干货|请收藏!资深专家解析纸板、纸箱行业仓储物流规划重点

作者:孙建明,毕业于英国中央兰开夏大学MBA专业,曾服务于多家世界五百强企业,现就职于山鹰国际,多年来从事供应链物流工作的管理及研究。


对于纸板业务而言,与其配套的仓储物流主要有两大功能,其一满足生产,需要满足生产的前端辅料供给,又要满足生产后端的产品及时下线;其二要满足销售客户,要及时有效的完成客户订单的执行。纸板业务的仓储物流按照功能主要分原纸库,厂内物流,成品库及厂外配送物流四段。


相较其他行业的仓储物流设计,纸板业务的仓储物流有几个特性需要特别注意:


  • 原纸库的库存设置,需要特别考虑原纸厂的固有生产周期;

  • 成品没有库存概念,拉动式订单销售模式,从接单生产到订单配送,一般在24-48小时内完成,对成品库的吞吐效率要求非常高;

  • 纸板产品的不规则性,造成存储搬运效率的运作低下。


所以,这个行业仓储物流的设计,货物的快速流动高于存储功能,迫切需要产品的标准化及作业自动化取代人工作业。


随着纸板行业的升级迭代,如果说连线生产是纸板智能制造的核心,那么,全自动物流系统则是纸板智能制造的迫切需要。全自动物流系统不仅提高了生产效率,而且降低了损耗、减少了用工人数,会极大的提升成本、效率、品质核心竞争力。另外,集中纸板业务模式,除了利用能源供给方式来降低产业成本,另外就是物流和供应链方式的颠覆性改变能带来的效率提升空间。


一、原纸库规划

原纸库的设计主要围绕其使用功能,这里主要讨论其三大核心功能:存储能力,入库能力及出库能力。


1、原纸库存储能力设计:

原纸库首要任务是存储原纸来满足生产,到底需要多大的仓库面积,需要弄清几个关键因素:


  • 满足正常生产需要的纸量;

  • 造纸厂原纸的供货周期;

  • 存储密度或单位面积存储量的要求(注意平面库与立体库的存储密度差别比较大)。


根据以上三个因素基本上可以计算出仓库的合适面积,合适面积是指库存既可以满足生产,又不会造成高库存成本。


假设一个年产量1亿平方的工厂,与其配套的原纸仓库面积推算步骤如下:


第一步:纸板平均日产量计算(平方) 

1亿平方/300天=30万平方的日产量。


第二步:保证以上瓦纸产量的原纸日供量(吨)

从纸板日产量推算原纸的用量,如果毛估算一般公式:纸板日产量x纸板平均重量(600克/平方,需要转化成吨);如果需要精算用纸量,那么需要清楚了解每平方瓦楞纸板的层结构及每层纸张的克重,可以得到每平方纸板的具体重量。


第三步:安全库存量(吨)

日用纸量X(交货周期+运输时间)=安全库存量。

原纸厂一般的交货周期也就是其一个生产排程,一般10天,当然有库存供货的周期会短。原纸一般都是一颗一个库位设计,所以有了安全库存吨数,可以根据一颗原纸的平均吨位,折算出安全库存颗数,也就得出了储位数。特别提醒,这个行业残卷回纸的比例很高在20%左右,所以安全库位必须考虑存储残卷的位置,所以安全库位=整颗原纸库位+残卷库位。


第四步:仓库面积确认

确定了库位数,使用立体还是平面存储,需要的仓库面积是不一样。即使使用立库,仓库的设计高度不同,所使用的面积也完全不同。除了面积考虑,平库与立体库的作业效率也是完全不同的,当然两种库的造价也是大相径庭的,这需要我们从成本及效率两个角度进行详尽测算,才能决定。对于投资平库还是立库的比较,主要需要计算立库硬件及软件的高投入部分,与其所带来的效率提升及人员设备的节省价值比较。


2、仓库作业效率设计

仓库的作业效率,直接会影响进出库速度,从而影响生产的供给。所以需要准确设计仓库的吞吐能力,也就是入库能力及出库能力。


平均入库能力(卷/小时):

入库部分需要计算两个能力,一个是抱车码头卸货能力,一个是原纸库输送线入库上架能力。入库能力=日入库纸卷量/10小时(这里10小时是按照车辆运输时间窗计算)。


平均出库能力(卷/小时):

(平均车速X60/平均纸卷长度)X瓦纸层数X瓦线数=产线平均用纸量,也就是从原纸库需匹配的输送能力要求。


残卷入库能力(卷/小时):

回库残卷假如是20%的话,那么要求残卷的回纸能力=平均出库能力X20%


原纸库总的吞吐能力=入库能力+出库能力+残卷回库能力

   

3、原纸库方案确认

基于以上各信息的测算汇总,为原纸库方案的确认提供基础的测算信息。


当大门幅生产设备的升级大大提升了生产效率,联线生产又开启了纸板厂智能制造4.0的时代,而国内传统人工物流的脚步明显已经跟不上瓦线生产的速度,迫切需要智能化程度高的全自动智能物流系统配置。这时候,全自动立体原纸库的使用就变得及有必要。


二、成品库设计

严格意义上讲,纸板产品需要快速流转的特性决定了,纸板成品不存在存储库存的问题。但相对于生产线24小时的连续生产下线,而配送出货的时间窗仅仅在白天的8-10小时内,那么在生产与物流之间就存在暂存空间的必要。


另外,之前提到的生产排程逻辑与物流配送逻辑的不一致,那么生产下线的订单产品,就需要空间重新拣配达到运输配送的订单逻辑。


如果我们仍以假设一个年产量1亿平方的工厂为例,与其配套的产品库的储位推算步骤如下:


第一步:需要存储的纸板量(平方)

如果按照夜班加20%白班产量需要暂存的逻辑,那么需要存储的量计算:(1亿平方/300天)X70%


第二步:存储储位计算(个)

储位数=(需存储量X纸板厚度)除以一个储位的量,如果按照一个标准托盘设计储位,那么一个储位为1.2MX1MX1.8M;如果按照双堆码机纸板平均幅宽:1.3m,纸板长度:1.4米,平均堆1800mm,那么一个储位为1.3MX1.4MX1.8M。当然,储位的设计也需要分析订单的产品的具体尺寸,把特殊尺寸的产品进行区分。


第三步:吞吐能力

入库能力:应匹配工厂的车速能力:(车速X门幅X60分钟X纸板厚度)/储位量,得出以小时生产的托数,如果又几条瓦线需要再乘以瓦线数。计算结果就是每小时入库垛数要求。

出库能力:生产时间22个小时,发货时间10小时,那么出库能力=入库能力X22/10

吞吐能力:入库能力+出库能力。


成品库的设计,既关联前端生产的作业流程,又要满足后端配送的压力,所以产品库作业效率是关键。至于产品库是用平铺还是立体库,立库投资成本高但快速解决了倒货的问题,平铺是行业目前通用的方式,但如果货量达到一定程度,倒货的效率可能是最大瓶颈。


三、提升运输效率的规划

厂外运输,主要围绕高效且经济的完成订单配送目标来设计。对于纸板产品的不规则性,导致运输环节普遍使用人工装卸,从而造成低效的运作模式。解决人工作业方式,提高作业效率是纸板运输规划的重点。


1、托盘运输的可行性

纸板产品的非标准化是阻碍设备批量移动的难点,如果能够产品托盘化,就能促成产品批量移动。产品托盘化,就能使用叉车装卸,释放大量手工劳动力,并且大大提升作业效率。


2、自动装卸车系统


image.png


自动化装卸车系统的工艺流程如下:


  • 首先待装载物料在模组带上面整合完成(进行单边定位,满足装载的长宽高要求),当装载车辆到位以后,自动装车系统进行左右平移对接待装载物料,定位完成以后,待装载物料通过模组带输送到自动装车系统内部,自动装车系统根据车辆停止的具体位置,通过左右平移机构移动到货车位置,通过定位检测系统将自动装车系统与货车左右对齐,然后垂直升降系统带动物料整体进行上下升降,使自动装车系统与车辆货箱等高,然后自动装车系统内部的摆动过渡装置摆动到位,自动装车系统内部模组带与车厢内部的输送系统配合将物料输送到车厢内部,当物料全部输送完成以后,摆动过渡装置复位,车辆驶离,自动装车系统复位后进行下一个循环。


运用自动装卸车系统的好处


  • 更少的作业时间-长时间的人工搬运和装卸货过程可以缩短到几分钟

  • 更少的作业人员-需要更少的装卸货操作人员,通常一个人就可以完成。

  • 更少的叉车设备-需要更少的叉车和其它装卸设备

  • 更少的装卸月台-需要更少的装卸作业点就可以满足整个装卸效率

  • 更少的货物损坏-减少了在装卸车过程中机械设备对货物的损坏

  • 更少的安全隐患-自动化的封闭的作业环境,减少了不安全的因素。


3、TMS运输系统

在国内纸板行业使用运输管理系统的案例不多,特别小型的纸板厂,日送货订单量在人脑可以处理范围内,系统的处理能力确实无法明显体现,系统解决的是人脑已经无法有效解决的问题。而集中纸板产业的出现,会使单厂的订单量急剧提升,那么车辆资源的合理安排及配送任务的有效执行,单靠人脑就不能实现,这时候TMS系统的可视化闭环管理就显得特别重要了。


TMS也就是物流运输管理系统,它的主要功能包括订单管理、配载作业、调度分配、行车管理、GPS车辆定位系统、车辆管理、人员管理、数据报表、基本信息维护、系统管理等模块。该系统对车辆、驾驶员、线路等进行全面详细的统计考核,能大大提高运作效率,降低运输成本,让企业在激烈的市场竞争中处于领先优势。


TMS系统的功能在这里不赘述,特别需要提醒的一点,属于纸板这个行业的一个特点。TMS系统是以客户为一个执行目标送货,而一个客户可能包含多个订单;而生产的排程系统,特别是双刀排程,它的排程是以生产设备拼单最优来达到最大效率,但这样的结果会造成一个客户的多个订单被不同时间生产,那么后期物流送货规划就存在等待的问题。如何让生管系统与物流配送系统前后最优配合,是行业需要进一步解决的问题。


四、结论

如今纸板行业仓储物流的设计,更多的是运用物流系统的升级,最大可能的提高物流的效率,运用现代物流系统最大的优势,用自动化设备代替了人工作业,大大节省了人工成本,并使物流作业更便捷、迅速、稳定。工业4.0的升级,已经让生产机器更智能,效率更高。如果服务生产的物流系统不能与其效率匹配,那么单单生产机器效率的提升,最终还是没有达到服务客户的终极目标。


纸板厂使用全自动物流,可以给企业可以带来的“好处”:


1、减少人工成本。日产纸板50万平方米的二级厂,用滚筒式物流解决方案,至少得安排5~6个人才能完成任务;而如果使用全自动智能物流系统,则只需要1-2个人操作就可以了。


2、搬运、堆垛更科学更合理。采用人工物流时,往往“见缝插针”地堆垛,当需要搬出某摞纸板时,才发现堆在了最里面,于此,人工操作时费时费力的事总会屡屡出现;而采用全自动智能物流系统后,仓储情况在电脑上看一目了然,而且,由于各道工序的进展,能被智能物流系统判断并记录下来,于此,在搬运、堆垛时,就能更科学、更合理。


3、提升产能。对于制造企业来说,最大的成本是产能的浪费。如果让数以千万元的机器设备由于“物流”没及时跟上,而处于低效生产状态,真是可惜了。采用全自动智能物流系统,厂内所有机器设备由于整体补给运送效率的提升,于是能较好地发挥效能。


4、让仓储空间最大化。由于物流效率及管理的提升,可降低仓储及生产的成品储存时间及空间,达到真正的高效生产,即时接单、即时生产、即时出货,从而让企业始终处于高产能、高效率状态。


5、让生产更安全。因为全自动智能物流系统的所有移动设备均装有感应装置,当有物体或人进入时即能及时停止,于此保证人和设备安全。

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