某制造型企业立体仓库的规划与仿真

（昆明船舶设备集团有限公司，云南 昆明 650000）

1 引言

自动化立体仓库集存储、配送功能于一体，所存储的物资对象种类繁多，尺寸、重量、数量等特征数据信息量大，值域区间分布广泛，存储周期长短不一。要满足车间日常消耗物资的配送，需要对种类数以万计的物资进行筛选，且过程中间穿插着大量的拣选、配盘、出库、入库操作。

在立库规划设计中，如何制定物料的存储原则，选择合理的出入库策略，一直是制约此类型立体仓储系统项目规划的一个瓶颈。

2 厂区仓库物流现状

济南某机床厂目前约有24个独立仓库，每种仓库对应一种类型的物资，分布于厂区的各个地方，目前主要采用隔板式货架及高架库对物资进行存储，公司通过ERP系统实现日常物流管理。

目前该公司面临的主要问题是：（1）仓库分布分散，厂区物流效率低，耗时长；（2）仓库场地面积占用较大，空间利用率较低；（3）目前主要的出入库操作都是通过人工来进行操作管理，人力成本高，工人劳动强度较大，配送效率及准确性较差；（4）缺乏一套现代化的仓库智能管理系统，物资积累现象较为严重，占用了企业大量的流动资金。

该公司预计在厂区内规划一个现代化的集存储、配送于一体的现代化物流配送中心，通过自动化的物流管理模式提升企业内部配套的物流管理，有效降低库存，减少人力成本，降低企业的物资存储成本，从而提升企业的形象及产品竞争力。

3 物流配送中心规划设计

如何采用经济、合理的存储方式进行物料的存储，在现有的物流管理模式基础上进行出入库策略的优化是物流配送中心规划必须要解决的难题。

3.1 物料的存储方案优化

根据物资是否能入立库存储，用ABC分析法将物资分为三类：大多数能使用单元化载体高位货架存储的物料归于为A类物料；少数超大超重不能使用单元化载体承载、无法入立库存储的物资归为B类；其它有特殊存储环境要求（如温湿度等）而无法入立库存储的物资称为C类物资。

（1）A类物资的存储形式。现在主流的立体仓库存储形式主要有三种：托盘式立体仓库、料箱式立体仓库、多层穿梭车式立体仓库，分析比较见表1。

表1 立体仓库存储形式对比

综合物资的尺寸、重量、存储周期、库存规模、场地区域、投资、行业特点等因素，A类物资最适于托盘库式立体仓库的存储。

（2）B类物料的存储形式。业内对超大、超重物资的存储主要有地面存储、悬臂吊货架存储等形式

（3）C类物料的存储方式。对于物料的存储环境有特殊需求（通常为温湿度），或是物资本身价值较高的物资，通常用自动货柜进行物料的存储。自动货柜是一种高效、便捷的密封小型立体仓库系统，通常自带温湿度调节装置。

3.2 出入库策略优化

目前该公司物流管理信息化、智能化程度较低。优化后的流程如下：公司在接到客户订单后，通过BOM系统分解订单，ERP系统将需要外协、外购、自制的任务计划下达给相关的采购部门及生产部门，采购、生产环节结束后送到仓库前必须进行产品检测，检测合格的物资才允许进入仓库存储。生产车间接到生产计划后，将任务分配给各工序端，原则上由车间向仓库管理部门提出物料需求清单，在个别特殊状态下（如差件、少件或是操作失误等）才允许工序端直接去仓库进行物料领取，如图1所示。

（1）现有的出入库模式缺陷分析见表2。

表2 现有的出入库模式缺陷分析

（2）优化后出入库模式分析，见表3。

表3 优化后出入库模式优势分析

4 物流配送中心系统能力分析

（1）系统仿真分析。系统仿真采用的是AutoMod12.3物流系统仿真软件。根据系统工艺平面布置图，按1：1比例建立三维实体模型，对项目进行系统和关键单机设备能力仿真。

为检验系统可靠性，并使仿真统计数据更稳定，设定系统仿真总时长为7小时，以正常入出库时段的流量作为输入数据进行仿真，如图2所示。

其中立库关键设备堆垛机模拟体月数据见表4及图3。

表4 堆垛机流量、能力计算与仿真汇总

图3 堆垛机工作情况列表

结论：堆垛机利用率为89.3%。

理论计算、系统仿真与实际情况会存在一定差异，但从表4的理论计算结果可看出，以上关键设备能满足系统要求。

（2）系统参数对比。优化前后系统主要参数对比见表5。

表5 优化前后系统主要参数对比

5 总结

本文结合笔者参与的济南某机床厂的立体仓库规划项目经历，在项目的交流、规划过程中，整合物料的尺寸、重量分布、存储条件、日常需求信息，调研了该公司实际物流状况，综合该公司管理、生产模式，提出一种快速、准确、有实际可操作性的出入库策略。经过分析与对比，配送中心的规划建设将能有效降低人力成本，提高物资配送的效率及准确性，缩短物资流通周期，降低该企业的库存量，实现物流信息的动态追溯功能。

[1]许莹,陈国仁,张丽萍.应用于拣选操作的自动化立体仓库作业优化调度[J].制造业自动化,2010,32（10）:14-19.

[2]刘景科.自动化立体仓库的建模及其优化仿真研究[D].沈阳：东北大学,2004.

[3]张英,李莹雯.逆向物流对回收品进行分类且随机的控制策略[J].物流技术,2011,33（2）:52-55.

[4]张志,杜亚江.输送机控制系统在自动化立体仓库中的应用[J].工业控制计算机,2009,22（1）:79-80.

[5]石东喜,顾郁东,郁小琴.仓储物流现代化的发展研究[J].北方经贸,2013,（11）:54-55.