１ 引言

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)倉(cāng)庫(kù)的定義是：保管、儲(chǔ)存物品的建筑物和場(chǎng)所的總稱(chēng)。從中可以看出，該定義主要側(cè)重于倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)存功能。在經(jīng)濟(jì)全球化和供應(yīng)鏈管理漸入佳境的時(shí)候，更多的企業(yè)不再將倉(cāng)庫(kù)看成是一個(gè)單純的儲(chǔ)存場(chǎng)所，而將其視為商品流通中心。

倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的工作，因?yàn)閭}(cāng)庫(kù)運(yùn)作中產(chǎn)生的物流成本絕大部分在倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)決定。陳秉鈞和鄺志偉研究了用于工具、標(biāo)準(zhǔn)件等物料倉(cāng)儲(chǔ)與運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；紀(jì)紅任等人提出了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃的原則和步驟，闡述了立體倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃論證工作的主要內(nèi)容；Ｇｅｌｄｅｒｓ和ＬｕｄｏＦ研究了在固定需求和變動(dòng)需求情況下倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)能力設(shè)計(jì)；Ｙｏｕｎｇ和Ｊａｎ Ｂ在倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)階段引入仿真方法，對(duì)倉(cāng)庫(kù)中各業(yè)務(wù)流程進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)控、評(píng)估和控制；ＧｉｌｌｅｓＣｏｒｍｉｅ指出倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)問(wèn)題主要是倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)模型、吞吐能力模型和儲(chǔ)存能力模型。這些研究主要集中在倉(cāng)庫(kù)布局的優(yōu)化方法和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)設(shè)施的設(shè)計(jì)與選擇上，屬于倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的局部?jī)?yōu)化。但倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，需要考慮的因素眾多，要設(shè)計(jì)出比較理想的倉(cāng)庫(kù)，必須將這些因素進(jìn)行歸類(lèi)劃分，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化決策。

2 倉(cāng)庫(kù)要素

２．１ 倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型

按照服務(wù)對(duì)象的不同，倉(cāng)庫(kù)一般可分為生產(chǎn)型倉(cāng)庫(kù)和流通型倉(cāng)庫(kù)。顧名思義，生產(chǎn)型倉(cāng)庫(kù)是為工廠生產(chǎn)服務(wù)的，主要存儲(chǔ)原材料、半成品、工具等，并存放企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)成品，其中有些物品可能需長(zhǎng)期存放。流通型倉(cāng)庫(kù)主要是為分銷(xiāo)領(lǐng)域服務(wù)，一般存放的是種類(lèi)繁多的產(chǎn)成品，并呈現(xiàn)單一品種數(shù)量較少、產(chǎn)品存放周期較短等特點(diǎn)。

２．２ 倉(cāng)庫(kù)績(jī)效衡量

衡量倉(cāng)庫(kù)績(jī)效的主要指標(biāo)包括投資和運(yùn)行成本、容量和靈活性、吞吐量、存儲(chǔ)能力、反應(yīng)時(shí)間和訂單滿(mǎn)足率。一個(gè)特定指標(biāo)的重要性根據(jù)倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型的不同而不盡一致：生產(chǎn)型倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)主要是提高庫(kù)存能力，因而其主要設(shè)計(jì)要求是在一定的倉(cāng)庫(kù)投資和運(yùn)作成本基礎(chǔ)上提高倉(cāng)庫(kù)的容量；而對(duì)于流通型倉(cāng)庫(kù)，主要目的是快速滿(mǎn)足顧客的訂單，因而高效的分揀系統(tǒng)就顯得至關(guān)重要，其主要設(shè)計(jì)要求是在既定投資和運(yùn)作成本基礎(chǔ)上獲得最大的吞吐量。

２．３ 倉(cāng)庫(kù)作業(yè)流程

一般由四個(gè)活動(dòng)組成：產(chǎn)品接收，產(chǎn)品儲(chǔ)存，按訂單分揀和產(chǎn)品發(fā)運(yùn)。根據(jù)設(shè)計(jì)需要還可以加入其他活動(dòng)，比如具有流通加工功能的倉(cāng)庫(kù)應(yīng)包括流通加工活動(dòng)。產(chǎn)品接收是對(duì)外部到達(dá)的產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)、換裝以及搬運(yùn)到等待入庫(kù)區(qū)等活動(dòng)；產(chǎn)品儲(chǔ)存是指為入庫(kù)產(chǎn)品分配空閑貨架以及產(chǎn)品入庫(kù)搬運(yùn)等活動(dòng)；按訂單分揀是分配人員和設(shè)備，按照訂單要求進(jìn)行產(chǎn)品揀選；產(chǎn)品發(fā)運(yùn)是將產(chǎn)品按照客戶(hù)進(jìn)行分類(lèi)，然后裝車(chē)發(fā)運(yùn)。一項(xiàng)對(duì)英國(guó)企業(yè)倉(cāng)庫(kù)的研究表明基本流程中的四項(xiàng)活動(dòng)，訂單分揀活動(dòng)的成本占了很大部分，一般倉(cāng)庫(kù)有超過(guò)６０％的運(yùn)作成本被分揀活動(dòng)所占用。

３ 倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中的層次劃分

倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)是一個(gè)決策過(guò)程，需要考慮很多問(wèn)題，這些問(wèn)題之間有的相關(guān)性很高，有的相關(guān)性較??；有的問(wèn)題出錯(cuò)可能會(huì)影響整個(gè)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作的效率，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)使倉(cāng)庫(kù)不能使用，而有的問(wèn)題出錯(cuò)影響很小，不會(huì)帶來(lái)全局的影響。所以，可以借鑒管理學(xué)上廣泛運(yùn)用的層級(jí)結(jié)構(gòu)，對(duì)倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中所遇到的決策問(wèn)題進(jìn)行分層考察。

３．１ 戰(zhàn)略層設(shè)計(jì)

在戰(zhàn)略層次上，倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)主要考慮的是對(duì)倉(cāng)庫(kù)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)影響的決策。戰(zhàn)略層次上的決策決定著倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的整體方向，并且這種決策目標(biāo)應(yīng)與公司整體競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略相一致。比如企業(yè)期望將快速顧客反應(yīng)和高水平的顧客服務(wù)水平作為其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，那么在倉(cāng)庫(kù)的戰(zhàn)略層設(shè)計(jì)中，就要將提高顧客訂單反應(yīng)速度作為倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，調(diào)動(dòng)公司的所有資源去實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)戰(zhàn)略層面主要有三個(gè)決策。這三個(gè)決策互相影響，互為條件，形成了一個(gè)緊密的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

３．１．１ 倉(cāng)庫(kù)選址決策。倉(cāng)庫(kù)地址的選擇影響深遠(yuǎn)。首先，倉(cāng)庫(kù)地址決定倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作成本，如將倉(cāng)庫(kù)建立在郊區(qū)，其土地和建設(shè)成本可能會(huì)降低，但其顧客服務(wù)成本將大幅度上升。其次，倉(cāng)庫(kù)地址會(huì)影響企業(yè)的發(fā)展，如倉(cāng)庫(kù)地址沒(méi)有可供擴(kuò)充的土地，將會(huì)因不能滿(mǎn)足企業(yè)擴(kuò)張而失去使用價(jià)值。最后，倉(cāng)庫(kù)地址會(huì)決定倉(cāng)庫(kù)設(shè)施的選擇，如倉(cāng)庫(kù)選擇建在鐵路線旁，在倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中就要有接收火車(chē)貨物的站臺(tái)。

倉(cāng)庫(kù)選址決策不僅影響著倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，而且會(huì)對(duì)企業(yè)整體發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)生影響。所以，倉(cāng)庫(kù)選址決策必須得到企業(yè)高層和倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)者的高度重視，其主要考慮因素包括服務(wù)可得性、服務(wù)成本和選址對(duì)作業(yè)成本的影響，同時(shí)還要考慮地址是否提供了可擴(kuò)張空間和一些必要的公共設(shè)施。

３．１．２ 流程設(shè)計(jì)相關(guān)決策。倉(cāng)庫(kù)作業(yè)流程決定了倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作的各項(xiàng)成本和效率。對(duì)于新建立的倉(cāng)庫(kù)，優(yōu)化的流程可以在達(dá)到既定倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作效率的基礎(chǔ)上，減少倉(cāng)庫(kù)各項(xiàng)人力和設(shè)備投資。對(duì)于舊的倉(cāng)庫(kù)，優(yōu)化其作業(yè)流程可以在不增加投資的基礎(chǔ)上，提高倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)作效率。

流程設(shè)計(jì)對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，但對(duì)不同的企業(yè)，因?yàn)樵诋a(chǎn)品種類(lèi)、倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)目標(biāo)和訂單特點(diǎn)等方面的差異，各倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作流程不盡一致。同時(shí)，倉(cāng)庫(kù)作業(yè)流程設(shè)計(jì)會(huì)嚴(yán)重影響到倉(cāng)儲(chǔ)方式和設(shè)備的選擇。例如，企業(yè)要增加倉(cāng)庫(kù)加工活動(dòng)，首當(dāng)其沖的就是增加加工設(shè)備的投資以及改變倉(cāng)庫(kù)作業(yè)區(qū)域的布置，諸如倉(cāng)庫(kù)各個(gè)活動(dòng)銜接的順序和規(guī)則、人員的配備和培訓(xùn)、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)等都要做出相應(yīng)的改變。因此，必須將倉(cāng)庫(kù)作業(yè)流程的設(shè)計(jì)放在戰(zhàn)略層面上，只有實(shí)現(xiàn)作業(yè)流程的合理高效，其它的設(shè)計(jì)工作才能順利展開(kāi)。

３．１．３ 倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)型決策。倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)指的是產(chǎn)品分揀或儲(chǔ)存接收中使用的設(shè)備和運(yùn)作策略的組合。根據(jù)自動(dòng)化程度的不同，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)可分為三類(lèi)：手工倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)（分揀員到產(chǎn)品系統(tǒng)）、自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)（產(chǎn)品到分揀員系統(tǒng)）和自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)（使用分揀機(jī)器人）。在手工訂單揀選中存在兩個(gè)基本策略：?jiǎn)我挥唵螔x和批量揀選。批量揀選中，訂單既可以在分揀中進(jìn)行分類(lèi)，也可以集中一起再事后分類(lèi)。旋轉(zhuǎn)式倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)是一種典型的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，人站在固定的位置，產(chǎn)品圍繞著分揀人員轉(zhuǎn)動(dòng)。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)是由分揀機(jī)器人代替人的勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的全面自動(dòng)化。

倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)型的選擇可以分解為兩個(gè)決策問(wèn)題：一是以技術(shù)能力考慮倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)型；二是從經(jīng)濟(jì)角度考慮倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)型。技術(shù)能力的考慮是：儲(chǔ)存單位、儲(chǔ)存系統(tǒng)和設(shè)備必須適應(yīng)產(chǎn)品的特點(diǎn)、訂單的特點(diǎn)和倉(cāng)庫(kù)期望達(dá)到的目標(biāo)，并且相互之間不能出現(xiàn)沖突。比如，一定大小的倉(cāng)庫(kù)要達(dá)到既定的容量和吞吐量，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的選擇上就有一定限制；儲(chǔ)存產(chǎn)品的類(lèi)型和尺寸也會(huì)對(duì)儲(chǔ)存系統(tǒng)有一定要求。通過(guò)對(duì)技術(shù)能力的考察可以選擇出一組適合的倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，然后通過(guò)對(duì)其經(jīng)濟(jì)性的考慮選擇最合適的倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)型。經(jīng)濟(jì)角度衡量倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)型時(shí)需要注意在倉(cāng)庫(kù)投資成本和倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作成本之間達(dá)到均衡。

３．２ 戰(zhàn)術(shù)層設(shè)計(jì) 　　

戰(zhàn)術(shù)層面上的決策一般考慮的是倉(cāng)庫(kù)布局、倉(cāng)庫(kù)資源規(guī)模和一系列組織問(wèn)題。

３．２．１倉(cāng)庫(kù)布局。主要由存儲(chǔ)物品的類(lèi)型、搬運(yùn)系統(tǒng)、存儲(chǔ)量、庫(kù)存周轉(zhuǎn)期、可用空間和倉(cāng)庫(kù)周邊設(shè)施等因素決定。其中，搬運(yùn)系統(tǒng)對(duì)倉(cāng)庫(kù)布局有很大影響，因?yàn)榘徇\(yùn)系統(tǒng)決定了倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的流程通道。倉(cāng)庫(kù)布局應(yīng)最有效地利用倉(cāng)庫(kù)的容量，實(shí)現(xiàn)接收、儲(chǔ)存、挑選、裝運(yùn)的高效率，同時(shí)應(yīng)考慮到改進(jìn)的可能性。

３．２．２ 倉(cāng)庫(kù)資源規(guī)模。倉(cāng)庫(kù)規(guī)模大小主要由存儲(chǔ)物品數(shù)量、存儲(chǔ)空間和貨架的規(guī)格決定；倉(cāng)庫(kù)各作業(yè)區(qū)域大小主要由倉(cāng)庫(kù)作業(yè)流程、儲(chǔ)存貨物種類(lèi)和倉(cāng)庫(kù)種類(lèi)決定；物料搬運(yùn)設(shè)備和工人的數(shù)量由倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)化程度和處理進(jìn)出貨物的數(shù)量決定。倉(cāng)庫(kù)資源規(guī)模必須在倉(cāng)庫(kù)整體投資的限制下進(jìn)行考慮。

３．２．３ 組織問(wèn)題。考慮倉(cāng)庫(kù)在接收、儲(chǔ)存、分揀和發(fā)運(yùn)各個(gè)過(guò)程中的規(guī)則。補(bǔ)貨策略是考慮在什么情況下由貨物存儲(chǔ)區(qū)向分揀存貨區(qū)進(jìn)行補(bǔ)貨，一個(gè)好的補(bǔ)貨策略可以更好地發(fā)揮分揀存貨區(qū)的作用。批量揀取是把多張訂單集合成一批，依商品類(lèi)別將數(shù)量加總后再進(jìn)行揀取，然后根據(jù)客戶(hù)訂單作分類(lèi)處理。揀貨批量是在采取批量揀取方式下每次揀貨數(shù)量的大小，它的決定是在衡量分揀經(jīng)濟(jì)性和訂單滿(mǎn)足時(shí)效性的基礎(chǔ)上進(jìn)行。儲(chǔ)存方式是對(duì)貨物入庫(kù)分配貨位規(guī)則的規(guī)定，一般有五種：隨機(jī)存儲(chǔ)原則，分類(lèi)存儲(chǔ)原則，ＣＯＩ（Ｃｕｂｅ－ｐｅｒ－ｏｒｄｅｒｉｎｄｅｘ）原則，分級(jí)儲(chǔ)存原則和混合存儲(chǔ)原則。存儲(chǔ)原則的選擇會(huì)影響商品入庫(kù)、出庫(kù)的效率和倉(cāng)庫(kù)庫(kù)容的利用率。需要指出的是，ＣＯＩ原則是用商品接收發(fā)出的數(shù)量總和與其儲(chǔ)存空間的比值，比值大的商品靠近入、出庫(kù)的地方。

３．３ 運(yùn)作層設(shè)計(jì)

在運(yùn)作層面上，主要考慮人和設(shè)備的配置與控制問(wèn)題，主要決策見(jiàn)圖３。接貨階段的運(yùn)作層設(shè)計(jì)期望獲得在一定設(shè)備和人員投資下物品接收的高效率。通過(guò)對(duì)倉(cāng)庫(kù)的試運(yùn)行或者對(duì)倉(cāng)庫(kù)接收系統(tǒng)的模擬，可以確定最佳的送貨車(chē)輛卸貨站臺(tái)分配原則以及搬運(yùn)設(shè)備和人員的分配原則。發(fā)運(yùn)階段考慮的內(nèi)容與接貨階段相似，但又增加對(duì)貨物組合發(fā)運(yùn)的考慮，通過(guò)合理的組合，可以最大限度地利用每一輛車(chē)的運(yùn)載能力。儲(chǔ)存階段的運(yùn)作層設(shè)計(jì)是確定倉(cāng)庫(kù)補(bǔ)貨人員的分配，即是由專(zhuān)門(mén)的人員完成補(bǔ)貨任務(wù)還是由揀貨人員完成補(bǔ)貨任務(wù)。同時(shí)儲(chǔ)存階段還要具體實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的原則，即按照戰(zhàn)術(shù)層選擇的儲(chǔ)存方式，完成貨架和商品的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

訂單揀選階段運(yùn)作層的設(shè)計(jì)內(nèi)容比較繁多。首先要確定訂單集合的原則或者訂單揀選的順序，前一層次確定的只是最佳的揀貨批量，怎樣將訂單進(jìn)行集合形成最佳批量是運(yùn)作層需要考慮的問(wèn)題；訂單集合或者訂單揀選順序決策主要是考慮對(duì)不同顧客訂單應(yīng)有不同的重視程度。其次是揀貨方式和揀貨路徑的確定，是采取一個(gè)人負(fù)責(zé)一個(gè)揀貨批量，還是將一個(gè)揀貨批量分解由不同的人進(jìn)行揀選，在揀貨方式確定的情況下才可以決定最佳的揀貨行走路徑。Ｖａｎｄｅｎ Ｂｅｒｇ等人通過(guò)研究表明分解訂單的方式可以減少分揀所需移動(dòng)的平均距離和時(shí)間。最后是對(duì)整個(gè)分揀系統(tǒng)的優(yōu)化。實(shí)際的倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作中，可以從很多方面提高分揀效率，如對(duì)空閑設(shè)備?？奎c(diǎn)的優(yōu)化就可以在不增加投資的基礎(chǔ)上提高整個(gè)揀取速度。

４ 各個(gè)層次間的關(guān)系

前面介紹了倉(cāng)庫(kù)層級(jí)設(shè)計(jì)所需考慮的各項(xiàng)決策內(nèi)容。通過(guò)把倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)決策用三層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，可以看出每個(gè)層次自身的特點(diǎn)和各個(gè)層次之間的關(guān)系。

戰(zhàn)略層上各個(gè)決策相關(guān)性特別大，一種決策會(huì)嚴(yán)重影響到其它決策，因而在進(jìn)行戰(zhàn)略層決策時(shí)不能將各個(gè)方面割裂開(kāi)來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。戰(zhàn)術(shù)層決策相關(guān)性變?nèi)?，但仍然存在，所以?zhàn)術(shù)層決策時(shí)要按照決策的相關(guān)性進(jìn)行分組，每個(gè)決策組的優(yōu)化要特別注意組內(nèi)相關(guān)性。運(yùn)作層決策的相關(guān)性降到最低，基本上可以忽略，每種決策都可以使用最優(yōu)的方法進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化。

各個(gè)層次之間是一種約束關(guān)系：戰(zhàn)術(shù)層決策是在戰(zhàn)略層所作決策的限制下進(jìn)行；運(yùn)作層決策是在戰(zhàn)略層和戰(zhàn)術(shù)層所作決策的限制下進(jìn)行。從各層的關(guān)系上可以看出倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中應(yīng)該將主要精力放在倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略層決策。沒(méi)有好的戰(zhàn)略層設(shè)計(jì)，就沒(méi)有在低成本下高效運(yùn)作的倉(cāng)庫(kù)。

５ 結(jié)論

在倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中使用層級(jí)結(jié)構(gòu)，有利于在倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)階段有更加明確的方向，使倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)按步驟逐漸展開(kāi)；有利于理清倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中各種決策之間的錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系，認(rèn)識(shí)到各種決策的輕重緩急；也有利于使倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)在投資限制和設(shè)計(jì)目標(biāo)的指導(dǎo)下進(jìn)行。

本文概念性地介紹了倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中層級(jí)結(jié)構(gòu)的劃分方法，指出每一層次需要考慮的各項(xiàng)決策，但對(duì)各層次決策的依據(jù)和倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)化方法沒(méi)有進(jìn)行深入研究。今后研究的方向是：①在層級(jí)結(jié)構(gòu)的框架下，研究各個(gè)層次具體的設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法以及將各個(gè)層次的設(shè)計(jì)方法加以綜合；②倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)與物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的集成研究。