蒙牛乳業(yè)股份有限公司自動(dòng)化立體倉庫出庫端車輛調(diào)度問題

1、蒙牛乳業(yè)股份有限公司自動(dòng)化立體倉庫出庫端車輛調(diào)度問題摘要：自動(dòng)化立體倉庫出庫端車輛調(diào)度策略的設(shè)計(jì)是物流配送車輛調(diào)度中的一個(gè)關(guān)鍵問題，好的調(diào)度策略可以大大縮短出庫端的配貨時(shí)間。為此本文引入動(dòng)態(tài)優(yōu)先級理論，并利用該理論對大型 AS/RS 出庫口車輛調(diào)度問題進(jìn)行了深入研究與分析，提出了基于動(dòng)態(tài)優(yōu)先級的 AS/RS 出庫端車輛調(diào)度策略，并開發(fā)了相應(yīng)的 AS/RS 出庫口發(fā)貨資源監(jiān)控系統(tǒng)，即 AS/RS 出庫口車輛調(diào)度系統(tǒng)，優(yōu)化了 AS/RS 出庫端車輛調(diào)度策略，大大提高了物流配送當(dāng)中的配貨效率。關(guān)鍵詞：物流配送；車輛調(diào)度；自動(dòng)化立體倉庫一、公司背景 蒙牛乳業(yè)，是“蒙牛乳業(yè)集團(tuán)”的簡稱。其總部，設(shè)在呼和

2、浩特市和林格爾盛樂經(jīng)濟(jì)園區(qū)。前后四期工程占地面積55萬平方米。蒙牛是一家總部位于中華人民共和國內(nèi)蒙古的乳制品生產(chǎn)企業(yè)，蒙牛是中國大陸生產(chǎn)牛奶、酸奶和乳制品的領(lǐng)頭企業(yè)之一，1999年成立，至2005年時(shí)已成為中國奶制品營業(yè)額第二大的公司，其中液態(tài)奶和冰淇淋的產(chǎn)量都居全中國第一。蒙牛主要業(yè)務(wù)是制造液體奶、冰激凌和其他乳制品。1999年8月，內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司（簡稱蒙牛乳業(yè)集團(tuán)）成立，總部設(shè)在中國乳都核心區(qū)內(nèi)蒙古和林格爾經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，擁有總資產(chǎn)100多億元，職工近3萬人，乳制品年生產(chǎn)能力達(dá)600萬噸。到目前為止，包括和林基地在內(nèi)，蒙牛乳業(yè)集團(tuán)已經(jīng)在全國16個(gè)省區(qū)市建立生產(chǎn)基地20多個(gè)，

3、擁有液態(tài)奶、酸奶、冰淇淋、奶品、奶酪五大系列400多個(gè)品項(xiàng)，產(chǎn)品以其優(yōu)良的品質(zhì)覆蓋國內(nèi)市場，并出口到美國、加拿大、蒙古、東南亞及港澳等多個(gè)國家和地區(qū)。二、AS/RS 出庫端車輛調(diào)度問題的研究（一） 問題的提出自動(dòng)化立體倉庫：是指能自動(dòng)儲(chǔ)存和輸出貨物的倉庫，它采用多層貨架儲(chǔ)存單元貨物，用自動(dòng)化貨物搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物的入庫和出庫。它一般由自動(dòng)控制與管理系統(tǒng)、貨架、巷道式堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)等構(gòu)成，能按指令自動(dòng)完成貨物的搬運(yùn)、存取作業(yè)，并能對庫存貨物進(jìn)行自動(dòng)管理。由于自動(dòng)化立體倉庫具有很高的空間利用率、很強(qiáng)的入出庫能力、采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理便于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺

4、少的倉儲(chǔ)技術(shù)，自動(dòng)化立體倉庫作為物流中心的重要組成部分，越來越受到企業(yè)的重視。（二） 問題的分析現(xiàn)階段對物流配送車輛調(diào)度問題的研究很多，但大多是對車輛調(diào)度線路選擇問題的研究，對自動(dòng)化立體倉庫出庫端車輛調(diào)度問題的研究較少。在物流配送中整個(gè)配送時(shí)間應(yīng)包括兩部分：出庫端的配貨時(shí)間和裝貨完成后的送貨時(shí)間，對車輛調(diào)度線路選擇問題的研究可以有效的縮減物流配送中的送貨時(shí)間，但通過對出庫端車輛調(diào)度問題的研究可以有效縮減車輛在出庫端的配貨時(shí)間，對減少物流配送的時(shí)間成本有很大的作用。所謂自動(dòng)化立體倉庫出庫端車輛調(diào)度，即在自動(dòng)化立體倉庫出庫端按什么樣的原則給待裝貨車輛分配車位的問題?，F(xiàn)階段出庫端車輛調(diào)度大多采用先來

5、先服務(wù)的原則，即對先到的車輛優(yōu)先分配車位，此原則的采用可以充分體現(xiàn)車輛調(diào)度的公平性，但有很多不足。首先當(dāng)給訂貨數(shù)量特大的訂單客戶的車輛分配車位后，此客戶后的所有小訂貨數(shù)量客戶的車輛都需要等待很長時(shí)間才能被分配車位，減少了系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)處理客戶訂單的能力，并且此調(diào)度策略沒有考慮影響出庫產(chǎn)品整體銷售模式的因素。所以本文對自動(dòng)化立體倉庫出庫口車輛調(diào)度問題的研究具有重要的實(shí)際意義。 三、AS/RS出庫端車輛調(diào)度問題解決方案本文是以內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)股份有限公司自動(dòng)化立體倉庫出庫端車輛調(diào)度問題為背景進(jìn)行研究的。一個(gè)大型的立體倉庫有多個(gè)出庫口，每一個(gè)出庫口對應(yīng)一個(gè)車位，所謂車位就是車輛裝貨時(shí)在出貨口的位置，

6、分為常規(guī)固定車位和雙向固定車位兩種類型。常規(guī)固定車位用于分配后開門的車輛，雙向固定車位用于分配側(cè)開門或兩端開門的車輛。其結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。所要解決的問題是如何調(diào)度不斷到來的客戶車輛為其分配車位，使其能在最短的時(shí)間內(nèi)完成裝貨任務(wù)。車輛從進(jìn)廠到裝完貨離開的這段時(shí)間我們稱為裝載時(shí)間，影響裝載時(shí)間的因素很多，這里我們假設(shè)自動(dòng)化立體倉庫有足夠大的出庫能力，即只要出庫口能夠裝完一盤貨物，自動(dòng)化立體倉庫有足夠的能力立即準(zhǔn)備好另一盤貨。另外假設(shè)每個(gè)車上的裝卸工的裝卸速率都是均等的，這樣要研究的問題只與對不同用戶的車輛的調(diào)度順序有關(guān)。圖3.1 AS/RS出庫端（一） 銷售派車單銷售派車單是由各事業(yè)部的運(yùn)管部根

7、據(jù)銷售訂單下發(fā)，所包括的主要信息有：出庫單號、倉庫、數(shù)量、品名規(guī)格、訂單號、訂單類型、車輛類型。其他信息包括：定貨單位、收貨單位、收貨單位地址、聯(lián)系人、聯(lián)系電話、運(yùn)輸方式、計(jì)劃到達(dá)日期等。司機(jī)到達(dá)蒙牛六期AS/RS出庫端后應(yīng)先到儲(chǔ)運(yùn)部登記，保管員按司機(jī)到達(dá)順序給司機(jī)帶來的銷售派車單據(jù)分配優(yōu)先級，分配原則是先來先分配。優(yōu)先級高的銷售派車單對應(yīng)的車輛被優(yōu)先調(diào)度，被優(yōu)先下發(fā)出庫任務(wù)。具體流程圖如下所示：按司機(jī)到達(dá)順序優(yōu)先排序結(jié)束司機(jī)核實(shí)保管員已排序銷售派車單銷售派車單開始是否 圖 3.2 原車輛調(diào)度流程圖（二） 訂單的優(yōu)先級表示為了更好的調(diào)度待裝貨車輛我們引入訂單動(dòng)態(tài)優(yōu)先級的概念，根據(jù)裝貨車輛到達(dá)立

8、體庫時(shí)所持銷售派車單的相關(guān)信息確定銷售派車單的優(yōu)先級，以此確定車輛調(diào)度的優(yōu)先級并為車輛分配車位。一個(gè)完整的銷售派車單主要信息如下：車輛類型（Vehicle-Type）：分為集裝箱（兩個(gè)側(cè)開門或兩端開門的車）和常規(guī)車（有一個(gè)后門的車）兩類。其中常規(guī)車分配在常規(guī)固定車位，集裝箱分配在雙向固定車位。訂單類型（Order-Type）：包括外部調(diào)撥訂單、內(nèi)部調(diào)撥訂單和銷售訂單。外部調(diào)撥訂單是集團(tuán)內(nèi)部不同事業(yè)部之間調(diào)撥產(chǎn)品時(shí)所用到的單據(jù)；內(nèi)部調(diào)撥訂單是一個(gè)事業(yè)部的內(nèi)部各廠之間調(diào)撥產(chǎn)品時(shí)所用到的單據(jù)；銷售訂單是客戶向本公司訂購產(chǎn)品時(shí)所用到的單據(jù)，三者都是立體庫出庫口進(jìn)行配貨的憑證，主要信息有：單據(jù)類型、倉庫

9、號、品名規(guī)格、數(shù)量等。在本文的研究背景中外部調(diào)撥訂單和銷售訂單的優(yōu)先級同等對待。內(nèi)部調(diào)撥優(yōu)先級高于前兩者。運(yùn)輸方式（Transport-Type）：選擇何種運(yùn)輸方式，可以在考慮具體條件的基礎(chǔ)上，對下述五具體項(xiàng)目認(rèn)真研究考慮：運(yùn)輸期限；運(yùn)輸成本；運(yùn)輸距離；運(yùn)輸批量。從運(yùn)輸距離上來看，一般情況下可以依照以下原則：300公里以內(nèi)，用汽車運(yùn)輸；300500公里的區(qū)間，用鐵路運(yùn)輸；500公里以上，用船舶運(yùn)輸。鐵運(yùn)、海運(yùn)和汽運(yùn)的優(yōu)先級依次降低。時(shí)間限制（Time-Constrain）：運(yùn)輸期限必須與單據(jù)上的交貨日期相聯(lián)系，應(yīng)保證運(yùn)輸時(shí)限。根據(jù)訂單上的時(shí)間期限可分為緊急和非緊急兩種狀態(tài)下的銷售派車單，緊急銷

10、售派車單優(yōu)先級高于非緊急銷售派車單。到達(dá)順序（Arrive-Order）：到達(dá)AS/RS出庫端早的銷售派車單的優(yōu)先級高于到AS/RS出庫端晚的銷售派車單的優(yōu)先級。其中，到達(dá)順序?qū)τ唵蝺?yōu)先級的影響體現(xiàn)在客戶配貨先后的公平性，即為此客戶車輛分配車位先后的公平性。車輛類型的不同代表不同車輛的優(yōu)先順序不同，其中雙向固定車位的優(yōu)先級高于常規(guī)固定車位。訂單類型、運(yùn)輸方式、時(shí)間限制體現(xiàn)了產(chǎn)品銷售模式約束對訂單優(yōu)先級的影響。（三） AS/RS 出庫口車輛調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)蒙牛六期 AS/RS 堪稱是中國最大的自動(dòng)化立體庫，生產(chǎn)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)給蒙牛乳業(yè)帶來了更為廣闊的發(fā)展前景。在產(chǎn)品生產(chǎn)、入庫和出庫都能有效正常運(yùn)

11、行的情況下，制約蒙牛乳業(yè)發(fā)展的因素就轉(zhuǎn)移到對產(chǎn)品的裝載車輛、車位的統(tǒng)一有效管理。為此特提出了發(fā)貨資源監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)。即通過發(fā)貨資源監(jiān)控系統(tǒng)的使用來合理利用各方面資源，從而使到達(dá)車輛在最短時(shí)間內(nèi)裝貨成功，實(shí)現(xiàn) AS/RS 出庫口車輛的優(yōu)化調(diào)度。3.1 系統(tǒng)功能描述(1) 車位信息查詢功能應(yīng)能查詢出不同狀態(tài)的車位信息：如已分配車位的信息、未分配車位的信息和封鎖車位的信息；根據(jù)車位信息應(yīng)能查詢出：司機(jī)從報(bào)到開始多長時(shí)間后可以分配車位、裝載產(chǎn)品；應(yīng)能查詢出某個(gè)具體車位的總出貨量，并且也可查出此車位在不同時(shí)間段的出庫情況；對于某個(gè)車位，應(yīng)能查詢出出貨的詳細(xì)信息，如已出了多少貨，還有多少盤貨要出，出庫任務(wù)

12、執(zhí)行多長時(shí)間了，還有多長時(shí)間出庫任務(wù)執(zhí)行完畢等。(2) 大概出貨時(shí)間查詢和當(dāng)前此車位的工作量有關(guān)，具體實(shí)現(xiàn)應(yīng)統(tǒng)計(jì)此車位的當(dāng)前工作量，此功能可以方便司機(jī)知道大約什么時(shí)候可以裝貨。(3) 出庫端廣播功能功能描述：當(dāng)一個(gè)客戶的出庫任務(wù)完成時(shí)，保管員可通過廣播系統(tǒng)在第一時(shí)間內(nèi)知道此信息，以便給此車位下發(fā)下一個(gè)客戶的具體的出庫任務(wù)；并且還可以通過此廣播系統(tǒng)中的語音信息使司機(jī)快速更換車輛，從而增加出庫量。(4) 出庫端報(bào)警功能功能描述：即如果某車位在半個(gè)小時(shí)內(nèi)還沒有一盤貨進(jìn)行出庫任務(wù)時(shí)，此車位就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的出貨問題警報(bào)，保管通過此車位報(bào)警系統(tǒng)就可以最快速的得到出貨警報(bào)信息，以便快速查詢問題所在并解決問題。

13、(5) 單據(jù)數(shù)量統(tǒng)計(jì)此柱狀圖反映了各種單據(jù)（銷售單總數(shù)、未分配銷售單、出庫開單、出庫審核單、出庫分配單、執(zhí)行完成單、出庫確認(rèn)單）的數(shù)量情況，使保管員可以從宏觀上了解各種單據(jù)的分布，以方便保管員協(xié)調(diào)和單據(jù)相關(guān)的各個(gè)流程，從而增加出庫量。四、 小結(jié)據(jù)國際倉庫自動(dòng)化會(huì)議資料，以庫存 11000 個(gè)托盤、月吞吐 10000 個(gè)托盤的冷庫為例，自動(dòng)化立體倉庫與普通倉庫比較情況為：自動(dòng)化立體倉庫用地面積為普通倉庫的 13%、工作人員為21.9%、吞吐成本為 55.7%、總投資為 63.3%，而立體倉庫的單位面積儲(chǔ)存量為普通倉庫的 4 倍7 倍。隨著自動(dòng)化立體倉庫的發(fā)展，出庫量的提高，自動(dòng)化立體倉庫出庫端車

14、輛調(diào)度問題的重要性更為顯著，本文提出的出庫端車輛調(diào)度策略，有效縮短了整個(gè)配送過程的成本損耗，為客戶帶來高質(zhì)量服務(wù)的同時(shí)，提高物流業(yè)的經(jīng)營效率。對 AS/RS 出庫端車輛調(diào)度策略做了研究，隨著自動(dòng)化立體倉庫的發(fā)展，出庫量的提高，自動(dòng)化立體倉庫出庫端車輛調(diào)度問題的重要性更為顯著，文中提出的出庫端車輛調(diào)度策略及開發(fā)的 AS/RS 出庫端車輛調(diào)度系統(tǒng)，有效縮短了整個(gè)配送過程在 AS/RS 出庫端裝貨的時(shí)間，為客戶帶來高質(zhì)量服務(wù)的同時(shí)，提高了物流業(yè)的經(jīng)營效率。參考文獻(xiàn)1 宋華,胡左浩.現(xiàn)代物流與供應(yīng)鏈管理M.北京:經(jīng)濟(jì)管理出版社,2010.1-4.2 楊弋,顧幸生.物流配送車輛優(yōu)化調(diào)度的綜述J.南京:東

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