基于改進型SLP方法的C公司倉庫布局規劃研究

汪學勤，徐　杰

（北京交通大學　經濟管理學院，北京　100044）

基于改進型SLP方法的C公司倉庫布局規劃研究

汪學勤，徐杰

（北京交通大學經濟管理學院，北京100044）

針對C公司新租賃倉庫在布局中存在主觀性強、功能區域布置不合理、倉庫作業路徑雜亂等現象，通過查閱相關倉庫布局文獻，借鑒改進型SLP方法，結合企業實際業務情況和倉庫存在的問題，詳細分析倉庫訂單業務的特點，按訂單量和貨物量兩個指標分析了功能區域間的相互關系，并驗證訂單量和貨物量對綜合功能區域間相互關系的影響，形成最終布局方案。

改進型SLP；物流；倉庫布局規劃

1　引言

C公司是一家第三方物流公司，主要業務是為手機經銷商提供手機的存儲和配送等物流服務。隨著業務的發展，C公司的業務量呈現上升趨勢，原有的倉庫已經不能滿足新業務對倉庫存儲、配送能力的要求。因此，公司擬對原有倉庫進行重新布局，使其能滿足當下需求。原倉庫業務主要分為兩種，一種為B2C銷售業務，一種為快貨業務。B2C銷售業務是指企業與客戶之間以網絡為依托的電子商務交易，主要銷售對象是消費者和零售商。在該項業務中，C公司作為第三方物流公司的主要職責為存儲和配送待售商品，消費者在線下單，企業下達發貨指令到C公司，C公司客服部審核通過，倉庫完成銷售訂單出庫業務。中轉業務指C公司總倉經干線運輸把貨物運輸到省級代理，再由省級代理進行中轉配送至客戶。它與B2C業務的主要區別：入庫分揀結束立即配送，除特殊情況，不在庫內暫存；大批量到貨，主要以托盤形式包裝運輸。根據出庫的作業流程分三種操作流程，中轉業務為單獨一種作業流程，銷售業務分為兩種作業流程。由于單件手機銷售包裝體積較小、質輕且形狀規范，所以本文不考慮產品的體積和重量。在此基礎上本文應用改進的系統布置設計（Systematic Layout Planning，SLP）方法對原倉庫重新規劃，以使其能滿足公司業務發展需求。該方法相對于傳統的系統布置設計方法進行了局部的改進，具有更嚴謹的邏輯性、科學性和適用性，能為C公司倉庫布局提供科學合理的方法。

2　改進型SLP方法文獻綜述

2.1SLP方法概述

SLP方法由美國的Richard.Muther［1］于20世紀60年代提出，被公認為工業設施和物流設施布局的主流方法。采用SLP方法進行倉庫布置設計的首要工作是搜集基本數據。從產品、數量、服務、路徑、時間四方面收集，再分析各作業單位相互間的物流和非物流關系，將各功能區域密切程度分為A、E、I、O和U（絕對重要、特別重要、重要、一般重要和不重要）五大等級。綜合物流和非物流相關分析得出綜合作業單位相互關系表。根據綜合相互關系表中作業單位之間相互關系的密切程度，決定各作業單位之間距離的遠近，安排各作業單位的位置，繪制作業單位相關圖。結合功能區域單位面積形成倉庫面積布局圖。

2.2SLP方法改進研究

SLP方法的改進主要集中在SLP程式結構模型、功能區域關系確定和評價方法的改進上。例如：在程式模型上，侯玉梅［2］認為改進型SLP方法在程序上考慮了動線分析，彌補了SLP方法在動線分析中的不足，并以此方法改進原SLP程式模型。與之相應的研究有馮定忠［3］、楊建華［4］、劉旺盛［5］、徐輝［6］、李冰［7］等。在功能區域關系確定方面，Sunderesh S.Heragu［8］提出9種啟發式遺傳算法求解模型，并進行簡化對比。Young Hae Lee，Moon Hwan Lee［9］應用混合遺傳算法求解布局規劃問題。黃珍珍，董敏，樊樹海［10］基于綜合相關密切程度的計算繁瑣難以自動化問題，提出綜合關系密切程度的算法改進方案。馮芬玲，景莉，楊柳文［11］提出功能區域的綜合關系最大的數學模型，并應用遺傳算法求解，得到合理布局方案，并進行了合理性有效性驗證。該方案仍然是以SLP方法與數學方法結合的改進方法，不同之處在于數學模型的目標函數的多寡、算法的不同、參考條件的不同。如：任宇［12］提出功能區域綜合關系最大、物料搬運成本最小二個目標函數，再通過遺傳算法求解。在評價方面，鄭俊慶，楊逸遠［13］研究SLP方法與AHP的工廠評價，面對多布局方案的選擇時建立一個簡單可操作的多元標準決策評價指標體系，并進行了敏感性分析。但該方法只是定量的分析方法，多存在主觀因素。杜娟，薛建武［14］利用AHP方法對設施布置設計得到的多個備選方案進行評價，建立了以空間利用率、物流成本、安全性和監管難度為準則的混合遞階層次模型，構造四個準則判斷矩陣，計算排序層次，最終形成布局方案。

綜上，本文針對傳統的SLP方法進行改進，如圖1所示。改進的地方集中在物流量分析上，進一步挖掘功能區域間的關系，以提高整體的功能區域間的綜合程度，從而優化總體布局方案。具體應用步驟是通過分析倉庫業務特點和作業流程特點推算倉庫物流量，再確定功能區域面積，從這三個方面確定功能區域間關系，考慮到業務特點對布局的影響，使用訂單量和貨物量計算物流量，最后在改進SLP方法基礎上結合Tompkins方法確定功能區域面積圖，形成最終方案。

圖1　改進型SLP方法

3　倉庫現狀分析及改進SLP方法應用

3.1倉庫現狀分析

公司業務種類可分為存儲業務、中轉業務和B2C銷售業務三種。由于公司存儲配送貨物均是手機成品，銷售業務和中轉業務操作工藝差別較大，實際操作中處理同一類型訂單時間比同貨量不同類型訂單的時間短等原因，為節省出庫時間，將中轉與銷售業務分為三種作業途徑。現對部分歷史出入庫訂單進行分析，見表1。

表1　每個訂單平均件數

為使倉庫達到預定5 000票銷售訂單量，現轉化為表2。

表2　預定銷售出庫單下倉庫物流量

為分析每種路徑中的貨物量，需對歷史銷售出庫訂單進行分析，求出實際5 000票訂單中各操作路徑的物流量，見表3。

表3　銷售訂單分類統計

表3將銷售出庫訂單分為6種類型，其中A、B、C、D四類占總訂單量90%，E、F占總貨物量94%。因此，前四類使用作業路徑三，后兩類使用作業路徑二，實際考慮到大批量貨物訂單會減少，所以假設訂單F類型不在5 000票銷售訂單中，得出未來倉庫物流量估算結果，見表4。

表4　未來倉庫日物流量估算結果

表4中作業路徑一是中轉貨，主要是貨物到達后立即分揀配送不用存儲。銷售貨物到達分揀后入庫存儲等待銷售出庫，當銷售出庫訂單的貨物量達到200件/票以上時，采用作業路徑二進行全人工掃碼、打包、封箱。200件/票以下時，采用作業路徑三流水線生產方式。再根據物流量及作業流程可計算出各功能區域面積。

3.2改進型SLP方法應用

（1）功能區域物流與非物流相關性分析。根據表4倉庫的未來需求量，采用雙重單位標準分析功能區域相關圖。參考物流強度等級比例劃分（見表5）、作業單位相互關系等級［1-2］、功能區域相互靠近理由［1］，計算出圖3以貨物量和訂單量計算的物流功能區域相關圖。

表5　功能區域相互關系等級劃分

圖2　以貨物量計算的物流功能區域相關圖

圖3　以訂單量計算的物流功能區域相關圖

對各功能區域的非物流相關性進行分析，結果如圖4所示。

圖4　倉庫功能區域非物流相關程度圖

（2）功能區域綜合相關性分析。得出物流和非物流功能相關性后就可以采用加權的辦法［1］求出功能區域綜合關系相關圖。由于設定權重值可有多種，通常物流和非物流比例各0.5。本文認為物流關系更重要，所以設定物流關系偏大。以物流權重為0.6，非物流權重為0.4為例。則設定圖2、圖3、圖4中的權重依次為0.3、0.3、0.4，按A=4、E=3、I=2、O=1、U=0的賦值求各功能區域間綜合值，得出圖5。

功能區域綜合關系數值化計算。根據綜合數值化公式（1），計算各功能區域綜合值Tij。

i，j=1，2，3...13且i≠j，R1+R2+R3=1

其中：Tij表示功能區域i與j之間的綜合關系值；

R1表示物流貨物量關系權重，Wij表示功能區域i與j之間關系值；

R2表示物流訂單量關系權重，Lij表示功能區域i與j之間關系值；

R3表示非物流關系權重，Fij表示功能區域i與j之間關系值。

通過計算形成倉庫內部各功能區域綜合數值表，然后依據表5劃分比例將綜合數值轉化成圖5。

（3）功能區域初步布置方案的確定。功能區域相關關系確定后就可以布置面積布局圖。根據Tompkins方法［2］：第一步將綜合功能區域關系以圖表的形式展開。第二步將功能區域無面積方塊或者面積相等的方塊或以功能區域劃分為面積的最小公倍數設定。第三步拼圖規則：首先尋找相關等級在A級的模塊，然后確定相應位置，如A級個數相同，則按下一個等級比較。依次類推，尋找多個布置方案。最后對已初步設定的方案進行面積調整，最終得出方案如圖6所示。

圖5　倉庫內部功能區域綜合關系密切程度

圖6　倉庫功能區域布局圖

4　C公司倉庫布局及評價

（1）訂單量和貨物量雙重標準的影響分析。為進一步分析雙重衡量標準對綜合功能區域密切程度影響，本文比較了單一貨物量標準和雙重標準下的綜合功能區域的總值。由上節可知功能區域物流相關性分析權重0.6，非物流權重0.4。據此，以貨物量衡量物流量，保持功能區域物流權重和非物流權重不變，分別計算不同條件下功能區域綜合關系總值。經計算，貨物量單標準計算的功能區域總值48.8；貨物量和訂單量雙重標準計算的功能區域總值53.9。說明貨物量和訂單量雙重標準計算的功能區域相關性總值比單一標準較好。因此，這種方法具有提高功能區域布局的效果。

（2）方案的物料搬運距離比較。如圖7、圖8分別是新舊方案搬運路線圖。圖中進貨口箭頭為入庫貨，含快貨和B2C貨。箭頭為B2C貨，箭頭為快貨（作業路徑一），箭頭為（B2C）人工加工出庫（作業路徑二），箭頭為（B2C）流水線加工貨（作業路徑三）。

圖7　原倉庫物料搬運路線

圖8　重新布局后倉庫物料流動路線

表6　作業路徑搬運距離對比

為更好的比較各路徑一次性搬運距離，以入口左下角為坐標原點心，分別計算各功能區域的中心，根據作業流程，計算貨物經過各功能區域中心的搬運距離，計算結果見表6。新方案在一次作業中比原方案的運輸距離約少72m。總的路程節約18.4%，說明新方案比原方案更加明朗清晰。

5　總結

根據重新布局的結果可知，訂單量和貨物量雙重標準更能提高倉庫功能區域間的綜合密切程度，從而證明了該種方法的可行性。

［1］Muther R.Systematic layout planning［M］.Boston:Cahners books，1973.

［2］侯玉梅，許良，馬利軍.物流工程［M］.北京:清華大學出版社，2011.

［3］馮定忠，吳能，范佳靜，蔣美仙.基于SLP和SHA的車間設施布局與仿真分析［J］.工業工程與管理，2012，17（2）.

［4］楊建華，彭麗靜，楊永清.基于SLP和SHA結合的企業物流系統平面再布置設計［J］.中國市場，2009，（19）:8-13.

［5］劉旺盛，蘭培真.系統布置設計—SLP法的改進研究［J］.物流技術，2006，（10）.

［6］徐輝，侯建明.關于SLP方法的思考［J］.企業技術開發，2014，33（30）.

［7］李冰.基于SLP+SHA的工程機械廠物流分析與優化調整［J］.科技管理研究，2011，（8）.

［8］Sunderesh S Heragu.Recent models and techniques for solving the layout problem［J］.European Journal of Operational Research，1992，（57）:136-144.

［9］Young Hae Lee，Moon Hwan Lee.A shape-based block layout approach to facility layout problems using hybrid genetic algorithm［J］.Computers&Industrial Engineering，2002，（42）: 237-248.

［10］黃珍珍，董敏，樊樹海.SLP中綜合關系密切程度的算法改進［J］.工業工程與管理，2010，15.

［11］馮芬玲，景莉，楊柳文.基于改進SLP的鐵路物流中心功能區布局方法［J］.中國鐵道科學，2012，33.

［12］任宇.基于改進SLP方法的物流中心功能區布局規劃研究［D］.長沙:中南大學，2013.

［13］鄭俊慶，楊逸遠.基于SLP和AHP的工廠布局及評價研究［J］.機械研究與應用，2012，（4）.

［14］杜娟，薛建武.基于SLP及AHP的車間設施布置方案設計［J］.價值工程，2015，（27）.

Study on Warehouse Layout Planning of Company C Based on Improved SLP

Wang Xueqin，Xu Jie
（School of Economics&Management，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China）

In this paper，in view of the problems in the layout of the newly leased warehouse of a company C and through reviewing relevant literatures，we analyzed in detail the characteristics of the orders and products of the warehouse，studied the interrelationship between the functional zones using the two indexes namely order volume and cargo volume，and then verified the influence of the two on the relationships between the comprehensive functional zones to derive the final layout plan.

improved SLP；logistics；warehouse layout planning

F253.4

A

1005-152X（2016）04-0118-05

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.04.028

2016-03-13

汪學勤（1989-），男，安徽安慶人，北京交通大學經濟管理學院物流工程在讀碩士研究生，研究方向：物流工程；徐杰，副教授。