對于物流資源規劃中的倉儲內部規劃,是對當前的物流體系中的倉儲內部資源進行一個總體規劃,涉及到倉儲基本流程、布局,以及人員、設施與設備的資源配置。目的在于通過系統化與合理化的分析與規劃后,可以對倉儲資源進行采購與建設并指導倉儲內部的運作。我們首先看看倉儲規劃的基本概念與步驟,然后再對規劃中的重點分析方法進行闡述,供參考。
我們以圖中的倉儲相關活動為基礎,來看看倉儲規劃的思路與技術方法。首先我們從基本概念和方法步驟上去理解倉儲內部規劃:
1. 站在供應鏈全局視角進行倉儲規劃
1.1 前瞻性
從供應鏈的視角縱觀全局,有助于更加清晰的理解當前所規劃的倉儲節點應該解決什么問題,可能出現什么風險,在未來可能會發生什么樣的演變。站在專業和更為宏觀的角度去審視和理解后面將要陳述的方案。
圖:倉儲分布在供應鏈的各環節中
1.2 定位清晰
不同的倉儲節點功能下的規劃,所規劃的要素參數一定不同。簡單說,原料倉、成品倉或者配送中心這些不同倉儲類型中,流程要素大多一樣,但是作業方式和效果可能完全不同。所以從全局的角度把倉儲定位搞清楚,規避可能出現的偏差。
圖:倉儲在供應鏈中的定位示意圖
1.3 架構清晰
物流活動是由供應鏈需求而觸發,那么在對當前活動規劃時,必然需要了解觸發的原因。用技術化的語言的來說,就是要做好接口,將倉儲流程“模塊化”,當上游發生變化的時候,倉儲這個模塊,或者倉儲里的子模塊可以很好的去調整內部結構和過程。
圖:倉儲規劃藍圖框架示例
2. 存儲對象的特征分析
2.1 物料物理屬性分析
分析物料的物理屬性是對存儲對象最基礎性的認識,分析所要規劃對象的外形特征,長、寬、高,便于容器和貨位尺寸的規劃,梳理存儲對象所需要的存放條件的要求,比如溫度要求、通風要求、消防要求、擺放要求等。
圖:對貨物對象的分析
2.2 數據分析
對倉儲對象進行數據分析是另一個重要的分析環節。比如對訂單分析中,最通用的分析方式就是EIQ,基于前面的物料分類,然后對其按訂單、物料(商品)等多維度進行分析,找出分類對象在一個動態環境中的特征。物料的進出作業可能存在季節性,存在高頻次和低頻次,每一天也存在多個波次。
圖:倉儲規劃中的數據分析示例
2.3 運作流程分析
在倉儲規劃中,對流程分析或配置是串連整個倉儲活動最重要的步驟之一。為了對倉儲流程分析得更清晰,我們可以構造一個流程的模型,分為多層級。第一層級是最主要的幾個活動,比如入庫、理貨、上架、分揀等,第二層級就可以按對象進行細分,不同的物料對象分類下可能會用到不同的流程或活動。
圖:原料倉儲中的流程活動示例
3. 方案設計
前面的分析最終都會在倉儲布局上進行直觀的體現,倉儲布局實際是對倉儲內的所有對象進行重組,只是看精細程度。如果只是到大的功能區,那么可以將功能區作為對象進行拆分,通常主要功能區和次要功能區一共加在一起會有20-30個功能區(同類功能區可能會有多個分區),將這些功能區按一定的邏輯進行布置(比如用SLP的方法)就可以完成簡單的倉儲布局。
圖:倉儲規劃方案設計示例
4. 評估-系統評價
系統性評估是倉儲規劃的一個非常重要的步驟,這里需要從系統論的角度來看待倉儲規劃,也只有把倉儲作為一個“系統”,才能把最好的解釋倉儲規劃的所有邏輯。我們來從排隊論的角度看倉儲系統,從作業流程的角度,把流程作業中人、設備、功能區等看成是服務臺,倉儲中需要處理的貨物形成隊列,將服務臺串聯,上一個流程完成的作業量,到下一個流程又形成了新的隊列,那么這就是系統,有輸入也有輸出。通過仿真模擬作業過程中人、設施、設備的資源利用率,也就是忙閑程度,這樣就可以從仿真的角度對所規劃的倉儲系統進行生產力評估。
圖:倉儲生產力評估方法
5. 運作支持
5.1 設備配置
按倉儲規劃規劃的模型中將倉儲流程進行細分后,每一步操作都會按照流程活動進行,從系統模型的角度看,設備的操作無非是在處理“數據”,根據作業要求、高效的運作、合理的成本來對設備的配置進行約束,追求用科學的方式來配置設備。
圖:倉儲設備配置示意
5.2 信息化需求
從倉儲流程中的實際需求為出發點,考慮整個倉儲的功能定位,首先要對信息化需求做一個完整的架構,覆蓋哪些模塊,交付哪些數據,達到什么樣的管理要求。然后再對功能進行配置,與業務場景結合,這樣才實現有一個既實用又具有擴展性和戰略性考慮的信息化建設。
圖:物流信息化結構示意
5.3 倉庫建筑設計
有的倉儲規劃是先有了倉庫再進行規劃,有的是先考慮物流在進行倉庫建設,當然我們也建議最好是按后者的方式進行,因為從建筑的角度看,在一定的參數范圍內進行設計和實施都是可行的,但是不一定最后選擇的參數對于倉儲作業來說是最合理的。
圖:倉庫建筑結構示意
然后我們再從技術方法的角度看上述的步驟如何具體完成:
圖:倉儲規劃方法結構
1. 數據分析中的幾個重點分析方法
1.1 ABC分類分析
ABC分類分析作為一項重要的分析方法在很多行業中都會用到,物流的數據分析中也是如此。基本原理是運用數理統計的方法,對種類繁多的各種事物屬性或所占權重的不同要求,進行統計、排列和分類,劃分為A、B、C部分,分別給予重點、一般、次要等不同程度的相應管理。比如物流中的物料、訂單、客戶、供應商等,這些在物流規劃中常見的對象,在數據分析中常常都會有成千上萬個“個體”。那么通過ABC分類分析,可以把其中的重點對象找出來,然后進行重點的分析和策略制定,這樣便可以快速的解決掉核心問題。
圖:ABC數據分析工具示意圖
1.2 EIQ分析
EIQ分析,是利用“E”、“I”、“Q”、“N”、“K”這幾個關鍵要素來進行出貨特征的分析,其中,E—訂單;I—品項;Q—數量;N—訂單行數;K—頻次。EIQ分析的主要內容是對訂單數據進行統計,并以圖形的方式表現出來,從中得出訂單的特征與物流活動的特征,以此作為物流規劃設計的依據。我們在分揀策略制定中通常都會用到EIQ分析,基于EIQ的分析結果去制定合理的分揀策略。
圖:EIQ分析框架示意圖
1.3 庫容分析
庫容分析主要是從倉儲視角去看待庫存的問題,通過對庫存邏輯的理解,以便更好的與采購和銷售進行配合,明確合理的倉儲庫容。然后根據庫存量確定合理的庫容和存儲方式。但是在行業實踐中,企業少有在庫存的設置中能真正考慮到倉儲的環境,使得倉儲部門在執行中比較被動。因此,倉儲部門可以用一些基本庫存分析方法對庫存進行合理性的分析驗證,并提出更加有效的庫存建議,進而使得倉儲的庫容量合理化。
圖:庫存分析示意圖
1.4 儲運單元分析
儲運單位分析(PCB分析),即考察倉儲中各作業環節的基本儲運單位類型(P表示托盤單位、C表示件單位、B表示單品)。不同的儲運單位將對應不同的儲區,揀選分區,所配備的儲存、分揀和搬運設備也是不同的。
2. 倉儲布局的基本方法
圖:EIQ分析框架示意圖
2.1 面積計算
各功能區的面積計算是倉儲布局的一個重要部分,只有各個功能區面積計算完成后,倉庫面積才能夠確定。但功能區的面積計算并不是一項簡單的工作,如果是存儲功能區則需要考慮到存儲方式與存儲設備類型。如果是緩存則需要考慮到緩存批量與擺放方式的問題。
圖:倉儲面積計算示意圖
2.2 確定流向
從貨物卸貨開始倉儲中作業的物流流向就已經開始,這里需要確定貨物進入倉儲后上架存儲或者是接收訂單貨物出庫后,每個流程的先后邏輯順序。確定了邏輯順序后,才能計算不同的功能區布局方案下的倉儲作業距離。
圖:倉儲流向構建示意圖
2.3 確定流量
根據物流單元統計物流量,標準化程度高的行業相對比較容易統計,大多數物流環境很難完全準確的統計出物流量,在無法準確統計出物流量的物流環境中建議可以模糊處理,比如通過現場作業情況采集數據,然后根據需求進行估算。
圖:倉儲流量統計示例
2.4 連通路
不同的倉庫建筑環境下,功能區連通的路徑不同。比如有的倉庫是多層,那么在搬運過程中會有提升機或者貨運電梯。因此對倉庫建筑物中有特定路徑環境的情況需要提前建立約束。如果在沒有特定建筑物的環境下進行布局,也可以直接采用對功能區的面積中心建立連通路,雖然這種方法得出距離數據精確度不高,但也具有一定的參考價值。
2.5 物流效率運算
物流效率的運算中,主要是對物流量距的計算,步驟如下:
根據約束條件,將固定不可變動的實體位置優先布局(ST);
根據設施環境,將實體進行拆分(S);
每一個實體都有自己的物流量屬性(Q);
根據物流環境對實體構建不同的配送批次(T);
對設施編碼,每個設施到每個設施的距離形成矩陣(D);
將實體與設施進行組合;
根據關聯關系計算組合下的原料入庫物流量距(R);
根據關聯關系計算組合下的成品入庫和成品出庫的物流量距;
求和計算一種布局組合下的物流量距
圖:倉儲作業距離計算示例
2.6 布局方案評價
構建評價矩陣,再對剩余的方案進行系統性的評價,評價維度可根據項目實際需求構建,比如物流效率、面積利用率、易于管理、可擴展性、可參觀性、搬遷成本等。
圖:倉儲流量統計示例
3. 仿真
我們從倉儲場景構建、倉儲業務邏輯、倉儲參數設置、概率統計、算法構建以及數據輸出基本方面呈現倉儲仿真。
3.1 倉儲場景構建
根據實際環境與倉儲特征分析結果構建當前的或者未來的倉儲場景。
圖:倉儲三維場景構建
3.2 倉儲業務邏輯
在搭建好虛擬場景后將對業務過程進行仿真,那么便需要分析當前倉儲作業的過程是如何開展的,如果是倉儲全局的仿真,那么需要從入庫到出庫的全流程梳理。如果是局部的仿真,也可以只構建某個環節的業務邏輯。
圖:倉儲流程邏輯示意圖
3.3 倉儲參數設置
在仿真運行前,需要輸入數據,但是通常采集的數據的物流量是非標準的,比如有一些物料在尺寸規格上不規整,或者缺失。那么這時需要對數據進行標準化處理。或者一些關于時間計劃,作業資源能力的數據也需要按仿真的需求進行采集和處理。
圖:倉儲數據參數輸入示意圖
3.4 概率統計
通過數據的統計,對于歷史和未來的數據發生概率進行擬合及預測,輸入系統。
圖:倉儲數據概率統計示意圖
3.5 模型算法構建
對構建的場景邏輯規則進行控制,也是模擬仿真的核心部分(此部分在后續的文章中詳細闡述)。
圖:基本邏輯示例
3.6 仿真的輸出
倉儲系統仿真運行完成后,將輸出運行過程中的所有數據,包括資源(人員、設施、設備)的利用率,仿真過程中每個資源的批量與批次等。進而可以分析資源瓶頸,判斷當前倉儲運作方案的可行性。如果不可行,再調整場景繼續前面的步驟,直到找到可行方案。
圖:倉儲資源利用率輸出示意圖
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