1樓：
1 引言
為了符合當今客戶更快速和更時常發生的配送要求，物流中心的揀選作業必須比以前更快而且更有效率。理想的揀選作業的解決方案，是將恰當的裝置和一種揀選方法相結合。但是，為了更加有效率地揀選，我們同時也一定要把存貨單元放入正確的地方－－即貨位優化。
將貨品位置最優化，可以減少貨物搬運的成本，降低貨物在儲存過程及搬運過程中的損耗，從而降低物流業務本身的成本，提高收益。不管是對於一個小部分的作業，一個零售店還是一個大的配送中心，正確的貨位可以節約時間。時間就是金錢，合理的對倉庫進行貨位優化是一個相當值得研究的課題；縮短出入庫移動的距離、縮短作業時間，甚至能夠充分利用儲存空間，也是物流配送中心工作的重點。
這將有助於使從事物流業務的企業在日趨激烈的物流市場的競爭中站穩腳跟，並最終蓬勃發展。
2 貨位優化概述
貨位優化（slotting optimization），就是在貨品當前位置的基礎上基於skus和預想不到的變化因素而動態地再配置倉庫中貨物的貨位，以保證貨位分佈處在較為合理的狀態，達到提高揀貨效率和降低倉庫操作成本的目的。
skus因素－－貨位優化的內因。即根據貨架和貨品本身特性的需要而進行貨位調整。例如，由於頻繁地對某些貨物進行存取，這些貨箱的重量可能發生較大變化。
如果貨架出現諸如「上重下輕」等嚴重的不均衡現象，則可能導致貨架變形甚至傾覆。因此應遵循「重物應在下」的原則，保證貨架的穩定性。
預想不到的變化因素－－貨位優化的外因。即根據貨物的流動性進行貨位調整。在不同時期，貨物的需求品種、需求數量和需求頻率可能會有較大變化，而存取不同貨位上的貨物所花路徑和時間的代價是不同的，因而貨物的貨位不應是一成不變的，應根據外界條件的變化，定期對若干貨位進行交換。
以醫藥倉庫為例，有些常見病和多發病的發病，存在著明顯的季節性，如氣管炎多發生在冬季，細菌性痢疾在8、9 月份多發，腦血管意外多發生在冬季；有些疾病的發病具有地方聚集性，如碘缺乏病、鼻咽癌等在一些地區高發；還有一些無法預料的情況如流行病的爆發和大流行（如2023年的非典型肺炎）等。這些外界條件的變化，迫切要求醫藥物流中心不僅要及時調整進藥的品種與數量，而且要及時調整倉庫內藥品貨位，以適應以上變化。因此應遵循「常用應易取」的原則對貨位進行優化，以提高存取效率。
3 貨位優化的意義
貨品在倉庫中的初始位置是由貨位儲存策略配合貨位分配原則來確定的。常用儲存策略包括：定位儲存、隨機儲存、分類儲存、分類隨機儲存和共享儲存等。
貨位分配考慮的原則是很多的，如專用於倉儲的立體倉庫，其分配原則包括：貨架承載均勻，上輕下重；加快週轉，先入先出；提高可靠性，分巷道存放；提高效率，就近入／出庫；產品相關性等。
應用貨位優化系統的意義在於以下幾個方面：
3．1 將**區域給高頻揀取的貨品，從而最大化揀貨效率以及最小化揀貨成本。
所謂高頻揀取的貨品，就是指流動性高的貨品。一般而言，庫存中的少數貨品（a類或者快速流動品）流動性高，且對應了大部分揀貨作業。須指出的是，貨品的週轉率（銷售量除以存貨量）、揀取頻率會由於季節性等其他的原因而發生變化，從而影響貨品的流動性。
所謂**區域，就是指那些容易搬運、揀貨的區域。倉庫**區域的位置取決於很多因素，比如出貨月臺位置、訂單剖析，以及揀貨路程設計。對於自動化的托盤存取系統，倉庫**區域通常由靠近地面的20％的區域和靠近出貨月臺的20％的區域組成；而對於人力為主的揀貨系統，從人類工效學的角度考慮，**區域由操作人腰部附近20％的區域組成，在這個區域內操作人員無須彎腰或翹腳、登高。
一般而言，重物應保管於地面上或貨架的下層位置，而重量輕的物品則保管於貨架的上層位置；若是以人手進行搬運作業時，人之腰部以下的高度用於保管重物或大型物品，而腰部以上的高度則用來保管重量輕的物品或小型物品。在搬動過程中，此原則有利於保證貨架之安全性及人手搬運之作業安全性，避免對貨架的損壞和對操作人員的傷害。
總而言之，揀貨頻率最高的區域應該位於最便於揀貨的區域，這樣能縮短揀選作業中的移動時間，加快揀貨作業流程，提高訂單的處理效率。
3．2方便**
基於貨品的尺寸和貨箱、托盤的標準尺寸來確定存取位置，可以明顯減少**過程所需的勞動。
3．3平衡各工作區的工作量
將揀貨量大的貨品平均分配在不同揀貨區域，避免某區域內的揀貨作業擁擠，改善工作流程，縮短對一批訂單的總反應時間。
3．4有效的支撐
為了將貨品的損害減到最少，在揀選路徑上，重的貨品在前面，容易磕碰的貨品在後。
3．5提高揀貨的準確性
相似的產品應該分開，以減少揀取錯誤的機會。
3．6產品相關性法則
商品相關性大者在訂購時經常被同時訂購，所以應儘可能存放在相鄰位置。可以縮短揀取路程、減少工作人員疲勞和簡化清點工作。
4 貨位優化系統的現狀
在工業資料和資訊公司發表的第7版倉庫和物流管理軟體目錄中，列出了所有的**鏈解決方案。其中包括：倉庫管理系統 �wms ，貨位優化�slotting optimization ，負荷建築物（load building），裝運系統（shipping system），堆碼管理系統（yms），勞動管理系統（lms），**鏈事件管理（scem），運輸管理系統（tms）和其他型別的倉庫相關軟體。
目前，世界上各種不同的物流管理公司紛紛推出各自的貨位優化軟體，我們可以根據是否與wms繫結將其分成以下兩類：
第一類，貨位優化軟體與wms繫結，成為其中的一部分，物流公司以manhattan associates公司，exe technologies公司等為代表。manhattan associates公司將其應用軟體分組構成3個核心區域，即倉庫管理系統（wms），**夥伴管理（tpm）和運輸管理系統（tms）。其中wms應用軟體組包括四個整合的模組：
倉庫管理（warehouse management－－wm），勞動管理（labor management－－lm），貨位優化（slotting optimization－－so），記賬管理（billing management－－bm）。
另一類，貨位優化軟體與wms分離，可以單獨地購買和使用，以easyprofiler和flowtrak等為代表。與第一類軟體相比，easyprofiler**低廉且容易操作，專門為小到中規模的倉庫而設計。
由此可見，雖然各公司推出的貨位優化軟體的特點各不相同，但是在功能方面確有共同之處：經過先進的運演算法則的使用，能為物流中心推薦最佳的貨品位置，滿足貨位優化的目標。
5 貨位優化系統設計的基本思路
對於一個物流中心而言，貨位優化是一個相當艱鉅而龐大的工作。設計貨位優化系統的基本思路可分為以下幾步：
第一步，收集所需的基礎資訊－－倉庫內貨位特性資料、貨品需求資料和產品檔案。相關資料可以從wms（warehouse management system）或erp（enterprise resource planning）中獲得，分析貨品需求的季節性變化規律、sku長期增長／淘汰變化等物流特性資料。貨物的流動性可以根據下面的引數來獲得：
每個品項銷售的次數、銷售量、銷售**和庫存量。如果品項時常改變而且沒有任何的歷史資料，那麼可以使用銷售**來代替歷史資料。此外，在週轉率低的揀貨區選擇貨架層時，應該選擇庫存量作為一個重要的指標，而不是它的銷售水平。
剖析倉庫活動，有助於我們分析貨品的歷史資料、需求、前置時間、週轉率和特別的操作特性等引數，從而為確定合理貨位提供參考。
第二步，確定優化的目標和約束。貨位優化的最終目標就是降低成本，可以通過提高生產力和將無用的運動減到最少來實現。為此，可以通過平衡操作者的工作量、提高揀貨效率、減少**工作量、縮短揀貨距離等作業效率改善指標來評定優化的效果。
貨位優化的約束，是指貨位優化中必須考慮的客觀限制條件，如貨品重量、貨位大小、揀貨準確率要求等。在進行貨位優化的過程中，必須兼顧提高作業效率和滿足限制條件這兩個方面。
各目標間的權益是相互矛盾、相互競爭的� 目標間的權益衝突是普遍存在的，這一特點是構成多目標問題存在的根本特徵。所以，多目標問題，總是以犧牲一部分目標的利益來換取另一些目標利益的改善。這就是多目標問題的基本性質之一。
我們可以發現，在貨位優化中，滿足限制條件就是以損失作業效率為代價換取的。因此，貨位優化是一個多目標決策問題。
第三步，演算法確定。多目標優化的方法有很多，如何選擇合適的演算法來保證貨位分佈處在較為合理的狀態，這是貨位優化系統設計中最關鍵的環節。
對於多目標問題的最優解的方法基本可分為以下兩類：第一類，根據決策者對問題的理解（給定各目標在問題中的權重、重要程度或目標期望值等偏好），對多目標進行標量化處理，然後應用數學規劃法對其進行單目標優化，獲得唯一可行解。常用方法有權重法、約束法、最大最小法和目標規劃法等。
第二類，基於進化演算法的多目標優化法，主要演算法之一就是多目標遺傳演算法。其步驟大致可分為：�1 編碼，即在進行搜尋前先確定解的結構表達；�2 種群的初始化；�3 針對多目標決策問題，構造適應度函式；�4 後代種群的繁殖，利用選擇、交叉、變異等遺傳運算元進行操作；�5 用評價函式對種群進化檢測；�6 最優個體轉化為最優解。
其中，�4 到�5 步迴圈操作直至得到問題的最優解。
從某種意義上講，遺傳演算法特別適合求解多目標優化問題，因為遺傳演算法並行處理各個目標，避免了目標間加和或優先排序處理。遺傳演算法是模擬前述生物進化過程的計算模型，是一種新的全域性優化搜尋演算法，具有簡單通用、魯棒性強、適於並行處理以及應用範圍廣等顯著特點。所以，可以採用多目標遺傳演算法來處理貨位優化這一多目標優化問題。
第四步，軟體實現。運用適當的語言將演算法表達出來，除錯並測試，使系統為物流中心提供準確有效的貨位優化功能。
6 結束語
在物流中心的作業中，講求的是省時、有效率。而人員在存取搬運商品時，在照顧員工的條件下，講求的是省力。因此要達到存取效率高、省時、省力，則要求貨品定位方面要合理化，從而提高物流中心作業效率和空間利用率，增強從事物流業務的企業的競爭力。
貨位優化系統，可以為物流中心計劃並且維持一個最佳的倉庫地面區劃和貨品定位策略，從而縮短操作時的行走時間，將從便於**、平衡工作量和工效學角度來使貨物定位最優化和提高空間利用率的。倉庫貨位優化是提高倉庫生產力的關鍵之所在。
貨位優化系統軟體，作為物流優化系統中的一部分，目前在國外已經有不同的物流管理公司陸續推出了，而在國內還處於空白。開發該系統勢在必行，本文提供了該系統研究的基本思路，具體的細節將在課題中。
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