物流中心的布局規(guī)劃分析

文/孫建偉

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，現(xiàn)代物流業(yè)作為企業(yè)的“第三利潤源”，其地位和重要性受到了來自政府、社會、企業(yè)越來越多的關注，物流行業(yè)也逐漸成長為了促進國民經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)和新興的經(jīng)濟發(fā)展增長點，物流也終于2009年政府工作會議上，被列為十大振興行業(yè)之一[1]。在整個物流行業(yè)供應鏈條上，物流中心是整個供應鏈體系上的一個關鍵節(jié)點，在現(xiàn)代經(jīng)濟成長過程中具有非常獨特的地位，其通過對貨品進行在庫管理、配運作業(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度，減少貨品在流通過程中的貨損，提高貨物的周轉率，從而創(chuàng)造明顯的經(jīng)濟效益。同時，物流中心又是實施貨品運輸所必備的環(huán)節(jié)之一，因此很多新興行業(yè)，如高技術附加值企業(yè)，跨國銷售企業(yè)以及進行專業(yè)化物流服務業(yè)務的公司紛紛建立了專業(yè)化的物流中心，很多跨國公司在商品銷售業(yè)務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鍵因素，是起到?jīng)Q定性影響的實體[2]。因此，將物流中心的設備和操作區(qū)域進行合理設計，對改善物流中心的效率就顯得尤為重要。

一、物流場所設施布局的基本要求

設施布置設計的原則對于不同系統(tǒng)的布置有著不同的要求，總結起來主要有以下幾個方面：（1）服務于系統(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)，降低設施設備投資成本。（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)有進一步改進、發(fā)展的空間。（4）獲得完整的系統(tǒng)優(yōu)化。既要進行總體布局，又要進行詳細布局，二者相結合、相輔相成，才能得到一個全面、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系統(tǒng)的空間面積。（6）注意人為因素。特別是對于服務系統(tǒng)來說，人的效率決定了系統(tǒng)的效率。布局應提供舒適、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)布置設計）中，把產(chǎn)品、產(chǎn)能、生產(chǎn)工藝、協(xié)助服務部門以及生產(chǎn)進度等作為已知的基本要素或者初始材料來處理.

（1）產(chǎn)品product。產(chǎn)品是工廠生產(chǎn)所需的原材料，或需要進一步加工的零件和成品。通常由生產(chǎn)計劃決定，包括產(chǎn)品類型、品名、特征等因素，它決定了生產(chǎn)線上操作設備的種類、組配以及各任務模塊之間的相互關聯(lián)，原料運輸方式等[42]。在物流教學中，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。在物流教學中，要保證兩點：操作的總物料量和份數(shù)，以及足夠的工位開出率，以平均一個標準班35人計算，最少要保證一半的學生既18人左右同時在各個崗位操作，其余學生觀摩

（3）生產(chǎn)路線route。一個不封閉的工藝流程或生產(chǎn)步驟的有序圖會影響原材料倉庫的面積、倉庫區(qū)域的位置、零件的運輸路線以及每個生產(chǎn)單元之間的關系，以及在同時影響生產(chǎn)。同時也對產(chǎn)品的時間和質(zhì)量產(chǎn)生影響。在物流教學中，生產(chǎn)路線的考慮主要以物料動線的規(guī)劃管理為主，因為整個作業(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，在學生進行全流程作業(yè)時，教師對路線的管理和多崗位的監(jiān)管調(diào)控非常重要，要盡可能避免學生脫離教師監(jiān)控的情況出現(xiàn)。

（4）輔助服務部門serve。通常來看，生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括各類基礎的生產(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性質(zhì)部門統(tǒng)一歸于輔助部門。簡單說，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行所必備的部門都被稱為輔助服務部門，在設計時要把它放在比較重要的位置，因為這些部門的空間占用率往往比真正的生產(chǎn)車間更大。在物流教學中，輔助服務部門的種類和功能相對來說要弱化一些，主要應包括基本的教學管理區(qū)域（辦公室、信息處理中心）、設備存放養(yǎng)護區(qū)域。

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

在對上述各種潛在因素進行必要的調(diào)查研究并獲得全面準確的基線數(shù)據(jù)后，對整個供應鏈中出現(xiàn)的物流和非物流關系進行定性分析[4]，獲得幾個比較合理的布設方案，并對其進行評價選擇，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方法在對中小型物流中心應用中的適應性

使用SLP方法對中小型物流中心進行系統(tǒng)工程和規(guī)劃時，必須以產(chǎn)品、生產(chǎn)量、生產(chǎn)線等因素為參考進行設計，產(chǎn)量是主要因素之一。產(chǎn)品設計完成后，與之配套的制作工藝、裝配工藝就都被確定下來了。在物流商則表現(xiàn)為相關物流工作的流程和動線，生產(chǎn)能力的價值反映了生產(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)強度對計劃的影響主要體現(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等物流活動上的需求是不一樣的，并能影響到物流動線的不同，物流中心的總體任務量則表現(xiàn)了各個作業(yè)模塊的工作強度。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，而對于具有裝配線和多個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法實施步驟

（1）明確設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)的前提下進行了仔細分析，科學的設計出響應的作業(yè)單元。（2）對設計出來的各個作業(yè)單元，分別執(zhí)行相互關系分析。那種以業(yè)務流程為主的設施，相關分析最重要的方面是邏輯分析。對于一些開展生產(chǎn)幫扶的部門，必須重點分析生產(chǎn)單位之間的非統(tǒng)計關系。如果介于上述兩種情況之間，則屬于綜合關系分析。（3）按照任務模塊相關性的分析結論能夠推定每兩個作業(yè)模塊之間的相互關系的等級高下，若等級越高，就說明兩者之間的相對位至應該越靠攏，反之就要盡可能遠離。根據(jù)以上方式制作出各個任務模塊之間的相對的位置圖，這個時候不考慮各自所需的實際面積，只是理論上的相互位置，所以被叫做位置相關圖。（4）通過分析工人、工具、產(chǎn)品、輔助工具、作業(yè)巷道等有關問題，推導出各個模塊各自需要的空間大小。（5）把所有任務模塊所需要的空間大小和大致的平面圖添加如位置相關圖，以此來繪制出作業(yè)單位的面積相關圖。（6）將現(xiàn)實情況中的不利條件和其他參考因素加以考量，同時按照作業(yè)單位的面積相關圖進行增減與改正。現(xiàn)實情況中的參考條件主要有工作方式、物料處理方式設施布局類型等。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，得到幾個相對合理的備選布局方案。

五、作業(yè)區(qū)域相關性的確定

（1）物流分析

在物流中，物料的判定，物料在各個模塊之間的運輸數(shù)量和運輸強度，最有效的運輸動線是物流分析的重要目標。物料按照動線的流向不停運動知道最后完成時物流工作中作業(yè)流程有效與否的重要判別條件，在整個動線中不要出現(xiàn)倒流、回流等情況。在物流配送中心，物料的移動是整個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，在對配送中心進行規(guī)劃時計劃采用物流過程圖進行處理，因貨物種類較小的作業(yè)對象P和物流量Q時為了直觀反應物流過程圖可以用標準符號類繪出。只要各個任務模塊之間的物流量在物流過程圖上標明，物料的流動狀態(tài)就能在整個物流中心作業(yè)過程中顯示出來。當物流配送中心規(guī)模比較小的時候，只要其物料類別小而單一，無論其物流量如何在執(zhí)行作業(yè)分析的時候都能夠選用物流過程圖進行作業(yè)。當出現(xiàn)加工過程中轉移物料的情況，它的移動過程采用標準的符號來進行表示，如下表所示。其中1為操作；2為運輸，為運輸或移動的過程；3停滯，等候其他操作；4儲存，處在儲存狀態(tài)。作業(yè)區(qū)域相關性分析

（1）作業(yè)區(qū)域相互關系分析的必要性

不同的任務模塊在工作流程、組織結構等不同方面相互依存，在規(guī)劃物流中心時，需要分析它們之間的關系，主要是因為：1）任何兩個獨立的工作單元都可能由于活動之間的相關性和其他不同的活動相關性而具有相似的需求，主要表現(xiàn)為：①工作順序的的關系，指構建于物流和信息流之上的關系；②整體架構上的關系，即各部門彼此的相互關系；功能上、區(qū)域之間因功能需要而建立起來的關系。[5]2）物流中心因其承載的工作的原因，會產(chǎn)生很多的搬運作業(yè)，貨品分類不同，則其作業(yè)流程可能也不盡相同，所以各個任務模塊之間的物流量存在不同，通過對物流量的計算可以防止長距離、大流量的搬運作業(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)為以下幾個地方：工作流程、任務性質(zhì)的相似性、使用相同的設備、使用同一組人員、使用相同的公共設施、服務的頻率和緊迫性、管理和監(jiān)督。根據(jù)Richard Masser提出的理論，在設計系統(tǒng)布局時，通常不會考慮8-10多個關鍵因素。并按照創(chuàng)建物流中心的主要目的，設置為：收貨區(qū)、發(fā)貨區(qū)、不依賴倉庫的工作、或任務模塊。

（2）作業(yè)單位相互關系分析

1）物流相互關系分析。這里可以把物流強度分解成五個級別，分別用A，E，I，O，U表示，物流強度等級按承擔的物流量強度比例來確定。統(tǒng)計各個作業(yè)單位見的物流強度，劃分出物流強度等級，求出物流中心物流強度匯總表，其中沒有出現(xiàn)的是物流強度為U級，因為其作業(yè)單位之間沒有固定物流：

2）非物流相互關系分析。根據(jù)要創(chuàng)建的物流中心各個模塊之間非物流因素的互聯(lián)程度，得到一個比較關聯(lián)表。非物流相關性通常是指不同地區(qū)之間信息流動和服務的頻率。根據(jù)它定義非物流關系，反對物流中心的關系。

3）綜合相互關系分析。觀察上步繪制的物流相互關系圖和非物流相互關系圖，能夠發(fā)現(xiàn)彼此之間不一致，所以要進行進一步的工作，就是把兩表合并，做出作業(yè)單位相互關系表。

①明確物流與非物流的關系，配送中心的物流運營中心，使物流關系占據(jù)重要地位，根據(jù)物流與非物流關系的實際情況，取物流和非物流的比值m:n=3:1，即加權值為3:1

②化物流強度等級和非物流強度等級的密切程度等級：A=4，E=3，I=2，O=1，U=0算量化后的作業(yè)單位相互關系。設任意兩個作業(yè)單位的物流相互關系等級分數(shù)為，非物流的關系密切程度等級分數(shù)為，則這兩個單位的綜合密切程度的分值C為：C=mM+nN=3M+N

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

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

統(tǒng)計上表中綜合關系分值各分段內(nèi)成對作業(yè)單位的比例。再根據(jù)作業(yè)單位綜合相互關系計算表，按照綜合關系等級的比例確定各分段值內(nèi)對應作業(yè)單位對的關系等級，進行比對確定，之后建立作業(yè)單位位置綜合關系表。

六、平面布局

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

（1）找到配送中心進貨到發(fā)貨的常見物流動線形式。典型的為I型、U型、L型等，規(guī)劃設計時可采用組合式的動線策略。

（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，需要設置占用面積大、長寬比不易改變的工作區(qū)，比如存儲區(qū)、動態(tài)管理區(qū)；然后設計占用面積大，但長寬比可以改變和調(diào)整的工作區(qū)域，如裝配區(qū)和收集區(qū)；土地面積較小且長寬比可以改變和調(diào)整的區(qū)域，如臨時存儲區(qū)、運輸和存儲區(qū)等。

（3）確定其他輔助作業(yè)區(qū)域平面布局規(guī)劃，這里通常采用關聯(lián)式布局，就是根據(jù)區(qū)域相關性進行布置規(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。由于倉庫區(qū)使用了大量的立體化設備較多，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形和鋸齒形對象流線形式展示了物流中心每個操作區(qū)域的典型氣球設計方法。

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

無論選擇哪種動線工作流程，各模塊之間的布局方法都是多樣的，在設計時，要考慮作業(yè)流程和區(qū)域間的相互關聯(lián)關系。分析各個模塊之間的相關性，檢驗各種布置組合方式是否符合相關性原則，如果違反相關性原則就要進行調(diào)整，直到動線形態(tài)、作業(yè)區(qū)域配置與區(qū)域間相關性達到一致為止。按照上述的步驟，可以一步步完成各區(qū)域的大體布局，之后將各個模塊預算的占用空間置入相對位置，通過調(diào)整工作區(qū)的一部分的大小或長寬比，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，在各個區(qū)域的布局中，如果某個模塊的面積無法完全容納在倉庫中，則需要更改部分區(qū)域的面積或長寬比。如果修改范圍超過設備調(diào)度下限，則必須更改設備調(diào)度，然后重新進行工作空間調(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)單位位置綜合關系，按照作業(yè)過程中各區(qū)域之間的關系相關程度，繪制物理中心的設計方案。最終確定，配送中心采用U型式動線布置，以適應箱類散貨以及托盤貨物進出位于場地一側，便于教師監(jiān)督管理的客觀情況。計劃設計的模塊主要有動管區(qū)、貯藏區(qū)域、揀選區(qū)、流通加工區(qū)、返品區(qū)、設備區(qū)等幾個部分組成。