基于SLP的小型連鎖超市倉(cāng)庫(kù)布局分析研究

陳楚欣 袁 媛 常全盛 張鴻云

（1.太原科技大學(xué)交通與物流學(xué)院,山西 太原 030000；2.天津市南開(kāi)區(qū)人民政府長(zhǎng)虹街道辦事處,天津 300110）

新型冠狀病毒肺炎疫情的突然來(lái)襲，導(dǎo)致人員無(wú)法流動(dòng)，快遞無(wú)法正常傳遞，網(wǎng)購(gòu)模式被迫轉(zhuǎn)為線下購(gòu)物模式，小型超市等線下賣場(chǎng)的營(yíng)收又有所增加。在此背景下，當(dāng)超市的人流量增加，物品周轉(zhuǎn)率提高之后，倉(cāng)庫(kù)的布局問(wèn)題就顯得更為重要。黃芊芊等[1]采用了SLP方法對(duì)物流公司進(jìn)行了規(guī)劃，得到了新的布局方案，并用加權(quán)因素比較法進(jìn)行方案評(píng)價(jià)；鄭婉婷等[2]對(duì)食品公司倉(cāng)儲(chǔ)中心進(jìn)行布局，將EIQ-ABC方法與SLP相結(jié)合，用模糊評(píng)價(jià)法得出最優(yōu)方案；童小龍等[3]采用因子分析法分析了影響超市收益的主要因素，采用SLP法進(jìn)行分析，并用TOPSIS法分析了方案的優(yōu)劣；鐘柳艷等[4]分析了某汽車零部件配送中心的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了6種方案并用Flexsim仿真分析，得出了結(jié)論；蔣南云等[5]測(cè)定某自行車隨機(jī)混流裝配線上兩種車型的相應(yīng)指標(biāo)，用Flexsim建模仿真確定瓶頸工位，優(yōu)化方法為重新劃分工位并添加自由人；閆瑩等[6]運(yùn)用SLP確定某碳帶公司生產(chǎn)車間各作業(yè)單位的相對(duì)位置，利用Flexsim 仿真軟件對(duì)車間原始設(shè)施布置進(jìn)行仿真建模，結(jié)合 SLP 方法與 Flexsim 仿真模型的分析結(jié)果確定設(shè)施布置的優(yōu)化方案。本文研究某小型連鎖超市的供應(yīng)倉(cāng)庫(kù)的布局問(wèn)題，采用SLP方法進(jìn)行重新規(guī)劃，并用Flexsim方法驗(yàn)證了其可行性。

1 Q倉(cāng)庫(kù)作業(yè)區(qū)布局現(xiàn)狀

1.1 Q倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)有布局

Q倉(cāng)庫(kù)主要負(fù)責(zé)太原市萬(wàn)柏林區(qū)內(nèi)Q小型連鎖超市的供應(yīng)工作，包括對(duì)貨物的存儲(chǔ)和加工包裝等一系列作業(yè)活動(dòng)。Q超市主要經(jīng)營(yíng)、銷售食品、飲料和日用品。萬(wàn)柏林區(qū)內(nèi)共有Q超市10家，其超市總面積為 2 000 m2，Q倉(cāng)庫(kù)占地面積為 1 200 m2。圖1為Q倉(cāng)庫(kù)的整體布局圖，該倉(cāng)庫(kù)主要?jiǎng)澐譃?個(gè)區(qū)域，包括入庫(kù)區(qū)、揀貨區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)、包裝區(qū)、辦公區(qū)、設(shè)備存放區(qū)、出庫(kù)區(qū)。倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)門均在北面，庫(kù)內(nèi)可容納6層高貨架，每層高1 m。

圖1 Q倉(cāng)庫(kù)原始布局圖

1.2 Q超市倉(cāng)庫(kù)存在的問(wèn)題

Q倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)流程主要包括卸貨驗(yàn)收、揀貨篩選、入庫(kù)存儲(chǔ)、加工包裝、發(fā)貨出庫(kù)。經(jīng)過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)Q超市倉(cāng)庫(kù)主要存在如下問(wèn)題：

（1）倉(cāng)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)區(qū)域劃分不明確，貨物沒(méi)有固定的存放位置，內(nèi)部的商品擺放方式比較隨意，即所有到達(dá)的商品均隨機(jī)擺放在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，甚至還有的貨物直接堆放在地上，嚴(yán)重影響了存儲(chǔ)區(qū)的利用率，也不便于尋找貨物。

（2）倉(cāng)庫(kù)內(nèi)各個(gè)區(qū)域之間的位置安排不合理，導(dǎo)致在搬運(yùn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)路線重復(fù)或交叉，甚至發(fā)生碰撞，降低了作業(yè)效率，造成人力物力等的浪費(fèi)。另外出入庫(kù)位置相鄰，且都在門邊，當(dāng)出入庫(kù)貨物量增大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)貨物擁擠混亂及擁堵現(xiàn)象。

（3）倉(cāng)庫(kù)內(nèi)各個(gè)區(qū)域獨(dú)立設(shè)置，沒(méi)有充分利用角落空間，從而造成大量的空地面積和很多無(wú)用的通道。

2 作業(yè)區(qū)布局優(yōu)化

2.1 作業(yè)區(qū)域的劃分

由于倉(cāng)庫(kù)主要存儲(chǔ)食品、飲料和日用品，所以本文主要根據(jù)貨物的種類對(duì)倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行劃分：（1）入庫(kù)區(qū)；（2）揀貨區(qū)；（3）食品區(qū)；（4）飲料區(qū)；（5）日用品區(qū)；（6）殘次品區(qū)；（7）包裝區(qū)；（8）出庫(kù)區(qū)。非物流功能區(qū)包含：（9）辦公區(qū)；（10）設(shè)備存放區(qū)。

2.2 作業(yè)區(qū)域間物流關(guān)系分析

由于Q倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的物品為食品、飲料和日用品，不具有季節(jié)性，因此，統(tǒng)計(jì)了該倉(cāng)庫(kù)作業(yè)區(qū)之間的物流量，結(jié)合具體情況畫出物流從至表，分析各個(gè)作業(yè)區(qū)之間的物流強(qiáng)度，劃分物流關(guān)系等級(jí)，得出物流相關(guān)圖如圖2所示。

圖2 倉(cāng)儲(chǔ)中心各功能區(qū)間物流相互關(guān)系圖

2.3 作業(yè)區(qū)域間非物流關(guān)系分析

在SLP布局規(guī)劃當(dāng)中，除了要對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)中心進(jìn)行物流相關(guān)性分析之外，還要對(duì)其各作業(yè)區(qū)之間進(jìn)行非物流關(guān)系相關(guān)性分析。非物流相關(guān)性分析涉及的影響因素，其本身沒(méi)有產(chǎn)品的流動(dòng)，但會(huì)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)中心的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，甚至有時(shí)會(huì)因?yàn)槲茨芸紤]到某些非物流因素，從而在倉(cāng)儲(chǔ)中心運(yùn)行的過(guò)程中，帶來(lái)嚴(yán)重的后果。本文綜合考慮Q倉(cāng)庫(kù)的實(shí)際情況，選擇了工作流程的順序、貨物集中存取、使用共同設(shè)備、安全性、減少搬運(yùn)次數(shù)和改善整體環(huán)境等6個(gè)指標(biāo)對(duì)作業(yè)區(qū)之間的非物流關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出Q超市倉(cāng)庫(kù)各功能區(qū)之間的非物流相關(guān)性關(guān)系如圖3所示。

圖3 非物流的各作業(yè)單位相互關(guān)系圖

2.4 作業(yè)區(qū)域間綜合相互關(guān)系分析

各作業(yè)區(qū)之間的綜合相互關(guān)系是對(duì)作業(yè)區(qū)之間的物流相關(guān)性關(guān)系和非物流相關(guān)性關(guān)系的綜合分析。對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)中心的物流相關(guān)性關(guān)系強(qiáng)度等級(jí)與非物流相關(guān)性關(guān)系強(qiáng)度等級(jí)賦值，定義A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-l。由于Q倉(cāng)庫(kù)主要進(jìn)行貨物的存取，搬運(yùn)等活動(dòng)，取物流相關(guān)性關(guān)系和非物流相關(guān)性關(guān)系權(quán)重比值為m：n=3：1，通過(guò)計(jì)算可得最終作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖如圖4所示。

圖4 作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖

2.5 作業(yè)區(qū)域間位置相關(guān)圖的繪制

根據(jù)作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖可以得出各個(gè)作業(yè)區(qū)之間的相互關(guān)系等級(jí)，將A到X降序排列，可確定各個(gè)作業(yè)區(qū)之間的相對(duì)位置關(guān)系。綜合相互關(guān)系等級(jí)越高（即越靠近A），則這兩個(gè)作業(yè)區(qū)之間的位置就越近；綜合相互關(guān)系等級(jí)越低（即越靠近X），則這兩個(gè)作業(yè)區(qū)之間的位置就越遠(yuǎn)。規(guī)定關(guān)系程度為A級(jí)的作業(yè)單位對(duì)之間的距離為一個(gè)單位距離長(zhǎng)度，E級(jí)為兩個(gè)單位距離長(zhǎng)度，依次類推。按照等級(jí)由高到低的順序且O等級(jí)不繪制的原則進(jìn)行繪制。最終確定各功能區(qū)之間的作業(yè)單位位置相關(guān)圖，如圖5所示。

圖5 作業(yè)單位位置相關(guān)圖

2.6 Q倉(cāng)庫(kù)作業(yè)區(qū)布局方案設(shè)計(jì)

根據(jù)作業(yè)單位位置相關(guān)圖，綜合考慮Q倉(cāng)庫(kù)的實(shí)際使用情況以及相關(guān)作業(yè)單位的特殊要求，最后繪制出優(yōu)化改進(jìn)的倉(cāng)庫(kù)布局圖，如圖6所示。

圖6 基于SLP方法改進(jìn)的倉(cāng)庫(kù)布局圖

3 基于Flexsim的方案評(píng)價(jià)

3.1 模型構(gòu)建

當(dāng)貨物送達(dá)倉(cāng)庫(kù)后，Q倉(cāng)庫(kù)的工作人員首先要核對(duì)訂單，并檢查送來(lái)的貨物以及隨入庫(kù)貨物同時(shí)到達(dá)的貨單，驗(yàn)收結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤之后，便開(kāi)始對(duì)貨物進(jìn)行卸載、揀貨等作業(yè)，并辦理相關(guān)的入庫(kù)手續(xù)，將揀貨完成的貨物送入倉(cāng)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)。當(dāng)接到發(fā)貨指令后，倉(cāng)庫(kù)管理員根據(jù)訂單進(jìn)行備貨，并核對(duì)提貨者所出具的出庫(kù)憑證，在逐一審核無(wú)誤后，交接貨物，辦理相關(guān)的出庫(kù)手續(xù)。

分別對(duì)原始布局和優(yōu)化后布局進(jìn)行Flexsim建模仿真，從實(shí)體庫(kù)中分別拖出相應(yīng)數(shù)量的發(fā)生器、暫存區(qū)、處理器、合成器、貨架、叉車、操作員、任務(wù)分配器和吸收器到模型窗體中，擺好位置并完成端口連接（“A”連接或“S”連接），最后添加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和墻體，得到倉(cāng)庫(kù)模型原始布局圖（見(jiàn)圖7）和改進(jìn)布局圖（見(jiàn)圖8）。

圖7 倉(cāng)庫(kù)模型原始布局圖

圖8 倉(cāng)庫(kù)模型改進(jìn)布局圖

3.2 參數(shù)設(shè)置

將代表“入庫(kù)”發(fā)生器中的臨時(shí)實(shí)體類型設(shè)置為duniform（1，3），表示發(fā)生器可以產(chǎn)生3種不同類型的實(shí)體，分別代表倉(cāng)庫(kù)內(nèi)3類不同的貨物；在表示“包裝材料”的發(fā)生器中的臨時(shí)實(shí)體種類中選擇Pallet（托盤），表示發(fā)生器產(chǎn)生的臨時(shí)實(shí)體為托盤，由托盤代替?zhèn)}庫(kù)內(nèi)的包裝箱等各種包裝材料對(duì)貨物進(jìn)行包裝處理；由實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算得出在實(shí)際到達(dá)的貨物中，食品類占42.9%，飲料類占33.3%，日用品類占22.4%，損壞的貨物占1.4%，損壞的貨物被送到殘次品區(qū)等待退換貨處理，其余貨物分別由揀貨機(jī)1、2、3對(duì)不同類型的貨物進(jìn)行揀貨、掃碼、入庫(kù)處理；在揀貨完成后，將不同類型的貨物臨時(shí)存放在對(duì)應(yīng)的暫存區(qū)內(nèi)，然后等待叉車將其搬運(yùn)到對(duì)應(yīng)的貨架上存儲(chǔ)，搬運(yùn)到不同貨架上的方式是隨機(jī)的；所有待出庫(kù)的貨物到達(dá)包裝暫存區(qū)等待包裝機(jī)對(duì)其進(jìn)行包裝，3種類型貨物分別由包裝機(jī)1、2、3對(duì)其進(jìn)行包裝。在Queue的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，單擊Flow（臨時(shí)實(shí)體流）選項(xiàng)卡，在Send to Port（發(fā)送至端口）的下拉列表中，選擇By Expression（指定端口），根據(jù)倉(cāng)庫(kù)貨物實(shí)際的周轉(zhuǎn)情況，模型中所有暫存區(qū)的容量均設(shè)置為1 000即可滿足實(shí)際需要；由于受仿真軟件實(shí)體數(shù)量的限制，將貨架數(shù)量進(jìn)行一定比例的縮減，同時(shí)對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)貨物的存儲(chǔ)數(shù)量以及出入庫(kù)量進(jìn)行同等比例的處理；合成器主要是為了對(duì)貨物進(jìn)行包裝，根據(jù)實(shí)際出庫(kù)訂單，分別將每類貨物進(jìn)行10件批量處理，所以合成器的包裝數(shù)量設(shè)為10；由于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)布局復(fù)雜，叉車行駛區(qū)域有限，轉(zhuǎn)彎較多，所以叉車的最大搬運(yùn)量不得超過(guò)8件貨物，行駛速度為5 m/s。

3.3 模型運(yùn)行

以倉(cāng)庫(kù)一天工作8 h為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)分析運(yùn)行數(shù)據(jù)，所以模型的運(yùn)行時(shí)間設(shè)為8 h，即28 800 s。模型運(yùn)行之前，先“重置”模型，然后點(diǎn)擊“開(kāi)始”，運(yùn)行至28 800 s時(shí)模型自動(dòng)停止，模型運(yùn)行結(jié)果如圖9和圖10所示。

圖9 原始布局圖下的模型運(yùn)行結(jié)果

圖10 改進(jìn)布局圖下的模型運(yùn)行結(jié)果

3.4 結(jié)果分析

3.4.1 兩種布局圖下入庫(kù)區(qū)和揀貨區(qū)的貨物等待時(shí)間對(duì)比分析

模型運(yùn)行至28 800 s停止后，原始布局圖中入庫(kù)區(qū)堆積了998件貨物，揀貨區(qū)堆積了1 207件貨物，且平均等待時(shí)間較長(zhǎng)，入庫(kù)區(qū)貨物的平均等待時(shí)間為4 877 s，貨物最長(zhǎng)等待時(shí)間甚至接近3 h。改進(jìn)倉(cāng)庫(kù)布局之后，將入庫(kù)區(qū)和揀貨區(qū)相鄰，貨物平均等待時(shí)間明顯縮短，入庫(kù)區(qū)的貨物平均等待時(shí)間為13 s，基本可以實(shí)現(xiàn)卸貨即揀貨的作業(yè)目標(biāo)。如表1所示。

表1 兩種布局圖下的入庫(kù)區(qū)貨物等待時(shí)間s

3.4.2 兩種布局圖下揀貨機(jī)的利用率對(duì)比分析

模型運(yùn)行后，得到兩種布局圖下揀貨機(jī)利用率的柱狀圖（見(jiàn)圖11），揀貨機(jī)1、2、3表示原始布局圖下的揀貨機(jī)，揀貨機(jī)1-1、2-2、3-3表示改進(jìn)布局圖下的揀貨機(jī)。

從圖11中可以看到，改進(jìn)布局后3臺(tái)揀貨機(jī)的利用率均有所提高，其中揀貨機(jī)1的作業(yè)效率提高了89.7%，揀貨機(jī)2的作業(yè)效率提高了65.9%，揀貨機(jī)3的作業(yè)效率提高了25.2%，并且沒(méi)有出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。

圖11 兩種布局圖下的揀貨機(jī)工作效率對(duì)比

3.4.3 兩種布局圖下叉車的運(yùn)行效率對(duì)比分析

運(yùn)行模型后，可以得到原始布局圖和改進(jìn)布局圖的叉車運(yùn)行效率的餅圖分別如圖12和圖13所示。

圖12 原始布局圖下的叉車運(yùn)行效率

圖13 改進(jìn)布局圖下的叉車運(yùn)行效率

從圖中可以看出，在原始布局圖中，叉車1、2、3每天都處于高負(fù)荷的工作狀態(tài)，而叉車4、5、6、7、8的利用率卻不高，閑置時(shí)間較長(zhǎng)，尤其是叉車7和8每天大多數(shù)時(shí)間都處于閑置中。

改進(jìn)后，由于功能區(qū)位置的改變，減少了倉(cāng)庫(kù)內(nèi)不必要的搬運(yùn)環(huán)節(jié)，因此倉(cāng)庫(kù)內(nèi)叉車的數(shù)量也從原來(lái)的8輛減少到了6輛。叉車1、2、3的負(fù)載率有所降低，緩解了叉車高負(fù)荷的工作狀態(tài)，同時(shí)，也提高了叉車4、5、6的利用率，其中，叉車4的利用率從原來(lái)的23.43%提高到了70.42%，叉車5的利用率從原來(lái)的12.64%提高到了57.33%，叉車6的利用率從原來(lái)的10.29%提高到了30.26%。

經(jīng)過(guò)上述對(duì)比分析可知，經(jīng)過(guò)SLP方法改進(jìn)的倉(cāng)庫(kù)布局比原布局在貨物等待時(shí)間、叉車和揀貨機(jī)的利用率等各方面均有所提高，改進(jìn)后的布局更為合理，作業(yè)效率更高。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于SLP方法對(duì)小型連鎖超市的供應(yīng)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行了物流量和非物流量等的分析，減少了兩臺(tái)叉車，增加了兩個(gè)貨架，得出了優(yōu)化后的布局圖，并通過(guò)Flexsim仿真軟件對(duì)原布局和改進(jìn)后布局進(jìn)行了仿真，分別從入庫(kù)區(qū)的貨物等待時(shí)間、揀貨機(jī)和叉車的利用率等方面驗(yàn)證了改進(jìn)后的布局提高了作業(yè)效率，且更為合理，為小型連鎖超市的供應(yīng)倉(cāng)庫(kù)的布局規(guī)劃提供了優(yōu)化思路。