仓储拣货作业系统效率的研究

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3.0 侯斌 2024-11-19 4 4 849.45KB 63 页 15积分

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摘要

随着客户需求多样化和小批量的特点，对粗放型经营的企业面对着日益激烈

的竞争，企业的物流效率对提高客户满意度和降低企业运营成本起着非常重要的

作用，而在物流作业中，拣货是核心环节，拣货成本占到整个物流成本的 40%，其

效率的高低直接影响到整个仓储中心的效率。

本课题通过对 ZF 公司仓储拣货作业中的现状和问题实证分析，应用定性和定

量相结合的方法为储位管理和货位优化提供了重要依据，针对拣货订单分批策略

中常用的时窗分批方法，提出了一种可以减少等待和停滞时间的动态时窗设计方

法，该方法理论上能消除因时窗分批不平衡引起的等待时间。在拣货路径的优化

方面，引入了蚂蚁算法和遗传算法，并提出了确定订单拣取路径的 S 型启发式方

法，可操作性强。最后列出常用的拣货设备，并对如何挑选叉车进行了分析研究，

可以有效帮助企业提高叉车利用效率，和提高仓储容积，降低成本。

本课题的研究结果有力的提高了 ZF 公司的拣货效率，对和 ZF 公司相类似的

中小企业在提高拣货作业效率方面有很强的借鉴意义，必将降低企业物流成本中

拣货成本，为企业赢得竞争的优势。

关键词：物流仓储拣货系统效率

ABSTRACT

It is the trend of diversity and more small baches that customer needd,

and company have to face the competition, it is very critical for company

to reduce operation cost that improving the efficiency of logistics. Order

picking is the most important process in logistics operation, it is said

that the costing of order picking will take the 40% of logistics cost.So

the efficiendy of ordering picking will have a big effect on efficiency

of wareshouse.

We analyse the current situation of order picking in ZF company , and to

do good location management and optimize Sku via quantitative analysis and

qualitative analysis.using dynamic timing windows to eliminate the waste

time. Do the application of Ant Colony System and Genetic Algorithm in Order

Picking Route, and use ‘S’type picking route in batch picking of ZF

warehouse. List the common order picking equipment, and describe how to

select forklift to improve the efficiency of forklifing and add the volume

of warehouse to reduce cost.

The efficiency of order pickin in ZF have been improved base on this research,

I believe it will be good example for the same size company to improve

efficiency of order picking and reduce logistics cost.

Key Word：Logistcs Warehouse Order Picking Efficiency

摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ..........................................................1

§1.1 研究背景和意义 .............................................. 1

§1.2 研究主要内容 ................................................ 4

§1.3 课题研究方法 ................................................ 4

§1.4 创新与局限 ................................................. 5

第二章文献综述 ......................................................6

§2.1 劳动分工与生产效率 ......................................... 6

§2.2 科学管理与生产效率 ......................................... 6

§2.3 物流效率和物流成本 ......................................... 6

§2.4 拣货系统效率研究 ........................................... 7

§2.5 传统的基本拣货策略 .......................................... 8

§2.6 传统的路径行走问题 ......................................... 12

第三章拣货作业系统 .................................................16

§3.1 拣货系统 ................................................... 16

§3.2 拣货单位 ................................................... 17

§3.3 拣货信息 .................................................. 19

第四章拣货作业效率分析 .............................................22

§4.1 评估拣货效率的指标 ........................................ 22

§4.2 仓储拣货作业现状及原因分析 ................................ 22

§4.3 拣货的基本要点 ............................................. 23

§4.4 拣货成本状况及改善对策分析 ................................ 24

§4.5 ZF 公司拣货作业现状 ........................................ 25

§4.6 ZF 公司拣货作业效率分析 .................................... 26

第五章储位管理和货位优化 ...........................................28

§5.1 储位管理和货位优化有利于提高拣货的效率 ..................... 28

§5.2 储位管理（Location Management)的概念 ....................... 28

§5.3 储位管理分析步骤 ........................................... 29

§5.4 货位优化基本策略 ........................................... 31

§5.5 货位优化定性分析 ........................................... 31

§5.6 货位优化的 EIQ 定量分析 ..................................... 32

§5.7 ZF 公司的储位管理和货位优化的提高 .......................... 34

第六章拣货策略 .....................................................35

§6.1 依据储存策略确定拣货策略 .................................. 35

§6.2 基于时间延迟的订单分批策略研究 ............................. 35

第七章订单拣取路径的挑选 ...........................................43

§7.1 蚁群算法建立拣货路径优化模型 ............................... 43

§7.2 遗传算法应用于拣货路径挑选问题 ............................. 44

§7.3 ZF 公司拣货路径问题的分析 .................................. 47

第八章拣货设备的选择 ...............................................50

§8.1 拣货设备的分类 ............................................. 50

§8.2 叉车的分类和适用环境 ....................................... 51

§8.3 叉车的效率分析 ............................................ 54

结论 ................................................................ 57

参考文献 ............................................................ 58

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ......................60

致谢 ..............................................................61

第一章绪论

§1.1 研究背景和意义

在工业中有原价主义这一个词。它的理念是，生产产品，就要消耗原价，在

此基础上加上适当的利润，就是卖价，其公式表示为：销售价=原价+利益。如果

贯彻此原价主义，消耗东西是无法改变的，为了追求利润，企业必须要提高售价，

这样的做法在目前的市场竞争中不一定能发展下去，因此作为丰田汽车公司采用

收益=销售价-原价 [1]，销售价大体取决于市场，因此为了获得收益，必须尽量压低

原价。

因此现今的企业竞争环境日益激烈与复杂，企业为了提高在市场上的竞争优

势，在无法通过提高售价来实现高额利润时，只能以降低自己的运作成本增加利

润来提高企业的竞争力。

企业之间的竞争已经演变为全球企业的竞争，当前国内传统制造业的优势仍

然在于较低的制造成本，其主要源于丰富的劳动力资源和低廉的劳动成本，随着

中国劳动力成本的不断上升，在不远的将来，这一优势必将不再存在，因此如何

应用西方科学的管理技术来降低运作成本成为每一个制造类企业可持续发展的必

然前提。

当前市场的发展逐步趋向于“订单多样化、小批量”，对于通过规模化，粗放

式经营的企业来说，压力巨大，交货成本高，交货慢都影响着客户服务水平和企

业的可持续发展。

对大多数物流企业而言，物流成本是仅次于所销售产品的成本（采购成本），

因此尽量降低物流成本就可以增加价值，并将受益传递给客户和企业的股东。

根据国家发改委、国家统计局和中国物流与采购联合会 2007 年联合发布的

《2006 年度全国重点企业物流统计调查报告》

[2]显示，

2005 年我国物流费用率(物

流费用占销售额的比重)为 8.1%，比上年下降 0.16 个百分点，反映出我国物流费

用水平普遍有所降低，社会物流效率得以提高，但与欧美日发达国家相比物流发

展水平存在较大差距，比同期日本 4.8%的水平高出 3.3 个百分点，比美国 7.5%的

水平高出 0.6 个百分点。

因此如何利用国外先进的物流技术，降低物流成本进而降低制造成本，提高

企业的物流效率，进而缩短企业交货时间，提高客户服务水平，才能在竞争激烈

的国际市场中得到可持续的发展。

2007 年，全国社会物流总费用为 45406 亿元，同比增长 18.2%，其中保管费

仓储拣货作业系统效率的研究

用为 14943 亿元，同比增长 21.2%，是物流费用中增长最快的部分，占社会物流总

费用的 32.9%，保管费用中仓储费用 3876 亿元，占保管费用的 25.9%，[3]因此如

何加快仓储周转效率对降低仓储费用占物流费用的比例至关重要。

按照 1991 年 ICWA(国际自动仓库会议)仓储中心作时间分析（在一定作业条

件，由于信息是不断变化的，所有这些数据也随之变化，这里仅供参考，具体要

进行时间测定[4]），仓储中心成本分为人工费占 60%，设备费用及其他占 25%，管理

费用及其他占 15%，如图 1-1。

仓储作业成本

作业人工费

, 60%

设备费用

, 25%

管理费用

, 15%

作业人工费

设备费用

管理费用

图 1-1 仓储作业成本构成

通常情况下拣货成本约占整个仓库成本的 60%以上，图 1-2 为拣货时间占全部

时间的比例分析，拣货时间占 20%、步行时间占 60%、寻货时间占 10%，整个拣选

货物时间占 90%，其他占 10%。

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摘要随着客户需求多样化和小批量的特点，对粗放型经营的企业面对着日益激烈的竞争，企业的物流效率对提高客户满意度和降低企业运营成本起着非常重要的作用，而在物流作业中，拣货是核心环节，拣货成本占到整个物流成本的40%，其效率的高低直接影响到整个仓储中心的效率。本课题通过对ZF公司仓储拣货作业中的现状和问题实证分析，应用定性和定量相结合的方法为储位管理和货位优化提供了重要依据，针对拣货订单分批策略中常用的时窗分批方法，提出了一种可以减少等待和停滞时间的动态时窗设计方法，该方法理论上能消除因时窗分批不平衡引起的等待时间。在拣货路径的优化方面，引入了蚂蚁算法和遗传算法，并提出了确定订单拣取路径的S型启发式...

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