项目二：仓储系统规划与设计

1. 项目二：仓储系统规划与设计 • 教学目的：了解仓储系统规划与设计的目标、原则和方案，了解仓储选址决策的常用分析方法的要点，掌握仓库面积含义与计算，掌握仓库布局的主要内容、能对仓库布局进行一定的分析。 • 教学时数：6学时（含实训2学时） • 教学重点：仓储系统的规划、仓库的布局 • 教学难点：影响仓库选址的各种因素、仓库规模和平面布置空间布置的一般问题 • 教学方法：课堂讲授、案例教学

2. 2.1 构建现代仓储系统 1、仓储系统简介 仓储系统是物流系统的一个子系统，包括： 仓库系统 作业及管理系统 • 通畅的作业流程 • 仓库管理系统的建设 • 存储空间 • 由仓库库房提供 • 规划考虑：空间大小、柱子、高度等。 • 货物 • 货物的特征 • 货物在存储空间摆放的方式 • 管理与控制 人员 • 仓管、搬运、拣货、补货等人员 • 人—机作业和管理问题。 仓储设施设备 • 收发设施设备、储存设备、搬运和输送设备 • 如：叉车、托盘、货架、笼车等

3. 2、仓储系统构建方案

4. 2.2 仓储系统规划 1、仓储系统规划概述 仓储系统规划 仓库建设规划的内容 仓库规划的一般要求 • 仓储系统规划就是从空间和时间上对仓库的新建、改建和扩建进行全面系统的规划。 • 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。 • 建设规划的合理性还将对仓库的设计、施工和运用、仓库作业等的质量和安全，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。 • 确定仓库网点数量、规模及服务范围； • 确定备选库址； • 仓库库区平面规划设计； • 仓库建筑类型及规模的确定； • 仓库设备类型及数量的确定； • 仓库技术作业流程确定； • 仓库建设投资及运行费用的预测。 • 显然，在仓储系统规划层面需解决的核心问题是仓库在市场区域的布局与规模的把握。 • 适应性原则 • 协调性原则 • 经济性原则 • 战略性原则 • 可行性原则

5. 2、仓储系统选址 （1）仓储选址概述 • 仓储选址是指运用科学的方法决定仓库的地理位置，使之与企业的整体经营运作系统有机结合，以便有效、经济地达到企业的经营目的。 • 仓储系统选址的两个层次： • 选位（即选择什么区域）； • 定址（即选定一片土地作为设施地的具体位置）。 • 仓储系统选址还包括两类问题： • 选择一个单一的仓库位置； • 选择多个仓库位置。如图2-1所示。 • 仓储选址会影响： • 商品流转速度和流通费用。 • 企业对顾客的服务水平和服务质量。 • 企业的销售量和利润。 图2-1仓储系统选址

6. （2）仓储系统选址的目标及原则 • 仓储系统选址的目标 仓储系统选址与仓库所属企业的类型有很大关系： • 附属于工业企业——选址追求成本最小化； • 附属于物流企业——选址追求收益最大化、服务水平的最优化。 • 选址原则 • 费用原则：经济效益对于任何类型的仓储都是重要的。 • 接近客户原则：以降低运费、提高对客户需求的反映速度。 • 长远发展原则：战略意识。选址工作要考虑到服务对象的分布状况及未来发展。

7. 经济因素 环境因素 竞争因素 • 宏观经济政策 • 当地政府的政策法规 • 建设和运营成本 • 运输成本 • 原材料供应 • 劳工成本 • 建筑成本和土地成本 （3）仓储系统选址考虑的因素 • 竞争对手因素 • 服务水平 • 地理因素 • 地质条件 • 水文及水文地质条件 • 气候因素 • 配套设施 • 交通运输条件 • 水电供应条件

8. 确定仓库选址的目标和原则 Ⅰ. （4）仓储系统选址的程序 收集选址所需的基本条件,如明确仓库的业务类型、预测业务量、掌握费用及客户资料。 Ⅱ. 根据考虑因素进行选址的初步选择 Ⅲ. 综合分析结果进行进一步选择 Ⅳ. 复查 Ⅴ. 确定地址 Ⅵ.

9. 3、单设施选址方法 （1）因素比重法 • 概念 • 选址中要考虑的因素很多，但是总是有一些因素比另一些因素相对重要，决策者要判断各种因素孰轻孰重，从而使评估更接近现实。 • 步骤 （1）列出所有相关因素； （2）赋予每个因素以权重以反映它在决策中的相对重要性； （3）给每个因素的打分取值设定一个范围(1～10或1～100)； （4）用第3步设定的取值范围就各个因素给每个备选地址打分； （5）将每个因素的得分与其权重相乘，计算出各备选地址得分； （6）考虑以上计算结果以总分最高者为最优。

10. （2）重心法 • 重心法是单设施选址中常用的模型，它是一种根据运送费用最小来寻找仓库最佳地址的数学方法。 • 在这种方法中，选址因素只包含运输费率和该点的货物运输量，在数学上被归纳为静态连续选址模型。

11. 基本原理：设有一系列点分别代表生产地和需求地，各自有一定量的货物需要以一定的运输费率运向待定的仓库，或从仓库运出，则仓库应建在总运输成本最小的点上。即基本原理：设有一系列点分别代表生产地和需求地，各自有一定量的货物需要以一定的运输费率运向待定的仓库，或从仓库运出，则仓库应建在总运输成本最小的点上。即 minTc=∑ViRidi=∑Cidi 式中：Tc——总运输成本； Vi——i点的运输量； Ri——到i点的运输费率； di——从位置待定的仓库到i点的距离，di=〔 (x-xi)2+(y-yi)2〕1/2； Ci——到i点的运输成本。 求出成本运输最低的位置坐标x和y，重心法使用的公式为： x=∑dixVi /∑Vi y=∑diyVi /∑Vi 式中：x——重心的x坐标； y——重心的y坐标； dix——第i个地点的x坐标； diy——第i个地点的y坐标； Vi——运到第i个地点或从第i个地点运出的货物量。

12. 5 定地点 4 • 选择求出的重心点坐标值对应的地点作为要布置设施的地点。 定坐标 • 具体方法 3 • 根据距离、重量两者的结合计算重心； 算距离 2 • 用坐标系统计算平面上任何两点之间的距离； 绘地址 1 • 将所有的备选地址绘制在坐标轴上，确定坐标值； 建模型 • 先建立坐标系；

13. 【例2.1】一家生产化肥的制造厂，要为它的三个工厂（A、B、C）建立仓库，假设运输量与运输成本存在线性关系，三个工厂的位置和年生产量如图2—3及表2—1所示，试利用重心法计算仓库的位置。【例2.1】一家生产化肥的制造厂，要为它的三个工厂（A、B、C）建立仓库，假设运输量与运输成本存在线性关系，三个工厂的位置和年生产量如图2—3及表2—1所示，试利用重心法计算仓库的位置。 表2-1每家工厂的生产量表 解：由重心公式得 x=（∑dixVi）/∑Vi =（150×6000+100×8200+275×7000）/（6000+8200+7000）=172 y=（∑diyVi）/∑Vi =（75×6000+300×8200+380×7000）/（6000+8200+7000）=262.7 所以仓库的地址（x，y）=（172，262.7）。 图2-3厂房布置矩阵

14. （2）线性规划法 • 找出物流网络中仓库的数量、规模和位置，目标是使得通过该网络运送所有产品的成本在以下约束条件下降至最低。 • 约束条件 （1）不能超过每个工厂的供货能力； （2）所有产品的需求必须得到满足； （3）各个仓库的吞吐量不能超过其吞吐能力； （4）必须达到最低吞吐量，仓库才可以开始运营； （5）同一消费者需要的所有产品必须由同一仓库供给； （6）同一消费者需要的所有产品必须由同一仓库供给。

15. 【例2.2】某物流公司根据公司的发展规划，需要建设一个仓库。仓库可以在A1、A2、A3、A4这四个地点中选择。由于各地点的具体条件不同，建设费用以及建成后仓库的吞吐量也不同。Wi表示在地点Ai建仓库后的吞吐量大小，ai表示在地点Ai建仓库的费用(i=1,2,3,4)。仓库建好后可以向B1、B2、B3、B4、B5这五个地点配送物质；bj表示Bj的需求量(j=1,2,3,4,5)。cij表示从Ai到Bj的单位运费。在满足各个配送点的条件下，如何选择仓库地点，使建设费用及运费的总和为最小，可建立以下数学模型解决。【例2.2】某物流公司根据公司的发展规划，需要建设一个仓库。仓库可以在A1、A2、A3、A4这四个地点中选择。由于各地点的具体条件不同，建设费用以及建成后仓库的吞吐量也不同。Wi表示在地点Ai建仓库后的吞吐量大小，ai表示在地点Ai建仓库的费用(i=1,2,3,4)。仓库建好后可以向B1、B2、B3、B4、B5这五个地点配送物质；bj表示Bj的需求量(j=1,2,3,4,5)。cij表示从Ai到Bj的单位运费。在满足各个配送点的条件下，如何选择仓库地点，使建设费用及运费的总和为最小，可建立以下数学模型解决。 0 不在Ai建 解：设xij表示由Ai供应Bj的物质数量，并设Ri= 1 在Ai建 该问题的数学模型：minZ=∑aiRi+∑∑cijxij（i=1,2,3,4; j=1,2,3,4,5） x11+x21+x31+x41≥b1 x12+x22+x32+x42≥b2 x13+x23+x33+x43≥b3 x14+x24+x34+x44≥b4 x15+x25+x35+x45≥b5 x11+x12+x13+x14+x15≤W1R1 x21+x22+x23+x24+x25≤W2R2 x31+x32+x33+x34+x35≤W3R3 x41+x42+x43+x44+x45≤W4R4 xij≥0(i=1,2,3,4;j=1,2,3,4,5) ∑Ri=1(i=1,2,3,4)

16. 4、多设施选址方法 • 对于大多数的企业而言，经常会面临同时决定多个仓库的选址问题。该问题一般可归为这样几个基本的规划问题： （1）物流网络中应该有多少个仓库？这些仓库应该有多大规模，应位于什么地方？哪些客户指定由仓库负责供应？各个工厂、供应商或港口的货物应指定由哪些仓库负责？ （2）各个仓库中应该存放哪些产品？哪些产品应从工厂、供应商或港口直接运送到客户手中？ 对于这些问题的研究有很多的方法，虽然有些方法不很完善，但依然为我们提供了多个仓库选址的数学上的规划方法，这里不作详细分析。

17. 库户服务水平 使用货架类型 市场大小 仓库办公区域 最大日库存量 过道要求 库存物品尺寸 仓库布局 物料搬运系统 规模经济 日吞吐任务量 供应提前期 2.3 仓库的布置 1、仓库规模的确定 （1）库场规模 • 仓库规模是指仓库能够容纳的货物的最大数量或总体积。通常情况下，仓库规模以面积、容积和吞吐能力来表示。 • 库场规模的影响因素：

18. 仓库总面积 仓库有效面积 仓库建筑面积 仓库使用面积 仓库实用面积 • 其他相关概念： • 指从仓库外墙线算起，整个围墙内所占的全部面积。若墙外还有仓库的生活区、行政区或库外专用线，则应包括在总面积之内。 • 指仓库内所有建筑物所占平面面积之和。若有多层建筑，则还应加上各层面积的累计数。 • 指在库房、货棚、货场内计划用来存放商品的面积之和，是仓储作业占用面积，包括实用面积、通道、检验作业等场地面积和。 仓库 规模 • 指仓库内可以用来存放商品的面积之和，即库房、货棚、货场的使用面积之和。 • 指在仓库使用面积中，实际用来堆放商品所占的面积。即库房使用面积减去必需的通道、垛距、墙距及进行收发、验收、备料等作业区后所剩余的面积。

19. （2）仓库面积计算方法 ① 比较类推法 • 该法以现已建成的同级、同类、同种仓库面积为基准，根据储量增减比例关系，加以适当调整来推算新建库的有效面积。 • 公式： S=S0 * (Q/Q0) * k S——拟新建仓库的有效面积，m2; S0——参照仓库的有效面积, m2; Q——拟新建仓库的最高储备量,t; Q0——参照仓库的最高储备量,t; k——调整系数（当参照仓库的有效面积不足时，k>1；当参照仓库的有效面积有余时，k<1）。

20. ② 系数法 • 系数法是根据实用面积及仓库有效面积利用系数计算拟新建仓库的有效面积。 • 公式： S=S实/α S——拟新建仓库的有效面积,m2; S实——实用面积,m2； α——仓库有效面积利用系数，即仓库实用面积占有效面积的比重。 ③ 直接计算法 • 先计算出货垛、货架、通道、收发作业区、垛距、墙距等所占用的面积，然后将它们相加求和。

21. 2、仓库的平面布置 （1）仓库平面布置的含义 • 现代仓库平面布置，就是根据现代仓库总体设计要求，科学地解决生产和生活两大区域的平面布局问题，如主要业务场所、辅助业务场所、办公场所、生活设施等，在规定的范围内进行统筹规划、合理安排，最大限度地提高仓库的储存和作业能力，并降低各项仓储作业费用。 • 仓库布置由下列因素决定： • 周围环境 • 存货特点 • 仓库类型 • 作业流程 • 作业手段

22. （2）现代仓库平面布置的原则 • 仓库的基本功能是对库存进行储存保管。总体布局要为保管创造良好的环境，提供适宜的条件。 便于储存保管 • 提高作业的连续性，实现一次性作业，减少装卸次数，缩短搬运距离，使完成一定任务所发生的装卸搬运量最少。 利于作业优化 • 仓库安全是一个重要的问题，其中包括防火、防洪、防盗、防爆等。总体布局必须符合安全部门规定的要求。 保证仓库安全 • 尽可能集中布置仓库中的延伸性设施——供电、供水、排水、供暖、通讯等设施。 节省建设投资

23. （3）现代仓库的平面构成及规划 保管区 非保管区 储货区 道路 铁路专用线 码头 装卸平台 生产作业区 • 储存保管、收发整理商品的场所。 设备维修车间 车库 工具设备库 变电室 油库 辅助作业区 • 为仓储业务提供各项服务区域。 办公楼 警卫室 化验室 宿舍 食堂 行政生活区 • 行政管理机构办公和职工生活的区域。

24. （4）库房内部平面规划 • 库房储存区域可按如下划分 待检区 • 用于暂存处于检验过程中的商品，黄色标识。 待处理区 • 用于暂存不具备验收条件或质量暂时不能确认的商品，白色标识。 不合格品隔离区 • 用于暂存质量不合格的商品，红色标识。 合格品储存区 • 用于储存合格的商品，绿色标识。

25. 3、仓库的空间布置 现代仓库的立体规划是指现代仓库在立体空间上的布置，即仓库建筑高度的规划。 （1）库房、货场、站台标高布局 库房地坪标高与库区路面标高决定仓储机械化程度和叉车作业情况。 • 库房地坪与路面间的高差：适当，最多不超过4％的纵向坡度。 • 货场与铁路专用线标高的关系：货场一般沿铁路线布置，多数跨铁路专用线两侧。在标高上应确保铁路专用线的正常运营。 • 高站台VS.低站台：处理多品种、少批量的商品，一般采用高站台，即站台高度与汽车货台高度一样。（一般汽车站台高出路面0.9～1.2m，宽度不少于2m；铁路站台高出轨面1.12m，宽度不少于3m。）处理少品种、大批量的商品，一般采用低站台，即站台面和地平面等高。

26. （2）合理利用地坪建筑承载能力 • 仓库地坪单位面积建筑承载能力因地面、垫层和地基的结构不同而不同。 • 应当充分利用地坪的承载能力，采用各种货架存货，以充分利用空间，同时使用各种装卸机械设备配合作业，加速库存商品的周转。

27. 4、仓库交通运输设施设计 （1）线路 • 线路的基本要求是能满足进出货运量的要求，不造成拥挤阻塞。线路通常包括下列类型。 • 铁道专用线、汽车线 （2）站台 • 基本作用：车辆停靠处、装卸货物处、暂存处。利用站台就能方便地将货物装进车辆中或从车辆中取出，实现物流网络中线与点的衔接转换。 • 高站台、低站台

28. （3）库内交通 • 运输通道供装卸搬运设备在库内行走，其宽度主要取决于装卸搬运设备的外形尺寸和单元装载的大小。 计算公式：A=P+D+L+C 式中：A——通道宽度; P——叉车外侧转向半径; D——货物至叉车驱动轴中心线的间距; L——货物长度; C——转向轮滑行的操作余量。 • 作业通道是供作业人员存取搬运物品的行走通道。其宽度取决于作业方式和货物的大小。 计算公式：a=b+l+2c 式中：a——作业通道的宽度; b——作业人员身体厚度; l——货物的最大长度; c——作业人员活动余量。 一般情况下，作业通道的宽度为1m左右。 • 检查通道是供仓库管理人员检查库存物品的数量及质量行走的通道，其宽度只要能使检查人员自由通行即可，一般为0.5m左右。