基本信息
倉儲系統(Warehousing System)
概念
倉儲系統指的是產品分揀或儲存接收中使用的設備和運作策略的組合。
構成
·存儲空間
·貨物
·倉儲設施設備
·人員
·作業及管理系統等要素。
經濟最佳化
對於倉儲系統的基本要求是滿足供給需求前提下,儘量減少存貯物資的數量,從而降低存貯費用,提高存貯系統經濟效益。為達到這一要求, 在存貯管理和運輸上必須選擇合理的策略。
確定性存貯模型的特點是需求消耗速度和入庫補充特性都是確定的。它又依入庫物資速率是否有限制和出庫物資是否允許短缺分為有限供給率、無限供給率、允許缺貨、不許缺貨四種類型。本文主要討論基於(β,S)混合策略的確定性存貯理論,即物資補充和消耗滿足一定的規律下,當存貯量Q低於最底庫存量 β時,就進行物資補充,把存貯量提高到S;反之,當Q>S時,就不做補充。
一、物流倉儲模型的建立
(一)無限供給率基本問題假設
①無限供給率,即定貨物資在規定時間一次到貨。每次定貨量為常數Q;
②需求連續均勻,速度為常數R,t時間的需求量為R(t);
③當存貯量下降到β時,又進行下一次補充。存貯量隨時間的變化如圖所示;
④每次定貨費用C0和單位物資年存貯費C1為常數;
⑤年度保障經費用Cy為運輸費Cd和存貯費 Cb之和,即Cy=Cd + Cb.。
(二)數學模型的建立與分析
在每次輸送量Q,年需求量D的條件下,年運輸次數為,每次運輸費用C0 ,因而年運輸費用為 ;在無限供給率及常需求速度情況下,物資存貯量以勻速減小。當存貯量接近警戒量β時,一次定貨入庫。因而,年平均存貯量為 ,於是年存貯費用為;由此得到年度保障費用公式:
由公式可以看出,增加每次定貨量Q,一方面可以減少年度運輸費Cd,另一方面又增加年存貯費Cb 。
研究每次定貨量Q對年度保障費用Cy的動態影響,將公式積分得到:,由此計算得到最小經濟定貨量,相應的年度保障經費最佳化值 .
二、套用舉例
(一)問題陳述
為滿足市場需求,某物資倉庫每年從上級倉庫申請補充某型號物資5000箱,每箱物資每月存貯費用折算大約50元,其每次運輸費10000元, 每次運量為200箱。倉庫不允許缺貨,始終保持800箱的庫存量用於市場調撥。現明確研究問題為:如何調整運輸計畫和運輸量,在滿足市場供給的情況下,使倉庫經費最少。
(二)數學模型的驗證計算
根據已知的運輸存貯模型,可知當前每次運輸量Q=200箱,倉庫最低存貯要求β=800箱,單位物資年度存貯費用C1=50x12=600 元。代入年度經費公式,得到當前倉庫年度保障經費Cy≈80萬元。
現考慮每次運量為變數,採取最佳化方案。計算每次定貨入庫量 ≈408箱,則年度運輸存貯綜合經費=72.5萬元。
(三)基於Vensim的動力學建模
對於物流倉儲系統,由於其物資補充和消耗規律易於描述,經費結構流圖簡單,適合使用系統動力學方法建立經濟模型加以分析和研究,從而有利於決策者選擇更加合理的策略,提高系統經濟效益。針對上述案例,明確研究對象為每次定貨入庫量Q對度綜合經費Cy的影響,現基於Vensim仿真平台,建立 “定貨量-經費”動力學模型如下:
在建立的動力學模型中,調整定貨入庫變數Q數值,將每次運輸量取整,即每次運輸入庫408箱物資。利用模型再次仿真運算,得到 =72.5萬,=25次。費用比較結果如下圖:
可見採取最佳化方案後,雖然增加了物資存貯的經費,但是運輸成本Cd降低幅度遠遠大於存貯費用Cb 的提高量,使得最終總經費得到了有效的減少,年度保障費用比較結果如下:
為此,將每次運輸量取整,採取最佳化措施,即每次運輸入庫400箱。運次減少一半,運輸周期延長了一倍。考慮真實系統運次和運輸周期條件可以實現的情況下,採取這樣的方案不但使得每年綜合保障經費節省了約7.5萬元,而且大大節省了人力物力的開支。
