
VCE150A
驾驶员位置
站驾式
额定负载
公斤
1500
负载中心
毫米
600
全宽
A
毫米
1270
转弯半径
B
毫米
1698
护顶架高
C
毫米
2780/3320
至货叉垂直面的长度
D
毫米
3616
表3-6叉车参数
3.5仓库作业管理
3.5.1出入库管理
(1)入库
认真清点所要入库物品的数量,并检查好物品的规格、质量,做到数量、规格、品种准确无误,质量完好,配套齐全,并在接收单上签字。
物品进库根据入库凭证,现场交接接收,必须按所购物品条款内容、物品质量标准,对物品进行检查验收,并做好入库登记。
物品验收合格后,应及时入库。
物品入库,分类、分别储存。
物品数量准确、价格不串。
做到帐、卡、物、金相符合。
严禁挤压、碰撞,倒置,要做到妥善保存。
做好防火、防盗、防潮、防冻、防鼠工作。
仓库经常开窗通风,保持库室内整洁。
(2)出库
物品出库,保管人员要做好记录,领用人签字。
物品出库实行“先进先出、推陈出新”的原则,做到保管条件差的先出,包装简易的先出,快道保质期的先出。
本着“厉行节约,杜绝浪费”的原则出货。
对于相关部门专用物品的领用必须要有总经理、使用部门负责人、签字方可领取。
领用人不得进入库房,防止出现差错。
保管员要做好出库登记,并定期向主管部门做出入库报告。
3.5.2货位管理
仓库的作业区(入库区和出库区)与货架区的衔接是物流系统的设计问题。
通过量性分析我们采用叉车和人工堆垛的出入库台方式,采用这种方式时,叉车从捡货区装好货物后,按照既定的线路,将货物运到巷道内指点的地点,然后由捡货人员进行堆垛。
在货架下层先堆垛出库频繁的货物品种,较高的货格在堆垛机的辅助下用来堆垛半永久或长期储存的品种。
对自动化立体仓库的货位进行管理,是要合理地分配和使用货位。
即考虑如何提高货位的利用率,又要保证出库效率。
货位分配包含有两层意义,一是为出/入库的货物分配最佳货位(因为可能同时存在多个空闲的货位)即入库货位分配;二是要选择待出库物品的货位(因为同种物品可能同时存放在多个货位里)。
货位分配考虑的原则是很多的。
专门用于仓储的立体仓库,其货位分配原则是:
(1)货架受力情况良好。
上轻下重一重的物品存在下面的货位,较轻的物品存放在高处的货位。
使货架受力稳定。
分散存放,物料分散存放在仓库的不同位置。
避免因集中存放造成货格受力不均匀。
(2)加快周转,先入先出一同种物料出库时,先入库者,先提取出库。
以加快货物周转。
避免因物料长期积压产生变形、变质及其他损坏造成的损失。
(3)提高可靠性,分巷道存放一仓库有多个巷道时,同种物品分散在不同的巷道进行存放。
以防止因某巷道堵塞影响某种物料的出库,造成生产中断。
3.6仓库的平面布局设计
对于小型仓库采用U型库内物流线路最实惠,在管理和经济方面都有优点,特别是对于出入库场和时间带受到限制时这是最有效的形式。
而且仓库出入库很少同时进行。
上面已经得到巷道宽度为1800mm,由叉车参数得叉车宽度1270mm,转弯半径1698mm,加上一个安全数值700mm和暂存区宽度大约600mm。
得出暂存区到货架的宽度为1698mm+700mm+600mm=2998mm≈3m.
接下里要解决的问题是货架的摆放问题:
货架与缓存区垂直还是平行?
仓库布局的目标是提高仓库的容积利用率。
下面是对两种方案进行对比,从而得出最优方案。
W---------------双面货架的宽度(0.76米);
L---------------单个货格的长度(2.11米);
A---------------一个巷道的宽度(1.8米);
N---------------双面货架的数量(要求的);
M---------------一排货架所放置的货格数;
D---------------一个货格上的货物数量(6);
H---------------垂直方向上的存储层数(4);
K---------------库存空间的总库存;
U---------------仓库的长度(25米);
V---------------仓库的宽度(15.5米)。
第一种方案:
货架的放置方向与缓存区平行,且在入口处要留有宽度为3米的入库暂存区。
在靠墙两侧各设置一个1.7米宽的巷道。
则根据公式:
U-3=N*(W+A)
25-3=N*(0.76+1.8),N=9排,8个双向货架,最后一个单面。
货格数的设计:
则根据公式
V-1.7×2=M*L
15.5-3.4=M*2.11,M=5个
重新设计后仓库的容量为:
K=2*M*N*D*H=2*5*8*6*4=1920箱
图3-7第一方案平面图
第二种方案:
货架的放置方向与缓存区垂直,且在入口处要留有宽度为3米的入库暂存区,除了靠墙摆设的货架外,其余货架均为双面货架。
在长度方向放置货格数的设计:
则根据公式
U-3=M*L
25-3=M*2.11,M=9个
货架数的设计:
则根据公式
V=N*(W+A)
15.5=N*(0.76+1.8),N=6排,中间5排双面货架,靠墙两排单面货架。
但是考虑到重新设计后仓库的容量为:
K=2*M*N*D*H=2*9*6*6*4=2592箱
图3-8第二方案平面图
所以选择第二方案。
3.7库存管理
3.7.1ABC分析法
设计仓库的首先是要将库存控制管理好。
ABC库存管理法又称为ABC分析法、重点管理法,是一种将库存按照年度货币占用量分为三类,通过分析,找出主次,分类排队,并根据其不同情况分别加以管理的方法。
他是“关键是少数和次要是多数”的帕累托原理在仓储管理中的应用。
表3-7ABC分析法
库存类型
特点(按货币量占用)
管理方法
A
品种数约占库存总数的15%,成本约占70%-80%
进行重点管理。
现场管理要更加严格,应放在更安全的地方;为了保持库存记录的准确,要经常进行检查和盘点;预测时要更加仔细。
B
品种数约占库存总数的30%,成本约占15%-25%
进行次重点管理。
现场管理不必投入比A类更多的精力;库存检查和盘点的周期可以比A类长一些。
C
成本也许只占5%,但品种量或许是库存总量的55%
只进行一般管理。
现场管理可以更粗放一些;但是由于品种多,差错出现的可能性也比较大,因此也必须定期进行库存检查和盘点,周期可以比B类长一些。
首先,用ABC分析某储运总公司洗衣粉仓库,分析步骤如下:
表3-8数据分析
序号
品种
年均库存
单价
总计
1
奥妙
300
3.70
1110
2
碧浪
220
4.5
990
3
汰渍
280
3.00
840
4
奇强
320
2.00
640
5
巧手
320
1.90
608
6
雕牌
230
2.50
575
7
立白
200
2.80
560
8
传化
180
1.8
324
总计
2050
5647
数据分析:
表3-9ABC分析表
序号
品种
年均库存
单价
总价
累计价值
百分数
累计百分数
ABC
1
奥妙
300
3.70
1110
1110
20%
20%
A
2
碧浪
220
4.5
990
2100
18%
38%
A
3
汰渍
280
3.00
840
2940
15%
53%
A
4
奇强
320
2.00
640
3580
11%
64%
B
5
巧手
320
1.90
608
4188
11%
75%
B
6
雕牌
230
2.50
575
4763
10%
85%
B
7
立白
200
2.80
560
5323
10%
95%
C
8
传化
180
1.8
324
5647
5%
100%
C
ABC分析表栏目构成如下:
第一栏货物品种;第二栏年均库存;第三栏为每个货种的单价;第四栏每个货物的总价;第五栏资金占用额累计;第六栏位资金占用额百本数;第七栏资金占用额累计百分数;第八栏分类结果。
将分析表按第六栏的百分数从大到小重新排列,得上表。
将累计百分数小于55%分为A类,将累计百分数小于90%确定为B类,其余的为C类。
以货物品种为横坐标,以累计资金占用百分数为纵坐标,按上表第七栏所提供的数据,在坐标图上取
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