基于改進(jìn)型SLP方法的C公司倉庫布局規(guī)劃研究

汪學(xué)勤，徐　杰

（北京交通大學(xué)　經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京　100044）

基于改進(jìn)型SLP方法的C公司倉庫布局規(guī)劃研究

汪學(xué)勤，徐杰

（北京交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京100044）

針對C公司新租賃倉庫在布局中存在主觀性強(qiáng)、功能區(qū)域布置不合理、倉庫作業(yè)路徑雜亂等現(xiàn)象，通過查閱相關(guān)倉庫布局文獻(xiàn)，借鑒改進(jìn)型SLP方法，結(jié)合企業(yè)實際業(yè)務(wù)情況和倉庫存在的問題，詳細(xì)分析倉庫訂單業(yè)務(wù)的特點，按訂單量和貨物量兩個指標(biāo)分析了功能區(qū)域間的相互關(guān)系，并驗證訂單量和貨物量對綜合功能區(qū)域間相互關(guān)系的影響，形成最終布局方案。

改進(jìn)型SLP；物流；倉庫布局規(guī)劃

1　引言

C公司是一家第三方物流公司，主要業(yè)務(wù)是為手機(jī)經(jīng)銷商提供手機(jī)的存儲和配送等物流服務(wù)。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，C公司的業(yè)務(wù)量呈現(xiàn)上升趨勢，原有的倉庫已經(jīng)不能滿足新業(yè)務(wù)對倉庫存儲、配送能力的要求。因此，公司擬對原有倉庫進(jìn)行重新布局，使其能滿足當(dāng)下需求。原倉庫業(yè)務(wù)主要分為兩種，一種為B2C銷售業(yè)務(wù)，一種為快貨業(yè)務(wù)。B2C銷售業(yè)務(wù)是指企業(yè)與客戶之間以網(wǎng)絡(luò)為依托的電子商務(wù)交易，主要銷售對象是消費者和零售商。在該項業(yè)務(wù)中，C公司作為第三方物流公司的主要職責(zé)為存儲和配送待售商品，消費者在線下單，企業(yè)下達(dá)發(fā)貨指令到C公司，C公司客服部審核通過，倉庫完成銷售訂單出庫業(yè)務(wù)。中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)指C公司總倉經(jīng)干線運輸把貨物運輸?shù)绞〖壌?，再由省級代理進(jìn)行中轉(zhuǎn)配送至客戶。它與B2C業(yè)務(wù)的主要區(qū)別：入庫分揀結(jié)束立即配送，除特殊情況，不在庫內(nèi)暫存；大批量到貨，主要以托盤形式包裝運輸。根據(jù)出庫的作業(yè)流程分三種操作流程，中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)為單獨一種作業(yè)流程，銷售業(yè)務(wù)分為兩種作業(yè)流程。由于單件手機(jī)銷售包裝體積較小、質(zhì)輕且形狀規(guī)范，所以本文不考慮產(chǎn)品的體積和重量。在此基礎(chǔ)上本文應(yīng)用改進(jìn)的系統(tǒng)布置設(shè)計（Systematic Layout Planning，SLP）方法對原倉庫重新規(guī)劃，以使其能滿足公司業(yè)務(wù)發(fā)展需求。該方法相對于傳統(tǒng)的系統(tǒng)布置設(shè)計方法進(jìn)行了局部的改進(jìn)，具有更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬓?、科學(xué)性和適用性，能為C公司倉庫布局提供科學(xué)合理的方法。

2　改進(jìn)型SLP方法文獻(xiàn)綜述

2.1SLP方法概述

SLP方法由美國的Richard.Muther［1］于20世紀(jì)60年代提出，被公認(rèn)為工業(yè)設(shè)施和物流設(shè)施布局的主流方法。采用SLP方法進(jìn)行倉庫布置設(shè)計的首要工作是搜集基本數(shù)據(jù)。從產(chǎn)品、數(shù)量、服務(wù)、路徑、時間四方面收集，再分析各作業(yè)單位相互間的物流和非物流關(guān)系，將各功能區(qū)域密切程度分為A、E、I、O和U（絕對重要、特別重要、重要、一般重要和不重要）五大等級。綜合物流和非物流相關(guān)分析得出綜合作業(yè)單位相互關(guān)系表。根據(jù)綜合相互關(guān)系表中作業(yè)單位之間相互關(guān)系的密切程度，決定各作業(yè)單位之間距離的遠(yuǎn)近，安排各作業(yè)單位的位置，繪制作業(yè)單位相關(guān)圖。結(jié)合功能區(qū)域單位面積形成倉庫面積布局圖。

2.2SLP方法改進(jìn)研究

SLP方法的改進(jìn)主要集中在SLP程式結(jié)構(gòu)模型、功能區(qū)域關(guān)系確定和評價方法的改進(jìn)上。例如：在程式模型上，侯玉梅［2］認(rèn)為改進(jìn)型SLP方法在程序上考慮了動線分析，彌補了SLP方法在動線分析中的不足，并以此方法改進(jìn)原SLP程式模型。與之相應(yīng)的研究有馮定忠［3］、楊建華［4］、劉旺盛［5］、徐輝［6］、李冰［7］等。在功能區(qū)域關(guān)系確定方面，Sunderesh S.Heragu［8］提出9種啟發(fā)式遺傳算法求解模型，并進(jìn)行簡化對比。Young Hae Lee，Moon Hwan Lee［9］應(yīng)用混合遺傳算法求解布局規(guī)劃問題。黃珍珍，董敏，樊樹海［10］基于綜合相關(guān)密切程度的計算繁瑣難以自動化問題，提出綜合關(guān)系密切程度的算法改進(jìn)方案。馮芬玲，景莉，楊柳文［11］提出功能區(qū)域的綜合關(guān)系最大的數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用遺傳算法求解，得到合理布局方案，并進(jìn)行了合理性有效性驗證。該方案仍然是以SLP方法與數(shù)學(xué)方法結(jié)合的改進(jìn)方法，不同之處在于數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)的多寡、算法的不同、參考條件的不同。如：任宇［12］提出功能區(qū)域綜合關(guān)系最大、物料搬運成本最小二個目標(biāo)函數(shù)，再通過遺傳算法求解。在評價方面，鄭俊慶，楊逸遠(yuǎn)［13］研究SLP方法與AHP的工廠評價，面對多布局方案的選擇時建立一個簡單可操作的多元標(biāo)準(zhǔn)決策評價指標(biāo)體系，并進(jìn)行了敏感性分析。但該方法只是定量的分析方法，多存在主觀因素。杜娟，薛建武［14］利用AHP方法對設(shè)施布置設(shè)計得到的多個備選方案進(jìn)行評價，建立了以空間利用率、物流成本、安全性和監(jiān)管難度為準(zhǔn)則的混合遞階層次模型，構(gòu)造四個準(zhǔn)則判斷矩陣，計算排序?qū)哟危罱K形成布局方案。

綜上，本文針對傳統(tǒng)的SLP方法進(jìn)行改進(jìn)，如圖1所示。改進(jìn)的地方集中在物流量分析上，進(jìn)一步挖掘功能區(qū)域間的關(guān)系，以提高整體的功能區(qū)域間的綜合程度，從而優(yōu)化總體布局方案。具體應(yīng)用步驟是通過分析倉庫業(yè)務(wù)特點和作業(yè)流程特點推算倉庫物流量，再確定功能區(qū)域面積，從這三個方面確定功能區(qū)域間關(guān)系，考慮到業(yè)務(wù)特點對布局的影響，使用訂單量和貨物量計算物流量，最后在改進(jìn)SLP方法基礎(chǔ)上結(jié)合Tompkins方法確定功能區(qū)域面積圖，形成最終方案。

圖1　改進(jìn)型SLP方法

3　倉庫現(xiàn)狀分析及改進(jìn)SLP方法應(yīng)用

3.1倉庫現(xiàn)狀分析

公司業(yè)務(wù)種類可分為存儲業(yè)務(wù)、中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)和B2C銷售業(yè)務(wù)三種。由于公司存儲配送貨物均是手機(jī)成品，銷售業(yè)務(wù)和中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)操作工藝差別較大，實際操作中處理同一類型訂單時間比同貨量不同類型訂單的時間短等原因，為節(jié)省出庫時間，將中轉(zhuǎn)與銷售業(yè)務(wù)分為三種作業(yè)途徑?，F(xiàn)對部分歷史出入庫訂單進(jìn)行分析，見表1。

表1　每個訂單平均件數(shù)

為使倉庫達(dá)到預(yù)定5 000票銷售訂單量，現(xiàn)轉(zhuǎn)化為表2。

表2　預(yù)定銷售出庫單下倉庫物流量

為分析每種路徑中的貨物量，需對歷史銷售出庫訂單進(jìn)行分析，求出實際5 000票訂單中各操作路徑的物流量，見表3。

表3　銷售訂單分類統(tǒng)計

表3將銷售出庫訂單分為6種類型，其中A、B、C、D四類占總訂單量90%，E、F占總貨物量94%。因此，前四類使用作業(yè)路徑三，后兩類使用作業(yè)路徑二，實際考慮到大批量貨物訂單會減少，所以假設(shè)訂單F類型不在5 000票銷售訂單中，得出未來倉庫物流量估算結(jié)果，見表4。

表4　未來倉庫日物流量估算結(jié)果

表4中作業(yè)路徑一是中轉(zhuǎn)貨，主要是貨物到達(dá)后立即分揀配送不用存儲。銷售貨物到達(dá)分揀后入庫存儲等待銷售出庫，當(dāng)銷售出庫訂單的貨物量達(dá)到200件/票以上時，采用作業(yè)路徑二進(jìn)行全人工掃碼、打包、封箱。200件/票以下時，采用作業(yè)路徑三流水線生產(chǎn)方式。再根據(jù)物流量及作業(yè)流程可計算出各功能區(qū)域面積。

3.2改進(jìn)型SLP方法應(yīng)用

（1）功能區(qū)域物流與非物流相關(guān)性分析。根據(jù)表4倉庫的未來需求量，采用雙重單位標(biāo)準(zhǔn)分析功能區(qū)域相關(guān)圖。參考物流強(qiáng)度等級比例劃分（見表5）、作業(yè)單位相互關(guān)系等級［1-2］、功能區(qū)域相互靠近理由［1］，計算出圖3以貨物量和訂單量計算的物流功能區(qū)域相關(guān)圖。

表5　功能區(qū)域相互關(guān)系等級劃分

圖2　以貨物量計算的物流功能區(qū)域相關(guān)圖

圖3　以訂單量計算的物流功能區(qū)域相關(guān)圖

對各功能區(qū)域的非物流相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果如圖4所示。

圖4　倉庫功能區(qū)域非物流相關(guān)程度圖

（2）功能區(qū)域綜合相關(guān)性分析。得出物流和非物流功能相關(guān)性后就可以采用加權(quán)的辦法［1］求出功能區(qū)域綜合關(guān)系相關(guān)圖。由于設(shè)定權(quán)重值可有多種，通常物流和非物流比例各0.5。本文認(rèn)為物流關(guān)系更重要，所以設(shè)定物流關(guān)系偏大。以物流權(quán)重為0.6，非物流權(quán)重為0.4為例。則設(shè)定圖2、圖3、圖4中的權(quán)重依次為0.3、0.3、0.4，按A=4、E=3、I=2、O=1、U=0的賦值求各功能區(qū)域間綜合值，得出圖5。

功能區(qū)域綜合關(guān)系數(shù)值化計算。根據(jù)綜合數(shù)值化公式（1），計算各功能區(qū)域綜合值Tij。

i，j=1，2，3...13且i≠j，R1+R2+R3=1

其中：Tij表示功能區(qū)域i與j之間的綜合關(guān)系值；

R1表示物流貨物量關(guān)系權(quán)重，Wij表示功能區(qū)域i與j之間關(guān)系值；

R2表示物流訂單量關(guān)系權(quán)重，Lij表示功能區(qū)域i與j之間關(guān)系值；

R3表示非物流關(guān)系權(quán)重，F(xiàn)ij表示功能區(qū)域i與j之間關(guān)系值。

通過計算形成倉庫內(nèi)部各功能區(qū)域綜合數(shù)值表，然后依據(jù)表5劃分比例將綜合數(shù)值轉(zhuǎn)化成圖5。

（3）功能區(qū)域初步布置方案的確定。功能區(qū)域相關(guān)關(guān)系確定后就可以布置面積布局圖。根據(jù)Tompkins方法［2］：第一步將綜合功能區(qū)域關(guān)系以圖表的形式展開。第二步將功能區(qū)域無面積方塊或者面積相等的方塊或以功能區(qū)域劃分為面積的最小公倍數(shù)設(shè)定。第三步拼圖規(guī)則：首先尋找相關(guān)等級在A級的模塊，然后確定相應(yīng)位置，如A級個數(shù)相同，則按下一個等級比較。依次類推，尋找多個布置方案。最后對已初步設(shè)定的方案進(jìn)行面積調(diào)整，最終得出方案如圖6所示。

圖5　倉庫內(nèi)部功能區(qū)域綜合關(guān)系密切程度

圖6　倉庫功能區(qū)域布局圖

4　C公司倉庫布局及評價

（1）訂單量和貨物量雙重標(biāo)準(zhǔn)的影響分析。為進(jìn)一步分析雙重衡量標(biāo)準(zhǔn)對綜合功能區(qū)域密切程度影響，本文比較了單一貨物量標(biāo)準(zhǔn)和雙重標(biāo)準(zhǔn)下的綜合功能區(qū)域的總值。由上節(jié)可知功能區(qū)域物流相關(guān)性分析權(quán)重0.6，非物流權(quán)重0.4。據(jù)此，以貨物量衡量物流量，保持功能區(qū)域物流權(quán)重和非物流權(quán)重不變，分別計算不同條件下功能區(qū)域綜合關(guān)系總值。經(jīng)計算，貨物量單標(biāo)準(zhǔn)計算的功能區(qū)域總值48.8；貨物量和訂單量雙重標(biāo)準(zhǔn)計算的功能區(qū)域總值53.9。說明貨物量和訂單量雙重標(biāo)準(zhǔn)計算的功能區(qū)域相關(guān)性總值比單一標(biāo)準(zhǔn)較好。因此，這種方法具有提高功能區(qū)域布局的效果。

（2）方案的物料搬運距離比較。如圖7、圖8分別是新舊方案搬運路線圖。圖中進(jìn)貨口箭頭為入庫貨，含快貨和B2C貨。箭頭為B2C貨，箭頭為快貨（作業(yè)路徑一），箭頭為（B2C）人工加工出庫（作業(yè)路徑二），箭頭為（B2C）流水線加工貨（作業(yè)路徑三）。

圖7　原倉庫物料搬運路線

圖8　重新布局后倉庫物料流動路線

表6　作業(yè)路徑搬運距離對比

為更好的比較各路徑一次性搬運距離，以入口左下角為坐標(biāo)原點心，分別計算各功能區(qū)域的中心，根據(jù)作業(yè)流程，計算貨物經(jīng)過各功能區(qū)域中心的搬運距離，計算結(jié)果見表6。新方案在一次作業(yè)中比原方案的運輸距離約少72m?？偟穆烦坦?jié)約18.4%，說明新方案比原方案更加明朗清晰。

5　總結(jié)

根據(jù)重新布局的結(jié)果可知，訂單量和貨物量雙重標(biāo)準(zhǔn)更能提高倉庫功能區(qū)域間的綜合密切程度，從而證明了該種方法的可行性。

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Study on Warehouse Layout Planning of Company C Based on Improved SLP

Wang Xueqin，Xu Jie
（School of Economics&Management，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China）

In this paper，in view of the problems in the layout of the newly leased warehouse of a company C and through reviewing relevant literatures，we analyzed in detail the characteristics of the orders and products of the warehouse，studied the interrelationship between the functional zones using the two indexes namely order volume and cargo volume，and then verified the influence of the two on the relationships between the comprehensive functional zones to derive the final layout plan.

improved SLP；logistics；warehouse layout planning

F253.4

A

1005-152X（2016）04-0118-05

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.04.028

2016-03-13

汪學(xué)勤（1989-），男，安徽安慶人，北京交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院物流工程在讀碩士研究生，研究方向：物流工程；徐杰，副教授。