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      物流園區倉庫布局改善設計

        信息來源:   發布時間:2022-01-15  點擊數:

      1 引言

      物流園區是一家或多家物流企業在空間上集中布局的場所,是具有較大規模和綜合物流功能的物流集中用地[1]。物流園區空間布局是指各個物流園區及其有關設施在空間的位置安排[2]。目前對該問題研究,如杜彩軍等[3]就鄭州市物流園區規劃與城市協調發展進行研究,宋榕[4]提出物流園區投資和規劃既要注重已有設施和資源的功能整和,又應與區域經濟規劃相協調。以上對物流園區規劃布局的研究主要著重在宏觀空間戰略布局,對微觀平面設計的研究涉及很少,本文在論述物流園區倉庫布局改善的原則和方法的基礎上,以柳州W物流園區為例,詳細闡述了該物流園區倉庫布局改善方案,并運用模糊評價法對改善方案進行了評價,得出改善方案是合理的,為其它物流園區倉庫布局改善提供借鑒和參考。

      2 物流園區倉庫布局改善的原則

      物流園區功能布局規劃過程中應遵循以下原則[5]:

      (1)近距離原則。在條件允許的情況下,使貨物在園區內流動的距離最短,以最少的運輸與搬運量,使貨物以最快的速度到達用戶手中,同時滿足客戶的要求,進而提高整個物流園區效率和園區整體運作的有序性。

      (2)布置優化原則。在園區規劃設計時,應盡量使彼此間貨物流量大的設施布置靠近出入口,而物流量小的設施與設備可布置得遠一些。同時盡量避免貨物運輸的迂回和倒流,迂回和倒流現象嚴重影響物流園區的整體效率與效益,甚至會影響物流園區貨物的流暢和環境。因此必須將迂回和倒流減少到最低程度,使整個物流園區的設施布局達到整體最優。

      (3)系統優化原則。物流園區不僅要重視作業流程的優化而且還要重視園區設施規模和布局的優化。既要解決各物流環節的機械化、省力化、標準化,又要解決物流園區的整體化、合理化和系統化;既要控制成本,又要使用戶滿意,提高服務水平,增強競爭力,達到整個物流園區運作的最優化。

      (4)柔性化原則。隨著社會經濟的發展,貨流量及貨物的種類也會發生變化,因此,物流園區設施的規劃及布局應該留有發展的空間和適應變化的設計。物流園區的建設應隨貨流量的增加而逐步進行,國際經濟形勢的變化可能會使貨流量成跳躍式的增長,因此園區建設必須留有發展的空間。

      (5)便于管理原則。完善物流增值配套功能,加強與海關和檢疫等部門的協作,完善通關環境,為客戶在物流過程節省時間和減少費用,實現物流園區和客戶效益整體最優化。

      3 物流園區倉庫布局改善的方法

      相對定位法是一個以各作業單位之間物料搬運費用逐步減少為優化原則改進布置方案的算法,它通過初始的平面布置方案中的各個作業單位,兩兩互換位置,并計算比較交換前后的搬運費用,取搬運費用較小的布置為優化候選方案,經過多次交換、比較、擇優,得出一個改進的優化方案。在本文中,利用相對定位法對物流園區的整體倉庫布局進行改善,設置優化方案的目標函數:

       


      式中Qij-各大類型倉庫在進出口的出入庫流量;

      Dij-各大類型倉庫距進出口的距離(一般采用倉庫中心間的折線距離);

      Cij-各大類型倉庫距進出口之間的搬運貨物單位距離成本,設為1。

      相對定位法的算法步驟如下:

      Step1:根據園區內各家物流公司的主營貨物劃分類型,每一類型作為園區的一個功能分區;

      Step2:將園區的倉庫按要求劃分成若干面積相等的方形小單元,滿足每個功能區至少包含一個單元,而且每個單元只在一個功能區之中;

      Step3:設置初始布局方案,記為P0;

      Step4:計算P0中各功能區到三個進出口的出入流量Qij、各功能區的折線距離Dij和目標函數值Z0;

      Step5:對初始布置方案P0中滿足條件的功能區進行逐個交換,計算目標函數,若Z<Z0,則令Z0=Z,P0=P,否則Z0,P0保持不變。

      Step6:選擇目標函數最小的布局作為交換的最終結果,記為P,所對應的目標函數值為Z,得到Z即為倉庫布局的最小成本,P為倉庫布局的最優方案。

      4 柳州W物流園區倉庫布局改善方案

      4.1 W物流園區現狀及主要問題

      柳州W物流園區是集64家分別隸屬于不同的經營管理者的物流公司于一體的經營場所,主要經營的是零擔配送、倉儲集散,在很大方面它只是作為一個貨物中轉站,而一個物流園區內整體倉庫布局對園區的運營效益、作業效率等將起著決定性、長遠性的影響。目前W物流園區的倉庫共有八排213間,每間小倉庫的面積都是5*16m2,如圖1所示。

      從圖1可知,W物流園區有三個進出口,進口X1主要是對進入園區的貨車開據收費票據,出口X2主要是針對從進口X1進入園區的貨車進行憑票收費并放行;進出口X3主要是園區內各家物流公司的小貨車接發貨進出,以及上門提貨的顧客的進出。

      目前園區倉庫布局存在的主要問題:①W物流園區內倉庫分別隸屬于不同線路的物流公司,不便于線路分區域進行管理。②同類倉庫零散分布,新客戶在進入該物流園區后,不能快速高效的尋找到同類型的物流公司,同時不利于物流園區的管理和未來的發展。③缺少對物流園區倉庫布局的整體規劃,導致各類型物流公司倉庫在物流園區內布局混亂,不便于車輛在園區內的通行。④物流園區內倉庫布局不合理,增加了貨物進出園區的搬運距離,降低了貨物進出園區的效率。

      圖1 W物流園區整體平面圖

      圖1 W物流園區整體平面圖  下載原圖


      4.2 應用相對定位法對園區倉庫布局的改善

      Step1:根據園區內各家物流公司的主營貨物劃分類型,每一類型作為園區的一個功能分區,根據資料統計得各家物流公司主營貨物類型見表1。

        

      表1 W物流園區各家物流公司的主營貨物統計  下載原圖



      表1 W物流園區各家物流公司的主營貨物統計

      表1 W物流園區各家物流公司的主營貨物統計

      統計表1中,各家物流公司的倉庫數量總共203個,而在整體倉庫布局中,倉庫數量為223個。額外增加17個虛擬倉庫,使倉庫的數量達220個,對貨物類型劃分起到一個輔助設計的作用,又可以為以后入駐的物流公司,或者需要擴增的物流公司提供場所??紤]到貨物類型的相關性,以及整體倉庫布局的規范性,將各家物流公司的主營貨物劃分為六大類見表2。

        

      表2 倉庫類型劃分  下載原圖



      表2 倉庫類型劃分

      表2 倉庫類型劃分

      表2中將Z、Z/J歸為一類,共50個倉庫;S歸為一類,虛增2個倉庫,共40個;J歸為一類,虛增4個倉庫,共20個;Z/S歸為一類,虛增2個倉庫,共50個;S/J、S/H歸為一類,虛增1個倉庫,共20個;Z/H、Z/S/J、Z/S/J/H歸為一類,虛增8個倉庫,共40個。

      Step2:將園區的倉庫按要求劃分成若干面積相等的方形小單元,滿足每個功能區至少包含一個單元,而且每個單元只在一個功能區之中,如圖2所示,其中粗實線條表示通道。

      圖2 設置的功能區倉庫布局單元

      圖2 設置的功能區倉庫布局單元  下載原圖


      圖3 初始布置方案

      圖3 初始布置方案  下載原圖


      Step3:設置初始布局方案(方案a和方案b),記為P0;

      Step4:計算P0中各功能區到三個進出口的出入流量Qij、各功能區的折線距離Dij和目標函數值Z0;

        

      表3 各大類功能區的出入流量  下載原圖



      表3 各大類功能區的出入流量

      表3 各大類功能區的出入流量

      由表3可得三個進出口的出入流量矩陣:

       


      以初始設置方案a為例,計算各類貨物倉庫的中心到三個進出口的距離:

       


      計算目標函數:

       


      Step5:對初始布置方案Pa0中滿足條件的功能區進行逐個交換,計算目標函數,選擇目標函數最小的布局作為交換結果,記為Pa0,所對應的目標函數值為Za0;對滿足條件的a-AD、a-CE、a-EF、a-BF、a-BCE、a-BEC、a-FCE1、a-FEC1、a-FCE2、a-FEC2對換,如圖4:

      圖4 a-AD互相交換位置

      圖4 a-AD互相交換位置  下載原圖


      計算對換后的目標函數:

       


      由于Za-AD>Za0,則Za0,Pa0保持不變,繼續進行下組交換,交換后計算結果如下:



      由以上計算得Za0=70 890,Pa0=Pa-FEC2,同樣b方案按照以上步驟計算得Zb0=71 460,Pb0=Pb-FRC2,因Za0<Zb0,所以Z0=Za0,P0=Pa-FEC2。

      Step6:由以上計算結果知Z0=70 890比起初方案節約成本2040,優化效果明顯,綜合考慮W物流園區現有的倉庫朝向,以及倉庫之間的連續性,得應用相對定位法進行園區整體倉庫布局的最終優化方案如圖5:

      圖5 改善最終優化方案

      圖5 改善最終優化方案  下載原圖


      4.3 總體設計方案的模糊評價

      運用模糊評價方法[7]對W物流園區的倉庫布局改善方案進行評價:

      Step1:建立評價指標體系:針對W物流園區的倉庫布局,選擇具有代表性、有效性及可操作性的評價指標,選擇的指標有:顧客服務水平,物流順暢、出入效率,倉庫利用率,搬運費用,管理水平。針對W物流園區倉庫布局方案的綜合評價,建立分兩個層次的綜合評價體系,如圖6所示。

      Step2:由圖7設評價指標:U={顧客服務水平,物流順暢,出入效率,倉庫利用率,搬運費用,管理水平},即U={u1,u2,u3,u4,u5,u6};

      Step3:設評價尺度集:V=(v1,v2,v3,v4)=(好,較好,一般,差)=(0.4,0.3,0.2,0.1);

      Step4:根據專家及長期工作者的經驗假設權重系數:W=(w1,w2,w3,w4,w5,w6)=(0.36,0.27,0.14,0.12,0.08,0.03);

      Step5:組織專家打分得:改善方案評價矩陣A,初始方案評價矩陣A0;

       


      Step6:計算權重系數與矩陣A、A0相乘得到每個方案的綜合評判結果:

      圖6 W物流園區倉庫布局的評價指標體系

      圖6 W物流園區倉庫布局的評價指標體系  下載原圖


       


      Step7:運用評價尺度集的權重系數V與A',A'0相乘,得到兩個方案的二次評判結果分別為:

      P1=V×A'=(0.4 0.3 0.2 0.1)×(0.54 0.30 0.11 0.05)=0.333

      P2=V×A'0=(0.4 0.3 0.2 0.1)×(0.26 0.32 0.14 0.28)=0.256

      Step8:由上面的二次評判結果可看出P1>P2,改善方案A的布局優于初始方案A0。

      5 總結

      通過以上計算結果可以看出,柳州W物流園區內部布局改善方案比初始方案可節約成本2 040,同時應用模糊綜合評價法對改善方案進行評價也得出改善方案優于初始方案,可見改善效果明顯。該方法對于指導物流園區內部布局、提高作業效率、降低搬運成本有重要意義。同時該方法還可以用于工廠設施布置規劃等方面。

      標簽: 倉庫 倉庫管理



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