基于SLP的冷鏈物流智慧化實驗室布局設計

王 喆 蔣 婷 黃 娟

基于SLP的冷鏈物流智慧化實驗室布局設計

王 喆 蔣 婷 黃 娟

（四川旅游學院經濟管理學院 成都 610100）

在地方應用型本科高校打造專業特色，培養服務地方發展的應用型人才過程中，實驗室的作用十分重要。以四川旅游學院物流工程專業打造冷鏈物流智慧化實驗室為例，采用系統布局規劃SLP法，通過圖表計算和空間分析，對冷鏈物流智慧化實驗室進行了布局設計，得到了三種可行的方案，并運用層次分析法對方案進行了評價分析，最終選取了最優的方案。為今后類似實驗室或實訓基地將冷鏈物流特色融合到常規物流實驗室建設，并對其進行合理布局規劃設計，提供了可借鑒的參考。

冷鏈物流；實驗室；SLP；層次分析法；地方應用型高校

0 引言

物流實驗室不僅是高校物流專業實踐教學的重要場所，更是師生科學研究的重要基地，是培養高素質物流專業人才的重要保障。科學、合理地建設物流實驗室，將物流實驗室建設與現實需求緊密銜接起來，已成為地方應用型本科高校需要解決的緊迫問題。系統布局規劃（Systematic Layout Planning，SLP）是一套有條理的、循序漸進的、適用于各種布局設計的方法。在借助SLP法布局實驗室的相關研究中，王奕嬌等人采用SLP方法，通過劃分作業單元，繪制作業單元位置相關圖，對生產運作與物流管理實驗室的總體布局進行了重新規劃，將理論知識運用到實際中，體現了物流實驗室規劃設計的規范性[1]。鮑成偉等從實驗室基本需求出發，針對柔性制造系統實驗室的特點，通過確立作業單元相互關系，繪制位置相關圖，進行面積分析，繪制面積相關圖等，將系統布局規劃的思路運用到了整個工程，大幅度提高了工作效率[2]。寧芳、王斌以中國礦業大學木工實驗室為研究對象，應用SLP方法進行設施布局優化，較好地滿足物流因素、人流因素、應急因素等其他因素的綜合要求，進一步提高了實驗室的使用安全指數和工作效率[3]。本文采用SLP方法對冷鏈物流實驗室進行合理布局設計，為后續實驗室的建設及高效運行提供支撐，希冀為今后類似實驗室或者實訓基地進行合理布局規劃提供參考。

1 冷鏈物流智慧化實驗室（實訓基地）建設背景

一方面物流產業已上升為國家戰略，被定位于支撐國民經濟發展的基礎性、戰略性產業；四川省將物流業確定為五大先導型服務業，成都是“一帶一路”、長江經濟帶發展以及西部陸海新通道的重要節點、國家中心城市、國際性綜合交通樞紐，國家物流樞紐承載城市之一，是新一輪西部大開發的國際門戶樞紐城市。另一方面，根據四川省的“十三五”農產品冷鏈物流發展規劃，當前和今后一個時期，是四川省全面深化改革、推進“兩個跨越”關鍵階段。而與此同時，隨著國家關于一系列促進物流發展的重大規劃和措施出臺，冷鏈物流作為農產品與現代流通體系接軌重要環節，服務質量和創新能力有望進一步提升，冷鏈物流將進入全面發展的新階段。從國家到四川及成都市，現代物流業的快速發展急需大量物流專業人才。

四川旅游學院冷鏈物流智慧化實驗室是適應冷鏈物流+智慧物流發展的趨勢，基于中國物流學會產學研基地（冷鏈物流特色）、教育部產學研合作協同育人大數據人才培養教學模式改革項目，及四川省2018～2020高等教育人才培養質量和教學改革項目——基于產教融合的應用型本科高校冷鏈物流人才培養模式創新與實踐背景下進行建設的，希望通過該實驗室的建設和運作，在實現理論與實踐結合、物流創新與跨學科融合，面向新時代物流發展的物流專業人才培養中發揮重要平臺支撐作用。

2 冷鏈物流智慧化實驗室布局規劃原則

實驗室布局是否合理將直接影響到實驗室的運行管理，結合冷鏈物流運作，并綜合考慮物理、事理、人理三個方面相應原則進行布局規劃。從物理來看，一方面實驗室功能分區須明確、合理、得當，布局緊湊，節約用地，有效的利用設備、空間、能耗；另一方面，冷鏈物流與常溫物流最大的區別就是要保持貨物全程的恒定低溫，因此，實驗室布局要充分考慮冷庫、氣調庫等設施設備的用電安全、制冷安全、空氣安全、環境排放安全。從人理來看，一方面實驗室要綜合考慮不同身份人員對實驗室的使用需求，同時要確保各個通道的暢通，出入口和內部流線符合相關的集散要求，確保人身安全。從事理來看，特別是針對冷鏈物流運作特點，需以整體性、系統性為原則，合理進行布局，讓學生實現流暢的實際操作體驗過程，并考慮未來設施設備更新換代的趨勢，為靈活適應未來變化應該留有一定的發展空間。此外，在進行整體規劃時，應充分考慮周邊環境，適應周圍總體景觀，同時，也要考慮參觀通道和參觀路線的設計，在不影響實驗室正常運行管理的情況下，便于外來人員參觀和學習。

3 基于SLP的冷鏈物流智慧化實驗室布局

3.1 作業單元劃分

根據功能區劃，將實驗室分為物流功能區和非物流功能區，其中，物流功能區包括智能揀貨區、冷凍庫、氣調庫、預冷及質檢作業區、包裝作業區、電子揀選區、常溫存儲區、出入庫理貨區、貨物分揀區以及冷藏集裝區10個作業單元，非物流功能區包括仿真規劃實訓中心、會議室、辦公室、VR互動體驗區4個作業單元，共14個作業單元。

其中，智能揀貨區：引進自動化立體倉庫、電子揀選系統、AGV、機器人、RFID設備等智能化硬件設施，讓學生通過操作、運行智能搬運機器人調度軟件系統，利用智能搬運機器人實現商品的入庫、出庫和存儲，培養學生的創新精神與創造能力。

冷凍庫：用于保持低溫環境的穩定，保證食品的鮮度和安全度。氣調庫：在保鮮的基礎上，通過調解貯藏環境中二氧化碳、氧氣等氣體濃度，抑制果蔬呼吸作用，延長食品的貯藏期。預冷及質檢作業區：設有冷藏質檢臺，保證產品在貯藏和運輸之前達到規定的溫度，并延緩產品衰敗、延長保鮮期。包裝作業區：對商品進行包裝，主要為了防止商品在運輸過程中因外界影響受到損壞，對商品起保護作用。冷藏集裝區：利用具有良好隔熱功能的統一化集裝箱，可以實現商品的集中統一運輸。電子揀選區：引入電子分揀系統，配合人工控制和處理，實現商品的快速定位和揀選。常溫存儲區：主要用于存儲一些常溫的貨物。出入庫理貨區：主要是對驗收準備入庫和準備出庫的商品進行碼放。

貨物分揀區：分為市內貨物分揀區和市外貨物分揀區，讓學生通過具體的分揀作業流程，學習從上游供應鏈到下游供應鏈的整個流程。

仿真規劃實訓中心：主要用于教師教學和學生學習，以智慧供應鏈運作環境為背景，利用大數據分析與挖掘技術與仿真規劃、模擬運營的手段，通過市場需求分析與預測、智能選品、庫存策略制定、動態定價策略制定、運輸網絡規劃、配送網絡規劃、倉庫規劃等一系列上機操作，讓學生掌握供應鏈協同運營、采銷運營及物流運營相關的作業流程。同時，由于實驗實訓室內涉及大量電子儀器設備，在實訓中心內部設立了相應的監控備品室。

VR互動體驗區：利用VR虛擬現實技術，真實還原現代化物流中心的作業環境和作業流程，通過學生的切身體驗，實現對智慧倉庫自動化物流設備的作業原理、作業流程及操作標準規范認知等方面的認知和學習。

會議室：主要用于教師召開會議使用，也用于來訪參觀學習人員的接待以及必要的培訓。辦公室：主要用于辦公人員處理一些日常的工作事務，接聽電話、處理資料、打印文件等。

3.2 物流關系分析

物流關系分析就是通過比較各個作業單元間的流動路線和作業量，進而衡量各個作業單元間的關系緊密程度，物流關系的密切程度可以按照強度來劃分，具體分為A、E、I、O、U五個物流強度等級，A表示超高物流強度、E表示特高物流強度、I表示較大物流強度、O表示一般物流強度、U表示可忽略物流強度，依據開展實驗實訓項目作業流程和作業強度，得到具體的作業單元物流關系如圖1所示。

3.3 非物流關系分析

圖2 作業單元非物流關系

非物流關系分析主要是對作業單元間的非物流因素進行分析，在SLP中，各個作業單元之間的非物流相互關系的密切程度也可以按照等級來劃分，具體劃分為A、E、I、O、U、X六個等級，A表示絕對重要、E表示特別重要、I表示重要、O表示一般密切程度、U表示不重要、X表示負的密切程度。在此次布局設計中，充分考慮實驗室主要用于教師教學和學生實驗實訓的需要，主要考慮以下幾個非物流關系影響因素：對設施設備的布置應便于教學示范，同時考慮學生的數量，最好進行集群式布置，分組實訓，分組指導；將功能相似或者達成學生認知實踐效果相近的設備集中布置；充分考慮設備的動態使用空間，保證大量學生在同時使用設備時有足夠的施展空間；布局應方便管理人員的運營維護和管理；應考慮到緊急事件的發生，預留正常的緊急疏散通道。按照各個作業單元之間的非物流關系等級進行劃分，得到具體的作業單元間的非物流關系如圖2所示。

3.4 綜合關系分析

圖3 冷鏈物流智慧化實驗室作業單元綜合關系

綜合關系分析就是綜合考慮物流關系和非物流關系，根據實驗室建設的使用需求，確定物流關系和非物流關系之間的相對重要性，并對其進行加權計算。若用表示物流關系、表示非物流關系，通常情況下，與的比值一般不會小于1/3或者大于3，若比值小于1/3，則表示非物流關系起主要作用，物流關系影響較小，若比值超過3即表示物流關系占主導作用，可忽略非物流關系。根據冷鏈物流智慧化實驗室的主要用于教師教學和學生實驗實訓的實際需求，選取物流關系與非物流關系1:1，并取=4，=3，=2，=1，=0，=-1，進行加權計算，最后得到的作業單元綜合關系圖如圖3所示。

3.5 設施位置相關圖

圖4 冷鏈物流智慧化實驗室設施位置相關圖

設施位置相關圖是綜合考慮實驗室內作業單元物流關系和非物流關系，依據上述得到的綜合關系分析結果，合理布置作業單元位置。用標有數字的圓圈表示作業單元，用不同粗細程度的線連接各個作業單元，關系密切程度為A的用四條線表示，關系密切程度E、I、O分別用三條、兩條、一條線表示，關系密切程度U不畫線，X等級用虛線表示，具體設施位置相關圖如圖4所示。

3.6 設施布局規劃方案平面布局圖

圖5 冷鏈物流智慧化實驗室設施布局規劃方案

通常情況下，實驗室進行布局規劃會受到許多因素的限制，如場地面積大小、場地本身結構、可使用的資金情況等等。因此，在充分考慮實驗室現有條件限制的情況下（冷鏈物流智慧化實驗室總面積為660m2，俯視平面圖整體呈不規則梯形狀，需要特別說明的是，整個區域中間有六根支撐重量的柱子），綜合物理、事理、人理三個方面對其進行設施布局規劃，并通過反復的修改和調整后得到下面三種可行的方案，具體的冷鏈物流智慧化實驗室設施布局規劃方案平面布局如圖5所示。

3.7 方案比較和評價

圖6 布局規劃方案評價指標體系

采用層次分析法對以上三種規劃方案進行評價分析，首先，建立層次結構模型[4]。結合冷鏈物流智慧化實驗室的基本情況和現實需求進行綜合考慮后，確立了準則層I：包括實驗教學、實訓基地管理、空間布局、環境與安全，準則層II包括：虛擬平臺演示、實操作業教學、科學研究、運營維護、安全監控、空間利用率、運轉效率、靈活性、環境保護和設備安全保障，構建的布局規劃方案評價指標體系如圖6所示。

本文先在yaahp軟件中完成層次結構模型的構建，然后輸入判斷矩陣數據，得到的布局方案評價結果方案1、方案2、方案3對應的的總權重依次為0.2665、0.4703、0.2632，其中，方案2占比最高，因此，選取方案2作為冷鏈物流智慧化實驗室的規劃布局實施方案。

3.8 冷鏈物流智慧化實驗室實施方案分析

從上述實施方案來看，仿真規劃實訓中心臨近VR互動體驗區，便于先在仿真規劃實訓中心學習理論知識，并在上機模擬運營平臺進行學習或者在VR互動體驗區切身感知[5]，再進行實操作業。在仿真實訓規劃中心內單獨設立了監控備品室，不僅實現了基地安全監控全覆蓋，也便于管理人員對設施設備進行統一管控和維護。冷鏈物流作業與常溫貨物作業的兩條作業線從上下兩端匯集在一起，便于貨物出庫，讓空間得到了充分利用。會議室、辦公室緊鄰仿真規劃實訓中心，方便值班教師監控教學或者召開臨時會議等。針對冷凍庫、氣調庫、預冷/質檢作業區、冷藏集裝區以及相關作業區，由于冷藏集裝箱只能放置于室外空地，將冷凍庫、氣調庫相關冷庫設備放置于整個布局區域右上角，保證了冷鏈物流整個作業流程的連貫性，充分結合了常規物流與冷鏈特色物流。能夠充分利用實驗室不規則內部空間的邊墻進行宣傳展示和服務于實驗室運行管理相關信息上墻。實驗室整體布局在兼顧各個功能區域運作效率的基礎上，有效地利用了實驗室空間，同時也為適應未來發展留有一定余地。

圖7 實施方案流線分析圖

圖8 實施方案設計圖

從參觀路線和運作流線來看，除了右下角的常閉消防門，還有正上方一號大門和左側二號大門，對于師生而言，由于二號大門臨近教學樓，可以從二號大門直接進到仿真規劃實訓中心，然后根據實際上課需要，去到貨物分揀區或者常規物流和冷鏈物流作業區。對于來訪參觀人員來說，可以從一號大門進入，一號大門進門區域設置冷鏈物流文化展示區，從冷鏈物流文化展示區開始，沿著冷鏈物流作業路線、常規作業路線，到達仿真規劃實訓中心、貨物分揀區，接著到VR互動體驗區實際感受，最后到智能揀貨區參觀學習，具體的參觀路線圖和實施方案設計圖如圖7、8所示。實驗室整體設計與建筑景觀相協調，從環境與安全看，環境保護、用電用水等安全得到保障，且設有緊急安全通道，安全器材和應急設施完善[6]。

4 結束語

四川旅游學院物流工程專業與四川省現代物流協會、四川省制冷學會達成人才培養戰略合作協議，為人才培養和專業特色提供支持和指導，探索形成高等院校與有關部門、行業協會、專業學會和企業聯合培養物流人才的模式，構建“政校企協學”命運共同體，通過農商旅交郵物耦合互聯冷鏈體系協同創新平臺建設，主動服務區域（行業）經濟社會發展。

而在地方應用型本科高校打造專業特色，培養服務地方發展的應用型人才過程中，實驗室的作用十分重要。以四川旅游學院打造冷鏈物流智慧化實驗室為例，采用系統布局規劃SLP法，通過圖表計算和空間分析，對冷鏈物流智慧化實驗室進行了布局設計，得到了三種可行的方案，并運用層次分析法對方案進行了評價分析，最終選取了最優的方案。為今后類似實驗室或實訓基地將冷鏈物流特色融合到常規物流實驗室建設，并對其進行合理布局規劃設計，提供可借鑒的參考。

[1] 王奕嬌,孫小冬,劉雨雨.基于SLP的生產運作與物流管理實驗室布局優化設計[J].實驗室研究與探索,2017,(1): 254-258.

[2] 鮑成偉,宋孟華,劉雪梅,等.基于SLP的柔性制造系統實驗室布局研究[J].高校實驗室工作研究,2016,(1):98- 100.

[3] 寧芳,王斌.SLP在木工實驗室設施優化布局中的應用[J].實驗技術與管理,2016,(12):250-253.

[4] 曹以,趙璐,李洪濤,等.基于AHP-模糊綜合評價法的高校工科實驗室安全評價[J].實驗室科學,2019,(5):191- 194.

[5] 楊南粵,李爭名.基于“VR+”的新工科創新實踐虛擬演練實驗室構建[J].實驗技術與管理,2019,(1):130-133.

[6] 方東紅,王羽,李兆陽.育人視野下的高校實驗室安全工作思考與探索[J].實驗技術與管理,2020,(1):10-12.

Layout Design of Cold-chain Logistics and Intelligent Laboratory Based on SLP

Wang Zhe Jiang Ting Huang Juan

( School of Economics and Management, Sichuan Tourism University, Chengdu, 610100 )

The laboratory plays an important role in the process of building professional characteristics and training applied talents for local development. Taking the cold-chain logistics and intelligent laboratory of Sichuan Tourism University as an example, using SLP method, through chart calculation and spatial analysis, the layout of the cold-chain logistics and intelligent laboratory is designed, and three feasible schemes are obtained, and the schemes are evaluated and analyzed by AHP method, and the optimal scheme is finally selected. It provides a reference for similar laboratories or training bases.

cold-chain logistics; laboratory; systematic layout planning; analytic hierarchy process; local applied university

1671-6612（2020）06-694-06

G482.0

A

2020年全國物流教改教研課題（JZW2020227）；四川省2018-2020教學改革和質量工程項目（JG2018-907）；四川景觀與游憩研究中心2019年度科研項目（JGYQ2019021）；川菜發展研究中心2020年度一般項目（CC20G15）；四川現代流通經濟研究中心2019年度社會科學研究“現代流通經濟研究專項課題”（XDLTJJ2019ZC22）；四川旅游學院2019年度校級科研項目（2019SCTUSY38）；四川旅游學院2020年度校級科研項目（2020SCTU35）；四川旅游學院高等教育人才培養質量和教學改革項目（GJ2019008）

王 喆（1981-），男，副教授，博士，研究方向為現代物流與供應鏈管理，E-mail：69861735@qq.com

2020-03-27