李琴琴，王 偉，陸參軍

LI Qin-qin, WANG Wei, LU Can-jun

（西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031）

(School of Transportation and Logistics， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031， Sichuan， China)

現(xiàn)代物流配送中心內(nèi)部功能布局規(guī)劃研究

李琴琴，王 偉，陸參軍

LI Qin-qin, WANG Wei, LU Can-jun

（西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031）

(School of Transportation and Logistics， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031， Sichuan， China)

通過(guò)闡述現(xiàn)代物流配送中心的一般作業(yè)流程和功能區(qū)劃分，利用改進(jìn)的SLP 方法分析現(xiàn)代物流配送中心各功能區(qū)之間的物流和非物流相關(guān)性，研究功能區(qū)間的綜合相互關(guān)系，確定功能區(qū)位置和占地面積，布局設(shè)計(jì)輔助服務(wù)部門(mén)，然后采用數(shù)學(xué)解析法，建立以物料搬運(yùn)成本最小、功能區(qū)間非物流關(guān)聯(lián)鄰接度最大為目標(biāo)的函數(shù)，最后通過(guò)算例驗(yàn)證該方法的可行性，能夠得到科學(xué)合理的布局方案。

物流；配送中心；功能布局；SLP；數(shù)學(xué)解析法

1 現(xiàn)代物流配送中心概述

現(xiàn)代物流配送中心是實(shí)現(xiàn)物資供應(yīng)和銷(xiāo)售環(huán)節(jié)的中轉(zhuǎn)點(diǎn)，在整個(gè)物流運(yùn)作過(guò)程中起到重要的作用?，F(xiàn)代物流配送中心能夠?qū)崿F(xiàn)物流、商流、信息流三流合一的多功能運(yùn)作，以其經(jīng)濟(jì)有效的服務(wù)方式，保證社會(huì)化大生產(chǎn)的需要。隨著物流市場(chǎng)的發(fā)展，現(xiàn)代物流配送中心作為由供應(yīng)商到客戶(hù)的產(chǎn)品中轉(zhuǎn)樞紐，已經(jīng)被生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者普遍接受，并得到各地政府的支持，這使得各種類(lèi)型的配送中心迅速發(fā)展崛起。由于我國(guó)物流起步較晚，在現(xiàn)代物流配送中心規(guī)劃建設(shè)方面還缺乏對(duì)配送上下游產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)劃，難以發(fā)揮現(xiàn)代物流配送中心的作用。另外，我國(guó)還有一部分配送中心是由其他產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型建設(shè)，難以滿(mǎn)足實(shí)際需求，這要求對(duì)原有布局進(jìn)行重新規(guī)劃或優(yōu)化[1]。

因此，現(xiàn)代物流配送中心內(nèi)外部布局規(guī)劃是否合理將影響物流效率和物流成本，最終影響配送中心的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。采用改進(jìn)的系統(tǒng)布局規(guī)劃 (System Layout Planning，SLP) 方法[2]與數(shù)學(xué)解析法[3]相結(jié)合，通過(guò)分析功能區(qū)之間物流、非物流關(guān)系的密切程度，建立功能區(qū)之間的綜合相互關(guān)系，得到初始功能布局；以物料搬運(yùn)成本最低、功能區(qū)間非物流關(guān)聯(lián)鄰接度最大[4]為目標(biāo)建立模型評(píng)價(jià)方案，最終得出較優(yōu)布局方案。

通過(guò)分析現(xiàn)代物流配送中心自身?xiàng)l件及周邊情況，規(guī)劃配送中心內(nèi)部的作業(yè)活動(dòng)，主要分為進(jìn)出倉(cāng)、倉(cāng)儲(chǔ)、訂單揀取、配送、流通加工、包裝、退貨作業(yè)等，在實(shí)現(xiàn)功能布局前應(yīng)明確具體的物流活動(dòng)及其順序[5]，現(xiàn)代物流配送中心一般作業(yè)流程如圖1 所示。

現(xiàn)代物流配送中心的功能區(qū)主要包括物流作業(yè)功能區(qū)和非物流作業(yè)功能區(qū)，其中物流作業(yè)功能區(qū)主要包括倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、流通加工區(qū)、銜接運(yùn)輸區(qū)等，非物流作業(yè)功能區(qū)主要包括辦公管理區(qū)、信息處理區(qū)、綜合服務(wù)區(qū)等，現(xiàn)代物流配送中心功能區(qū)劃分如圖2 所示。

2 現(xiàn)代物流配送中心功能區(qū)的相關(guān)性分析

通過(guò)改進(jìn)的 SLP 方法，對(duì)現(xiàn)代物流配送中心的功能區(qū)進(jìn)行物流和非物流相關(guān)性分析，進(jìn)而得到各功能區(qū)之間的綜合相互關(guān)系。

圖1 現(xiàn)代物流配送中心一般作業(yè)流程

圖2 現(xiàn)代物流配送中心功能區(qū)劃分

2.1 物流相關(guān)性分析

物流相關(guān)性分析應(yīng)分析現(xiàn)代物流配送中心的物流流通線(xiàn)路選擇和物流流量大小，以其內(nèi)部作業(yè)流程為出發(fā)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上分析各個(gè)功能區(qū)之間的物流流通量，繪制物流相關(guān)性圖表，最后采用物流強(qiáng)度和物流相關(guān)表表示各功能區(qū)之間的物流關(guān)系強(qiáng)弱[6]。按照各個(gè)功能區(qū)物流量大小可以將功能區(qū)分為 5 個(gè)等級(jí)，分別用 A，E，I，O，U 表示。功能區(qū)物流流量大小等級(jí)表如表1 所示。

表1 功能區(qū)物流流量大小等級(jí)表

2.2 非物流相關(guān)性分析

現(xiàn)代物流配送中心內(nèi)部還有非物流作業(yè)功能區(qū)，這些區(qū)域雖然與物流活動(dòng)無(wú)關(guān)，但與功能區(qū)又有著密切的作業(yè)關(guān)系，在現(xiàn)代物流配送中心起到輔助性作用。例如，因物流、信息流動(dòng)而建立的程序性關(guān)系、部門(mén)組織關(guān)系、環(huán)境關(guān)系等。非物流關(guān)系密切程度等級(jí)一般分為 6 個(gè)等級(jí)，分別用 A，E，I，O，U，X 表示。令 Gij為功能區(qū)之間非物流關(guān)系關(guān)聯(lián)度，bij為功能區(qū)之間的鄰近度，dmax為配送中心規(guī)劃區(qū)域周長(zhǎng)，非物流作業(yè)功能相關(guān)性等級(jí)表如表2 所示。

2.3 功能區(qū)綜合相互關(guān)系分析

現(xiàn)代物流配送中心布局規(guī)劃時(shí)，功能區(qū)之間的物流關(guān)系和非物流關(guān)系的分析結(jié)果往往不一致，因而需要對(duì)二者進(jìn)行加權(quán)計(jì)算[7]，計(jì)算公式如下。

式中：TRij為功能區(qū) i 與功能區(qū) j 的綜合相互關(guān)系；MRij為功能區(qū) i 與功能區(qū) j 的物流相關(guān)性；NRij為功能區(qū) i 與功能區(qū) j 的非物流相關(guān)性；Pi為物料種類(lèi)；Cij為功能區(qū) i 到功能區(qū) j 的單位搬運(yùn)成本；Qij為功能區(qū) i 到功能區(qū) j 的物流量；Tij為功能區(qū) i 到功能區(qū) j 的配送次數(shù)；Dij為功能區(qū) i 到功能區(qū) j 的物流距離；m，n 分別為 MRij，NRij的加權(quán)值，一般 m:n的值可以取 3∶1 或 2∶1；α 為功能區(qū)非物流關(guān)系加權(quán)值；Mij，Wij，Eij，Xij代表不同的非物流影響因素下功能區(qū) i 和功能區(qū) j 的關(guān)聯(lián)值。

根據(jù) TRij數(shù)量值的大小對(duì)功能區(qū)綜合相關(guān)性進(jìn)行等級(jí)劃分，創(chuàng)建現(xiàn)代物流配送中心內(nèi)部各作業(yè)環(huán)節(jié)之間的綜合關(guān)系表，比較各功能區(qū)之間的相互關(guān)系程度，為科學(xué)合理地規(guī)劃布局現(xiàn)代物流配送中心各功能區(qū)提供依據(jù)。

3 現(xiàn)代物流配送中心功能區(qū)布局

3.1 確定功能區(qū)位置

由各功能區(qū)的綜合相互關(guān)系分析得出各區(qū)域間聯(lián)系的密切程度，以功能區(qū)的綜合相互關(guān)系密切程度為依據(jù)在現(xiàn)代物流配送中心內(nèi)部布置不同功能區(qū)間的相對(duì)位置，按照各區(qū)域間密切程度級(jí)別的高低定位，當(dāng)遇到同級(jí)別時(shí)則依據(jù)綜合接近程度分值的高低進(jìn)行調(diào)整布局。其中，功能區(qū)的綜合接近程度為各功能區(qū)之間關(guān)系密切程度的反映，在規(guī)劃布局圖中以距離中心位置的遠(yuǎn)近表示各功能區(qū)間關(guān)系密切程度的高低：距離遠(yuǎn)則表示關(guān)系密切程度低，距離近則表示關(guān)系密切程度高。當(dāng)繪制功能區(qū)位置相關(guān)圖時(shí)，不同功能區(qū)間可以用線(xiàn)條表示，作業(yè)單元關(guān)系等級(jí)表示符號(hào)如表3 所示。

表3 作業(yè)單元關(guān)系等級(jí)表示符號(hào)

3.2 確定功能區(qū)占地面積

表2 非物流作業(yè)功能相關(guān)性等級(jí)表

在確定功能區(qū)的位置后，可以根據(jù)相關(guān)的約束條件確定功能區(qū)的空間形狀和占地面積，畫(huà)出功能區(qū)單元面積相關(guān)圖。功能區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)考慮物流作業(yè)功能區(qū)，其次是非物流作業(yè)功能區(qū)。對(duì)于大多數(shù)配送中心而言，主要的業(yè)務(wù)功能是倉(cāng)儲(chǔ)、配送和加工。因此，一般先重點(diǎn)分析上述 3 個(gè)核心功能區(qū)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行功能區(qū)的擴(kuò)展。

功能區(qū)占地面積確定的常用方法有 2 種：①計(jì)算法，先計(jì)算各個(gè)功能區(qū)的面積，然后將所得面積累加得到現(xiàn)代物流配送中心的總面積 (現(xiàn)代物流配送中心總面積已知情況下適合用該方法)；②經(jīng)驗(yàn)法，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定一般功能區(qū)的單位面積，然后根據(jù)不同功能區(qū)的作業(yè)量預(yù)測(cè)值結(jié)合功能區(qū)單位面積經(jīng)驗(yàn)值，大致可以估算現(xiàn)代物流配送中心的作業(yè)面積 (該方法適用于現(xiàn)代物流配送中心總面積不確定的情況)。作業(yè)區(qū)面積標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)值如表4 所示。

表4 作業(yè)區(qū)面積標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)值

3.3 布局設(shè)計(jì)輔助服務(wù)部門(mén)

現(xiàn)代物流配送中心的輔助服務(wù)部門(mén)是實(shí)現(xiàn)物資流通和配送的支持和保障，占地面積一般為現(xiàn)代物流配送中心的 5%～8%，不涉及直接的物流活動(dòng)，因而布置相對(duì)而言比較集中。辦公管理區(qū)和信息處理區(qū)宜臨近物流作業(yè)功能區(qū)布置，便于現(xiàn)代物流配送中心內(nèi)部的信息流通和辦公管理；綜合服務(wù)區(qū)一般放置在相對(duì)偏遠(yuǎn)的地方，實(shí)現(xiàn)人流和物流分離。

4 確定現(xiàn)代物流配送中心布局方案

通過(guò)對(duì)現(xiàn)代物流配送中心內(nèi)部物流、非物流關(guān)系密切程度的分析，將現(xiàn)代物流配送中心布局優(yōu)化問(wèn)題概括為 2 個(gè)目標(biāo)函數(shù)：物料搬運(yùn)費(fèi)用最小、功能區(qū)間非物流關(guān)系的關(guān)聯(lián)鄰接度最大[8]。采用數(shù)學(xué)解析法，結(jié)合現(xiàn)代物流配送中心的實(shí)際情況建立約束條件，并且在約束條件下求解目標(biāo)函數(shù)，得到布局方案。

4.1 假設(shè)前提

（1）現(xiàn)代物流配送中心內(nèi)部區(qū)域?yàn)檎叫位蜷L(zhǎng)方形。

（2）在市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)、作業(yè)流程設(shè)計(jì)、功能定位及劃分的基礎(chǔ)上可以獲得以下數(shù)據(jù)：現(xiàn)代物流配送中心的總面積 (S)；功能區(qū)的數(shù)目(N)；各功能區(qū)的面積 (Bi)；功能區(qū)之間非物流關(guān)系的關(guān)聯(lián)程度 (Gij)；功能區(qū)的貨流量 (fij)；單位物料的搬運(yùn)成本 (C)。

（3）現(xiàn)代物流配送中心可能同時(shí)存在多條流程，每條流程的流量和所經(jīng)過(guò)的路徑不盡相同[9]，僅考慮現(xiàn)代物流配送中心內(nèi)部最長(zhǎng)的一條作業(yè)流程，不同作業(yè)階段的流量不同。

4.2 目標(biāo)函數(shù)

目標(biāo)函數(shù)為

式中：F1為功能區(qū)與功能區(qū)之間搬運(yùn)總成本函數(shù)；F2為功能區(qū)與功能區(qū)之間的鄰接關(guān)聯(lián)度函數(shù)；dij為功能區(qū) i 到 j 的距離；bij為功能區(qū) i 到 j 的臨近度。

將此雙目標(biāo)決策函數(shù)通過(guò)賦權(quán)值和量綱轉(zhuǎn)化變?yōu)閱文繕?biāo)決策函數(shù)，計(jì)算公式為

式中：λ1，λ2分別為搬運(yùn)總成本權(quán)重值和功能區(qū)非物流關(guān)系權(quán)重值，并且有 λ1+ λ2= 1；η1，η2為統(tǒng)一量綱而引進(jìn)的歸一化因子。

η1，η2計(jì)算公式分別如下。

式中：Vij表示功能區(qū) i 到功能區(qū) j 的非物流關(guān)聯(lián)度。

通過(guò)比較各初始布局方案的搬運(yùn)成本和鄰接關(guān)聯(lián)度，篩選出搬運(yùn)成本最小、鄰接關(guān)聯(lián)度最大的為最優(yōu)方案。

5 算例

某地區(qū)規(guī)劃 1 個(gè)現(xiàn)代物流配送中心，該配送中心規(guī)劃建設(shè)總占地面積為 10 000 m2，規(guī)劃形狀為長(zhǎng)方形。綜合考慮現(xiàn)代物流配送中心各功能區(qū)布局的理論知識(shí)和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，現(xiàn)將該配送中心劃分為 10 個(gè)功能區(qū)：倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、流通加工區(qū)、信息處理區(qū)、辦公管理區(qū)、綜合服務(wù)區(qū)、理貨區(qū)、退貨區(qū)、裝卸區(qū)、進(jìn)貨區(qū)、出貨區(qū)。各功能區(qū)編號(hào)表如表5 所示。

表5 各功能區(qū)編號(hào)表

5.1 物流相關(guān)性分析

假設(shè)該配送中心只有 1 個(gè)入口和 1 個(gè)出口，結(jié)合該地區(qū)物流量大小和物流工藝，確定各功能區(qū)之間的物流關(guān)系等級(jí)如表6 所示。

表6 各功能區(qū)之間的物流關(guān)系等級(jí)

由表6 可知，功能區(qū) i (i = 1，2，…，10) 與j ( j = 1，2，…，10) 的物流相關(guān)性矩陣 [MRij] 為

式中：z 代表功能區(qū)自身的物流/非物流相關(guān)性值。

5.2 非物流相關(guān)性分析

假設(shè)非物流相關(guān)性?xún)H考慮組織管理關(guān)系和環(huán)境安全關(guān)系 2 種非物流影響因素，已知各功能區(qū)間組織管理關(guān)系等級(jí)如表7 所示，各功能區(qū)間環(huán)境安全關(guān)系等級(jí)如表8 所示，則由表7 和表8 可知，功能區(qū)間組織管理關(guān)系矩陣 [Mij]、環(huán)境安全關(guān)系矩陣 [Wij] 分別如下。

表7 功能區(qū)間組織管理關(guān)系等級(jí)

表8 各功能區(qū)間環(huán)境安全關(guān)系等級(jí)

通過(guò)專(zhuān)家打分法確定上述 2 種非物流影響因素之間的權(quán)重，得到 α1: α2= 1:1，并且 α1+ α2= 1。將 [Wij]，[Mij] 代入公式 ⑵，得到功能區(qū) i 與功能區(qū) j的非物流相關(guān)性如下。

5.3 功能區(qū)綜合相互關(guān)系分析

為此，在確定了現(xiàn)代物流配送中心總面積和形狀，以及各功能區(qū)綜合相互關(guān)系的約束條件下，構(gòu)建搬運(yùn)費(fèi)用最小和綜合關(guān)系最大的目標(biāo)函數(shù)如下。

約束條件為

式中：si為各功能區(qū)的面積，i = 1，2，…，10。

通過(guò)計(jì)算得到該地區(qū)現(xiàn)代物流配送中心的布局方案如圖3 所示。

圖3 現(xiàn)代物流配送中心的布局方案

6 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)現(xiàn)代物流配送中心的作業(yè)流程及其周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況將配送中心劃分為若干個(gè)功能區(qū)，通過(guò)定量化分析配送中心物流量和內(nèi)部物流工藝，將改進(jìn)的 SLP 方法與數(shù)學(xué)解析法相結(jié)合，建立目標(biāo)函數(shù)，在約束條件下求解得到合理的布局方案[10]。算例結(jié)果表明，該方法綜合考慮多種非物流因素對(duì)現(xiàn)代物流配送中心功能區(qū)布局的影響，較好地權(quán)衡各因素對(duì)內(nèi)部功能區(qū)的布局，不僅促使現(xiàn)代物流配送中心布局方案更加科學(xué)合理，而且有助于完善物流節(jié)點(diǎn)規(guī)劃布局的相關(guān)理論方法，對(duì)于提高現(xiàn)代物流配送中心的物流效率也具有現(xiàn)實(shí)意義。

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責(zé)任編輯：馮姍姍

Study on Program of Internal Function Layout of Modern Logistic Delivery Center

Through expounding the general operation process and functional zone division of modern logistic delivery center, by using improved SLP method, this paper analyzes the logistic and non-logistic correlation between each functional zones of modern logistic delivery center, studies comprehensive interrelation between the functional zones, determines the location and land area of functional zone, arranges and designs auxiliary service department, and then, by applying mathematical analytic method, establishes the function which taking minimized materials handling cost and maximized non-logistic correlation contiguity of functional zone as the objects, in the end, by the example, the feasibility of the method was validated, and the scientific and reasonable program could be achieved.

Logistics; Delivery Center; Function Distribution; SLP; Mathematical Analytic Method

1003-1421(2015)08-0022-07

F252.14

B

2015-04-24

2015-06-09

鐵道部科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2010X014)；教育部中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)專(zhuān)項(xiàng)資金(2010QZZD021)