仓库管理系统中的库位管理
库存管理大作业
张文豪
在仓库管理系统（WMS）中，库位管理是一个重要的模块，在这个模块中不仅要对库位上的存货量进行实时的跟踪，确保帐卡物相符，此外，还应该对出货量进行统计分析，为减少存货成本提供依据。
首先，应该把取货看板和系统联系起来，以实现对货物取用的自动记录。具体的说，可在取货看板上放置条码，取货时扫描一次条码，条码中包含如下信息：
货物编号，以唯一确定一个货物的名称和型号
库位编号，系统可以此精确的定位每个库位的货物流动
每个看板代表的货物用量
取货时，系统记录下上述信息，以及取货时间，需要分析的时候，可按时间、库位、货物编号，方便的对出货量进行汇总和统计分析。
其次，库位管理要为回答这两个问题提供之处：何时订货订多少货对于需求确定的情况，可以参考经济订货批量模型：
但在实际运作中，需求往往是变动的，对库位上货物流动的管理，有助于我们获取需求变动的信息，进而能为确定（r, Q）策略——再订货点、订货量——提供依据。（r, Q）策略的基本模型如下：
注意，这里所说的再订货点不同于安全库存，虽说设置这两个量都是为了减少或避免缺货的情况，但确定这两个值的方法却大相径庭，限于篇幅，我们在此不讨论安全库存的计算方法。
最后，应该把订货看板（三角看板）与系统联系起来，作为订货的提示，当货物的取用遇到甚至超过此看板时，仓库管理员扫描订货看板上的条码，向采购部门发出订货指令。订货看板放置的位置，由前面计算的“订货点”确定。订货看板上的条码应包含如下信息：
货物编号，以唯一确定一个货物的名称和型号
库位编号，系统可以此精确的定位每个库位的货物流动订货量，（r, Q）策略中的Q，根据历史数据计算得出
上述库位管理方式的基本流程如下图所示：
取货看板
订货看
板更新某库位的存货量发送订货指令
库位上的存货
订货看板位置
下面我们将以一个实例来说明如何在库位管理中应用（r, Q）策略。
按前面的构想，WMS中存储的取货信息，由取货看板产生，在系统中的存储结构如下：
Date Time
Shelf
No.
Goods No.
One Card
Amount
2013-1 1-0210:00
Shelf-
001
Goods-0015
2013-1 1-0214:20
Shelf-
001
Goods-0015
2013-1 1-0217:08
Shelf-
002
Goods-0015
2013-1 1-038:16
Shelf-
002
Goods-0015
2013-110:07Shelf-Goods-0015
1-03002
2013-1 1-0313:45
Shelf-
001
Goods-0015
2013-1 1-0315:24
Shelf-
001
Goods-0015
经过简单的整理，并结合满足实际需求的情况，可得如下结构的数据：Goods-001 daily demand
Date Demand Matche
d
Not Matched
2013-11-0225 25 0
2013-11-0332 30 2
2013-11-0440 40 0
2013-11-0535 35 0
2013-11-0638 25 13
2013-11-0730 30 0
2013-11-0845 45 0
2013-11-0938 35 3
2013-11-1025 25 0
2013-11-1130300
由此可知：日需求量均值 = 34，标准差 = 7
没有发生缺货的周期为：7/10*100% = 70%，
即，任一周期内的需求被全部满足的概率为70%
十个周期的总需求为：338；被满足的需求为：320
被满足的需求所占的比例为：320/338*100% = %
假设在系统中可知：订购成本 = 8，持货成本 = ，前置期 = 4可得：
由 P = 得 z = ，由此可得：
也就是说，对货物Goods-001的管理，应该在其堆放量为159单位的位置上放置一个三角看板，看板上的订货量应设为705个单位。其它货物的（r, Q ）策略可用同样的方法获得，以现在计算机的处理能力，这些计算能很轻松的完成。
上面这个例子有个默认的前提，就是“一个货物存放在一个库位”，如果一个货物存放在两个以上的库位里，问题会稍微变得有些复杂。（r, Q ）策略的计算不是问题，挑战是，如何对多库位的货物进行管理，并确保FIFO 原则。可以参考Lean 里面的一些方法，具体包括以下几点：
使用库位组标签（箭头+库位编号），指示下一个库位的编号 最后一个库位应有结束标识，进货后结束标识放置到新的位置 进货上架时，应按出货顺序重新摆放库位组标签
另一方面，对库位的可视化管理，也是一个值得实现的功能。具体的说，当用户想查询某个库位的存货时，只需要输入“库位编号”，在这个库位上货物的堆放情况就能以图形的方式现实出来。可视化管理对于“一货物多库位”的管理会更加有效，你可以输入“物品编号”以查看摆放在不同货位的物品的情况，可视化程度做得好的话，还应该显示三角看板的位置，以便管理员随时能关注现存货物离三角看板还有多远。
还有一个与库位管理紧密相关的问题，最佳取货路径，可以作为WMS 库位管理模块的一项补充功能。问题的基本模型是：对于接到的订单，应如何调度取货车，使得取货车以尽可能短的路径，完成尽可能多的订单的配送。可用多车辆调度的扫描法来求解这个问题，具体如下图所示：
出货位置
条件
订单1 – 18000 件订单2 – 9000件取货车：2辆
每辆容量：10000件
1
求解过程：
从 库位-1 开始，向左扫描
扫到 库位-2 时超过取货车的容量生成第一条取货路径
以此类推得到三条取货路径
2
所得取货调度取货车-1：路径-1 for 订单-1路径-2 for 订单-2取货车-2：路径-3 for 订单-3
当然，还有很多其他“路径和调度”的算法，甚至还有从“三维空间”的角度来优化取货路径的研究。在实践中如何选择合理的算法，值得深入探讨，但限于篇幅，在本次作业中暂不展开讨论。
综上所述，我们从看板条码、（r, Q）策略、可视化管理、以及路径和调度等几个方面讨论了如何加强WMS中库位管理的功能，希望这些思考能有一点的实践价值。