库存管理及仓储规划

第七章库存管理及仓储规划李春琳《设施规划与物流分析》电子教案引言仓储费用占物流总费用的比例？不考虑库存持有成本（29％），仓储费用占物流总成本的26％；仓储成本包括人工费用约1/2、空间费用约1/4和其他费用约1/4（例如能源、设备、等费用）。储存的概念储存（storing）保护、管理、贮藏物品。储存存在于任何社会形态中，对于停滞的物资，在没有进入生产加工、消费、运输等活动之前或在这些活动结束之后，总是要存放起来，这就是储存。这种储存不一定在仓库中，而是在任何位置，也有可能永远进入不了再生产和消费领域。我们把在仓库中的储存称为仓储。容易混淆的概念库存库存指的是仓库中处于暂时停滞状态的物资。储备有目的的储存物资的行动和其对象总体的称谓。储存存放物资的一种行为，包含库存和储备在内。仓库(warehouse)：保管、储存物品的建筑物和场所的总称。仓储管理（warehousemanagement）通常是指对库存物品和仓库设施及其布局等进行规划、控制的活动。企业进行仓储的四个原因：降低运输－生产成本；协调供求；辅助生产；辅助市场销售。仓储的预备知识一、仓储系统的主要环节：仓储系统围绕物资储存而开展一系列业务活动，这些活动可分为三个阶段实现：1、物资的验收入库——包括物资接运、验收、办理入库手续等。2、物资的储存保管——即根据各物资的性能特点，结合具体自然条件，来确保库存物资的完好程度。影响物资储存的因素主要有：物资本身的性质、储存时间的长短和储存环境（防腐、防锈、防虫）。物资储存的核心工作是合理存放的问题，以确保物资不损坏和易于提取。3、物资的出库发运——一般有两种情况，一种是用料单位凭调拨单自提，一种是仓库发运。物资出库一般要遵循“先入先出”的原则。二、仓库类型： 1、按保管形态分：普通仓库；恒温仓库；冷藏仓库；露天仓库。 2、按产品流程分：原料仓库；在制品仓库；成品仓库。 3、按堆放形式分：无货架仓库；货架仓库（普通货架、移动货架、流动货架）。4、按机械化程度分：人工仓库、机械化仓库、自动化仓库、集成自动化仓库、智能自动化仓库 5、配送中心：连接生产和消费的流通部门。7.1现代仓储概述关于仓储的两种观点： 1、它是一种资产，用来预防预测的误差、机床的故障、供应商延期交货。库存是缓冲器，是保证连续生产的重要环节。 2、它是生产过剩所引起的浪费的直接表现。库存的存在掩盖了生产管理的许多问题，应尽一切努力减少库存。7.1现代仓储概述讨论：上述两种观点对企业的经营生产产生了什么样的影响？库存到底是如何产生的？问题：该不该有库存？（委托—代理机制不完善）该有什么样的库存？（仓储规划、仓储管理）个人观点1：企业过程中充满了效益背反现象个人观点2：库存并不是简单的资源储备缓冲器或浪费问题7.1.1仓库的定义 传统观点：仓库就是储存和保管货物的场所。 发展观点：随着商品、货物的数量和种类越来越多，但是存储的时间却越来越短，而且货品在仓库不只是储存和保管，还有诸如分拣、包装等加工增值过程。7.1.2现代仓储的功能1．移动移动功能可以进一步分为以下作业功能： 收货(Receiving)。 转运或入库(TransferorPut-away)。 订单拣货(Orderpicking/selection)。 直接转运(Crossdocking)。 发货(Shipping)。2．储存 存储是商品在等待需求前的实际存放。 存储的形式与存储货物的尺寸、数量，以及产品搬运特性或容器有关。 储存按时间长短分为临时的和持久的。 临时储存强调仓库的移动功能，仅储存基本库存补货所必需的货物数量。具体数量由物流系统的设计、提前期和需求三者综合决定。直接转运的目标就是只用临时储存。 持久储存是指超过正常补货数量的，即安全库存或缓冲库存。需要持久储存的条件常有季节性需求、不确定的需求、水果和肉类等保鲜产品、预期购买和数量折扣等。3．信息交换 信息交换总是伴随着仓库的移动和储存功能，仓库作业管理总需要时间性强的精确信息，如库存水平、吞吐量、储位信息、进出货信息、空间利用率等。 现在企业越来越依赖于电子数据交换EDI、Internet、条码和RFID等技术所提供的计算机化的信息来提高信息交换的速度和精确率。 尽管企业都试图减少纸面的信息流，但纸面信息还是很多的，企业建设的各种仓库管理系统就是想尽可能地将这些日常管理功能自动化。 成功的仓库功能总是想减少检查作业，但是在仓库运作中误差和差错总是难免的，因此需要定期盘存，以提高信息的准确性。补货拣货移库库存控制工人监管出货装货运输越库收货入库运输卸货7.2库存管理 一、库存管理概述 保持原材料库存的原因在制品库存包装物和低值易耗品库存 保持产成品库存的原因7.2库存管理7.2.1库存管理概述 （1）周期库存。为了满足连续补货期间的平均需求而存储的必要库存。 （2）季节性库存。一些商品具有明显的季节性消费特征，需要在高峰季节来临之前开始生产，保持一定的库存。 （3）安全库存。安全库存是为了防止生产制造与供应的意外情况而设立的一种库存。 （4）中转库存。也叫运输库存。由于运输不会瞬时完成，因此在运输中途就会存在库存。这种库存主要是为了中转货品而存在的。多周期库存单周期库存独立需求是指需求变化独立于人们的主观控制能力之外，因而其数量与出现的概率是随机的、不确定的、模糊的。独立需求库存相关需求库存相关需求的需求数量和需求时间与其他的变量存在一定的相互关系，可以通过一定的数学关系推算得出。根据物品需求的重复程度分多是外部问题多是内部问题库存的分类（1）确定库存检查周期（2）确定订货量（3）确定订货点（何时订货）库存控制要解决的问题7.2.2库存管理的基本概念需求。需求有不同的形式：间断的或连续的，均匀的(线性的)或不均匀的(非线性的)，独立的和相关的；确定性的和随机的等。订货点和订货批量：随着物品的出库，其库存量会下降到某一点，这时补充活动必须着手进行，否则就会缺货，影响公司的正常运行。这个就称为订货点，所订购的数量称为订货批量。订货提前期：一旦库存量降到订货点并安排了订货，等待物品到货以补充库存，这个等待时间称为订货提前期，或称为提前期或交货期。*7.2.2库存管理的基本概念 库存策略：就是决定什么时间对库存进行检查、补充，每次补充的数量是多少。 根据检查周期时间是固定的还是可变的，库存策略可以分为连续性检查策略和周期性检查策略，连续性检查策略又分为固定订货点、固定订货量策略（R，Q），固定订货点、最大库存策略（R，S），周期性检查策略又分为固定订货量策略（t，Q），维持最大库存策略（t，S）。7.2.2库存管理的基本概念 库存系统的评价可以通过用库存周转率、产品满足率、订单满足率、周期服务水平和库存平均周转时间的大小来衡量。 库存成本：一般情况下，库存成本由物品本身价值成本、订购成本、存储成本和缺货成本组成。年总成本TC=CR+(R/Q)S+(Q/2)hC订购成本与订货批量成反比，批量越大，则订购成本越小；存储成本与订货批量成正比，批量越大，则存储成本越高；物料成本与批量无关。仓储理论研究与应用发展多阶段离散批量模型（考虑了品种、工序、生产进度安排）经济订购批量模型（）MRPⅡ精益生产模式（LP）JITERP7.2.3独立需求模型（确定性需求） 基本EOQ模型考虑数量折扣的EOQ模型全部折扣：如果订购量在某规定范围内，则所有的订购货品都享受同样的折扣价格。第一种，qi≤Qi≤qi+1，优化解位于折扣范围内，可以获得折扣，其相应的库存总成本为第二种，Qi≤qi，优化解小于折扣范围下限，无法获得折扣价格，需要将订购批量增大为qi+1才能获得折扣价格，其相应的库存总成本为 第三种，Qi≥qi+1，优化解大于折扣范围上限，已经获得折扣价格，所以需求选择qi+1作为订购批量，其相应的库存总成本为考虑数量折扣的EOQ模型 增量折扣：如果订购量在某规定范围内，如q1≤Q≤q2，则对于小于q1的部分数量仍然采用原价格，仅对于大于q1的部分采用折扣价格。 不同折扣范围内的价格可以用统一的公式来表示： 这样，库存总成本可以表示为 对上式求关于批量的极值，则得到某价格范围内的经济订购批量 同样，计算一个数量折扣范围内的Qi，然后，在没有超出价格折扣范围的Qi中，寻找一个可以使得总库存成本最小的订购批量作为所求解。7.2.4相关需求分析——MRP MRP是一个基于计算机的库存管理系统，主要输入包括物料清单、总进度计划、库存文件。物料清单表明了产品的主要组成及相互关系；总进度计划表明了产品的需要时间及数量；库存记录文件表明当前库存水平。通过对这些信息的处理，确定计划期间各个时间的净需求。 t期间净需求＝t期间总需求—t期间计划存货+安全存货 MRP的一个记录表，包括总需求、已在途订货、计划持有量、净需求、计划收到订货、计划发出订货等6项。7.2.5配送需求计划DRP配送需求计划是库存管理的一种计划方法。DRP联系着物理配送系统和制造规划及控制系统，它阐明现有的存货状况，并且预测配送系统对于制造生产计划和物料规划的需求。DRP和MRP一样都是需求管理的一部分，不同的是，DRP是由顾客的需求所决定，企业无法或者很少能加以控制；而MRP是生产计划所决定的，生产计划是由企业制定和控制的。从库存管理的角度来考虑，制造和装配完成之前的库存管理是由MRP进行的，而一旦制成品到了工厂的仓库，就由DRP来管理存货了。7.2.6库存ABC管理法库存ABC管理方法又叫库存分类控制法，是把物品按品种和占用资金大小分类，根据各类重要程度的不同分别进行管理，抓住主要矛盾，进行重点管理。一般来说，对于高价值的产品可以采用连续库存管理，而对于低价值的产品可以采用周期检查策略。近些年来，国内外企业的实践经验及理论研究得出了几种先进的供应链库存管理技术与方法，包括供应商管理库存、联合库存管理、多级库存优化与控制等。*仓储系统包括：存储空间货物仓储设施设备人员作业及管理系统等要素。7.3仓储规划7.3.1仓库规划目标 空间利用最大化； 设备利用最大化； 劳动力利用最大化； 所有物料最容易接近； 所有物料得到最好的保护。7.3.2储存系统的规划与布置仓库的规划和设计需要解决四个问题： 1、储存系统的大小； 2、对个别货品的储存和拣货方法； 3、货品储存位置的分配； 4、达到一定程度的高效率和高水平所增加的成本。二、储存系统的规划与布置1）确定仓库规模规模是指仓库建筑的总容积（长、宽和高），根据产品产量和仓库库存周转率，可以估算出库存数量，由库存需求对仓库规模进行估算。2）仓储的选择（租借、租赁和自营三种方式）3）设施结构（顶棚高度、仓库长度和宽度、空间布局、车站设计）4）物料搬运系统设计5）订单－拣货操作（订单处理和交叉出库等）§6.3仓库规划二、储存系统的规划与布置 1、储存空间大小要求 2、物品存储位置的分配 3、SKU的性质对储存的影响 4、存储空间的利用 5、拣货 6、仓储的布置与管理1、储存空间大小要求 库容量是仓库的主要参数之一，是规划仓库首先要确定的问题。 库容量的大小：　首先取决于仓库对生产经营缓冲平衡的需要； 其次，仓库建设投资费用和建成后的经营费用是库容量经济性的评价指标； 第三，出入库频率（仓库另一主要参数）与库容量密切相关，当出库与入库频率一致时，库容量可为极小值；此外，库容量还与库内货物存放形式、装卸搬运机械类型及通道有关。一、库容量的确定 首先取决于仓库对生产经营缓冲平衡的需要； 其次，仓库建设投资费用和建成后的经营费用是库容量经济性的评价指标； 第三，出入库频率（仓库另一主要参数）与库容量密切相关，当出库与入库频率一致时，库容量可为极小值； 此外，库容量还与库内货物存放形式、装卸搬运机械类型及通道有关。二、库容量的计算（以无货架仓库为例）示例如图：通道两侧各有两排货物（即货堆深度为两个货位），每排货物有若干列，每列堆码四层。1M1M3M1M1M二、库容量的计算1、蜂窝型空缺系数的计算（概率论）： 无货架堆放时，必须将同一种物品存放在一堆，如果在一列货堆上取走一层或几层，所产生的空缺不能用别的货物填补，从而影响了库容量的充分利用，这就是蜂窝空缺。 空缺系数期望值： n表示一列货位堆码货物的件数。 例中：2、通道损失计算（设叉车通道3米）： 总面积=1+1+3+1+1=7 可利用面积=1+1+1+1=4 则：损失=3/73、空缺损失：4、总损失：5、库存容量计算（设实际需求库容量为1000个货位）6、仓容利用率（库存评价）： 示例结论：说明仓库利用率很低。更复杂的设计计算，需要重新设计库存物资种类和堆码，装卸搬运设备和出入库频率。但基本原理都是比较损失的大小。一般地，货堆越深（例中深度为两个货位），空缺损失越大，但总库存损失越小。应该注意：不要一味追求存储效率（仓容利用率），否则会造成货场混乱、作业混乱。2、物品存储位置的分配 吞吐量、存储空间 (1)随机存储：将物品存储到库内现有任何空位上。 (2)指定存储：将要求储存的物品根据其类型储存在预先指定的位置。　　活动水平=吞吐量／分配的位置数 (3)基于级别存储、超市存储3、SKU的性质对储存的影响 (1)常用性：常用的物品应使存取距离最短． (2)相似性：一起接收和运输的物品应存放在一起． (3)尺寸：不同尺寸物品提供不同存储空间. (4)特性：P185 4、存储空间的利用 (1)蜂窝形空缺、空间利用损失 (2)充分利用空间的因素(P187)*示例如图：通道两侧各有两排货物（即货堆深度为两个货位），每排货物有若干列，每列堆码四层。1M1M3M1M1M*2、通道损失计算（设叉车通道3米）： 总面积=1+1+3+1+1=7 可利用面积=1+1+1+1=4 则：损失=3/73、空缺损失：4、总损失：*5、库存容量计算（设实际需求库容量为1000个货位）6、仓容利用率（库存评价）：* 示例结论：说明仓库利用率很低。更复杂的设计计算，需要重新设计库存物资种类和堆码，装卸搬运设备和出入库频率。但基本原理都是比较损失的大小。一般地，货堆越深（例中深度为两个货位），空缺损失越大，但总库存损失越小。应该注意：不要一味追求存储效率（仓容利用率），否则会造成货场混乱、作业混乱。５、库房设计(P188) 设计原则　 设计步骤 评价指标６、仓储机械合理配置(P188) 仓储机械设备配置系数K 仓储机械设备能力7.3.3库房设计�库房位置已确定最后方案的确定�技术经济分析�参数计算�建立几个初始方案�一、库房设计的主要内容和原则：库房设计主要是指仓库内部的合理布局，其具体要求有：（1）要根据仓库作业程度，有利于提高作业效率；（2）要尽可能减少储存物料及仓储人员的运动距离；（3）要有利于仓库作业时间的有效利用，尽量减少人员、设备窝工，防止物资堵塞；（4）要充分利用仓库面积和建筑物空间，但需注意存储数量要易于读取，便于检查；（5）有利于物资、人员、设施安全，要符合“三防”（防水、放火、防爆）。库房设计的具体内容包括：确定仓库形式和作业形式；确定货位尺寸和库房总体尺寸；物资堆码设计；通道设计；设备配置；存取模式和管理模式；建筑和公用工程设计。主要设计参数包括：静态的库容量、物品物理特征、库房辅助工具（托盘）尺寸等，动态的出入库时间、批次、作业时间等。7.3.3库房设计二、仓库及作业形式的确定1、需求分析——提出问题（如需建立适合什么情况下的库房），确定目标；通过调研找出各种限制条件；研究实施工作的可行性、组织措施等。2、确定货物单元形式和规格——这一步不一定花很多时间，却是企业库房设计中不易控制和容易忽略的一步。一些企业由于缺乏对企业产品自身的长远了解，因此只注重了眼前的货物形式。3、确定库房和作业形式——在上述工作基础上可以确定库房形式。一般多采用单元货格式仓库。对品种不多且批量较大的仓库，也可以采用重力式货架（流动式）仓库。同时，根据入出库的工艺要求（整单元或零散货入出库）来决定是否需要拣选作业等作业活动。三、货位和堆码的确定1、货位尺寸的确定——货位尺寸是库房设计中易项极其重要的内容，它直接关系到仓库面积和空间利用率，也关系到能否顺利地存取货物。货位尺寸取决于在货物单元四周需留出的净空尺寸。对自动化仓库而言，这些净空尺寸的确定应考虑货架、起重设备轨道施工精度和停车精度。2、货位布局——一般应按入库、验收、储存、分拣、出库流程安排；根据作业频率确定堆垛机数量（一般一个巷道配备一台堆垛机）；确定高层货架和作业区的衔接方式。 ★常见错误：不注重流程中的货品流量（吞吐量大的应置于移动距离最短的位置（主通道、低货位））。 3、堆码——按物资性质、品种、重量、外形尺寸设计堆码位置。堆码形式有平面堆码、立体堆码和悬挂堆码，常用立体堆码。四、通道设计 通道有两类：a、仓库通道，包括：入库区通道、各库房间通道；b、库房通道：出入库通道、货位间通道。通道设计的主要指标有通道的方向、宽度和数量，一般按国家设计。例如：汽车通道应不小于4米，叉车通道应不小于3.6米。★常见错误：主通道交叉。五、建筑和公用工程设计库房的工艺设计要对仓库的土建和公用工程的设计提出要求，内容包括：确定货架的工艺载荷；提出对货架的精度要求；提出对基础的承载力要求；确定采暖、通风、照明、放火等要求，其建筑主要项目如下。 构造分类明细项目 规模层数、地面积、梁间距、檀长度、房檐高、天花板高、梁高度、容积、容许库容量 基础柱下基础（桩）、墙下基础骨架构成房架结构、框架结构、地面结构、强度柱间隔、粗细、形状墙壁外墙壁、隔断墙、防火墙、内装修、构造、材料屋顶倾斜度、构造、材料天花板有无、材料地面地面负荷、做法、高度窗侧窗、天窗、地窗、位置、大小、数量出入口外墙门、内墙壁门、防火墙门、位置、构造、大小、数量房檐位置、大小、高度通风装置位置、构造、高度 附属设备防潮设备、消防设备、防盗设备、照明通风设备、防鼠设备、排水设备装卸设备、保管设备、其它设备主体构造六、存取和管理模式1、存取模式：有两种基本模式。单作业模式——堆垛机从通道口取一个货物单元送到选定的货位，然后返回通道口。复合作业模式——堆垛机从通道口取一个货物单元送到选定的货位A，然后直接转移到另一个给定货位B，取出其中的货物单元，送到通道口出库。2、管理模式——大中型仓库普遍采用计算机管理，并在线调度运输设备。3、评价指标——作业： 1、简述仓储系统规划的步骤和注意点。 2、EOQ模型的基本思想是什么？ 3、简述库存ABC分类管理法。