论文总字数：21408字

摘 要

仓库布局是否得当会直接影响企业的作业效率和仓储作业成本，因此仓库布局的合理化对企业有着十分重要的意义。

本文介绍了关于仓储业的一些基本情况，通过对邮政速递物流仓库的现状以及现有问题的分析，力求改善速递物流的仓库布局。通过分析仓库布局现状以及物流量，运用系统布置设计（SLP）的方法对仓库布局进行了重新设计；通过与旧仓库布局的对比，以仓储面积以及工作效率为标准对新的设计方案进行了评价；运用仿真模拟软件对设计方案进行模拟，大致模拟出真实的仓库运营状况；与此同时，根据模拟结果进行分析，找出其中的瓶颈，持续改进，得出最优化结果。这使得邮政速递物流的仓库得到了优化，一定程度上提高了仓库的运作效率，降低了仓库的运作成本。

关键词：仓库 布局 仿真模拟 优化

Abstract

Whether warehouse layout is correct will directly affect enterprise’s operation efficiency and warehouse cost, so the rationalization of the enterprise’s warehouse layout has very important significance.

Through analyzing the status of Express Mail Service(EMS) warehouse, this paper introduces the basic situation of the storage industry, and strive to improve the warehouse layout of EMS and storage strategies. Through the analysis of the warehouse layout present situation and existing problems, trying to use the Systematic Layout Planning ( SLP ) method to rearrange the warehouse layout design; Through the comparison with the old warehouse layout, the new design project is evaluated on the basis of storage and working efficiency; Using the simulation software for simulating design project, and roughly simulate the real operating condition of warehouse; At the same time according analyzing the results of simulation, and find out the bottleneck, make continuous improvement, finally optimal results are obtained. So it optimizes the warehouse of EMS, improve the efficiency of the warehouse operation in a certain extent, and reduce the costs of the warehouse operation.

Keywords: warehouse; layout; simulation; optimization

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究现状 1

1.3 研究内容及技术路线 3

1.3.1 研究内容 3

1.3.2 技术路线 4

第二章 仓库布局相关理论知识介绍 5

2.1 系统布置设计（SLP）概述 5

2.1.1 系统布置设计（SLP）的原理 5

2.1.2 仓库功能区的系统布置设计（SLP）的步骤 6

2.1.3 系统布置设计（SLP）的不足 8

2.2 仿真软件Flexsim的介绍 9

2.2.1 Flexsim软件介绍 9

2.2.2 Flexsim的主要优点 10

第三章 邮政速递物流仓库布局的现状及存在的问题分析 12

3.1 公司介绍 12

3.2 仓库基本情况及分析 12

3.3 仓库存在的问题 15

3.4 仓库优化设计的目标 15

第四章 邮政速递物流仓库布局设计 16

4.1 基于SLP的系统布置设计 16

4.1.1 基本要素分析 16

4.1.2 仓库布置设计 17

4.2 仿真软件的模拟 29

第五章 邮政速递物流仓库布局方案效果分析评价 35

5.1仓库设计方案效果评价 35

5.2 存储区设计方案评价 35

5.3 总体设计方案评价 35

第六章 结论与展望 38

6.1 全文总结 38

6.2 后续研究展望 38

文献 40

致谢 42

第一章 绪论

1.1 研究背景

伴随着物流业的发展，企业对物流运作中各个环节的要求和需求都在逐渐增加。为了缩短用户的反应时间以及增加销售份额，减少流通过程中的成本，各个零售商对于第三方物流企业的仓储和管理水平提出了更高的要求。

在各种不同的物流活动中，仓储环节都是其中的重中之重。从供应链的角度看，所谓的物流过程是由供给和需求所组成，当这两部分不能完美匹配的时候，会出现无法及时消费产品或者产品数量不足以满足消费者的现象，解决这个问题的办法是提前生产产品，满足未来可能出现的大量需求。

近些年来，伴随着经济的不断发展，社会中各方面对生产经营活动都有着越来越多的需求，同时这对企业的生产和经营等方面也有了更高更多的要求。在现代技术快速发展的背景之下，企业必须利用各种先进技术改善现有的生产模式以及管理结构，这样才能获得更多的市场份额。同时在企业规模不断扩大的背景之下，仓储管理在企业的生产经营过程中也将发挥着更加重要的作用。因此，企业为了在市场竞争中获得一席之地，只有采用科学的管理方法对仓库布局和设施进行规划从而降低成本，才能不被市场所淘汰。

1.2 研究现状

近些年来，随着经济全球化的不断加快，全球企业各种跨国以及跨地区贸易的商业行为不断增加，导致了企业的仓储成本大幅度提升，由于成本的提升，仓库管理问题逐渐被国内外的学者研究，他们通过大量的实例研究了仓库管理以及布局问题，从目前国内外的文献来看，仓库管理问题的研究方面主要集中在仓库选址、仓库布局、自动化立体仓库以及越库管理等方面 ^[1]。

国外学者对于仓库布局问题的研究相对国内较为领先，下面简单的介绍一下。Umut R. Tuzkaya 等人(2007)^[2]认为仓储策略可分为分布类型，生产类型和合同类型，在分布类型这项研究中，收集来自不同供应商的各种类型的产品，之后存储在仓库以及交付给不同客户。这项研究的目的是设计一个使年度持有成本最小化配置的多级仓库货架。Lai K K 等人(2002)^[3]研究改进了以纸盘为储存单元的仓库布局，通过分类纸盘，将不同类型或者规格的纸盘放在存储单元之中，而不同规格的纸盘所需要的库存容量也不尽相同。 T. Nehzati等人 ^[4]研究不同的产品分配到不同类型的仓库，使得从码头仓库搬运物料成本最低化的仓库布局问题，同时运用决策支持系统（DSS）协助修改仓库布局。Emre Cakmak 等人^[5]在产品必须以最短的时间交于客户的背景之下，研究确定了新的流型仓库和U型仓库，分了了如何最大限度的减少总选择距离，通过计算，提出了不同的流类型仓库和U型仓库的室内布局。T.Nick Larson等人^[6] 介绍了仓库布局的过程，使用基于类的存储原则来增加建筑面积利用率以及减少物料搬运。Jozef Kratica 等人^[7]提出了一种可变邻域搜索算法（VNS）用以解决多个级别的仓库布局问题（MLWLP）。SubirS. Rao等人^[8]研究了仓库底层货架的专用于返回通道内的路由策略，同时还提出了一种迭代层次框架，能够获得选择列表的大小，过道的数量以及类存储边界，这有助于对仓库设计的最优选择进行灵敏度分析。

上面几位国外学者针对不同对象的仓库布局问题运用了各种各样的方法进行了研究。虽然使用不同的方法，但最终的目的都是为了提升仓库的作业效率，降低操作成本，提高企业的利润。

国内学者研究仓库布局问题主要是从理论方面进行的，他们使用的主要优化方法有系统布置设计（SLP）、数学解析法等等，以下先介绍几篇相关文献。

系统布置设计（SLP）能够结合作业单位间的物流以及密切程度关系进行数据化分析，得到它们之间的综合关系，继而进行分配，得到优化的布局设计，因此在大多数布局领域此种方法都能够使用。陈娟(2009)^[9]通过分析钢铁物流园区的作业流程，将物流园区内不同的区域划分出来进行规划设计，研究了如何使用SLP方法进行物流园区的布局与设计。李庆庚(2006)^[10]通过分析农产品物流园区的功能，探讨了在园区布局规划中实施SLP方法的步骤，并且针对其布局进行设计从而得出优化方案。陈泽民^[11]通过分析铁路物流中心的运作流程，运用SLP方法设计铁路物流中心作业区域布局规划，设计出最终的优化方案。张鉴明等人 ^[12]通过对传统SLP方法的改进和优化，针对具体企业设施布置设计中的问题，提出了布局设计方法用以适应当代企业。

另外一些学者还用到了数学解析法来解决仓库布局问题，解决过程主要是先建立相应的数学模型，其次使用相应的算法求解数学模型，其中主要运用的有遗传算法，模拟退火算法，禁忌搜索算法等等。艾云平等(2007)^[13]通过分析我军弹药仓库布局,建立了仓库布局的数学模型,并且运用遗传算法分析了仓库布局，完成弹药仓库布局的优化。YANG 和SUN (2004)^[14]研究了在模糊随机环境下如何安排储存不同类型材料才能使得运输成本最低的问题, 并且建立了预期价值模型，运用混合算法来完成仓库布局的优化。张强和余英姿等(2006)^[13]研究使用模糊期望值模型以及蚁群系统, 分析了多种因素影响下如何能使运输成本最小的问题, 从而解决多级仓库布局优化的问题。黎浩东和何世伟等(2008)^[16]研究了在随机条件背景之下的仓库布局问题，并且建立了其机会约束规划模型, 同时以随机算法进行求解, 最后分析验证了模型在现实中的可行性。

目前仓库布局的研究越来越倚重计算机的辅助作用，比如AutoCAD、Witness以及Flexsim就能发挥不小的作用。李志锐和李法虎(2007)^[17]通过使用以VBA为基础的AutoCAD，对地形图进行二次开发，实现了自动定位。门佳和周泓(2011)^[18] 应用Witness仿真软件对某快速消费品企业的包装原材料仓库进行了仿真建模研究,建立模型之后,通过仿真分析对仓库存储区域的各项指标进行了分析与评价,并且同时提出了改进意见。戴帅举等人(2013)^[19] 使用Flexsim软件将某机电工具仓库建立仿真模型,接着运行仿真模型，通过分析仿真过程中出现的问题和瓶颈，对仓库进行了优化和改进。朱颢^[20]使用Flexsim软件对配送中心进行仿真模拟，通过对仿真结果的分析，看出Flexsim能够提升配送中心的效率，降低了其运作的成本。鉴于仿真模拟软件在很多方面都有相当成功的应用，在仓库布局的研究中也有一定的借鉴意义。

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

本文的主要研究内容：

（1）了解仓库布局优化设计的相关概念和方法，在分析传统系统布置设计（SLP）的基础上，针对具体公司的仓库布局特点对其进行改造

（2）研究学习Flexsim软件的使用，对以SLP方法改造后的仓库布局进行仿真模拟，得出优化结果。

（3）把论文中研究的方法应用于邮政速递物流的仓库布局优化，得到较优的布局方案，并且对布局方案进行分析评价。

主要研究方法：

（1）理论研究

通过查阅书籍以及国内外的文献，对仓库布局设计及传统的SLP方法理论进行研究学习。

（2）定量分析

将仓库内功能区之间的物流关系以及非物流关系量化后，建立仓库功能区的具体布局。

（3）实例验证

将仓库功能区的布局应用于邮政速递物流仓库，通过Flexsim仿真模拟，验证其有效性和可行性。

1.3.2 技术路线

本文的技术路线如图1.1所示。

图1.1 论文的技术路线

第二章 仓库布局相关理论知识介绍

2.1 系统布置设计（SLP）概述

1961年，系统布置设计（SLP）方法由Richard.Muther提出，从此之后SLP方法就成为了处理布置设计问题的主流方法，同时提供了一套可供参考的标准程序用以解决布局设计问题。SLP方法主要在分析作业单位之间物流关系、非物流关系以及综合物流和非物流关系后的得到综合相关性的基础上，合理安排布局中作业单位之间的相对位置，再结合各区域实际面积，设计出作业区域相关图，接着进行修改和调整，得到几个布置方案，对这几个方案进行评价与分析，选择最为合适的方案。

2.1.1 系统布置设计（SLP）的原理

SLP方法主要采用定性和定量相结合的方法，来分析布置问题的五个基本要素（P、Q、R、S、T），得到布局内各区域或工序之间的相对位置。这五个基本要素：P（产品或材料或服务），它影响着设施（区域或工序）的组成、作业单位或区域间的相互关系以及材料的搬运方式等方面。Q（数量或产量或物流量），它一般代表供应的商品量或者物流过程的物流量。其主要影响布置设施的规模，设备的数量，物料运输量等因素。R（生产路线或工艺过程或物流路线），它主要影响着各区域或各工序之间的关系、物料的搬运路线、仓库区域布局等方面。S（辅助服务部门），是生产系统的有效保障，比如休息区，办公室等等。在特定的生产或物流系统中，辅助部门的面积有可能占据很大一部分比例，因此在设计或布置时必须特别关注。T（时间或时间安排），有可能是产品的生产时间或订单的处理以及执行时间。由此可以计算出需要的配套设备数量、仓库区域面积以及人员数量，在上述的安排之下，接下来就可进行生产线或仓库布局的具体优化。

只有在对上述基本要素进行充分的调研以及实地考察的基础之上，才能对所需优化目标的物流关系和非物流关系进行定性以及定量的分析，综合两种关系得到综合性关系之后，开始设计布置方案，最后进行方案的评价与选择。其原理如图2.1所示。

图2.1 系统布置设计（SLP）的原理

2.1.2 仓库功能区的系统布置设计（SLP）的步骤

系统布置（SLP）方法经过国内外学者的长期研究与发展，目前已经具有一套完整的程序化设计步骤，如图2.2所示。

图2.2 系统布局设计程序图

本节就以仓库布局规划为例，介绍了用SLP方法优化布局的一般步骤。在运用SLP方法设计仓库功能区域平面布置时，其中主要包括三大部分的设计：第一部分是生产作业区（主要包括仓储区、装货卸货区、拣货区等）；第二部分是辅助作业区（主要包括设备存放区）；第三部分是行政生活区（主要包括管理区、休息区等）。结合存储物品的流动过程，以及各个区域的综合相关性进行布置。

第一步，基本资料的分析。结合上节所述，分析仓库功能区域布局的五个基本要素（P、Q、R、S、T），主要指仓储货品的种类、数量、品质、特性、包装规格等，以及各个功能区的作业时间分布。

第二步，仓库具体作业流程的分析。经过基本资料的分析之后。根据所需布置仓库的流程，制定合理的运作流程，以便于之后的区域规划。一般来说仓库内的主要物流活动流程主要有入库、拣选、仓储、加工、发送等，辅助物流流程包括换货作业流程，办公事务流程，计算机作业流程，劳务性活动流程等。在此过程中，要避免其中不合理和不必要的作业，以提高整个仓库的作业效率。

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