制造企业成品仓库规划设计探讨

1意义

从社会经济发展的历史轨迹来看，原材料资源领域依靠科技进步，节约消耗、代用、综合利用、回收利用，乃至大量人工合成而获取高额利润，被称为“第一利润源”。人力资源领域依靠科技进步，提高劳动生产率，降低人力资源消耗；或采用机械化、自动化设备来降低劳动耗用，从而降低成本；或通过提高劳动力训练程度来提高劳动生产率，从而增加利润，被称为“第二利润源”。在前两个利润源潜力越来越小、利润开拓越来越困难的情况下，日本早稻田大学教授、权威物流成本研究学者西泽修先生提出“第三利润源”，既对物流潜力及效益的描述：合理组织产供销环节，将货物按必要的数量以必要的方式，在要求的时间内送到必要的地点，让每一个要素、每一个环节都做到最好。随着经济全球化进程的加快与信息技术的高速发展，制造企业获取生产资料与产品市场营销的范围日益扩大，其社会生产、物资流通、商品交易及管理方式正在或即将发生翻天覆地的改革。现代物流作为一种先进的组织方式、管理技术，通过合理布置、设计物流系统，可以大幅度减少工作量，减轻工人劳动强度，减少劳动力数量；可以大幅度缩短生产周期和交货期，提高资金周转率；可以降低物流费用以降低生产成本，减少流动资金占用率；通过优化生产、储存过程中的搬运手段，可以防止磕碰，提高产品质量；通过物流过程的改造，促进新工艺、新设备的使用，达到文明生产、安全生产。因此，现代物流可以提高制造企业管理水平，促进生产系统尽可能多地发挥生产能力，提高企业经济效益，提高企业竞争力。物流系统的功能要素一般包括运输，储存保管、装卸搬运、包装、流通加工、配送和信息处理7部分。其中，运输和储存保管共同构成了物流系统的两大支柱，在物流活动中处于中心地位。而大多数制造企业将运输外包给经销商。因此，储存保管就成为了制造企业获取“第三利润源”的重点。随着经济的发展，消费者的需求方式出现了个性化、多样化的改变；制造企业的生产方式也随之变成了多品种、小批量的柔性生产方式；物流的特征也由少品种、大批量变成多品种、小批量；储存保管的功能也从重视保管效率变成重视实现流通功能。储存保管功能主要是通过仓库来实现的，因此仓库的规划设计也要适应这种变化。

2综述

卢平平（2007）[1]在《现代仓库规划设计应考虑的几大问题》中结合现有仓库实际,提出了现代仓库规划设计应考虑的三大问题:自然因素、社会因素以及仓库内部构成。李新宇（2013）[2]在《我国现代化仓储管理的发展方向》中通过分析我国仓储管理的现状和存在的问题，重点阐述了现代化仓储管理的发展方向。马东博（2005）[3]在《制造企业的仓库设计》中从生产企业的实际出发,结合业务模式和具体运作,对产成品仓库空间的需要和使用效率进行讨论。刘颖、孔庆丽、王睿（2008）[4]在《仓库规划问题的研究》中提出我国仓储业的发展明显滞后，管理落后、设备陈旧，仓库利用率低，已经无法适应市场经济发展的要求，为了能够顺应流通体制改革的不断深化，以及不断扩大开放和对外贸易的发展，对现有的仓库进行重新规划。张娜、李辉（2012）[5]在《多品种跨批量制造企业精益仓储研究与应用》中针对多品种跨批量制造企业仓储管理中储区规划及货位分配存在的问题，从精益生产思想出发，提出精益仓储的理论，建立基于精益思想的仓储优化模型，并结合ABC法对某企业的仓库储区进行优化，提出具体应用方案。研究结果表明，优化方案极大地提高了库房的空间利用率，缩短了物资出入库时间。于占泉、鲁晓春、付近近（2013）[6]在《基于排队论的入库理货区规划研究》中把排队论的原理应用于仓库入库理货区规划研究，建立了入库理货区规划模型；用蒙特卡洛模拟来进行大量的数据分析，减弱随机性对结果造成的影响。结果显示利用排队论原理来规划仓库入库理货区面积，可以使得理货区的利用率达到71.2%，证明该种方法是合理有效的。目前学术界对自动化立体仓库的研究比较集中，自动化立体仓库是物流仓储中出现的新概念，利用立体仓库设备实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化。自动化立体仓库固然拥有仓库作业全部实现机械化和自动化，便于控制与管理，尤其是配合计算机，不但能够实现作业过程的自动控制，而且能够进行信息处理；采用高层货架、立体储存，能有效地利用空间，减少占地面积，降低土地购置费用；采用托盘或货箱储存货物，货物的破损率显著降低等优点，但是结构复杂，配套设备多，需要的基建和设备投资高；货架安装精度要求高，施工困难，周期长；设备的养护要求高，系统出现故障时，必须依赖供应商提供及时技术援助；储存货物的品种受到—定限制，对长、大货物以及要求特殊保管条件的货物，必须单独设立储存系统；存储弹性小，难以应付高峰的需求；对仓库管理和技术人员要求高，必须经过专门培训才能胜任等。因此，自动化立体仓库主要应用于医药生产、汽车制造、电子制造、烟草制造等高利润精工艺制造企业，并不适合运用于大多数制造企业。综合考虑成本与收益的平衡，高层货架仓库通用于大多数制造企业。本文从理论角度介绍成品仓库所需货位数量的计算；双面货架最佳货位、货架数量，高层货架存储区长、宽度的计算；理货区面积的计算三个问题。

3成品仓库所需货位数量的计算

3.1确定仓库储存不平衡系数kk=SmaxS式中k———仓库储存不平衡系数Smax———仓库月最大产品储存件天数（件×天）S———仓库月平均产品储存件天数（件×天）3.2确定仓库存储容量cc=ktTQ式中c———仓库存储容量（件）k———仓库储存不平衡系数t———产品在库平均储存期（天）T———仓库年运营天数（天）Q———仓库年储存量（件）3.3确定仓库所需货位数KK=cp式中K———仓库所需货位数（个）c———仓库存储容量（件）p———每个货位所能存储产品件数（个/件）

4双面货架最佳货位、货架数量，高层货架存储区长、宽度的计算

某企业欲建仓库，货架布局如图1所示，已知货位长（既两个托盘长度）2.7米，单面货架宽1.2米，双面货架宽2.4米，货架层数h层，仓库总货位数K个，道路宽度a米（所有道路宽度相等），仓库年吞吐量（用托盘表示）d个，每个托盘的物料搬运成本Ch元/个，每平方米仓库的年水、电、维护成本Cs元/平方米，每米外墙的年成本Cp元/米。

4.1确定每列货架最佳货位数量m个4.2确定双面货架最佳数量n列（两个单面货架视为一个双面货架）4.3高层货架存储区长度u米u=n（2.7+a）4.4高层货架存储区宽度v米v=2a+2.7m

5理货区面积的计算

产品入库时堆垛形式如图2所示。综合考虑产品的耐压强度、托盘的稳定性以及货架的高度，仓库工作人员要将产品如图3重新堆垛。由于入库需求速度和理货服务速度不一致，产生了库存，仓库内就需要一定面积的理货区。5.1确定产品入库率λts=W伊DB式中ts———平均入库时间间隔（小时/单）W———仓库每天收货工作时间（小时）D———仓库每月收货工作天数（天）B———每月产品入库单数（单）λ=1ts式中λ——产品入库率(单/小时)ts———平均入库时间间隔（小时/单）5.2确定仓库理货速率μμ=1tn式中μ———仓库理货速率μ(单/小时)th———仓库处理每单入库所需时间（小时）5.3确定理货区等待单数lb=λμ-λ式中b———理货区等待单数（单）λ———产品入库率(单/小时)μ———仓库理货速率μ(单/小时)5.4确定理货区面积SS=TBSTb式中S———理货区面积（平方米）T———每月产品入库托盘数量（个）B———每月产品入库单数（单）ST———托盘面积（平方米）b———理货区等待单数（单）另外还需要留出叉车作业通道。

6总结

仓库的设计和布局对企业的服务成本和服务质量有重要并且长久的影响，一旦规划不当，所带来的不良后果不是建成后能够通过加强管理、完善制度等措施可以弥补的。因此，仓库的设计和布局一定要综合考虑多方面影响因素。本文仅从理论角度提供制造企业成品仓库的规划设计一些计算方法，希望起到抛砖引玉的作用，具体问题还需具体分析。

作者:季砚农 单位:天津天女化工集团股份有限公司

参考文献

[1]卢平平.现代仓库规划设计应考虑的几大问题[J].物流技术,2007,26(2):122-123.

[2]李新宇.我国现代化仓储管理的发展方向[J].物流管理,2013,35(12):36-37.

[3]马东博.制造企业的仓库设计[J].物流科技,2005,28(124):25-27.

[4]刘颖,孔庆丽,王睿.仓库规划问题的研究[J].文化商业,2008(12):264.

[5]张娜,李辉.多品种跨批量制造企业精益仓储研究与应用[J].现代管理技术,2012,39(8):52-55.

[6]于占泉,鲁晓春,付近近.基于排队论的入库理货区规划研究[J].物流技术,2013,32(9):398-401.