物流仓诸配送系统技巧450问
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第5节 区域布置规划

1.什么是区域布置与规划分析程序?

图2-7为物流配送中心的区域布置与详细规划的分析程序。在完成各作业程序、作业区域、主要物流设备和周边设施等的规划之后,则可进行空间区和作业区的布置工作,并标示各作业区的面积和界限范围。

图2-7 区域布置与详细规划的分析程序

区域布置规划的主要程序有活动关系分析、空间规划、活动关系与区域面积的配置、活动流程的动线分析、实体限制的修正。通过对这五个内容的研究,对物流作业区域布置、厂房作业区域的布置和厂区布置具有相当重要的作用。

2.如何规划作业空间?

作业空间规划在整个物流配送中心规划设计中占有重要的地位。在规划空间时,首先根据作业流量、作业活动特性、设备型号、建筑物特性、成本和效率等因素,从而确定满足作业要求的空间大小、长度、宽度和高度。

在完成物流设备和周边设备规划并选定各项设备型号和数量之后,便可进行各作业区内的设备规划工作。

通过区域分析,可估计各区域的面积,根据各部门区域性质不同,要求作业空间的标准也不同。最后,根据整个物流配送中心的实际和发展情况作适当调整。

在规划作业空间时,除了估计设备的基本使用面积外,还要估计操作、活动、物料暂存作业空间和通道面积等。图2-8为物流配送中心作业空间规划程序分析。

图2-8 物流配送中心作业空间规划程序分析

3.如何布置规划通道空间?

通道的正确安排和宽度设计将直接影响物流效率。一般在规划布置厂房时首先设计通道位置和宽度。影响通道位置和宽度的因素有通道形式,搬运设备的型号、尺寸、能力和旋转半径,储存物品尺寸,到进出口和装卸区的距离,储存的批量尺寸,防火墙位置,行列空间,服务区和设备的位置,地板负载能力,电梯和斜道位置以及出入方便性等。

物流配送中心的通道分为厂区通道和厂内通道两种。厂区通道将对车辆、人员的进出、车辆回转、上下货等动线有影响。而厂房内通道包括如下几种。

(1)工作通道 是物流仓储作业和出入厂房作业的通道。其中包括主通道和辅助通道。主通道连接厂房的进出口和各作业区,道路最宽。辅助通道连接主通道和各作业区内的通道,一般是平行或垂直于主通道。

(2)员工进出特殊区的人行道。

(3)电梯通道 出入电梯的通道,距主通道3~4.5m。

(4)其他各种性质的通道 公共设施、防火设备或紧急逃生所需要的进出道路。

在空间分配时主要考虑通道设置和宽度,同时注意如下因素。

①流量经济性 即是让厂房通道的人和物的移动形成路径。

②空间经济性 即是慎重设计空间大小,有效发挥空间的效益。

③设计顺序 设计顺序是主通道和出入厂门的位置;出入厂门和作业区间的通道;服务设施和参观走道。

④大规模厂房的空间经济性 在一个6m的厂房内应有一条1.2~2m的通道,占有效地板空间的25%~30%。一个180m宽的厂房应有3条宽3.6m的通道,只占空间的6%。再加上一些次要通道,也只占10%~12%。大厂房通道设计可实现最大的空间性。

⑤危险条件 通道宽畅,遇险易逃生。

⑥楼层间的交通 电梯是楼层间的主要交通工具。电梯位置不能妨碍主要通道的交通。

此外,不同储区的布置其通道空间比例也不一样。一般物流配送中心采用中枢通道式,即通道穿过厂房中央,可有效利用空间。

4.如何设计通道宽度?

关于通道宽度设计,根据不同作业区域、人员或车辆行走速度、单位时间通行人数、搬运物品体积等因素而定。表2-3为厂房通道宽度参考值。

表2-3 厂房通道宽度参考值

就人员行走通道为例,设人员通过速度v,单位时间通过人数n,两人前后最短距离d,平均每人身宽w,则每人在通道上所占空间为d×w,为此通道宽度W公式如下。

  (2-3)

设两人行走时需要的前后最短距离为d=1.5m,平均人身宽度w=0.75m,一般人行走速度v=53m/min,每分钟通过105人,把这些数据代入式(2-3),即

5.如何规划设计货区的作业空间?

(1)进出货平台的规划设计 在进货时需要拆装、理货、检查或暂存以待车装载配送。为此在进出货平台上应留空间作为缓冲区。为了使平台与车辆高度能满足装卸货的顺利进行,进出货平台需要连接设备。为此,这种连接设备需要1~2.5m的空间。若使用固定式连接设备时需1.5~3.5m的空间。为使车辆及人员畅通进出,在暂存区和连接设备之间应有出入通道。图2-9为暂存区、连接设备和出入通道的布置形式。

图2-9 暂存区、连接设备和出入通道的布置形式

(2)进出货码头配置形式的设计 是根据作业性质、厂房形式以及仓库内物流动线进行设计的。进出货码头的相对位置是否合适将直接影响进出货效率。两者位置关系有如下几种。

①进出货共同码头 这可提高空间和设备利用率,但管理困难。这适合于进出货时间错开的仓库。

②进出货区分用码头 易管理,空间利用率低。这适用于厂房空间较大、进出货容易互相影响的仓库。

③进出货区分别使用码头 空间分开、设备独立。优点是进货与动线畅通迅速,但设备利用率较低。

④多个进出货码头 适用于进出货频繁且空间足够的仓库。

(3)码头设计形式 码头形式有锯齿形[图2-10(a)]和直线形[图2-10(b)]两种。锯齿形优点是车辆旋转纵深较浅,缺点是占用仓库内部空间较大。直线形优点是占用仓库内部空间小,缺点是车辆旋转纵深较大,且需要较大外部空间。

图2-10 进出货码头设计形式

6.如何设计停车码头?

在设计进出货空间时,除考虑效率和空间之外,还应该考虑安全问题。尤其是设计车辆和码头之间的连接部分时必须考虑到如何防止大风吹入仓库和雨水进入仓库。此外,还应该避免库内空调的冷暖气外溢和能源损失。为此,停车码头有以下三种形式。

(1)内围式[图2-11(a)] 把码头围在厂房内,进出车辆可直接入厂装卸货。其优点在于安全、不怕风吹雨打以及冷暖气不怕外溢。

(2)齐平式[图2-11(b)] 月台与仓库外边齐平,优点是整个月台仍在仓库内,可避免能源浪费。此种形式造价低,目前被广泛采用。

(3)开放式[图2-11(c)] 月台全部突出在厂房之外,月台上的物品完全没有遮掩,库内冷暖气更易外溢。

图2-11 停车码头设计形式

7.如何计算月台数量?

为了计算月台数量,应掌握高峰时段的车数和每车装卸货需要的时间。此外,还应考虑发展情况。为了使设备顺利进出码头,要考虑每一个停车月台门面尺寸。一般物流配送中心月台门高为2.44m,门宽2.75m。

(1)月台尺寸规范化

①高式月台的开口尺寸 当运输车辆不进入月台内时,月台大小=车厢大小+余量。

月台尺寸W

W=wt+2C0  (2-4)

H=ht+a  (2-5)

式中 W——月台开口宽度;

H——月台开口高度;

ht——车辆最大高度;

wt——车辆最大宽度;

C0——侧面余量;

a——上面余量。

一般取C0a>300mm。当运输车辆为普通货车时,装载高度较高,取a>600mm。由图2-12知,月台高度Hs=月台开口高度H+月台平台高度Hd

图2-12 高式月台开口尺寸

②低式月台的开口尺寸 低月台装卸一般是人工作业,月台大小等于车辆大小加一定余量即可。

月台尺寸W

W=wt+2C0  (2-6)

H=ht+a  (2-7)

式中 W——月台开口宽度;

H——月台开口高度;

wt—— 车辆最大宽度;

ht——车辆最大高度;

C0——侧面余量;

a——上面余量。

当运输车辆进入月台时,在宽度方向上必须留有一定余量。图2-13为车辆进入月台内的尺寸图。

图2-13 低式月台的开口尺寸

(2)月台数量计算

N=a/W+d0)  (2-8)

N=b/W+d0)  (2-9)

式中 N——月台数量;

a——长度方向仓库长度;

b——宽度方向仓库长度;

W——月台开口宽度;

d0——月台两侧建筑预留宽度。

8.如何计算托盘平置堆放空间?

(1)普通平置托盘空间计算 图2-14为平置托盘区图。发货量大的托盘装载单元适宜平置堆放在地面上,但应考虑托盘装载单元数量、尺寸和通道。设托盘底面尺寸PP(m2),根据物品和托盘的尺寸计算出每个托盘平均可堆放N箱物品。若平均总存货量为Q,则需要空间D

  (2-10)

图2-14 平置托盘区

在实际储存作业时,高层叉车存取作业需要一定空间。此外,中枢型通道占全部面积的30%~35%。为此,实际储存所需空间A

  (2-11)

(2)多层码垛箱式托盘平置区空间计算 图2-15为箱式托盘平置区。设纸箱尺寸为PP(m2),每个箱式托盘平均可堆放N箱物品。箱式托盘单元可以堆高L层,平均总存货量为Q,则箱式托盘码垛空间D

  (2-12)

图2-15 箱式托盘平置区

在实际计算储存需空间时,还要考虑高层叉车存取作业所需空间。若采用一般的中枢型通道,则通道占全部面积的35%~40%,所以实际储存需要空间A

  (2-13)

9.如何计算托盘式货架空间?

当使用托盘式货架储存物品时,在计算存货空间时除了考虑物品尺寸和数量、托盘尺寸、货架形式和层数之外,还要考虑相应通道空间。设1排×1列×L层的货架单元的平均总存货量约为Q,每个货位中的托盘可堆放N箱, 则存货需要的托盘式货架占地面积P

  (2-14)

图2-16为托盘式货架储存单位空间计算图,每个货格有2个货位,每个货位1个托盘单元 。托盘式货架的每个巷道区由两排货架和通道组成。实际储存区空间包括存取通道和仓库巷道区空间(由托盘占地空间换算)而成。在计算货架的货格空间时,应以一个货位为计算基础。通常一个货格可存放1个或2个托盘。1个托盘占据空间为1个货位。现在以存放2个托盘为例加以说明。

图2-16 托盘货架储存单位空间计算

注:a为货架柱宽;b为托盘与货架间隙;c为托盘宽度;d为托盘间间隙;e为托盘梁架高度;f为托盘堆放与货架横梁间隙;g为托盘堆放高度(含托盘厚度);h为托盘货架中梁柱宽;i为托盘堆放前后深度间隙;P1为货架单元宽度,P1=c+2iP2为货架单元长度,P2=a+2b+2c+d

如图2-17所示托盘式货架区,货格宽度P1、货格长度为P2,储区货位列数Z,叉车直角存取通道宽W1,储区侧向通道宽W2,储存区的分区数为B,每一分区空间面积A,则

  (2-15)

  (2-16)

图2-17 托盘式货架储区空间计算

注:P1为货格宽度;P2为货格长度;z为货格数;W1为叉车用通道宽度;W2为货架区侧向通道宽度;A为货架区块面积;B为库存区内货架区块总数;S为总库存区面积;Q为平均存货需求量;L为托盘堆放层数;N为平均每个托盘堆放货品箱数;P为存货所需的托盘地面空间。

当求得仓储区数B和每区面积A之后,则可求出仓储区全部面积S,即

S=AB  (2-17)

每个区块内货格所占面积为2ZP1P2。设Z=10,P1=P2=1.5m,W1=W2=3m,则区块面积A=(2×1.5+3)×(10×1.5+3)=108m2,通道面积为63m2,约为储存区块面积的58%。为此,为了增加空间利用率,在可能条件下,尽量增加储存高度。

10.如何计算轻型货架储存区?

轻型货架用来储存尺寸不大的多品种小批量的物品。如以箱为储存单位时,在计算空间时应考虑货品尺寸、数量、货架形式及层数、货架的储位空间等因素。设轻型货架为L层,每个货位面积ab,每一个货位堆放m箱,总平均存货量Q,则存货空间D

  (2-18)

11.如何计算托盘式货架的储存量?

图2-18为保管与拣货共用的托盘货架。一般是二、三层以上作为保管补货区,一层为拣货区。实践证明,为了保证足够的补货量,取保管放大系数为1.3。设保管区托盘量为P

  (2-19)

式中 Q——平均存货量;

L——货架层数;

N——每个托盘单元装载箱品数量;

P——保管区托盘数量;

I——拣货品项数。

图2-18 保管与拣货共用的托盘货架

12.何谓流动货架拣货方式?

图2-19为流动货架拣货方式。此方式用于进出货量小、体积不大或外形不规则货品的拣货作业。因为进货→保管→拣货→发货都是单向物流动线,可配合出/入库的输送机作业,让流动货架来实现储存和拣货的动管功能。这可达到先入先出的管理目的。在进货区把物品直接从车上卸到入库输送机上,入库输送机自动把物品送到储存和拣货区。这种拣货方式效率较高。放在出库输送机上拣出的物品自动被送到发货区。

图2-19 流动货架拣货方式

拣货单位有箱品和单品两种。按箱拣货方式配合贴标工作进行输送带的分类作业。单品拣货配合拆箱作业,利用周转箱作为用户的集货单位,再通过输送带分送到发货区。当然周转箱应具有如条码、发货单卡等之类的识别功能。

流动货架优点在于仅在拣货区通路上行走便可方便拣货,使用出库输送机提高效率,出入库输送机分开可同时进行出入库作业。

13.何谓多列流动货架平行拣货方式?

如图2-20为多列流动货架拣货方式。对于规模较大的物流配送中心可采用多列流动货架平行作业,之后,再用合流输送机把来自各线的物品集中起来。

图2-20 多列流动货架拣货方式

14.何谓单面开放式货架的拣货方式?

图2-21为单面开放式货架的拣货方式。用单面开放式货架拣货,入库和出库是在同一侧。为此,可共用一条入库输送机进行补货和拣货作业。节省空间,但必须错开入库和出库时间,以免造成作业混乱。

图2-21 单面开放式货架的拣货方式

15.什么是储存与拣货区分开的零星拣货方式?

这是储存区与拣货区不是同一个货架的拣货方式,通过补货把货品由保存区送到拣货区,适合于中等进出货量的情况。图2-22为储存和拣货区分开的零星进货方式。

图2-22 储存和拣货区分开的零星进货方式

如果作业是多品种小批量的单品发货方式,则可在拣货区出库输送机两侧增设无动力拣货输送机,如图2-23所示。这种方式的优点是拣货员拣取物品时利用拣货输送机一边推着空储运箱一边按拣货单依箭头方向在流动货架前边走边拣货。当拣货完毕便把储运箱移到动力输送机上。这种方式工作方便、效率较高。

图2-23 有/无动力输送机的拣货方式

16.什么是少批量分段拣货和多品种少批量U形拣货补货方式?

(1)少批量分段拣货方式是接力棒式拣货方法 当拣货区内拣货品项过多时,流动货架的拣货路线很长,则可用接力棒式的分段拣货方式,缩短拣货行走距离和时间。图2-24为分段拣货补货方式。

图2-24 分段拣货补货方式

(2)图2-25为U形多品种少批量拣货补货方式 此法用于拣货人员不足或者拣货时还要兼顾输送机两侧货架的情况。

图2-25 U形多品种少批量拣货补货方式

17.如何设计行政区面积大小?

(1)办公室 办公室分为一般办公室和现场办公室两种。其面积大小决定于人数和内部设备。一般规划原则如下。

办公室通道0.9m以上,4.5~7m2/人,两桌间距离为0.8~1.2m。桌子与档案设备通道为1~1.5m,行政领导办公室面积28~38m2,单位领导办公室面积为14~28m2,管理人员办公室面积为6~18m2

(2)档案室 这是保管文件的重要设施,除档案架或档案柜空间之外,应留通道和档案存取空间。为抽屉拉出方便,应留1.2~1.5m的通道以利工作。

(3)会客室 28~38m2

(4)会议室 会议桌有长方形、U形、H形和环形排列。

(5)休息室 根据员工人数和作息时间而定。物流配送中心是全区禁烟,为此可在特定地方设立吸烟室。

(6)司机休息室 在入出库作业区附近可设立司机休息室,以便司机装卸货或等待表单。

(7)洗手间 良好的卫生设备使员工精神饱满、工作愉快。一般情况,大便器是10人以下1个,10~24人2个,25~49人3个,50~74人4个,75~100人5个,超过100人时每30人增加1个。对于女厕大便器是每10人1个。小便器是每30人设一个。对于洗面盆是男子每30人1个,女子每15人1个。

(8)衣帽间 为了使员工更换衣服和保管个人物品,在库存区外设立衣帽间,每人一个格位,并有门锁。

(9)膳食区 除餐厅之外,还应另设小卖部之类,为员工提供更大的方便。餐厅按高峰期人数考虑,0.8~1.5m2/人。厨房面积为餐厅面积的22%~35%。

18.如何设计厂区?

(1)大门和门卫室设计

①公司内外人士共用一个大门时,警卫室设置在大门一侧,并可进行出入车辆管理。

②若出入口相邻并位于厂区同侧时,出入道路较大,可把出入动线分开,警卫室设于出入口中间,分别进行出入车辆管理。

③若出入口位于厂区同侧时,可分别设立警卫室,严格执行一边进厂一边出厂的出入管理制度。

(2)停车场设计 停车种类主要是进货车辆、来宾车辆和职员用车。根据物流配送中心的现实和发展情况、车辆类型估计车数。停车角度可分为90°、60°和45°三种。车位应和车辆行走车道相关。不同角度下的车辆进出所需车道宽度是不一样的。表2-4为停车角度与宽度对照表。一般情况下多采用90°和60°的车位形式。

表2-4 停车场停车角度与宽度对照表  单位:m

①60°角停车场设计 其优点是车辆进出方便、车道宽度较小。但车位深度较深,同一列可停车数较少。表2-5为不同车辆尺寸规划的车位对照表。图2-26为2.74m的60°角车位设计。

表2-5 60°角停车场停车位对照表  单位:m

图2-26 60°停车场布置

②90°停车场设计 这种车位设计时车辆进出困难、要求车宽度较大、车位深度和长一样、同一列可停车数较多。表2-6为不同车辆尺寸的车位对照表。图2-27为2.74m宽的90°车辆停车位设计。

表2-6 90°停车场停车格位对照表  单位:m

图2-27 90°停车场布置

例:按90°规划2280m2(60m×38m)的停车场时,可停82部车辆(5.79m×2.74m/车位)。若按60°规划2276m2(62.5m×36.6m)的停车场时,可停78辆。由此可知,在面积接近的条件下,60°形式的车位布置比90°形式的车位布置略小。然而在实际设计车位时,还应考虑车辆尺寸和可用空间的长宽比例,做到充分利用有限空间。

a.运输车辆回车空间。在设计停车场时,必须分析车辆型号和尺寸、并留出停车和回车的空间。图2-28为不同车辆回车宽度。图2-29为大型车辆回车宽度。

图2-28 不同车辆的回车宽度

图2-29 大型车的回车宽度

b.车辆停泊与绿化空间。在停车场周围的围墙边设计为绿化区,以美化环境。

19.在物流配送中心作业区之间有几种物流动线形式?

表2-7为物流动线形式及其相应的使用范围。

表2-7 作业区域间物流动线形式

20.如何进行流程动线布置?

图2-30是决定发货月台形式和厂内物流动线。图2-31是根据物流动线及作业流程,配置面积较大且长宽比例不易变更的区域。图2-32配置面积较大但长宽比例可变更的物流作业区。图2-33是布置其余面积较小且长宽比例可变更的区域。图2-34是布置现场行政管理和办公区。

图2-30 决定发货月台形式及厂房内物流动线

图2-31 面积较大且长宽比例固定区域的设置

图2-32 设置面积较大且长宽比可变的作业区域

图2-33 设置剩余面积较小且长宽比例可变的区域

图2-34 布置现场行政管理与办公区

21.什么叫物流动线分析?

在区域布置阶段,没有指出各项设备的规格型号和尺寸,但是按生产要求基本确定了各种设备类型。根据这些设备性能逐一分析各区之间和区域内的物流动线是否流畅,分析步骤如图2-35所示。

图2-35 物流的动线分析程序

(1)设计厂房内的主要通道 根据厂房装卸货的出入形式、厂房内物流动线形式、各区域相对位置,设计厂房内的主要通道。

(2)进行物流设备方向和面积的规划设计 主要考虑作业空间和区域内的通道情况。

(3)分析各区域之间物流动线形式,绘制物流动线图,进一步研究物流动线的合理性和流畅性。

综上所述,在物流配送中心系统规划基本完成之后,必须对这个规划进行经济性、技术性(自动化程度、设备可靠性和设备维护保养)、系统作业(储位柔性程度、系统作业柔性程度、系统扩充性、人员安全性和人员素质)等评估。

22.说明物流配送中心的详细规划设计程序。

图2-36为物流设备规划设计步骤。在选择物流设备规格型号时,首先决定货箱、托盘尺寸、堆放高度以及重量,之后再确定仓储设备的型号规格。

图2-36 物流设备的规划设计步骤