基于SLP/DEA/AHP法的被裝倉庫布局規劃問題分析

張海亭，葉德平

（陸軍勤務學院，重慶 400030）

被裝倉庫平時是連接生產和供應的紐帶，戰時是連接前方和后方的基地，在各項后勤保障中發揮著重要作用［1］。隨著現代化建設的不斷深入，被裝品種和數量日益增多，導致我軍被裝倉庫的規劃問題日益突出，主要體現在倉庫布局不合理、功能區劃分不明顯、庫容量不夠等方面，加之戰爭形態的快速轉變對被裝保障效率提出了更高的要求，現有的被裝倉庫布局模式已經不能滿足部隊的保障需求。為了更好地提高被裝保障效率，應對未來戰爭，本文著眼全軍被裝倉庫的布局規劃，采用SLP方法對被裝倉庫進行重新規劃設計，并采用DEA/AHP方法相結合的方式對布局規劃方案進行了評價，為決策層進行規劃提供了很好的參考。

1 重慶某被裝倉庫設施布局規劃

1.1 重慶某被裝倉庫現狀描述

該被裝倉庫的修建年限較久，有一個樓庫，三個地面庫，一個立體庫，最晚修建的立體庫距今也有十幾年，倉庫設施普遍老化嚴重，各功能區區分不明顯，倉庫規劃不合理，布局結構差，機械設備無法安裝，庫房容積率不高，特別是有的庫房大門和通道狹小，叉車、堆垛機、拖車進出不了庫房作業，機械設備無法展開，人工搬運距離較長，勞動強度較大，工作效率不高，應急能力不夠，嚴重影響了被裝保障能力的提高，阻礙了打贏未來戰爭目標的實現。

1.2 被裝倉庫平面布局分析

根據被裝倉庫的實際情況，以及未來倉庫的發展趨勢，對被裝倉庫進行重新規劃設計。將被裝倉庫劃分為進貨區、驗貨區、倉儲區、辦公管理區、設備區、備貨區、出貨區、調號區、輔助作業區，舊品存放區，并將其分別從1到10編號［2］。

由于被裝物資品種的不斷增多（比如新增文職人員的服裝）及現有庫房的庫容量，需在現倉庫面積基礎上進行重新布局規劃才能滿足未來被裝精確高效的保障需求。庫房的類型改為兩個地面庫，一個樓庫，兩個立體庫，面積為15000m2，主要作為倉儲區；將進貨區和出貨區區分，根據被裝物資一次運輸的最大量以及被裝物資入庫的截止時間，計算所用141車輛12輛，每輛車車位寬4m，進貨區寬48m，進貨區的面積為2304m2，由于進貨是所有單位的被裝物資，出貨是按各單位分批次進行，出庫被裝物資按單位提前放到備貨區，考慮到運輸效率和土地資源利用率以及運輸車輛的尺寸，根據調研實際情況，將出貨區面積定為進貨區面積的1/2，備貨區面積定為進貨區面積的1/3，即出貨區1152m2，備貨區768m2；進貨區被裝物資抽檢比例為每批次0.5%，零星散包每箱檢驗，零星散包占總被裝的6%，所以驗貨區的面積為149.76m2；計算調號被裝數量占總發放被裝數量的比重，結果大約是5%-10%，取中間值7.5%，所以調號區的面積為172.8m2；每個托盤的尺寸為1.2m×1m×0.12m，且只有立體庫有托盤，根據倉庫的貨位數3456個，托盤大約3800個，每摞18個，計算托盤的占地面積為23m2，則設備區的面積約為50m2；輔助區主要是輔助物流作業的機械存放場所，主要存放堆垛機，叉車等，面積大約300m2；舊品被裝占被裝總量的10%，舊品被裝的面積為1500m2；辦公管理區的面積大約占總面積的1%，即213.97m2。

通過對被裝倉庫各個功能區進行平面布局可知，該配送中心共需面積為21610.53m2，約取22000m2。在平面布局中，將100m2設為單個單元格的面積，則該配送中心平面規劃被分成220個單元格，不同功能區所需面積情況如表1所示。

表1 配送中心平面布局各個功能區所需面積表

1.3 基于SLP的被裝倉庫功能區整體規劃

綜合分析各作業單位間的相互關系，分析不同功能區之間的物流強度關系。在SLP中，用等級劃分來表示他們的密切程度，具體劃分為：A：絕對重要；E：特別重要；I：重要；O：一般密切程度；U：不重要；X：負的密切程度，可按照承擔物流量的比例確定。根據該被裝倉庫的物流量情況，通過定量計算得到不同作業對的物流強度如表2所示［3］。

表2 各個作業區域之間的物流強度等級

根據物流強度關系得到物流關系圖，如圖1所示。同理，定性分析該被裝倉庫不同功能區之間影響非物流關系的要素，可分為工作流程的連續性、物資搬運、共用資源、監督和管理方便、工作聯系頻繁程度，得到各個作業單位之間的非物流關系圖，如圖2所示。

圖1 物流關系圖

圖2 非物流關系圖

根據被裝倉庫各個功能區之間的物流關系和非物流關系，分析其綜合相互關系。任意兩個功能區i、j間的物流關系等級為MRij，任意兩個功能區i、j間的非物流關系等級為NRij，則CRij表示i、j功能區之間的綜合相互關系，且i≠j，其計算公式如下：CRij=mMRij+nNRij根據實際情況分析，確定物流與非物流相互關系的加權值比例為m:n=1:1。同時，取A、E、I、O、U、X的代表量值為4、3、2、1、0、-1，對物流關系和非物流關系進行量化，對量化值排序并劃分綜合關系等級，得到該被裝倉庫各個功能區之間的綜合關系圖，如圖3所示。

圖3 綜合關系圖

根據圖3中各個功能區之間的綜合關系，將各個作業單位的面積按照其關系等級進行重新排列，得到優先權順序表，如表3所示。

表3 優先權順序表

再根據優先權順序表可得到被裝倉庫平面布置規劃的兩個方案，如圖4所示。

圖4 被裝倉庫平面布局兩種規劃方案

2 基于DEA/AHP對平面布局方案決策評價

2.1 建立遞階層次結構

針對該被裝倉庫平面布局的兩個方案評價，建立混合遞階層次模型［4］，如圖5所示。

圖5 層次結構圖

將選擇最優的布局方案建立為層次結構模型的目標層，方案的可行性與經濟性建立為模型的準則層，方案一和方案二劃分為模型的方案層。

2.2 采用DEA法計算客觀權重

兩種方案的評分結果如表4所示。采用DEA方法中的C2R模型［5］。以兩種方案分別為決策單元DMU1、DMU2。對決策單元DMUj（j=1，2），以管理方便為產出指標1，資源有效利用率為產出指標2，庫存管理成本為產出指標3，應急能力為產出指標4，安全程度為產出指標5。該投入指標為部隊，則所有單元的投入指標均為1。

表4 決策單元的輸入、輸出值

再由公式：

其中，yij為第i個DMU第j個輸出屬性值；xik為第i個DMU第k個輸入屬性值；uj表示第j個輸出的權重值；vk表示第k個輸入的權重值；ε表示非阿基米德數［6］，可求得 DMU1，DMU2的效率權重指數分別為0.9764，0.9785。

2.3 采用AHP法計算主觀權重

2.3.1 構造兩兩比較判斷矩陣

構造各單層次的兩兩數量型比較矩陣A=(aij)m×n，實現定量化決策，針對判斷矩陣的準則進行兩兩元素比較，確定其重要程度，采用1-9標度法，用aij表示標度，其中aij＞0，aij=1aij,aij=1,i=j時，其標度含義具體如表5所示［7］。

表5 標度含義表

2.3.2 層次單排序及一致性檢驗

依據判斷矩陣，計算各個判斷矩陣的最大特征向量λmax及其歸一化后的特征向量W，將特征向量作為該層次元素下的對于目標元素的相對權值，λmax和W的計算采用近似計算的方根法［8］，方法步驟如下：

根據遞階層次結構模型［9］，可得出目標層C對準則層A的判斷矩陣：

對A進行處理并計算得到：λmax=5.1421，計算一致性指標：

所以判斷矩陣A符合一致性檢驗。同理，可得到其他判斷矩陣的特征向量W及最大特征值λmax具體計算結果［10］，如表6所示

表6 各個判斷矩陣的W和λmax計算值

由于階數n＜3的矩陣總是一致陣，即CR＜0.1，則其判斷矩陣必能通過一致性檢驗。

2.3.3 層次總排序

根據上述計算結果，層次總排序的具體計算結果如表7所示［11］。

表7 層次組合權重結果

2.4 組合權重

利用公式φi=λαi+(1-λ)βi（其中φi表示組合權重，αi表示綜合權重，βi表示效率權重指數，λ表示主客觀偏好指數，i=1，2）［12］。在被裝倉庫布局應用上，本文認為數據包絡分析和層次分析法在反映主客觀偏好方面適中，故取λ=0.5，由此可以求出方案一和方案二的最終組合權重，即：

綜合以上結果，可以得出方案二更優。

3 結論

本文以重慶某倉庫為例，先利用SLP方法設計了被裝倉庫布局規劃的較優方案，然后利用整體DEA有效模型和AHP相結合的指標評價方法，將兩種方法通過線性加權的形式將兩種方法有機的結合起來，對備選方案進行擇優，充分利用了AHP方法和DEA方法的優點，有效的結合了AHP的主觀性和DEA的客觀性，能夠較為合理的反映出決策者的意志，提出了被裝倉庫從布局規劃到最終方案的確定一整套優化方法，為全軍被裝倉庫的規劃設計提供了很好的借鑒。