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使用ABC和SLP技术的矿山公司仓库设计与布局以提高生产力

期刊:ssrg international journal of civil engineeringDOI:10.14445/23488352/ijce-v12i6p110

这篇文档属于类型a,是一篇关于采用ABC分析和系统布局规划(SLP)技术优化采矿公司仓库设计的原创研究论文。以下是学术报告内容:

主要作者及机构
该研究由Aguirre Yataco Christian、Alonso Rosillo Zela、Wilfredo Quispe S.(通讯作者)等合作完成,作者来自秘鲁技术大学(Universidad Tecnológica del Perú)、秘鲁应用科学大学(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas)以及西班牙胡安卡洛斯国王大学(Universidad Rey Juan Carlos)。论文发表于2025年6月的《SSRG International Journal of Civil Engineering》第12卷第6期,文章编号105-121,开放获取许可为CC BY-NC-ND 4.0。

学术背景
研究领域为工业工程与物流管理,聚焦采矿行业备件仓库的运营效率问题。背景知识显示,传统仓库管理存在三大痛点:(1)人工库存管理错误率高(记录准确率仅88.19%);(2)订单交付不及时(OTIF指标为87.41%);(3)整体生产率低下(76.83%)。这些问题源于缺乏战略性的物料分类、混乱的仓库布局以及低效的内部运输路线。研究目标是通过集成ABC分类法(基于帕累托原则)和SLP技术,设计新型仓库布局,最终提升关键绩效指标(KPI)。

研究方法与流程
研究分为五个核心步骤:

  1. 现状诊断

    • 研究对象:某采矿企业备件仓库,包含381种库存物品。
    • 方法:采用鱼骨图(Ishikawa Diagram)分析根本原因,帕累托图(Pareto Chart)量化问题权重。数据显示,17%的订单错误源于缺乏分类系统,16%由仓库布局不合理导致。
    • 基础指标测量:通过公式ERI(Inventory Record Accuracy)计算库存记录准确率(336/381×100%=88.19%),OTIF(On-Time In-Full)反映交付效率(87.41%)。
  2. ABC分类实施

    • 样本处理:对2,974件月度订单物品按周转率和经济价值分类。A类(高优先级)占20%物品但贡献64.32%活动量(如活塞零件Cat 186-9177,月需求560件);B类占30%;C类占50%。
    • 工具:开发评估矩阵(Valuation Matrix),量化每类物品的运输路径需求(如A类物品平均需5段路径,总权重2,800)。
  3. SLP布局设计

    • 方法:建立关系图(Relational Diagram)确定功能区关联强度,空间图(Space Diagram)规划U型布局。
    • 创新点:将高周转率物品(A类)置于入口附近,减少平均运输距离(从31.85米降至13.6米)。
    • 验证:通过Arena仿真软件模拟新布局,预测路径优化效果。
  4. 性能指标仿真

    • 实验设计:在Arena中构建两种场景:(1)当前布局;(2)提议的U型布局。
    • 参数:运输时间(秒)、距离(米)、订单完成率(Fill Rate)。
    • 输出:仿真显示OTIF提升至93.12%(+5.71%),Fill Rate达94.97%(+7.05%)。
  5. 生产力计算

    • 公式:生产率=效率(OTIF)×有效性(Fill Rate),结果从76.83%提升至88.46%。
    • 数据分析:采用历史采购记录(表2,总值14,693,791.54 PEN)验证成本效益,效益成本比(BCR)为1.27。

主要结果
1. 分类效果:ABC方法使A类物品的定位时间减少43%,错误率下降29%。
2. 布局优化:U型设计缩短运输距离57.3%(13.6米 vs 31.85米),操作时间从1,161秒降至630秒。
3. KPI提升:OTIF和Fill Rate分别达到93.12%和94.97%,生产率绝对值增长11.63%。
4. 成本效益:无需重大资金投入,仅通过空间重组实现投资回报。

结论与价值
科学价值在于首次在采矿备件仓库中验证ABC-SLP联合应用的可行性,提出可复用的方法论框架。应用价值体现在:(1)为高周转率工业仓库提供布局模板;(2)通过仿真预验证降低实施风险;(3)量化证明非技术性优化(如路径规划)对生产率的影响。研究填补了采矿物流领域的方法空白,其U型布局和动态分类策略可扩展至石化、能源等行业。

研究亮点
1. 方法创新:首次将ABC-SLP集成应用于采矿备件仓库,解决该行业特有的高价值、高周转率物流挑战。
2. 实证严谨性:通过Arena仿真与历史数据双重验证,确保结果可重复性。
3. 低成本方案:物理布局重构相比WMS系统升级节省90%以上成本。

其他价值
研究附录包含完整的帕累托分析表(表1)、ABC分类表(表7)和关系图(图12),为后续研究提供基准数据集。此外,提出的指标计算框架(如生产率=OTIF×Fill Rate)被证明适用于离散制造环境。

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