基于SLP法的高校校園逆向物流回收點布局優化分析

邱 慧，解瑞金，劉 燕

（1.運城學院 經濟管理系，山西 運城 044000；2.運城學院 數信學院，山西 運城 044000）

0 引言

逆向物流是基于經濟快速發展、資源節約等原因所催化的新興產業，具有不可估量的經濟潛力。逆向物流也因此逐漸進入人們的視野并最終成為重要的學科研究方向。但是由于管理制度落后、運營成本過高等因素，使得很多逆向物流回收點都無法正常運營。所以逆向物流回收點應合理劃分功能區，設計合理的內部功能區布局方案，不斷降低回收點的日常運作成本，提高逆向物流回收點的回收及再利用效率，加速物品的回收和再利用，使回收點維持其運營并不斷提高回收點效率，最終實現保護環境和節約資源的美好目標。

國外對逆向物流的研究主要有網絡體系規劃設計、選址分析、系統利潤最大化和供應鏈管理等角度。國內對逆向物流的研究主要是針對現狀分析、模式建立與優化、體系的可行性等。在逆向物流回收點方面，針對高校內回收點并運用系統布置設計方法對回收點功能區進行布局設計的研究并不多。本文以高校校園為例，通過分析運城學院西區逆向物流回收點的現狀，找到其存在的問題，并對其作業流程進行優化，設計出回收點內合理的功能區位置布局方案，加速回收物的循環利用，使得廢棄物得到安全處理，為節約資源、保護環境提供技術決策。

1 相關理論基礎

逆向物流最初與社會和商貿關聯是在1992年由學者Stock提出的。在1998年Rogers博士和Tibben-Lembke博士在結合逆向物流管理和逆向物流環境等因素下，對逆向物流做了進一步探究，并發表了第一部關于逆向物流的著述，即《回收物流趨勢和實踐》。與此同時，各個國家的學者也在逆向物流回收系統、逆向物流的數學模型和逆向物流的價值等方面進行了探究。在整個逆向物流系統中，逆向物流回收點十分重要，人們把尋求合理的回收點功能區布局方案作為解決逆向物流問題的主要目標，系統布置設計（SLP）方法為解決平面上不同功能區的布局擺放問題提供了比較合理的解決方案。

1.1 逆向物流相關概念

國內外學者對逆向物流均有研究，并在不同視角的理解下，產生了不同版本的定義。我國物流協會認為狹義的逆向物流指的是回收物流，即劣質貨品的返修、消費者退換貨以及可循環再利用的包裝材料從消費終點返回到起始點的回收過程；廣義的逆向物流包含兩個方面，即狹義的逆向物流和廢棄物物流，其中，廢棄物物流是指失去原有使用價值的產品經過分揀、加工、包裝、儲存等一系列物流活動，最后運輸到專業的逆向物流處理中心進行焚燒、填埋等無害化處理的過程。西方的逆向物流研究學者認為狹義的逆向物流是指不同種類的廢舊產品的回收作業流程和再處理過程，廣義的逆向物流是指與回收及再利用產品、節約資源和保護環境相關的經濟活動。

逆向物流回收點是逆向物流運作過程中非常重要的一部分，通過對回收物進行收集、分類、加工、包裝、儲存、運輸等一系列物流活動，實現廢舊物的回收和再利用。逆向物流回收點要配備專業的設備和人員，合理設計各類產品的作業流程，劃分進行功能區塊，形成合理的功能區布局，并進行科學的管理和規劃，最終實現利益最大化。

1.2 系統布置設計（SLP）相關概念

1.2.1 系統布置設計（SLP）的概念及特點。1961年理查德·繆瑟提出了系統布置設計（SLP）方法，是對以往系統內部功能區布局規劃設計方法的重要變革，在全球產生了很大影響，應用也非常廣泛。SLP是邏輯性非常強、并將作業單位關系密切程度分析和物流分析相聯結、探求恰當布局的一種方法，不但適用于工廠的擴建、新建或改建中對各類設施的位置布局設計，也適用于生產制造業中對辦公地、倉庫等的布置或調整，也可應用于商店、餐廳等服務業的位置布局設計。該方法以分析各功能區物流、非物流因素為主線，使用一系列說明性很強的表格和圖例，通過條理化、結構化的程序設計模式對作業單位進行布局規劃。

為了更好地理解和運用系統布置設計（SLP）方法，首先對其所涉及的相關術語進行介紹：

（1）基礎數據（P、Q、R、S、T）:P(Products)指回收產品的種類，在回收利用系統中，產品P是指待布置回收點將處理的回收物，該要素影響著回收利用系統的作業流程、功能區構成及各功能區的相互關系、產品搬運形式等。Q（Quantity）指回收產品的數量，在回收利用系統中指所回收的產品數量，可以用重量、體積、件數等來表示，產品Q要素影響著回收利用系統的面積、回收物存儲量、回收處理時間和功能區面積等方面。R（Routing）指各類產品回收處理路線，包括加工流程、各物品在回收處理過程中形成的加工路線和產生的物流路線，它影響著各個功能區之間的關系、產品搬運路線、暫存地及存儲地的位置等方面。S（Service）指輔助回收與服務過程的部門，回收系統的回收輔助與服務系統部分在某種程度上增強了回收處理能力，所以在布置設計時應給予足夠的重視；在SLP中，S也常用來表示回收點作業單位部門的劃分情況。T（Time）指回收物流動的時間，時間要素是指在何時、用多長的時間加工回收產品，包括各作業單位的處理時間。

（2）作業單位距離從至表：矩陣式表示各作業單位之間的距離。

（3）產品運量從至表：矩陣式表示各作業單位之間在單位時間內運輸量的大小。

（4）物流強度從至表：矩陣式表示各作業單位之間的物流強度大小。物流強度等于運量乘以距離。

（5）物流強度分析表：指的是由小到大對各作業單位之間的物流強度進行排序，再按各作業單位對的物流強度進行等級劃分，采用知名的A、E、I、O、U等級劃分法，其中，A、E、I、O分別占總作業單位對的10%、20%、30%、40%，U是指那些沒有關聯或無物流量的作業單位對。

（6）物流強度相關圖：指的是把各作業單位對的物流強度等級在物流強度相關圖的菱形格子中表示出來，用以反映各作業單位之間物流強度關系的密切程度。

（7）作業單位相互關系等級：是指在對各作業單位之間的關系進行分析時，不僅要分析物流關系，還要分析非物流關系。而非物流關系的分析通常不能使用定量方法，因此需要借助作業單位相互關系等級，見表1。

表1 作業單位相互關系等級

（8）作業單位相關圖：是指確定影響各作業單位之間關系密切程度的非物流因素，即評級理由，然后根據作業單位相互關系等級和評級理由，確定作業單位之間的關系等級，同時將關系等級和評級理由的序號填入菱形方格中。

（9）綜合相關圖：即確定物流關系和非物流關系在功能區位置布局時各自所占的比重，這一關系用m:n表示。計算出兩作業單位之間的相關密切程度，即CR=mMR+nNR，其中MR指的是物流關系等級的量化值，NR指非物流關系等級的量化值。然后結合CR值，根據表1進行評級，將作業單位之間的關系密切程度等級填入菱形方格中，反映各作業單位之間物流關系和非物流關系的密切程度。

（10）關系工作表：是指以各作業單位為行，以各級關系符號A、E、I、O、U、X各成一列。根據綜合相關圖，將與該作業單位形成A、E、I、O、U、X各級關系的其他單位寫入各列中，以反映每個作業單位與其他作業單位的關系密切程度。

（11）無面積拼塊圖：是指將每個作業單位做成面積相等的方塊，其中最中間寫上作業單位代號；代號上方寫上作業單位名稱；X=寫在代號下方；A、E、I、O級關系分別寫在方塊的四角上，U級關系不考慮。根據作業單位之間的密切程度進行功能區位置布局。

（12）面積圖：是指以無面積拼塊圖的布局方案為依據，將實際面積因素考慮進去，以反映更為精確的功能區布局設計方案。

系統布置設計（SLP）方法具有結果清晰、條理性強的特點，能較好地解決回收點內各功能區位置的布局，其特點在于使用一系列說明性很強的表格和圖例符號進行功能區布局劃分，特別適用于分析作業單位之間的物流關系強度和非物流關系強度，并提供不同功能區的位置擺放方案。

1.2.2 系統布置設計（SLP）的步驟

（1）首先采用實地調研法和訪談法，取得運城學院逆向物流回收點的基礎數據（P、Q、R、S、T）。

（2）根據基礎數據，分別畫出作業單位距離從至表、產品運量從至表和物流強度從至表。

（3）根據物流強度從至表畫出物流強度分析表和物流強度相關圖。

（4）確定非物流關系的評級理由，并畫出作業單位相關圖。

（5）根據物流強度相關圖和作業單位相關圖畫出綜合相關圖。

（6）根據綜合相關圖，畫出關系工作表。

（7）根據關系工作表，畫出無面積拼塊圖，根據擺放規則（關系為A級的要邊靠邊放，關系為E級的至少要角對角放，關系為X級的既不能邊靠邊，也不能角對角放），對無面積拼塊圖的進行位置擺放。

（8）將回收點面積單元化成若干個基本單元格，根據功能區實際所需面積，計算其基本單元格數。以保持各作業單位的完整性和物流流程的通暢為原則，對各基本單元格進行擺放，得出面積圖，即功能區布置合理方案。

2 運城學院逆向物流回收點現狀和問題分析

運城學院處于運城市，分為東西兩個區，占地面積3 089畝，現有師生約22 438人。學院占地面積非常廣，人口比較聚集，高校師生作為大學社會中的主要消費群體，在帶來商業效益的同時也產生了大量的廢棄物。然而，學校在處理廢棄物方面仍然是比較粗放的管理方式，處理流程也停留在簡單分揀、儲存和運輸方面。因此，必須完善回收點功能區布局，提高回收點運作效率。本文為運城學院逆向物流回收點內部功能區布局提供了合理的方案。

2.1 調查實施與數據匯總

根據研究目的和研究的可行性，通過實地調研和訪談法，獲取關于運城學院逆向物流回收點的現狀，對數據進行匯總，發現其存在的問題，并進一步改善回收點內部功能區布局設計。

逆向物流回收點面積：運城學院逆向物流處理中心位于文正樓和復旦二齋之間，占地約1 260m，主要功能區包括：卸貨區、分揀區、存儲區，其中存儲區約占315m。

回收點處理的回收物來源、種類：運城學院回收物基本來自于三大板塊，第一板塊主要包括宿舍區、教學樓辦公樓區以及圖書館區；第二板塊主要指運城學院西區的2個大食堂，3個小餐廳；第三板塊是運城學院室外道路和綠化帶板塊。回收物種類主要分為快遞包裝、廢舊品和餐余廢棄物三大類。

各類回收物日平均處理量：第一板塊共有8棟宿舍樓，平均每棟宿舍樓下有12個回收桶，共96個回收桶，平均每天共產生16桶快遞包裝、80桶廢舊物品；共有兩棟教學樓和一棟辦公樓，每棟4層，平均每層放置2個回收桶，共有24個回收桶，平均每天產生24桶廢舊物品；圖書館共17層，平均每層一個回收桶，共17個回收桶，平均每天產生17桶廢舊物品。第二板塊2個大食堂，其中1個食堂兩層，平均每層每天有8桶餐余廢棄物，共24桶，其中，平均每天產生6桶餐具回收物；3個小餐廳，平均每個每天有3桶餐余廢棄物，共9桶餐余廢棄物，其中平均每天產生3桶一次性餐具回收物。第三板塊共有50個鐵皮垃圾桶，折合成回收桶為每天產生10桶廢舊物品，具體數據見表2。各類回收物回收處理作業流程如圖1所示。

表2 各類回收物日平均處理量 單位：桶

圖1 各類回收物回收處理作業流程

2.2 現狀及存在問題分析

2.2.1 運城學院逆向物流回收點現狀。運城學院逆向物流回收點對逆向物流的認識僅僅停留在對逆流物的匯集、簡單分揀和運輸等單個回收活動上，不能從綜合的層面去創建一個可持續發展背景下的運城學院逆向物流回收體系。

三大類物品的回收模式現狀：

第一類快遞包裝和第二類廢舊物品的回收模式比較簡單，學生將快遞包裝和廢舊物品放入回收桶后進行一桶式混合回收。與學校后勤部各個分管逆流物的部門合作的逆流物收集人員每天下午3：00-4：00時間段會到學校指定區域進行收集與運送，通常會對逆流物進行較為簡單的分類，挑出能回收的逆流物，其余的會被送到山區進行焚燒或填埋等安全處理。工作人員的薪金除了學校支付以外，還可以從可回收物中賺取利潤。

第三類餐余廢棄物是采取混合打包回收模式。學生每次用完餐后會將餐盤放至收殘處，每個餐廳共有兩個收殘處，并且每個收殘處有一到兩個收殘人員，每個餐廳每天會產生大約7-8桶餐余廢棄物，一部分為剩飯剩菜，另一部分為一次性餐具。學校餐廳負責人將餐余廢棄物的收集、運送、處理交由學校周圍的養殖戶，每天會有專門的廢棄物處理人員在指定時間段將廢棄物運走，這些廢棄物絕大部分用于牲畜養殖，還有一部分可回收的一次性餐具會被運送到廢品回收站進行回收再處理再利用。

2.2.2 運城學院逆向物流回收點存在的問題

（1）對回收物流的重視力度不夠，各類逆流物的分類工作沒有做好，回收模式過于簡單，作業流程并不是很嚴格，使得利潤大幅縮水。

（2）回收點功能區劃分不夠完善，專業化水平較低。

（3）回收點內部各功能區位置布置不合理，物流成本較大。

（4）逆向物流中究竟產生了多少經濟利益并沒有細算過，管理方式停留在較為簡單粗放的階段。

3 基于系統布置設計方法的運城學院逆向物流回收點布局優化方案設計

3.1 運城學院逆向物流回收點作業流程優化設計

作業流程反映了回收點內各類逆流物的加工處理模式，順暢的作業流程是合理劃分功能區的前提，是提高回收點運營效率的基礎，同時也是使用系統布置設計（SLP）方法的基礎。為了改善回收點的營運狀況，通過了解回收點各類產品的回收作業流程，找出其中的不足之處進行優化，主要針對快遞包裝、廢舊產品和餐余廢棄物三類回收物的作業流程進行了優化。

3.1.1 快遞包裝作業流程優化。快遞包裝在被運輸到專業的處理中心進行填埋、焚燒等安全處理前，應該進行分類，并進行不同方式的處理，避免資源浪費。目前的快遞包裝處理方式是該校學生在校外將快遞包裝放在回收桶內和帶回校內拆解并放入宿舍區回收桶內兩種，其中后者占主要的比例。隨后，回收桶內的快遞包裝被運輸至回收點，積攢到一定量后隨其他廢棄物被運輸至偏遠山區進行焚燒。改進后的作業流程將快遞包裝在回收點內進行分揀并做好分類，將不可用和其他需要安全處理的物品運輸至山區進行安全處理；將質量完好的進行存儲，達到一定數量后，運輸至快遞包裝企業循環利用；對于質量比較差的，積攢到一定量后，運輸至專業處理中心進行處理。具體優化流程如圖2所示。

圖2 運城學院逆向物流回收點快遞包裝作業流程優化

3.1.2 廢舊產品作業流程優化。相較于以往的廢舊物品作業流程，進行了以下幾點的優化改進：

（1）增加了廢舊產品在回收點的分揀工作。相較于以往直接將廢舊物品一箱式混合，并直接運輸至山區進行焚燒或填埋等安全處理，改進后的作業流程將回收點的廢舊物品分成可維修物品和不可維修物品兩部分，將可以維修的物品放入成品庫并配送至二手市場進行售賣，可以獲得不錯的收益，有效避免了資源浪費，而不可維修的物品進行拆解。

（2）增加清洗作業。相較于以往沒有清洗作業的作業流程，優化后的流程可以將拆解的可直接利用的零件進行清洗，然后放入零件庫。增加清洗區，避免了零件送入生產中心后的單獨清洗，提高了操作的專業程度，同時提高了工作效率和質量。

（3）增加暫存區。相較于以往沒有暫存區的作業流程，優化后的作業流程可以將拆解后的且可循環或可再制造的零件放入暫存區，避免在分揀區堆放，導致分揀區位置緊張和雜亂無章，有利于規范各區的管理，優化作業環境。

優化后的廢舊產品作業流程如圖3所示。

圖3 運城學院逆向物流回收點廢舊產品作業流程

3.1.3 餐余廢棄物作業流程優化。以往的餐余廢棄物處理流程是養殖場專門分派工作人員直接從餐廳一桶式打包運輸至養殖場后進行分類處理。改進后的作業流程是在同學們就餐分類放置后直接分類成兩部分，剩菜剩飯類由工作人員直接運輸至養殖場處理，另一部分一次性餐具則直接運輸至回收點后，與其他物品運輸至專業的處理中心加工處理并循環利用。優化后的作業流程，增加了逆向物流回收點的利潤源，有利于提高回收點的運營效率。具體優化流程如圖4所示。

圖4 運城學院逆向物流回收點餐余垃圾作業流程優化

3.2 運城學院逆向物流回收點功能區劃分和位置布局優化設計

3.2.1 功能區劃分優化設計。運城學院逆向物流處理中心目前只有卸貨區、分揀區和存儲區三個功能區。

根據優化后的作業流程，優化后的功能區增加了拆解區、暫存區和清洗區，可以提高回收點的運營效率和專業化水平，改善作業環境等，優化后的功能區構成如圖5所示。

圖5 運城學院逆向物流回收點功能區劃分優化設計

3.2.2 功能區位置布局優化設計。根據對運城學院逆向物流回收點實地調研和訪談所獲得的基本數據，回收點共處理三類物品，即快遞包裝、廢舊物品和餐余廢棄物，分別記為A、B、C。回收點共6個功能區，即卸貨區、分揀區、存儲區、拆解區、暫存區和清洗區，分別記為1、2、3、4、5、6。三類物品的作業流程和每天運量見表3，各作業單位距離見表4。

表3 運城學院逆向物流回收點回收物作業流程及運量表

表4 運城學院逆向物流回收點作業單位距離從至表單位：m

（1）根據回收物品優化后的作業流程、運量表和作業單位距離從至表，畫出產品運量和物流強度從至表，見表5、表6。

表5 產品運量從至表 單位：桶

表6 物流強度從至表 單位：桶·m

（2）根據物流強度從至表，畫出物流強度分析表（見表7）和物流強度相關圖（如圖6所示）。

圖6 物流強度相關圖

表7 物流強度分析表

（3）確定非物流關系的評級理由，并畫出作業單位相關圖，如圖7所示。

圖7 作業單位相關圖

（4）根據物流強度相關圖和作業單位相關圖畫出綜合相關圖。如圖8所示。

圖8 綜合相關圖

（5）根據綜合相關圖，畫出關系工作表，見表8。

表8 關系工作表

（6）根據關系工作表，畫出無面積拼塊圖，如圖9所示。根據擺放規則（關系為A級的要邊靠邊放，關系為E級的至少要角對角放，關系為X級的既不能邊靠邊，也不能角對角放），對無面積拼塊圖進行位置擺放，如圖10所示。

圖9 無面積拼塊圖

圖10 拼塊及其擺放

（7）將回收點面積單元化成若干個基本單元格，根據功能區實際所需面積，計算其基本單元格數，見表9。以保持各作業單位的完整性和物流流程的通暢為原則，對各基本單元格進行擺放，得出面積圖，即功能區布置合理方案，如圖11所示。

圖11 格子狀的布置圖

表9 功能區面積需求表 單位：m2

3.2.3 最終方案總結。在對運城學院逆向物流回收點的作業流程和功能區劃分進行優化設計的基礎上，利用SLP方法，設計出格子狀的布置圖，基于作業單位的整體外形和各作業單位面積的需要，結合物品在回收點內的總體流動方向，得出回收點較為合理的功能區布局方案，如圖12所示。

圖12 塊狀布置圖

優化后的功能區布局方案，增加了分揀區、拆解區和清洗區，使得功能區劃分比較完善，有利于改善作業環境，提高回收物的循環利用速度；采用O型流動模式，縮短了物品搬運距離，使得物品在回收過程中流動通暢，車輛在裝貨配送過程中進出順暢。

從整體設計來看，符合整體綜合原則和移動距離最小原則，工藝流程順暢，相關聯的功能區基本相鄰，設計方案整體合理。基本實現對回收物進行合理分類，提高了物品的回收率和周轉率；完善了功能區劃分，提高了回收點的專業化水平；功能區位置布局合理，減少人員流動距離和物品搬運成本。最終實現了降低回收點運營成本，提高回收利用效率的目的。

4 結語

本文以運城學院逆向物流回收點為例，進行實地考察，了解回收點處理產品種類、運量、作業流程等基本信息，利用SLP方法對逆向物流回收點各功能區進行規劃設計。首先針對不同產品進行作業流程優化；然后根據作業流程進行完善的功能區劃分；最后通過一系列的表格和圖例得出最終合理的功能區位置布局方案。

本文在進行作業流程優化時，將回收點的回收物大致分為三類，忽略了一些數量比較少的其他回收物，因此優化后的作業流程會具有一定的局限性。在利用SLP方法，考慮非物流因素分析時，選取的影響因素和級別劃分不完備，可能和實際情況有一定的偏差。