倉庫庫位優(yōu)化

1、倉庫庫位優(yōu)化為了符合當(dāng)今客戶更快速和更時(shí)常發(fā)生的配送要求，物 流中心的揀選作業(yè)必須比以前更快而且更有效率。理想的揀 選作業(yè)的解決方案，是將恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備和一種揀選方法相結(jié) 合。但是，為了更加有效率地揀選，我們同時(shí)也一定要把存 貨單元放入正確的地方即貨位優(yōu)化。 將貨品位置最優(yōu) 化，可以減少貨物搬運(yùn)的成本，降低貨物在存儲(chǔ)過程及搬運(yùn) 過程中的損耗，從而降低物流業(yè)務(wù)本身的成本，提高收益。 不管是對于一個(gè)小部分的作業(yè)，一個(gè)零售店還是一個(gè)大的配 送中心，正確的貨位可以節(jié)約時(shí)間。時(shí)間就是金錢，合理的 對倉庫進(jìn)行貨位優(yōu)化是一個(gè)相當(dāng)值得研究的課題；縮短出入 庫移動(dòng)的距離、 縮短作業(yè)時(shí)間， 甚至能夠充分利用儲(chǔ)存空間，

2、 也是物流配送中心工作的重點(diǎn)。這將有助于使從事物流業(yè)務(wù) 的企業(yè)在日趨激烈的物流市場的競爭中站穩(wěn)腳跟，并最終蓬 勃發(fā)展。1 貨位優(yōu)化概述貨位優(yōu)化 ( slotting optimization )，就是在貨品當(dāng)前位置 的基礎(chǔ)上基于 SKUs 和預(yù)想不到的變化因素而動(dòng)態(tài)地再配置 倉庫中貨物的貨位，以保證貨位分布處在較為合理的狀態(tài)， 達(dá)到提高揀貨效率和降低倉庫操作成本的目的。SKUs 因素貨位優(yōu)化的內(nèi)因。即根據(jù)貨架和貨品本 身特性的需要而進(jìn)行貨位調(diào)整。例如，由于頻繁地對某些貨 物進(jìn)行存取，這些貨箱的重量可能發(fā)生較大變化。如果貨架 出現(xiàn)諸如“上重下輕”等嚴(yán)重的不均衡現(xiàn)象，則可能導(dǎo)致貨架 變形甚至傾覆。

3、因此應(yīng)遵循“重物應(yīng)在下”的原則，保證貨架 的穩(wěn)定性。預(yù)想不到的變化因素貨位優(yōu)化的外因。即根據(jù)貨物 的流動(dòng)性進(jìn)行貨位調(diào)整。在不同時(shí)期，貨物的需求品種、需 求數(shù)量和需求頻率可能會(huì)有較大變化，而存取不同貨位上的 貨物所花路徑和時(shí)間的代價(jià)是不同的，因而貨物的貨位不應(yīng) 是一成不變的，應(yīng)根據(jù)外界條件的變化，定期對若干貨位進(jìn) 行交換。以醫(yī)藥倉庫為例，有些常見病和多發(fā)病的發(fā)病，存 在著明顯的季節(jié)性，如氣管炎多發(fā)生在冬季，細(xì)菌性痢疾在 8、 9 月份多發(fā)，腦血管意外多發(fā)生在冬季；有些疾病的發(fā) 病具有地方聚集性， 如碘缺乏病、 鼻咽癌等在一些地區(qū)高發(fā)； 還有一些無法預(yù)料的情況如流行病的爆發(fā)和大流行 （如 2003

4、 年的非典型肺炎）等。這些外界條件的變化，迫切要求醫(yī)藥 物流中心不僅要及時(shí)調(diào)整進(jìn)藥的品種與數(shù)量，而且要及時(shí)調(diào) 整倉庫內(nèi)藥品貨位， 以適應(yīng)以上變化。 因此應(yīng)遵循“常用應(yīng)易 取”的原則對貨位進(jìn)行優(yōu)化，以提高存取效率。2 貨位優(yōu)化的意義貨品在倉庫中的初始位置是由貨位儲(chǔ)存策略配合貨位 分配原則來確定的。常用儲(chǔ)存策略包括：定位存儲(chǔ)、隨機(jī)存 儲(chǔ)、分類存儲(chǔ)、分類隨機(jī)存儲(chǔ)和共享存儲(chǔ)等。貨位分配考慮 的原則是很多的，如專用于倉儲(chǔ)的立體倉庫，其分配原則包 括：貨架承載均勻，上輕下重；加快周轉(zhuǎn)，先入先出；提高 可靠性，分巷道存放；提高效率，就近入出庫；產(chǎn)品相關(guān) 性等。應(yīng)用貨位優(yōu)化系統(tǒng)的意義在于以下幾個(gè)方面：2 1

5、將黃金區(qū)域給高頻揀取的貨品，從而最大化揀貨效 率以及最小化揀貨成本。所謂高頻揀取的貨品，就是指流動(dòng)性高的貨品。一般而 言，庫存中的少數(shù)貨品（ A 類或者快速流動(dòng)品）流動(dòng)性高， 且對應(yīng)了大部分揀貨作業(yè)。須指出的是，貨品的周轉(zhuǎn)率（銷 售量除以存貨量） 、揀取頻率會(huì)由于季節(jié)性等其他的原因而 發(fā)生變化，從而影響貨品的流動(dòng)性。所謂黃金區(qū)域，就是指那些容易搬運(yùn)、揀貨的區(qū)域。倉 庫黃金區(qū)域的位置取決于很多因素，比如出貨月臺(tái)位置、訂 單剖析，以及揀貨路程設(shè)計(jì)。對于自動(dòng)化的托盤存取系統(tǒng)， 倉庫黃金區(qū)域通常由靠近地面的 20 的區(qū)域和靠近出貨月 臺(tái)的 20 的區(qū)域組成； 而對于人力為主的揀貨系統(tǒng)， 從人類 工效學(xué)

6、的角度考慮， 黃金區(qū)域由操作人腰部附近 20 的區(qū)域 組成，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)操作人員無須彎腰或翹腳、登高。一般 而言，重物應(yīng)保管于地面上或貨架的下層位置，而重量輕的 物品則保管于貨架的上層位置；若是以人手進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè) 時(shí)，人之腰部以下的高度用于保管重物或大型物品，而腰部 以上的高度則用來保管重量輕的物品或小型物品。在搬動(dòng)過 程中，此原則有利于保證貨架之安全性及人手搬運(yùn)之作業(yè)安 全性，避免對貨架的損壞和對操作人員的傷害?？偠灾?，揀貨頻率最高的區(qū)域應(yīng)該位于最便于揀貨的 區(qū)域，這樣能縮短揀選作業(yè)中的移動(dòng)時(shí)間，加快揀貨作業(yè)流 程，提高訂單的處理效率。2 2 方便補(bǔ)貨基于貨品的尺寸和貨箱、托盤的標(biāo)準(zhǔn)尺寸來

7、確定存取位 置，可以明顯減少補(bǔ)貨過程所需的勞動(dòng)。2 3 平衡各工作區(qū)的工作量將揀貨量大的貨品平均分配在不同揀貨區(qū)域，避免某區(qū) 域內(nèi)的揀貨作業(yè)擁擠，改善工作流程，縮短對一批訂單的總 反應(yīng)時(shí)間。2 4 有效的支撐為了將貨品的損害減到最少，在揀選路徑上，重的貨品 在前面，容易磕碰的貨品在后。25 提高揀貨的準(zhǔn)確性相似的產(chǎn)品應(yīng)該分開，以減少揀取錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)。26 產(chǎn)品相關(guān)性法則商品相關(guān)性大者在訂購時(shí)經(jīng)常被同時(shí)訂購，所以應(yīng)盡可 能存放在相鄰位置。可以縮短揀取路程、減少工作人員疲勞 和簡化清點(diǎn)工作。3貨位優(yōu)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀在工業(yè)數(shù)據(jù)和信息公司發(fā)表的第7版?zhèn)}庫和物流管理軟件目錄中，列出了所有的供應(yīng)鏈解決方案。其中

8、包括：倉庫 管理系統(tǒng) WMS ,貨位優(yōu)化 slotting optimization ， 負(fù)荷建筑物（load building ），裝運(yùn)系統(tǒng)（shipping system ）， 堆碼管理系統(tǒng)（YMS），勞動(dòng)管理系統(tǒng)（LMS ），供應(yīng)鏈?zhǔn)录?管理（SCEM），運(yùn)輸管理系統(tǒng)（TMS ）和其他類型的倉庫 相關(guān)軟件。目前，世界上各種不同的物流管理公司紛紛推出各自的 貨位優(yōu)化軟件，我們可以根據(jù)是否與WMS綁定將其分成以下兩類：第一類，貨位優(yōu)化軟件與 WMS綁定，成為其中的一部分，物流公司以 Manhattan Associates 公司，EXE Technologies 公司等為代表。Manhatt

9、an Associates 公司將 其應(yīng)用軟件分組構(gòu)成 3個(gè)核心區(qū)域，即倉庫管理系統(tǒng)（WMS ），貿(mào)易伙伴管理（TPM ）和運(yùn)輸管理系統(tǒng)（TMS ）。 其中WMS應(yīng)用軟件組包括四個(gè)集成的模塊：倉庫管理（Warehouse ManagementWM ），勞動(dòng)管理（LaborManagementLM），貨位優(yōu)化（Slotting Optimization SO ），記賬管理（Billing managementBM ）。另一類，貨位優(yōu)化軟件與 WMS分離，可以單獨(dú)地購買 和使用，以 EasyProfiler 和 FlowTrak 等為代表。與第一類 軟件相比， EasyProfiler 價(jià)格低廉且

10、容易操作，專門為小到 中規(guī)模的倉庫而設(shè)計(jì)。由此可見，雖然各公司推出的貨位優(yōu)化軟件的特點(diǎn)各不 相同，但是在功能方面確有共同之處：經(jīng)過先進(jìn)的運(yùn)算法則 的使用，能為物流中心推薦最佳的貨品位置，滿足貨位優(yōu)化 的目標(biāo)。4 貨位優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路 對于一個(gè)物流中心而言，貨位優(yōu)化是一個(gè)相當(dāng)艱巨而龐 大的工作。設(shè)計(jì)貨位優(yōu)化系統(tǒng)的基本思路可分為以下幾步： 第一步，收集所需的基礎(chǔ)信息倉庫內(nèi)貨位特性資 料、貨品需求資料和產(chǎn)品文件。相關(guān)數(shù)據(jù)可以從 WMS (Warehouse Management System )或 ERP ( Enterprise Resource Planning )中獲得， 分析貨品需求的

11、季節(jié)性變化規(guī) 律、SKU長期增長/淘汰變化等物流特性資料。貨物的流動(dòng)性可以根據(jù)下面的參數(shù)來獲得：每個(gè)品項(xiàng)銷售的次數(shù)、銷售 量、銷售預(yù)測和庫存量。如果品項(xiàng)時(shí)常改變而且沒有任何的 歷史數(shù)據(jù)，那么可以使用銷售預(yù)測來代替歷史數(shù)據(jù)。此外， 在周轉(zhuǎn)率低的揀貨區(qū)選擇貨架層時(shí)，應(yīng)該選擇庫存量作為一 個(gè)重要的指標(biāo)，而不是它的銷售水平。剖析倉庫活動(dòng)， 有助于我們分析貨品的歷史數(shù)據(jù)、 需求、 前置時(shí)間、周轉(zhuǎn)率和特別的操作特性等參數(shù)，從而為確定合理貨位提供參考第二步，確定優(yōu)化的目標(biāo)和約束。貨位優(yōu)化的最終目標(biāo) 就是降低成本，可以通過提高生產(chǎn)力和將無用的運(yùn)動(dòng)減到最 少來實(shí)現(xiàn)。為此，可以通過平衡操作者的工作量、提高揀貨 效

12、率、減少補(bǔ)貨工作量、縮短揀貨距離等作業(yè)效率改善指標(biāo) 來評(píng)定優(yōu)化的效果。貨位優(yōu)化的約束，是指貨位優(yōu)化中必須 考慮的客觀限制條件，如貨品重量、貨位大小、揀貨準(zhǔn)確率 要求等。在進(jìn)行貨位優(yōu)化的過程中，必須兼顧提高作業(yè)效率 和滿足限制條件這兩個(gè)方面。各目標(biāo)間的權(quán)益是相互矛盾、相互競爭的 目標(biāo)間的 權(quán)益沖突是普遍存在的，這一特點(diǎn)是構(gòu)成多目標(biāo)問題存在的 根本特征。所以，多目標(biāo)問題，總是以犧牲一部分目標(biāo)的利 益來換取另一些目標(biāo)利益的改善。這就是多目標(biāo)問題的基本 性質(zhì)之一。我們可以發(fā)現(xiàn)，在貨位優(yōu)化中，滿足限制條件就 是以損失作業(yè)效率為代價(jià)換取的。因此，貨位優(yōu)化是一個(gè)多 目標(biāo)決策問題。第三步，算法確定。多目標(biāo)優(yōu)化

13、的方法有很多，如何選 擇合適的算法來保證貨位分布處在較為合理的狀態(tài)，這是貨 位優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。對于多目標(biāo)問題的最優(yōu)解的方法基本可分為以下兩類：第一 類，根據(jù)決策者對問題的理解 （給定各目標(biāo)在問題中的權(quán)重、 重要程度或目標(biāo)期望值等偏好），對多目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)量化處理，然后應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃法對其進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化，獲得唯一可行 解。常用方法有權(quán)重法、約束法、最大最小法和目標(biāo)規(guī)劃法 等。第二類，基于進(jìn)化算法的多目標(biāo)優(yōu)化法，主要算法之一 就是多目標(biāo)遺傳算法。其步驟大致可分為：1編碼，即在進(jìn)行搜索前先確定解的結(jié)構(gòu)表達(dá)；2種群的初始化；3針 對多目標(biāo)決策問題，構(gòu)造適應(yīng)度函數(shù)；4后代種群的繁殖，利用選擇、交叉

14、、變異等遺傳算子進(jìn)行操作； 數(shù)對種群進(jìn)化檢測；6最優(yōu)個(gè)體轉(zhuǎn)化為最優(yōu)解。其中，4 到 5步循環(huán)操作直至得到問題的最優(yōu)解。從某種意義上講，遺傳算法特別適合求解多目標(biāo)優(yōu)化問 題，因?yàn)檫z傳算法并行處理各個(gè)目標(biāo)，避免了目標(biāo)間加和或 優(yōu)先排序處理。遺傳算法是模擬前述生物進(jìn)化過程的計(jì)算模 型，是一種新的全局優(yōu)化搜索算法，具有簡單通用、魯棒性 強(qiáng)、適于并行處理以及應(yīng)用范圍廣等顯著特點(diǎn)。所以，可以 采用多目標(biāo)遺傳算法來處理貨位優(yōu)化這一多目標(biāo)優(yōu)化問題。第四步，軟件實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用適當(dāng)?shù)恼Z言將算法表達(dá)出來，調(diào)試并測試，使系統(tǒng)為物流中心提供準(zhǔn)確有效的貨位優(yōu)化功 能。5結(jié)束語 在物流中心的作業(yè)中，講求的是省時(shí)、有 效率。而人員在存取搬運(yùn)商品時(shí)，在照顧員工的條件下，講 求的是省力。因此要達(dá)到存取效率高、省時(shí)、省力，則要求 貨品定位方面要合理化，從而提高物流中心作業(yè)效率和空間利用率，增強(qiáng)從事物流業(yè)務(wù)的企業(yè)的競爭力貨位優(yōu)化系統(tǒng)，可以為物流中心計(jì)劃并且維持一個(gè)最