1緒論

1.1論文研究背景
新世紀以來，我國物流行業(yè)總體呈現(xiàn)出快速增長的模式，物流發(fā)展條件和環(huán)境在不斷地改善中，在物流服務水平、管理體制和運行效率等方面也有了顯著提高，但是我國整體的物流水平與發(fā)達國家相比還有很大的差距。據(jù)資料顯示，我國每年用在物流上的費用占GDP的30%左右，而歐美等發(fā)達國家一般只占10%-12%。由此可以看出，我們國家在物流資源上面就浪費了 20%左右[i],因此，必須找出制約國家物流發(fā)展的關鍵，從而尋求一種適合本國國情的物流發(fā)展模式。
相比較于發(fā)達國家的物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說，我國的物流還處在最初的發(fā)展階段，而企業(yè)物流是整個物流行業(yè)的重點，相對的專業(yè)化物流服務在近些年中得到了一些發(fā)展。所以針對我們國家的這種物流發(fā)展狀況，加強企業(yè)內(nèi)部的物流管理活動是重中之重。而倉儲可以說是物流活動中的核心部分，從倉儲的功能、性質(zhì)和經(jīng)濟效益上來講，高效的倉儲是加快物流活動效率提高的前提，流暢的倉儲活動是物流運作順利的決定因素，降低倉儲的成本是提高物流活動經(jīng)濟效益最大的貢獻者。
近年來網(wǎng)絡購物風靡全國，越來越多的商家關注到倉儲行業(yè)的發(fā)光點，在物流行業(yè)迅速發(fā)展的同時，大批進軍倉儲行業(yè)。2008年末我國倉儲企業(yè)的數(shù)量已達17416個，倉儲業(yè)的從業(yè)人數(shù)已達到51.1萬人，倉儲業(yè)的營業(yè)收入達3020.9億元。2009年倉儲業(yè)的固定資產(chǎn)投資額達到1766億元，增加值達到1737億元。2010年，新建倉庫的面積達213萬平方米，比2009年增加70萬平方米[2]。由此數(shù)據(jù)可知，已經(jīng)有大批的企業(yè)認識到了倉庫的重要性，加強了在倉儲業(yè)上面的投資，然而倉儲業(yè)在我國整體的發(fā)展并不是很理想，存在著很多方面的問題。第一，倉儲難是物流行業(yè)上存在的普遍問題，其中倉儲成本占物流總成本的三分之一，其成本之高可見一斑。第二，由于在倉儲業(yè)上面的投資有限，所以倉儲技術缺乏和設備落后也是制約倉儲業(yè)發(fā)展的問題。第三，倉儲管理方法不科學，在管理上面缺乏健全的管理制度和政策法規(guī)，我國目前為止還沒有針對倉儲業(yè)制定一套完整的《倉儲法規(guī)》，在管理方法上面也沒有一套科學合理適合我國國情的倉庫管理方法。第四，缺乏專業(yè)的管理人才，從大部分企業(yè)倉儲管理情況來看，大部分管理人員素質(zhì)不高，對科學管理的方法了解不多，所以急需培養(yǎng)一批懂得倉儲保管基本理論知識，擁有專業(yè)技術的操作性人才。第五，倉庫的整體布局不合理。在大部分已存在的倉庫中，我們可以發(fā)現(xiàn)由于缺乏統(tǒng)一的國家標準和專業(yè)性的規(guī)劃設計，各企業(yè)僅為了滿足自身的需要而建設，其布局極不合理。在這眾多的問題之中，科學合理的設施規(guī)劃在倉儲管理中起著最重要的作用。
良好的設施規(guī)劃能夠充分將人力、物力、設備和資源進行整合，簡化物流流程，最大限度的減少物料的搬運，降低工人的勞動強度，提高物流效率，從而在根本上提高企業(yè)的市場競爭力[3]。目前為止，我國學者對設施規(guī)劃的研究主要放在工廠的整體設施規(guī)劃、加工車間的設施布局，配送中心的規(guī)劃等方面，但是很少有人對倉庫的布局進行研究。
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1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
本文主要研究范圍為倉庫的布局及系統(tǒng)仿真在布局中的應用，國內(nèi)外的研究學者在倉儲管理和系統(tǒng)仿真方面做出了一定的研究，并取得豐碩的成果。以下分為兩個方面進行歸納。
1.2.1倉儲管理的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
從現(xiàn)有的文獻來看，涉及倉儲管理的基礎理論及算法研究，主要有倉儲人員和設施管理，倉庫選址，倉庫布局等方面。
學者肖建輝提出要想搞好倉儲管理，最重要的是要了解客戶需求，在滿足客戶需求的前提下建立起科學的倉儲管理體系，消除倉儲管理中的浪費現(xiàn)象，進而才能有效的提升倉儲管理水平[4]。
李紅分析了倉儲高效化管理的目標和重點，并提出了科學合理的管理原則和有效途徑，從而為提高倉儲管理的效率方面指明了方向[5]。
岳玉愛談到了倉庫在現(xiàn)代企業(yè)中的功能與作用，針對企業(yè)的財務部門，生產(chǎn)部門和采購部門的要求，倉庫應該達到不同部門的要求，應與整體經(jīng)濟效益聯(lián)合在一起，充分發(fā)揮其在企業(yè)中的功能與作用[6]。
王欣針分析了我國國內(nèi)的存貨管理現(xiàn)狀，并發(fā)現(xiàn)其存在大量的問題，針對這些問題提出了一些科學合理的建議[7]。
李慶九探討了企業(yè)倉儲管理的經(jīng)營模式和信息化建設，其主要探討的模式和方法有ABC分類法、MRP、MRPII、ERP,以及條形碼技術、射頻技術等信息化建設對企業(yè)提高倉儲管理效率和經(jīng)濟效益等方面起到的作用和意義[8]。
莫柳，寄萱等人從出入庫的管理工作入手，分析了倉庫作業(yè)中單個工作環(huán)節(jié)存在的問題，并提出了出入庫管理工作的建議，制定了原則[9]。
Efroymson and Ray在1966年就對選址問題進行了研究，他們運用整數(shù)規(guī)劃法，意在求解離散型的規(guī)劃問題，而我們常遇到的選址問題便可視為整數(shù)規(guī)劃，所以他這一研究對我們后代人在規(guī)劃選址方面做出了巨大的貢獻[19]。
Kochhar和Heragu在1998年提出倉儲管理應該有一個向上的發(fā)展問題，也就是涉及到多層設施規(guī)劃的問題，良好的倉庫設施規(guī)劃能夠幫助企業(yè)迅速響應市場，提高競爭力[11]。
Klose在2000年對倉庫選址問題進行了研究，他運用了拉格朗口啟發(fā)式算法和分支定界法解決了定容倉庫選址問題[12]。
Ballou發(fā)現(xiàn)倉庫的設施布置對降低企業(yè)運輸成本起到了很大的作用，它將線性規(guī)劃模型運用到倉庫的產(chǎn)品布局問題上，在一定的程度上優(yōu)化了訂單區(qū)域布局[13]。
Banerjee與Zhou等學者在1995研究了遺傳算法在靜態(tài)設施布置方面的應用[14]。而Balakrish和Cheng等學者在2000年將遺傳算法在動態(tài)設施布置上的應用做出了研究[15]。
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2相關概念論述

2.1倉儲概述
2.1.1倉儲的概念
我國倉儲業(yè)的發(fā)展可謂是源遠流長，從一開始簡單的物品倉庫，發(fā)展到現(xiàn)在，形成了具有一定規(guī)模的倉儲行業(yè)。根據(jù)多年的儲存經(jīng)驗，在倉儲工作的分工上面也形成了專業(yè)化的分類，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，倉庫在數(shù)量上已經(jīng)形成了較大規(guī)模，恰好適應了我國經(jīng)濟發(fā)展的需要，而對服務質(zhì)量已經(jīng)有了一定的認識，但還沒有形成良好的體制，眾多專家學者也在對此進行相應的努力[33]。
《中國通史》上記載的“邸店”是具有商品儲存性質(zhì)和旅店性質(zhì)的最早的商業(yè)倉庫。隨著商品交換數(shù)量的增大以及人類需求的變化，形成了專門儲存商品的倉庫“塌房”，它是最早的具有企業(yè)性質(zhì)的商品倉庫。關于在倉儲行業(yè)方面的投資要追溯到近代中國，那時候出現(xiàn)了一批堆找經(jīng)營者，發(fā)現(xiàn)了堆棧行業(yè)的巨大利潤，就對此進行了大量的投資。他們?yōu)閭}庫配備了一些專門的儲存設備，專門幫別人儲存貨物以此收取租金，由此，保管貨物的契約憑證便出現(xiàn)了。新中國成立后，國家對舊中國留下的倉庫進行整理，并進行了分類管理。隨著經(jīng)濟發(fā)展的需要，建立了具有承擔國家機動物資，中轉(zhuǎn)物資以及其他物資的國家物資儲運公司，和各地物資局下屬的小型儲運公司及倉庫，這些物資倉庫的存在促使我國形成了初步的物資儲運網(wǎng)。隨著社會的進步，比較原始的單純依賴人工進行管理、裝卸、堆碼、搬運的倉儲模式己經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的需求，現(xiàn)代倉儲業(yè)更加需要先進的裝卸、搬運、堆碼等配備齊全的機械化自動倉庫，以便減少工人的勞動力，提高倉儲運行效率和保管強度[34]。我國于1970年開始建造自動化倉庫，普遍采用計算機輔助管理，自此中國倉儲業(yè)進入了自動化的新階段。
2.1.2倉儲的功能
(1)儲存與保管功能。倉庫最基本的功能就是儲存和保管，隨著社會不斷的進步，生產(chǎn)力不斷的提高，每個企業(yè)都存在產(chǎn)品大量積壓的現(xiàn)象，這就需要倉庫來發(fā)揮其保管和儲存的功能。一個完整的生產(chǎn)過程，需要源源不斷的原材料，也會生產(chǎn)出各種半成品，而不論是原材料還是半成品，都不能隨著生產(chǎn)的進行而隨時取用，于是適當?shù)膬Υ婺軌虮苊馊必浰斐傻膿p失[35]。
(2)加工、分類與整合的功能。產(chǎn)品在儲存過程中，為滿足客戶的需求，可以對產(chǎn)品的外觀、形狀、尺寸等方面進行加工處理，例如拆整化零，重新包裝等。倉庫中的貨物，一般情況下，是由多個供應商運送過來的，由于客戶存在不同的需求，需要對貨物進行分類，而此時倉庫就為工作人員提供了分類或者是再加工的場所，根據(jù)客戶的不同需求，對貨物進行分類再分別配送給各類客戶。同樣的原理，也可以將不同制造商運送過來的貨物在倉庫內(nèi)部進行整理，整裝一個單元，再對其配送。
(3)數(shù)量管理與質(zhì)量維護的功能。保管貨物的人員必需對貨物在存取數(shù)量上進行管理，保證貨物在儲存前后數(shù)量上的一致，并可以根據(jù)存貨人的委托對貨物進行分批的收發(fā)，并隨時將數(shù)量上的變化提供給存貨人。從貨物存放進倉庫開始，保管人員須采用一定的保管措施和相應的技術手段對貨物的質(zhì)量進行保護，當貨物出現(xiàn)質(zhì)量問題時，保管員需采取相應的補救措施，并通知存貨人。
(4)配送和配載功能[36]。用來儲存生產(chǎn)用品和消費品的倉庫，需要根據(jù)生產(chǎn)的進度以及銷售的情況對生產(chǎn)線、客戶等進行小批量的輸送。配送服務可以提高生產(chǎn)效率，并降低庫存。
(5)信用的擔保功能，能夠支持企業(yè)的形象。企業(yè)擁有大量的庫存貨物能使企業(yè)在整個商業(yè)環(huán)境中呈現(xiàn)出信用度高的姿態(tài)，為企業(yè)與其他企業(yè)的合作提供了較高的信用保證。倉儲活動中的倉單可作為一種融資工具用來抵押。
(6)現(xiàn)貨交易的場所。倉庫可以作為存貨人帶領購買人進行交易的場所，可以在倉庫內(nèi)部直接進行質(zhì)量檢驗和數(shù)量分配，以便進行商品交易。
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2.2倉儲管理
2.2.1倉儲管理的內(nèi)容
現(xiàn)代的倉儲管理是將先進的科學方法，現(xiàn)代化的技術手段和先進基礎設施運用到倉庫的管理中，從而提高整體的經(jīng)濟效益和勞動效率。其內(nèi)容總結(jié)如表2-1所示。

2.2.2倉儲管理的任務與原則
倉儲管理的原則包括：保證質(zhì)量，注重效率，確保安全，講求經(jīng)濟性，提高服務性[38]。倉儲管理最基本的任務就是根據(jù)客戶的需求，對其產(chǎn)品進行科學合理的保管，使其在儲存期間得到相應的保養(yǎng)與保護，保證公司與客戶共同的利益，具體任務如下。
(1)根據(jù)市場需求優(yōu)化配置倉儲資源。倉庫的選址和建設規(guī)模可根據(jù)市場需求程度，原材料獲得的難易程度來決定，倉庫的功能劃分和整體布局則由不同產(chǎn)品的性質(zhì)，儲存形式等決定。
(2)組織管理機構(gòu)的設置要以高效率為原則。以倉儲經(jīng)營的高效率為目標，倉儲的組織要建立成為結(jié)構(gòu)簡單，因事設崗，權責對等，促進管理的機構(gòu)。
(3)以高效率、低成本為原則組織倉儲生產(chǎn)。倉儲的生產(chǎn)主要包括貨物入庫、貨物驗收、理貨、儲貨的保管和維護以及出庫。在整個倉儲生產(chǎn)中，應選擇合理的機械設備，科學的保管方法對貨物進行保管，并利用先進的管理方法實現(xiàn)出入庫的順暢，以提高倉儲的安全性和利用率。
(4)通過制度化、科學化的先進手段提高管理水平。倉儲管理應從簡單到復雜，從宏觀到微觀，都要不斷的探索管理的科學方法，不斷地補充，改正和完善。倉儲管理要通過科學論證，廣泛的接受來自各方的管理經(jīng)驗，針對不同企業(yè)的生產(chǎn)儲存狀況進行客觀的制定。
(5)樹立服務優(yōu)質(zhì)，講信用的企業(yè)形象。一個企業(yè)倉庫的規(guī)模和管理模式可以為企業(yè)樹立良好的形象并提高企業(yè)的信譽度。良好的服務能夠給合作伙伴帶來充分信任，在建立企業(yè)形象的同時還能為企業(yè)在潛在客戶中得到宣傳。
(6)提高管理人員的技術和精神素質(zhì)。目前我國進行倉儲管理的工作人員素質(zhì)普遍不高，而倉儲管理是一項要求較高的工作，所以提高管理人員和工作人員的素質(zhì)至關重要。素質(zhì)的培養(yǎng)包括兩方面：技術素質(zhì)和精神素質(zhì)。企業(yè)可根據(jù)自己公司產(chǎn)品的要求配置合理的培訓課程，再對員工進行嚴格的培訓與考核，使每一位都能掌握本倉庫的管理技術和理論知識，并將企業(yè)精神貫徹到每一位員工的心里，使員工遵守崗位制度承擔各自的責任。
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3基于SLP的倉儲系統(tǒng)規(guī)劃.......................................... 18
3.1 DC公司玉米倉庫基本運行情況.......................................... 18
3.1.1倉庫基本情況介紹.......................................... 18
3.1.2倉儲工作中出現(xiàn)的問題.......................................... 19
3.2倉儲管理的改善.......................................... 20
3.3基于SLP的倉儲系統(tǒng)布局.......................................... 21
3.3.1倉儲設施規(guī)劃的目標與原則.......................................... 21
3.3.2倉儲系統(tǒng)作業(yè)單位相互關系分析.......................................... 22
3.4本章小結(jié).......................................... 27

4基于Flexsim的倉儲系統(tǒng)的建模與優(yōu)化

4.1倉儲系統(tǒng)概念模型的建立與仿真
在上一章中，通過運用SLP方法對倉庫系統(tǒng)內(nèi)各單位進行了重新布置，但是全新的方案設計是否適合DC公司的發(fā)展還需要進一步驗證，在正式投入建設之前需要對其進行評估與修改，避免其在正式運行后依舊存在人力的浪費，物流路線不合理等現(xiàn)象。SLP方法只是對各作業(yè)單位進行了優(yōu)化布置，而沒有考慮到各單位的設施配備是否合理，系統(tǒng)仿真技術不僅能夠幫助驗證各區(qū)域間布置是否合理，而且可以幫助驗證各設置的配備是否合理，本章采用Flexsim軟件，將系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)化為仿真模型，通過運行可以評價設計方案的可行性，修改和彌補設計方案的不足，保證建好的系統(tǒng)能夠順利的良好的運行。
4.1.1倉儲系統(tǒng)的概念模型
倉儲系統(tǒng)的整個流程分為入庫和出庫兩個部分，由上一章的分析可知，整個模型可以分為八個部分：收貨區(qū)、處理區(qū)、檢驗區(qū)、分揀區(qū)、存儲區(qū)、理貨區(qū)和出庫區(qū)以及辦公區(qū)。倉儲系統(tǒng)的流程為：（1）裝貨車輛首先到達收貨區(qū)，排隊等待拆包入庫；（2）在處理區(qū)拆包后由輸送機送至檢驗區(qū)處檢驗、分類；（3）檢驗區(qū)安裝兩臺檢驗器，玉米通過檢驗分為三類后，用叉車將分類后的產(chǎn)品運送至分揀區(qū)，在此排隊等待入庫；（4）分別用叉車將各類型貨物運送至各類型倉庫，填單儲存。（5）倉庫保管人員根據(jù)各生產(chǎn)部門的計劃單準備出貨，在理貨區(qū)安裝三臺合并器，將訂單要求數(shù)量的貨物整理好并裝車；（6）裝好的貨物在出庫區(qū)排隊等待出庫，送至各生產(chǎn)部門。
真實的物理系統(tǒng)是一個非常復雜的系統(tǒng)，要考慮到各種外來因素對其的干擾，而應用仿真模型只是對其本質(zhì)屬性的一種模擬方式，不能將其他因素考慮進去，只能是對真實物理系統(tǒng)地簡化的表達。所以在建立模型時，我們?nèi)サ敉鈦硪蛩氐母蓴_，采取比較理想化的方法來建立，由此建立倉儲系統(tǒng)的概念模型，圖4-1所示。
模型的假設與簡化有如下幾點：
(1)玉米主要由各地區(qū)的糧戶送來，由于運送玉米的量不同，所以各糧戶送玉米時采用車輛也是不同的，根據(jù)對實際情況的調(diào)查，一半以上的糧戶采用30噸位左右的貨車，所以本文以每車裝運30噸的玉米量為基準進行仿真實驗。
(2)工作人員對入庫玉米進行檢驗，判斷其屬于哪類質(zhì)量的糧食，然后分類儲存，每車玉米根據(jù)標準分為A、B、C三類。分類的判斷標準有三種：①單位重量的玉米所含水份、霉變和雜質(zhì)。②玉米顆粒的大小以及完整性。③根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的性質(zhì)要求不同類型的玉米。由于分類是一個比較復雜的過程，在仿真模型中無法體現(xiàn)，于是我們需將這一過程進行假設，假設每車玉米可拆分為400袋，每袋75kg，每袋中只裝有一種類型的玉米，每車中三種類型玉米的量是隨機的不確定的。

(3)倉庫的運營時間為早8:00到下午17:00,總共工作9個小時，假設在這期間，工作人員和運輸車輛的調(diào)度是理想的狀態(tài)。
(4)運輸車輛在運行時路線不確定，可能會擁堵或者相撞，在仿真模型中，假設其在運行中會自動避開其他車輛，運行是順暢的，并且忽略叉車損壞和缺油等不能運行的事件。
(5)仿真模型只模擬整個入庫到出庫的過程，不考慮工作人員辦理交貨或者是理貨手續(xù)以及填寫單據(jù)等時間。
(6)暫存區(qū)設為容量最大，表示入庫或者出庫貨物排隊現(xiàn)象。
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結(jié)論

本文以DC公司的玉米倉庫為背景，分析了該倉儲系統(tǒng)的特點，通過在該公司工作學習，收集到了有關倉儲系統(tǒng)的信息，發(fā)現(xiàn)其在運行過程中存在三種問題，倉儲管理不嚴格，倉儲布局混亂，倉儲設施配備不合理。結(jié)合工業(yè)工程理論在管理方面提出幾點意見，應用SLP法對其區(qū)域進行了優(yōu)化布置，并應用Flexsim軟件對該倉儲作業(yè)系統(tǒng)內(nèi)的設施重新配置，最終簡短了物流路線，提高倉儲效率，降低倉儲成本，使倉儲作業(yè)系統(tǒng)能夠順暢的運行。本文主要的研究工作有如下幾點：
(1)介紹了倉庫的起源與發(fā)展，倉儲的功能和管理原則，系統(tǒng)化設施布置與系統(tǒng)仿真的相關理論，并詳細介紹了 Flexsim軟件的功能和建模步驟。
(2)分析了倉儲系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其存在倉儲管理不嚴格，倉儲布局混亂，倉儲設施配備不合理的問題。運用工業(yè)工程的理論與方法對該倉庫進行科學管理，并應用SLP法分析各作業(yè)單位的物流相互關系和非物流相互關系，綜合兩種相互關系重新布置各單位，最終，使各作業(yè)單位之間的物流路線更精簡，聯(lián)系更緊密。
(3)應用Flexsim軟件建立倉儲作業(yè)系統(tǒng)的仿真模型，多次運行找#系統(tǒng)存在的問題。針對系統(tǒng)運行存在的“瓶頸”，提出優(yōu)化目標和改善辦法，通過調(diào)i設施和重新設置參數(shù)改善倉儲系統(tǒng)，最終使倉儲系統(tǒng)能夠有效通暢的運行。模型經(jīng)過改善后，整體系統(tǒng)運行順暢，處理區(qū)幾乎沒有擁堵的現(xiàn)象，檢驗區(qū)的處理器1等待叉車的時間縮短了20%左右，工作時間比例降低了 22%左右，處理器2等待叉車的時間比例縮短了 3%左右，工作時間比例降低了 6%左右；運輸機1的工作時間比例降低了 27%左右，運輸機2的工作時間比例降低了 10%左右；并且處理器和運輸機的工作時間比例均符合系統(tǒng)通常運行的標準。改善后，理貨區(qū)的合成器的工作時間比例提高了 30%左右，在不影響整體運行的情況下，降低了倉儲成本，節(jié)約了資源。
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參考文獻（略）

本文編號：11999