物流中心的布局規(guī)劃分析

文/孫建偉

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代物流業(yè)作為企業(yè)的“第三利潤(rùn)源”，其地位和重要性受到了來(lái)自政府、社會(huì)、企業(yè)越來(lái)越多的關(guān)注，物流行業(yè)也逐漸成長(zhǎng)為了促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)和新興的經(jīng)濟(jì)發(fā)展增長(zhǎng)點(diǎn)，物流也終于2009年政府工作會(huì)議上，被列為十大振興行業(yè)之一[1]。在整個(gè)物流行業(yè)供應(yīng)鏈條上，物流中心是整個(gè)供應(yīng)鏈體系上的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)過程中具有非常獨(dú)特的地位，其通過對(duì)貨品進(jìn)行在庫(kù)管理、配運(yùn)作業(yè)管理、信息流管理等操作，可以在很大程度上降低操作人員工作的強(qiáng)度，減少貨品在流通過程中的貨損，提高貨物的周轉(zhuǎn)率，從而創(chuàng)造明顯的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，物流中心又是實(shí)施貨品運(yùn)輸所必備的環(huán)節(jié)之一，因此很多新興行業(yè)，如高技術(shù)附加值企業(yè)，跨國(guó)銷售企業(yè)以及進(jìn)行專業(yè)化物流服務(wù)業(yè)務(wù)的公司紛紛建立了專業(yè)化的物流中心，很多跨國(guó)公司在商品銷售業(yè)務(wù)僅僅依賴很少的配送中心，由此可見物流中心是影響公司效益的關(guān)鍵因素，是起到?jīng)Q定性影響的實(shí)體[2]。因此，將物流中心的設(shè)備和操作區(qū)域進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，對(duì)改善物流中心的效率就顯得尤為重要。

一、物流場(chǎng)所設(shè)施布局的基本要求

設(shè)施布置設(shè)計(jì)的原則對(duì)于不同系統(tǒng)的布置有著不同的要求，總結(jié)起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：（1）服務(wù)于系統(tǒng)的主要目的。在生產(chǎn)系統(tǒng)方面，必須以產(chǎn)品工作流程為主線，確保產(chǎn)品高效有序生產(chǎn)，降低設(shè)施設(shè)備投資成本。（2）減少或消除不必要的操作。可有效提高系統(tǒng)效率，降低消耗。（3）保證系統(tǒng)柔性。使系統(tǒng)有進(jìn)一步改進(jìn)、發(fā)展的空間。（4）獲得完整的系統(tǒng)優(yōu)化。既要進(jìn)行總體布局，又要進(jìn)行詳細(xì)布局，二者相結(jié)合、相輔相成，才能得到一個(gè)全面、合理、高效的系統(tǒng)。（5）充分利用空間。盡量因地制宜的使用整個(gè)系統(tǒng)的空間面積。（6）注意人為因素。特別是對(duì)于服務(wù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，人的效率決定了系統(tǒng)的效率。布局應(yīng)提供舒適、安全、舒適的環(huán)境（例如房間大小、溫度、濕度和其他一些支持房間），以滿足人們的生理和心理需求，以提高系統(tǒng)的效率[3]。

二、SLP法概述

在理查德繆斯提出的SLP（系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)）中，把產(chǎn)品、產(chǎn)能、生產(chǎn)工藝、協(xié)助服務(wù)部門以及生產(chǎn)進(jìn)度等作為已知的基本要素或者初始材料來(lái)處理.

（1）產(chǎn)品product。產(chǎn)品是工廠生產(chǎn)所需的原材料，或需要進(jìn)一步加工的零件和成品。通常由生產(chǎn)計(jì)劃決定，包括產(chǎn)品類型、品名、特征等因素，它決定了生產(chǎn)線上操作設(shè)備的種類、組配以及各任務(wù)模塊之間的相互關(guān)聯(lián)，原料運(yùn)輸方式等[42]。在物流教學(xué)中，主要指代成組或拆零貨品。

（2）產(chǎn)量quantity。是指所生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量，其量化表示方法有重量、大小和數(shù)量等。在物流教學(xué)中，要保證兩點(diǎn)：操作的總物料量和份數(shù)，以及足夠的工位開出率，以平均一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)班35人計(jì)算，最少要保證一半的學(xué)生既18人左右同時(shí)在各個(gè)崗位操作，其余學(xué)生觀摩

（3）生產(chǎn)路線route。一個(gè)不封閉的工藝流程或生產(chǎn)步驟的有序圖會(huì)影響原材料倉(cāng)庫(kù)的面積、倉(cāng)庫(kù)區(qū)域的位置、零件的運(yùn)輸路線以及每個(gè)生產(chǎn)單元之間的關(guān)系，以及在同時(shí)影響生產(chǎn)。同時(shí)也對(duì)產(chǎn)品的時(shí)間和質(zhì)量產(chǎn)生影響。在物流教學(xué)中，生產(chǎn)路線的考慮主要以物料動(dòng)線的規(guī)劃管理為主，因?yàn)檎麄€(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)基本上不涉及“生產(chǎn)”，唯一的流通加工，其操作工藝和物料總量也不大，同時(shí)，在學(xué)生進(jìn)行全流程作業(yè)時(shí)，教師對(duì)路線的管理和多崗位的監(jiān)管調(diào)控非常重要，要盡可能避免學(xué)生脫離教師監(jiān)控的情況出現(xiàn)。

（4）輔助服務(wù)部門serve。通常來(lái)看，生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括各類基礎(chǔ)的生產(chǎn)車間和輔助盛產(chǎn)車間，其他如后勤，貯存、行政等木門以及各類服務(wù)性質(zhì)部門統(tǒng)一歸于輔助部門。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是一切用于保障最基本的生產(chǎn)車間和輔助車間的日常運(yùn)行所必備的部門都被稱為輔助服務(wù)部門，在設(shè)計(jì)時(shí)要把它放在比較重要的位置，因?yàn)檫@些部門的空間占用率往往比真正的生產(chǎn)車間更大。在物流教學(xué)中，輔助服務(wù)部門的種類和功能相對(duì)來(lái)說(shuō)要弱化一些，主要應(yīng)包括基本的教學(xué)管理區(qū)域（辦公室、信息處理中心）、設(shè)備存放養(yǎng)護(hù)區(qū)域。

（5）時(shí)間time。在這里時(shí)間指的是在什么時(shí)間點(diǎn)上，消耗多少工作時(shí)間能夠制造出指定的產(chǎn)品，在物流教學(xué)中，主要考慮在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（以2課時(shí)80分鐘計(jì)算），布置的物流實(shí)操工作總量及工作類型。

在對(duì)上述各種潛在因素進(jìn)行必要的調(diào)查研究并獲得全面準(zhǔn)確的基線數(shù)據(jù)后，對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈中出現(xiàn)的物流和非物流關(guān)系進(jìn)行定性分析[4]，獲得幾個(gè)比較合理的布設(shè)方案，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)選擇，其原理如圖4.1所示。

圖1 系統(tǒng)布置方法SLP的工作原理

三、SLP方法在對(duì)中小型物流中心應(yīng)用中的適應(yīng)性

使用SLP方法對(duì)中小型物流中心進(jìn)行系統(tǒng)工程和規(guī)劃時(shí)，必須以產(chǎn)品、生產(chǎn)量、生產(chǎn)線等因素為參考進(jìn)行設(shè)計(jì)，產(chǎn)量是主要因素之一。產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，與之配套的制作工藝、裝配工藝就都被確定下來(lái)了。在物流商則表現(xiàn)為相關(guān)物流工作的流程和動(dòng)線，生產(chǎn)能力的價(jià)值反映了生產(chǎn)的類型，體現(xiàn)在物流工作中的物流量。因此，SLP的使用是根據(jù)線路的物流強(qiáng)度和物流工作的不同而定的。在中小型物流中心，工作流程和作業(yè)強(qiáng)度對(duì)計(jì)劃的影響主要體現(xiàn)在成本和作業(yè)效率上[44]，各類貨品、零部件等在貯存裝卸搬運(yùn)等物流活動(dòng)上的需求是不一樣的，并能影響到物流動(dòng)線的不同，物流中心的總體任務(wù)量則表現(xiàn)了各個(gè)作業(yè)模塊的工作強(qiáng)度。可以看出有物流產(chǎn)品的類型和物流工作量等因素為參考，而對(duì)于具有裝配線和多個(gè)制造單元的中小型物流配送中心，可以開發(fā)和規(guī)劃SLP布局方法。

四、SLP法實(shí)施步驟

（1）明確設(shè)施布局需要的各類必備要素——PQRST等因素，在獲取這些數(shù)據(jù)的前提下進(jìn)行了仔細(xì)分析，科學(xué)的設(shè)計(jì)出響應(yīng)的作業(yè)單元。（2）對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的各個(gè)作業(yè)單元，分別執(zhí)行相互關(guān)系分析。那種以業(yè)務(wù)流程為主的設(shè)施，相關(guān)分析最重要的方面是邏輯分析。對(duì)于一些開展生產(chǎn)幫扶的部門，必須重點(diǎn)分析生產(chǎn)單位之間的非統(tǒng)計(jì)關(guān)系。如果介于上述兩種情況之間，則屬于綜合關(guān)系分析。（3）按照任務(wù)模塊相關(guān)性的分析結(jié)論能夠推定每?jī)蓚€(gè)作業(yè)模塊之間的相互關(guān)系的等級(jí)高下，若等級(jí)越高，就說(shuō)明兩者之間的相對(duì)位至應(yīng)該越靠攏，反之就要盡可能遠(yuǎn)離。根據(jù)以上方式制作出各個(gè)任務(wù)模塊之間的相對(duì)的位置圖，這個(gè)時(shí)候不考慮各自所需的實(shí)際面積，只是理論上的相互位置，所以被叫做位置相關(guān)圖。（4）通過分析工人、工具、產(chǎn)品、輔助工具、作業(yè)巷道等有關(guān)問題，推導(dǎo)出各個(gè)模塊各自需要的空間大小。（5）把所有任務(wù)模塊所需要的空間大小和大致的平面圖添加如位置相關(guān)圖，以此來(lái)繪制出作業(yè)單位的面積相關(guān)圖。（6）將現(xiàn)實(shí)情況中的不利條件和其他參考因素加以考量，同時(shí)按照作業(yè)單位的面積相關(guān)圖進(jìn)行增減與改正。現(xiàn)實(shí)情況中的參考條件主要有工作方式、物料處理方式設(shè)施布局類型等。不利條件主要是環(huán)境、投資、安全等是否能滿足條件，然后通過合理的分析和改進(jìn)，得到幾個(gè)相對(duì)合理的備選布局方案。

五、作業(yè)區(qū)域相關(guān)性的確定

（1）物流分析

在物流中，物料的判定，物料在各個(gè)模塊之間的運(yùn)輸數(shù)量和運(yùn)輸強(qiáng)度，最有效的運(yùn)輸動(dòng)線是物流分析的重要目標(biāo)。物料按照動(dòng)線的流向不停運(yùn)動(dòng)知道最后完成時(shí)物流工作中作業(yè)流程有效與否的重要判別條件，在整個(gè)動(dòng)線中不要出現(xiàn)倒流、回流等情況。在物流配送中心，物料的移動(dòng)是整個(gè)流程中最重要的一步，因此主要工作是物流分析。物流工作的對(duì)象P和物流Q是影響物流分析的主要因素。這就是為什么我們稱其為“P分析”，也稱為過程分析，在對(duì)配送中心進(jìn)行規(guī)劃時(shí)計(jì)劃采用物流過程圖進(jìn)行處理，因貨物種類較小的作業(yè)對(duì)象P和物流量Q時(shí)為了直觀反應(yīng)物流過程圖可以用標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)類繪出。只要各個(gè)任務(wù)模塊之間的物流量在物流過程圖上標(biāo)明，物料的流動(dòng)狀態(tài)就能在整個(gè)物流中心作業(yè)過程中顯示出來(lái)。當(dāng)物流配送中心規(guī)模比較小的時(shí)候，只要其物料類別小而單一，無(wú)論其物流量如何在執(zhí)行作業(yè)分析的時(shí)候都能夠選用物流過程圖進(jìn)行作業(yè)。當(dāng)出現(xiàn)加工過程中轉(zhuǎn)移物料的情況，它的移動(dòng)過程采用標(biāo)準(zhǔn)的符號(hào)來(lái)進(jìn)行表示，如下表所示。其中1為操作；2為運(yùn)輸，為運(yùn)輸或移動(dòng)的過程；3停滯，等候其他操作；4儲(chǔ)存，處在儲(chǔ)存狀態(tài)。作業(yè)區(qū)域相關(guān)性分析

（1）作業(yè)區(qū)域相互關(guān)系分析的必要性

不同的任務(wù)模塊在工作流程、組織結(jié)構(gòu)等不同方面相互依存，在規(guī)劃物流中心時(shí)，需要分析它們之間的關(guān)系，主要是因?yàn)椋?）任何兩個(gè)獨(dú)立的工作單元都可能由于活動(dòng)之間的相關(guān)性和其他不同的活動(dòng)相關(guān)性而具有相似的需求，主要表現(xiàn)為：①工作順序的的關(guān)系，指構(gòu)建于物流和信息流之上的關(guān)系；②整體架構(gòu)上的關(guān)系，即各部門彼此的相互關(guān)系；功能上、區(qū)域之間因功能需要而建立起來(lái)的關(guān)系。[5]2）物流中心因其承載的工作的原因，會(huì)產(chǎn)生很多的搬運(yùn)作業(yè)，貨品分類不同，則其作業(yè)流程可能也不盡相同，所以各個(gè)任務(wù)模塊之間的物流量存在不同，通過對(duì)物流量的計(jì)算可以防止長(zhǎng)距離、大流量的搬運(yùn)作業(yè)出現(xiàn)。

能夠?qū)ψ鳂I(yè)單元之間造成相互影響的原因有很多，通常表現(xiàn)為以下幾個(gè)地方：工作流程、任務(wù)性質(zhì)的相似性、使用相同的設(shè)備、使用同一組人員、使用相同的公共設(shè)施、服務(wù)的頻率和緊迫性、管理和監(jiān)督。根據(jù)Richard Masser提出的理論，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)布局時(shí)，通常不會(huì)考慮8-10多個(gè)關(guān)鍵因素。并按照創(chuàng)建物流中心的主要目的，設(shè)置為：收貨區(qū)、發(fā)貨區(qū)、不依賴倉(cāng)庫(kù)的工作、或任務(wù)模塊。

（2）作業(yè)單位相互關(guān)系分析

1）物流相互關(guān)系分析。這里可以把物流強(qiáng)度分解成五個(gè)級(jí)別，分別用A，E，I，O，U表示，物流強(qiáng)度等級(jí)按承擔(dān)的物流量強(qiáng)度比例來(lái)確定。統(tǒng)計(jì)各個(gè)作業(yè)單位見的物流強(qiáng)度，劃分出物流強(qiáng)度等級(jí)，求出物流中心物流強(qiáng)度匯總表，其中沒有出現(xiàn)的是物流強(qiáng)度為U級(jí)，因?yàn)槠渥鳂I(yè)單位之間沒有固定物流：

2）非物流相互關(guān)系分析。根據(jù)要?jiǎng)?chuàng)建的物流中心各個(gè)模塊之間非物流因素的互聯(lián)程度，得到一個(gè)比較關(guān)聯(lián)表。非物流相關(guān)性通常是指不同地區(qū)之間信息流動(dòng)和服務(wù)的頻率。根據(jù)它定義非物流關(guān)系，反對(duì)物流中心的關(guān)系。

3）綜合相互關(guān)系分析。觀察上步繪制的物流相互關(guān)系圖和非物流相互關(guān)系圖，能夠發(fā)現(xiàn)彼此之間不一致，所以要進(jìn)行進(jìn)一步的工作，就是把兩表合并，做出作業(yè)單位相互關(guān)系表。

①明確物流與非物流的關(guān)系，配送中心的物流運(yùn)營(yíng)中心，使物流關(guān)系占據(jù)重要地位，根據(jù)物流與非物流關(guān)系的實(shí)際情況，取物流和非物流的比值m:n=3:1，即加權(quán)值為3:1

②化物流強(qiáng)度等級(jí)和非物流強(qiáng)度等級(jí)的密切程度等級(jí)：A=4，E=3，I=2，O=1，U=0算量化后的作業(yè)單位相互關(guān)系。設(shè)任意兩個(gè)作業(yè)單位的物流相互關(guān)系等級(jí)分?jǐn)?shù)為，非物流的關(guān)系密切程度等級(jí)分?jǐn)?shù)為，則這兩個(gè)單位的綜合密切程度的分值C為：C=mM+nN=3M+N

③根據(jù)上述公式計(jì)算量化的所有作業(yè)單位之間的綜合相互關(guān)系建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系計(jì)算表。之后我們總結(jié)出作業(yè)單位綜合相互關(guān)系計(jì)算表。

表4 .8作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表Tab.4.8 operating unit comprehensive correlation table

統(tǒng)計(jì)上表中綜合關(guān)系分值各分段內(nèi)成對(duì)作業(yè)單位的比例。再根據(jù)作業(yè)單位綜合相互關(guān)系計(jì)算表，按照綜合關(guān)系等級(jí)的比例確定各分段值內(nèi)對(duì)應(yīng)作業(yè)單位對(duì)的關(guān)系等級(jí)，進(jìn)行比對(duì)確定，之后建立作業(yè)單位位置綜合關(guān)系表。

六、平面布局

物流中心的布局是以各個(gè)任務(wù)模塊之間的關(guān)系密切程度出發(fā)點(diǎn)，判定各模塊彼此的相對(duì)位置，關(guān)系等級(jí)高的作業(yè)模塊的距離要盡可能靠近，關(guān)系等級(jí)低的作業(yè)模塊則應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離，并且不用考慮各個(gè)作業(yè)模塊的的空間大小以及它們各自的幾何形狀。在設(shè)計(jì)時(shí)，第一要按照綜合相互關(guān)系級(jí)別高低順序排序，明確不同等級(jí)的作業(yè)模塊的位置，等級(jí)相同的任務(wù)模塊按照綜合接近度的高低排序設(shè)置。任意一個(gè)作業(yè)單元的綜合接近程度能偶反應(yīng)出這個(gè)任務(wù)模塊在整體上是位于那個(gè)位置，是中間還是邊緣。在畫出任務(wù)模塊位置相互關(guān)系圖的時(shí)候，使用號(hào)碼來(lái)表示任務(wù)模塊的作用和地位，使用連線類型來(lái)表示任務(wù)模塊彼此的相互關(guān)系。繪制位置相關(guān)圖的時(shí)候，應(yīng)以此為參照，作業(yè)單元的性質(zhì)可以不加分類。對(duì)于物流作業(yè)區(qū)域，我們采用流程式布局。具體步驟如下：

（1）找到配送中心進(jìn)貨到發(fā)貨的常見物流動(dòng)線形式。典型的為I型、U型、L型等，規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)可采用組合式的動(dòng)線策略。

（2）確定各物流作業(yè)區(qū)域的位置。按照工作流程，將各區(qū)域化在配送中心的圖上。首先，需要設(shè)置占用面積大、長(zhǎng)寬比不易改變的工作區(qū)，比如存儲(chǔ)區(qū)、動(dòng)態(tài)管理區(qū)；然后設(shè)計(jì)占用面積大，但長(zhǎng)寬比可以改變和調(diào)整的工作區(qū)域，如裝配區(qū)和收集區(qū)；土地面積較小且長(zhǎng)寬比可以改變和調(diào)整的區(qū)域，如臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)、運(yùn)輸和存儲(chǔ)區(qū)等。

（3）確定其他輔助作業(yè)區(qū)域平面布局規(guī)劃，這里通常采用關(guān)聯(lián)式布局，就是根據(jù)區(qū)域相關(guān)性進(jìn)行布置規(guī)劃。一般物流中心的行政區(qū)域和管理區(qū)域通常采用集中式布局。由于倉(cāng)庫(kù)區(qū)使用了大量的立體化設(shè)備較多，高度要求與辦公區(qū)不同。為了有效利用空間，可以做成多層辦公室，單獨(dú)使用某一層，可以利用出入口區(qū)域上層的空間。下圖以線性、U形和鋸齒形對(duì)象流線形式展示了物流中心每個(gè)操作區(qū)域的典型氣球設(shè)計(jì)方法。

1）直線型：這種方式適用于出入口在物流中心兩端，作業(yè)流程簡(jiǎn)單，不考慮訂單大小和揀貨品項(xiàng)多少，均通過庫(kù)房全程。但是其動(dòng)線簡(jiǎn)單，不適合教學(xué)中全流程的體會(huì)和模擬。2）U型動(dòng)線：適用于出入庫(kù)在庫(kù)房一側(cè)的物流中心，可以根據(jù)進(jìn)出貨物的強(qiáng)度大小安排靠近進(jìn)出口一側(cè)的儲(chǔ)位，優(yōu)化物流工作動(dòng)線，是目前比較常見的物流動(dòng)線模式，比較適合與我們目前的模型和規(guī)劃。

無(wú)論選擇哪種動(dòng)線工作流程，各模塊之間的布局方法都是多樣的，在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮作業(yè)流程和區(qū)域間的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系。分析各個(gè)模塊之間的相關(guān)性，檢驗(yàn)各種布置組合方式是否符合相關(guān)性原則，如果違反相關(guān)性原則就要進(jìn)行調(diào)整，直到動(dòng)線形態(tài)、作業(yè)區(qū)域配置與區(qū)域間相關(guān)性達(dá)到一致為止。按照上述的步驟，可以一步步完成各區(qū)域的大體布局，之后將各個(gè)模塊預(yù)算的占用空間置入相對(duì)位置，通過調(diào)整工作區(qū)的一部分的大小或長(zhǎng)寬比，避免重疊或間隙，可以獲得工作區(qū)的最終平面圖。這里需要注意的是，在各個(gè)區(qū)域的布局中，如果某個(gè)模塊的面積無(wú)法完全容納在倉(cāng)庫(kù)中，則需要更改部分區(qū)域的面積或長(zhǎng)寬比。如果修改范圍超過設(shè)備調(diào)度下限，則必須更改設(shè)備調(diào)度，然后重新進(jìn)行工作空間調(diào)度和區(qū)域布局規(guī)劃。根據(jù)上述步驟完成的物流中心作業(yè)單位位置綜合關(guān)系，按照作業(yè)過程中各區(qū)域之間的關(guān)系相關(guān)程度，繪制物理中心的設(shè)計(jì)方案。最終確定，配送中心采用U型式動(dòng)線布置，以適應(yīng)箱類散貨以及托盤貨物進(jìn)出位于場(chǎng)地一側(cè)，便于教師監(jiān)督管理的客觀情況。計(jì)劃設(shè)計(jì)的模塊主要有動(dòng)管區(qū)、貯藏區(qū)域、揀選區(qū)、流通加工區(qū)、返品區(qū)、設(shè)備區(qū)等幾個(gè)部分組成。