库存堆垛管理方法技术领域
本发明涉及物料管理方法，更具体地说，涉及库存堆垛管理方法。
背景技术
企业离散件作业生产线(如厚板生产线)区域，一般配备若干物理库
区，用来临时堆放需要后续处理的加工物料(如钢板等)，其管理方式为
在每个垛位上事先标定好其垛位属性，如材料类型、成品运输方式、去向
等，然后根据入库材料的相关属性，建立起与垛位属性之间的某种对应关
系来进行入库堆放操作。为便于库存作业管理，简化入库、出库操作，一
般指定若干物理库区堆放特定属性的材料。
例如，对于在宽厚板作业线，进行如下库区划分：
A1库区：修磨台架的下线物流的堆放地；
A2库区：切头剪出口的下线物流的堆放地；
B1库区：双边剪出口的下线物流的堆放地；
D1库区：切头剪入口的下线物流的堆放地；
D2库区：切头剪出口的下线物流的堆放地；
D3库区：双边剪出口的下线物流的堆放地。
同时，在每个库区，又划分若干垛位，比如A1库区的垛位有A1_A、
A1_B、A1_C、A1_D、A1_E5个跺位。每个垛位可堆放相应尺寸的钢板，
并有最大堆高限制，堆放时不要超过这个高度。由于库区场地有限，使得
总垛位数较少，而下线临时堆放的加工材料又多，造成加工件进出库周转
较为困难。
由于跺位属性被固化，不能根据实际下线加工件属性动态变化情况进
行合理分配垛位，造成一些跺位空余，而另一些跺位不够用。特别地当合
同交货期较多时，由于跺位划分不合理，各种属性之间的入库材料需要混
合才能堆放，这给材料后续加工的出库操作与管理带来诸多困难，导致堆
垛混乱，增加倒垛作业量，延长了材料入、出库周转效率，影响合同准时
生产与交货。特别是对于根据合同订单生产的作业线，为确保合同准时交
货，需要进行大量的翻垛作业，把堆放在底层的紧急加工件优先进行后续
处理，造成加工效率的低下，影响合同按时完工。
对该问题公开文献目前还没有有效的处理方法。大多数专利都是针对
库存的保有量与进出货计划的有机关联，以及如何快速库存货物的寻找等
提出一些解决方案。
申请号为CN201410174258.3的专利“一种面向实时生产过程的钢坯
入库堆垛优化方法”，该方法以总倒垛次数最小为目标，通过检查所有堆
垛仓库可用垛位数、在库内钢坯最早出库日期，以及当前批次待入库钢坯
出库日期进行相关入库堆垛操作。尽管该方法对降低倒垛操作有所帮助，
但不同够解决垛位的有效管理，特别是在总垛位数有限而入库板坯较多的
情况下，不能有效解决出库效率问题。
发明内容
针对现有技术中存在的堆垛管理效率低、出库慢的问题，本发明的目
的是提供一种库存堆垛管理方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种库存堆垛管理方法，包括以下步骤：步骤1，库区垛位划分；步
骤2，垛位聚集属性判定；步骤3，入库材料跺位适配值计算；步骤4，入
库材料的跺位指派。
根据本发明的一实施例，步骤1进一步包括：读取垛位的时间信息，
并将时间信息与垛位聚类属性值进行数据关联。
根据本发明的一实施例，步骤2进一步包括：计算并动态更新垛位聚
集属性值，并且对垛位聚集属性值进行修正。
根据本发明的一实施例，步骤3进一步包括：读取入库材料的垛位基
本信息；计算初始垛位聚集属性值；计算动态更新之后的垛位聚集属性值；
计算入库材料跺位适配值。
根据本发明的一实施例，步骤4进一步包括：计算垛位的时间信息；
判断垛位指派的优先级；对不同优先级的垛位进行指派；判断垛位指派是
否成功。
根据本发明的一实施例，步骤2进一步包括：若D1-D0>N且
(K-1)*T<D2-D1≤K*T天，则为K周垛位，垛位聚集属性值P＝K；其中，
当前日期为D0，垛位中堆放的材料最早交货期为D1，最晚交货期D2，T
为天数，N为自然数。
根据本发明的一实施例，步骤3进一步包括：垛位适配值F＝0，若使
其属性值+1，则F＝1；材料与跺位适配值计算公式为：F＝P1-P0；其中，
P1为入库材料堆放到该跺位后的跺位聚集属性值，P0为该跺位后的跺位
聚集属性值。
在上述技术方案中，本发明的库存堆垛管理方法根据来料属性与已有
跺位的划分，确立一种按交货期归并和属性聚类策略，通过建立来料与跺
位的关联属性，最终根据关联属性依次把入库材料指派到关联跺位中，能
够有序地提升出库效率，加快物流周转。
附图说明
图1为入库材料库存垛位指派操作流程；
图2为入库材料垛位适配值计算流程
图3为材料入库垛位指派操作流程；
图4为库区垛位与入库材料指派示意图；
图5为本发明一实施例的钢板信息表；
图6为本发明一实施例的垛位信息表；
图7为本发明一实施例的钢板跺位适配值表。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
参照图1，本发明公开一种库存堆垛管理方法，包括以下步骤：
步骤1001，库区垛位划分。
步骤1002，垛位聚集属性判定。
步骤1003，入库材料跺位适配值计算。
步骤1004，入库材料的跺位指派。
下面来分解说明上述各个步骤。
步骤1001：库区垛位划分，即读取垛位的时间信息，并将时间信息与
垛位聚类属性值进行数据关联。
为了减少倒垛作业，提升库存管理效率，需要对垛位进行合理的划分
与管理。事实上，按固定属性来指派来料垛位堆放，虽然简化了垛位管理，
但不一定合理、科学，比如按第一、二周和三、四周划分垛位，如果合同
交货期分布不均，会导致垛位严重失调，因此属性定义需要根据合同实际
情况而定。另外，随着时间的推移与生产滚动发展，堆垛上堆放的材料交
货属性也在跟着变化。所以每个垛位的属性定义不可定死，只能根据堆放
材料类别进行聚类。为此，本发明提出一种根据时间段T来聚类的方法，
时间段T的长短视合同与现有跺位数量情况而定，通常以一周的时间为单
位。制订以下库区垛位聚类策略：
空垛位
紧急垛位
单周垛位
双周垛位
三周垛位
四周垛位
K周垛位(K＝0，1，2，3，4，……)
K周垛位聚类属性值P等于K+1。
空垛位较特殊，其属性值定义为0，可以堆放任意交货期的合同。某
垛位一旦无料，则该垛位自动变为空垛位；凡是紧急垛位，只能堆放紧急
合同，非紧急合同不能堆入。某个空垛位一旦堆放紧急合同，则该空垛位
变为紧急垛位；单周垛位只能堆放单周合同的来料，双周垛位只能堆放双
周合同的来料，……，以此类推。一旦现有跺位划分不够进一步堆放，允
许按一定的规则进行跺位降级处理：如单周跺位降级为双周跺位、双周跺
位降级为三周跺位等等。某个空垛位一旦堆放非紧急合同的来料，则该空
垛位变为X周垛位(需要依据合同交货期确定)。随着时间的推移，上述
垛位聚类属性值P应进行动态更新，确保与跺位属性值的定义相对应。
步骤1002：垛位聚集属性判定，即计算并动态更新垛位聚集属性值，
并且对垛位聚集属性值进行修正。
跺位聚集属性P由该跺位上堆放材料交货期动态决定。随着时间的滚
动，垛位材料的陆续出库，其跺位聚类属性值也跟着变化。为此需要动态
更新库区每个垛位的聚类属性值。假设当前日期为D0，垛位中堆放的材料
最早交货期为D1，最晚交货期D2，则按如下处理流程进行跺位属性值修
正：
空垛位：属性值P为0；
若D1-D0≤N天，则该垛位为紧急合同垛位，属性值P＝1；；
若D1-D0>N且D2-D1≤T天，则为单周垛位，属性值P＝2；
若D1-D0>N且T≤D2-D1≤2T天，则为双周垛位，属性值P＝3；
若D1-D0>N且2T<D2-D1≤3T天，则为三周垛位，属性值P＝4；
若D1-D0>N且(K-1)*T<D2-D1≤K*T天，则为K周垛位，属性值P＝K；
……
每次堆垛指派时，都需要对垛位属性值进行更新计算，随着当前日期
往后推移，每个垛位的属性在不断滚动变化，比如三周的变成了双周，双
周的变成了单周，单周的变成了紧急，紧急的变成了空垛位，空垛位可堆
放任意属性的合同材料。这样，垛位的属性自动跟堆入的钢板挂钩，实现
入库材料自动匹配入库指派。
步骤1003：入库材料跺位适配值计算，如图2所示，由以下步骤构成：
步骤2001：读取入库材料的垛位基本信息；
步骤2002：计算初始垛位聚集属性值；
步骤2003：计算动态更新之后的垛位聚集属性值；
步骤2004：计算入库材料跺位适配值。
工厂在按合同加工生产时，为实现按合同交货期准时交货，总是按合
同交货期的前后次序组织安排生产。从库区垛位上选择后续加工料时，一
般选择交货期较早的材料加工生产。假如材料在库区垛位上堆放无序，不
可避免地发生倒垛操作，降低了材料加工的出库效率。为了从源头上来减
少倒垛，需要对合同入库材料与堆放跺位之间的适配程度F进行考察，F
值越低，表示与跺位越匹配，并依据F值来指派跺位，尽可能指派到最适
合的跺位上(对应F值最低的跺位)。入库材料跺位适配值计算流程如图
2.所示。
当入库材料堆放到某一跺位后而没有改变该跺位聚集属性值P，则定
义其匹配程度F＝0；若使其属性值+1，则定义F＝1。更一般地，材料与跺
位适配程度计算公式定义为：F＝P1-P0。其中，P1为入库材料堆放到该
跺位后的跺位聚集属性值，P0为该跺位后的跺位聚集属性值。显然，F＝0
表示入库材料堆放该跺位后不改变跺位聚集属性。随着时间的推移，同一
跺位合同材料适配程度值F也跟着变化。
步骤1004：入库材料的跺位指派，如图3所示，包括以下几个主要步
骤：
步骤3001：计算垛位的时间信息。
步骤3002：判断垛位指派的优先级。
步骤3003～3004：对不同优先级的垛位进行指派。
步骤3005～3007：判断垛位指派是否成功。
首先，获取需要入库指派垛位的材料基本信息：包括合同交货期、规
格等。根据合同交货期、库区垛位聚集属性值P，以及该跺位上堆放材料
合同交货期的分布情况，分别计算材料跺位适配值F，按如下步骤寻找恰
当的跺位进行指派，具体操作流程如图3.所示。
设待入库材料其交货期为D、系统当前日期为D0，垛位区分属性值时
间段为T，总跺位数为m，紧急合同天数为N(N<T)。堆垛指派操作步
骤如下：
步骤4-1：紧急合同跺位指派。计算剩余天数，若D-D0≤N天，该
入库材料为紧急合同，只能堆入紧急垛位。在所有垛位中寻找紧急垛位(跺
位聚集属性值P＝1)，有以下几种情况：
1)寻找当前库区有无可堆放的紧急垛位，若有，则指派该紧急垛位堆
入；如找不到可堆放的紧急垛位，则寻找一空垛位(跺位聚集属性值P＝0)
进行堆放。
2)若既找不到紧急垛位，又无空垛位，则需要进行降级处理：从现有
适配值F＝0的垛位中，依次寻找符合如下条件的垛位指派：
i)聚集属性值P最小的垛位；
ii)离D0最近的垛位；
iii)堆放材料最少的垛位。
如不成功，则继续寻找F＝1的垛位进行指派；以此类推(F＝1，……，
m)，直至寻找到恰当的垛位指派为止。
步骤4-2：K周垛位指派。计算剩余天数，若D-D0>N天，该入库钢
板为非紧急合同，则不能堆入紧急垛位，依次按适配值F＝0、……、m的
优先顺序寻找跺位堆放：
首先，寻找适配值F＝0的垛位中是否有空余地方堆放。从符合F＝0
的垛位中寻找符合如下条件的垛位指派：
i)聚集属性值P最小的垛位；
ii)离D0最近的垛位；
iii)堆放材料最少的垛位。
若跺位存在，则指派该垛位堆放该入库材料；若没有，则寻找一空垛
位堆放该材料。
2)若既找不到F＝0垛位，又无空垛位，则需要进行降级处理：寻找
F＝1的垛位进行指派；如不成功，则继续寻找F＝2周垛位进行指派；以此
类推(F＝1，……，m)，直至寻找到恰当的垛位指派为止。
下面通过一个实施例来进一步说明上述技术方案。
如图4所示，结合上述步骤，以厚板作业线中间库堆放半成品钢板进
出库操作管理为例，如何指派钢板S005(如图5所示)的入库跺位？具体
实施步骤如下：
步骤1：库区垛位的划分。
本实施例的库区垛位共5个：B201～B205，用来临时堆放下线钢板。
具体的垛位信息如图6所示，主要包括垛位号、垛位最大堆高、垛位实际
堆高、垛位堆放钢板宽度范围、垛位堆放钢板长度范围、垛位属性值。各
跺位已堆放钢板信息如图5所示。各垛位聚集属性值P是本发明的一项关
键属性，通过该属性值与材料跺位适配值F来指派入库材料的垛位堆放，
该属性值根据跺位堆放钢板合同交货期的分布情况更新计算得出，具体方
法见步骤2。
步骤2：库区垛位聚集属性值计算。
随着时间的推移，每个垛位的属性P在不断的滚动变化，比如三周的
变成了双周，双周的变成了单周，单周的变成了紧急，紧急的变成了空垛
位。根据各跺位堆放钢板交货期情况，分别找出最早与最晚交货期D1、D2，
定义紧急合同时间跨度N＝3天，聚集时间段T＝7天。系统当前日期假设
为20140801。则各跺位聚集属性值P按如下公式计算：P＝{(D2-D1-N)/T}.
下面以跺位B04为例计算如下：
D1＝20140804，D2＝20140810，N＝3，T＝7，则B04聚集属性值P＝
{(20140810-20140804-3)/7}＝{3/7}＝1.其中{X}表示对X小数部分非
0进1取整数。显然，由其属性值显示出该跺位是单周合同跺位。
步骤3：入库钢板S005跺位适配值计算，分别计算钢板S005与跺位
B01～B05适配度F_B01～F_B05。
计算钢板S005分别堆放到跺位B01～B05后，跺位聚集属性值P1，具
体值如图7第7栏所示。这里仅计算跺位B03的P1值：P＝{(20140820-
20140806-3)/7}＝{11/7}＝2.
计算适配度F(图7第8栏所示)，其计算公式为：F＝P1-P0。这里
仅以B03为例：P1＝2，P0＝1，F_B03＝P1-P0＝2-1＝1.所以钢板S005
与跺位B01的适配值为1。
步骤4：入库钢板S005垛位指派。
计算钢板S005交货剩余天数：R＝20140806-20140801＝5天(大于
N＝3天)，故该钢板合同为非紧急合同，只能在K(P〉0)周垛位上指派。
K周垛位指派。依次按适配值F＝0、……、5的优先顺序寻找跺位堆
放：
首先，寻找适配值F＝0的垛位中是否有空余地方堆放。从图7可知，
共有3个跺位B02、B04、B05与钢板S005的适配值为0.从这些跺位中，
依次寻找符合如下条件的垛位：
i)聚集属性值最小的垛位；
ii)离D0最近的垛位；
iii)堆放材料最少的垛位。
显然，跺位B202满足条件i)，故指跺位B202堆放入库钢板S005。
从以上的描述可以看出，本发明的方法主要是提出一种动态库区跺位
聚集属性与入库材料跺位适配值划分方法，建立两者间适配程度的属性关
联，根据垛位聚集属性匹配方法，形成一种对应跺位指派方案，进行垛位
指派作业。该方法能够有效减少为确保准时交货而不得不进行的翻垛作业，
加快钢板出库效率，实现合同的准时交货。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说
明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围
内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。