基于SLP的D公司分揀中心布局優化

羅淞夫

（大連交通大學，遼寧 大連 116000）

0 引言

本文側重于研究分揀中心微觀布局，采用SLP方法與Anylogic軟件相結合的方式對內部各功能區進行布局，解決企業在分揀中心布局中存在的實際問題。通過對某企業分揀中心布局的重新規劃，對降低物流成本，提高作業效率起到了積極作用，為其他企業在布局方面提供了參考，具有一定的現實意義。

1 分揀中心布局研究相關基礎理論

1.1 分揀中心

1.1.1 分揀中心的概念。分揀中心是主要從事分揀活動、具有完善的信息網絡的場所或組織，其主要面向快遞業、運輸業，是集分揀、理貨、配送等物流活動于一體的物流組織。

1.1.2 分揀中心布局目標及原則。（1）布局目標。①設施設備要齊全，滿足分揀中心作業流程的需要。②合理設計各功能區的位置分布以及占地面積的大小。③專業化、系統化的管理功能區以及各功能區之間的物流作業流程。④考慮未來的發展變化，對各功能區進行柔性化布局，以滿足未來的發展趨勢。⑤踐行低碳環保、綠色發展的理念。

（2）布局原則。①布局合理化原則，②近距離原則，③系統優化原則，④柔性化原則，⑤便于管理原則。

1.2 SLP方法

1.2.1 SLP方法概述。R.Muther將系統工程概念和系統分析方法應用于工廠的布局布置，由此形成了該方法。采用SLP方法時，首先要對P（產品）、Q（產量）、R（工藝過程）、S（輔助部門）、T（時間）這五個要素進行分析，然后進行相互關系分析，再經過綜合分析得到相互關系圖，根據綜合相互關系圖確定各作業單元的距離遠近，并繪制位置關系圖。結合實際情況不斷進行調整，得到數個可行的方案；再通過系統評價方法對各方案進行擇優。

1.2.2 SLP方法的局限性。（1）SLP方法在對P、Q、R、S、T五種基本要素進行分析時，除了非物流關系會涉及少量外部因素，在其他分析研究時，忽視了外部環境對布局規劃的影響，導致布局規劃問題脫離了實際，或得到的最優方案也難以達到布局規劃的實際效果。（2）利用SLP方法進行初步布局規劃時，在對問題進行分析研究上，容易受到人的主觀因素影響，而且在對備選方案進行系統分析時，常用的系統分析方法多為主觀評價法，受人為因素影響，具有很大的主觀性，進而削減了最優方案的科學性和合理性。

本文為避免SLP方法的局限性，結合Anylogic仿真軟件，對分揀中心的功能區布局優化問題加以更好的分析，使優化方案更加科學、合理。

1.3 仿真軟件

Anylogic是由XT Technologies公司開發的通用仿真建模軟件，適用于離散事件建模、系統動力學建模、基于智能體建模、混合系統的建模和仿真。廣泛應用于物流與供應鏈、交通運輸、生產制造、醫療健康等諸多領域中。

Anylogic軟件具有以下特點：（1）建模方法具有靈活性，（2）建模語言的簡易性，（3）建模庫件的豐富性，（4）可視化的動態仿真。

2 D公司分揀中心布局現狀

2.1 D公司分揀中心主要功能區劃分

功能區主要分為物流功能區和非物流功能區兩種。其中物流功能區分為：入庫區（卸車區），大件暫存區，小件暫存區，分揀區，打包區，出庫區（裝車區）。非物流功能區分為：辦公管理區，具體為直線型布局，如圖1所示。

圖1 分揀中心原始布局圖

2.2 D公司分揀中心布局問題分析

（1）分揀中心空間利用率低。暫存區和分揀區的占地面積小，容易造成快遞堆積。目前分揀中心的布局呈直線型布局，除去各個功能區的布局位置，其他空間的利用率較低。（2）快遞流動不順暢。由于該分揀中心沒有對到達的快遞進行及時的分揀，使得每次到達的快遞出現了堆積的現象，造成快遞的周轉時間過長，影響了快遞流動的流暢性。

3 分揀中心布局優化方案設計

3.1 功能區相互關系分析

3.1.1 功能區物流相關性分析。根據由功能區之間的物流量來判定功能區之間的物流強度的原則，繪制分揀中心功能區（單車的物流量）物流強度等級表，見表1。

表1 分揀中心功能區物流強度等級表

根據分揀中心物流強度等級表作出分揀中心功能區之間的物流相互關系圖，如圖2所示。

圖2 分揀中心功能區物流相互關系圖

3.1.2 功能區非物流相關性分析。結合對分揀中心的實地調研，根據分揀中心的整個運作流程，在不考慮各個功能區之間的物流關系，只從非物流關系的角度考慮，由分揀中心功能區非物流密切程度等級表做出該分揀中心的非物流相互關系圖，如圖3所示。

圖3 分揀中心功能區非物流相互關系圖

3.1.3功能區綜合相互關系分析。由于在該分揀中心功能區的布局中，物流關系對布局的影響比較大，故選取物流關系與非物流關系的權重比值為2:1，繪制功能區綜合相互關系表[2]，見表2。

表2 分揀中心功能區綜合相互關系表

由分揀中心功能區綜合相互關系表作出分揀中心功能區綜合相互關系圖，如圖4所示。

圖4 分揀中心功能區綜合相互關系圖

3.1.4 分揀中心功能區優化布局方案確定。結合分揀中心功能區的綜合相互關系圖，依次計算出各個功能區綜合接近程度分值以及繪圖順序，見表3。

表3 分揀中心功能區綜合接近程度排序表

結合此分揀中心功能區布局規劃的基本目標和基本原則，再結合現場的實際情況，最終將該分揀中心功能區布置為U型。具體布局方案如圖5所示。

圖5 分揀中心功能區優化后布局圖

3.2 布局優化分析

3.2.1 仿真模型構建

（1）模型假設。①仿真模型設置為分揀中心的平均分揀時間，即仿真時間為3h，10 800s。②假設模型的快遞數量為一車的快遞數量，即3 000件快遞；且功能區之間流轉的快遞數量為上個功能區的全部流轉數量。③模型在理想狀態下進行仿真，不考慮設備設施及快遞的損壞。

（2）模型仿真設置及流程。①模型設置。入庫區貨物由工作人員用地牛送到暫存區；小件暫存區和大件暫存區分別由兩名工作人員將貨物搬到分揀區的傳送帶上；分揀區和打包區之間采用同樣方式，設置四名工作人員和四個地牛；將分揀出來的貨物送到打包區；打包區和出庫區用傳送帶連接。②仿真模型流程圖。綜合分析分揀中心功能區之間的仿真作業流程，如圖6所示。

圖6 分揀中心系統仿真作業流程圖

3.2.2 仿真目標

（1）分析該分揀中心快件的周轉時間，即完成3 000件快件所需的總時間。

（2）分析比較模型運作3h后，分揀中心完成快件分揀的數量。

（3）分析比較分揀區作業效率。

3.2.3 原始布局方案仿真分析。在原始布局圖中，分揀區傳送帶速度為1m/s，長度為10m，兩側各設置兩名工作人員負責分揀。原始布局方案仿真分析如圖7和圖8所示。

由圖7得出，在原始直線型布局中，完成3 000件快件從入庫到出庫所需的時間為7 223s，即2h左右。由圖8可知，3h即10 800s內，分揀中心整體完成快遞從入庫到出庫運轉的數量為4 485件；分揀區分揀4 500件快件，分揀區的分揀效能為1 500件/h。

圖7 完成3 000件快件的分揀仿真分析圖

圖8 3h內分揀中心完成快件分揀仿真分析圖

3.2.4 優化方案仿真分析。布局優化后，在原來傳送帶長度及速度不變以及分揀區工作人員數量不變的情況下，優化后U型布局方案仿真分析如圖9和圖10所示。

圖9 優化后完成3 000件快件的分揀仿真分析圖

圖10 優化后3h內分揀中心完成快件分揀仿真分析圖

由圖9得出，在優化的U型布局中，完成3 000件快件所需的時間為6 302s，即1h45min左右。由圖10可知，3h即10 800s，分揀中心整體完成快件運轉的數量為5 135件；分揀區分揀5 150件快遞，分揀區的分揀效能為1 717件/h。

3.2.5 仿真結果對比。在優化后布局方案中，完成3 000件快遞從入庫到出庫運轉所需的時間比原始布局方案提升了15min；在3h內，分揀中心整體完成快遞從入庫到出庫的運轉數量比原始布局多650件；分揀效能也從1 500件/h提升到了1 717件/h。

4 結語

針對D公司分揀中心所存在的問題，利用系統布置設計方法（SLP）將D公司分揀中心功能區進行重新設置，將原來的直線型布局優化為U型布局，并采用Anylogic仿真軟件對原始布局及優化后布局方案分別進行仿真，對比得出優化后的布局方案比原始布局方案分揀效率更高、時間更少、分揀的快件更多，U型布局更適合D公司的分揀中心。經過優化后，D公司分揀中心所存在的問題已經解決，每個功能區的空間利用率有所提高，快遞分揀流暢，快遞堆積的現象也很少發生。