基于改进型SLP方法的C公司仓库布局规划研究

汪学勤，徐　杰

（北京交通大学　经济管理学院，北京　100044）

基于改进型SLP方法的C公司仓库布局规划研究

汪学勤，徐杰

（北京交通大学经济管理学院，北京100044）

针对C公司新租赁仓库在布局中存在主观性强、功能区域布置不合理、仓库作业路径杂乱等现象，通过查阅相关仓库布局文献，借鉴改进型SLP方法，结合企业实际业务情况和仓库存在的问题，详细分析仓库订单业务的特点，按订单量和货物量两个指标分析了功能区域间的相互关系，并验证订单量和货物量对综合功能区域间相互关系的影响，形成最终布局方案。

改进型SLP；物流；仓库布局规划

1　引言

C公司是一家第三方物流公司，主要业务是为手机经销商提供手机的存储和配送等物流服务。随着业务的发展，C公司的业务量呈现上升趋势，原有的仓库已经不能满足新业务对仓库存储、配送能力的要求。因此，公司拟对原有仓库进行重新布局，使其能满足当下需求。原仓库业务主要分为两种，一种为B2C销售业务，一种为快货业务。B2C销售业务是指企业与客户之间以网络为依托的电子商务交易，主要销售对象是消费者和零售商。在该项业务中，C公司作为第三方物流公司的主要职责为存储和配送待售商品，消费者在线下单，企业下达发货指令到C公司，C公司客服部审核通过，仓库完成销售订单出库业务。中转业务指C公司总仓经干线运输把货物运输到省级代理，再由省级代理进行中转配送至客户。它与B2C业务的主要区别：入库分拣结束立即配送，除特殊情况，不在库内暂存；大批量到货，主要以托盘形式包装运输。根据出库的作业流程分三种操作流程，中转业务为单独一种作业流程，销售业务分为两种作业流程。由于单件手机销售包装体积较小、质轻且形状规范，所以本文不考虑产品的体积和重量。在此基础上本文应用改进的系统布置设计（Systematic Layout Planning，SLP）方法对原仓库重新规划，以使其能满足公司业务发展需求。该方法相对于传统的系统布置设计方法进行了局部的改进，具有更严谨的逻辑性、科学性和适用性，能为C公司仓库布局提供科学合理的方法。

2　改进型SLP方法文献综述

2.1SLP方法概述

SLP方法由美国的Richard.Muther［1］于20世纪60年代提出，被公认为工业设施和物流设施布局的主流方法。采用SLP方法进行仓库布置设计的首要工作是搜集基本数据。从产品、数量、服务、路径、时间四方面收集，再分析各作业单位相互间的物流和非物流关系，将各功能区域密切程度分为A、E、I、O和U（绝对重要、特别重要、重要、一般重要和不重要）五大等级。综合物流和非物流相关分析得出综合作业单位相互关系表。根据综合相互关系表中作业单位之间相互关系的密切程度，决定各作业单位之间距离的远近，安排各作业单位的位置，绘制作业单位相关图。结合功能区域单位面积形成仓库面积布局图。

2.2SLP方法改进研究

SLP方法的改进主要集中在SLP程式结构模型、功能区域关系确定和评价方法的改进上。例如：在程式模型上，侯玉梅［2］认为改进型SLP方法在程序上考虑了动线分析，弥补了SLP方法在动线分析中的不足，并以此方法改进原SLP程式模型。与之相应的研究有冯定忠［3］、杨建华［4］、刘旺盛［5］、徐辉［6］、李冰［7］等。在功能区域关系确定方面，Sunderesh S.Heragu［8］提出9种启发式遗传算法求解模型，并进行简化对比。Young Hae Lee，Moon Hwan Lee［9］应用混合遗传算法求解布局规划问题。黄珍珍，董敏，樊树海［10］基于综合相关密切程度的计算繁琐难以自动化问题，提出综合关系密切程度的算法改进方案。冯芬玲，景莉，杨柳文［11］提出功能区域的综合关系最大的数学模型，并应用遗传算法求解，得到合理布局方案，并进行了合理性有效性验证。该方案仍然是以SLP方法与数学方法结合的改进方法，不同之处在于数学模型的目标函数的多寡、算法的不同、参考条件的不同。如：任宇［12］提出功能区域综合关系最大、物料搬运成本最小二个目标函数，再通过遗传算法求解。在评价方面，郑俊庆，杨逸远［13］研究SLP方法与AHP的工厂评价，面对多布局方案的选择时建立一个简单可操作的多元标准决策评价指标体系，并进行了敏感性分析。但该方法只是定量的分析方法，多存在主观因素。杜娟，薛建武［14］利用AHP方法对设施布置设计得到的多个备选方案进行评价，建立了以空间利用率、物流成本、安全性和监管难度为准则的混合递阶层次模型，构造四个准则判断矩阵，计算排序层次，最终形成布局方案。

综上，本文针对传统的SLP方法进行改进，如图1所示。改进的地方集中在物流量分析上，进一步挖掘功能区域间的关系，以提高整体的功能区域间的综合程度，从而优化总体布局方案。具体应用步骤是通过分析仓库业务特点和作业流程特点推算仓库物流量，再确定功能区域面积，从这三个方面确定功能区域间关系，考虑到业务特点对布局的影响，使用订单量和货物量计算物流量，最后在改进SLP方法基础上结合Tompkins方法确定功能区域面积图，形成最终方案。

图1　改进型SLP方法

3　仓库现状分析及改进SLP方法应用

3.1仓库现状分析

公司业务种类可分为存储业务、中转业务和B2C销售业务三种。由于公司存储配送货物均是手机成品，销售业务和中转业务操作工艺差别较大，实际操作中处理同一类型订单时间比同货量不同类型订单的时间短等原因，为节省出库时间，将中转与销售业务分为三种作业途径。现对部分历史出入库订单进行分析，见表1。

表1　每个订单平均件数

为使仓库达到预定5 000票销售订单量，现转化为表2。

表2　预定销售出库单下仓库物流量

为分析每种路径中的货物量，需对历史销售出库订单进行分析，求出实际5 000票订单中各操作路径的物流量，见表3。

表3　销售订单分类统计

表3将销售出库订单分为6种类型，其中A、B、C、D四类占总订单量90%，E、F占总货物量94%。因此，前四类使用作业路径三，后两类使用作业路径二，实际考虑到大批量货物订单会减少，所以假设订单F类型不在5 000票销售订单中，得出未来仓库物流量估算结果，见表4。

表4　未来仓库日物流量估算结果

表4中作业路径一是中转货，主要是货物到达后立即分拣配送不用存储。销售货物到达分拣后入库存储等待销售出库，当销售出库订单的货物量达到200件/票以上时，采用作业路径二进行全人工扫码、打包、封箱。200件/票以下时，采用作业路径三流水线生产方式。再根据物流量及作业流程可计算出各功能区域面积。

3.2改进型SLP方法应用

（1）功能区域物流与非物流相关性分析。根据表4仓库的未来需求量，采用双重单位标准分析功能区域相关图。参考物流强度等级比例划分（见表5）、作业单位相互关系等级［1-2］、功能区域相互靠近理由［1］，计算出图3以货物量和订单量计算的物流功能区域相关图。

表5　功能区域相互关系等级划分

图2　以货物量计算的物流功能区域相关图

图3　以订单量计算的物流功能区域相关图

对各功能区域的非物流相关性进行分析，结果如图4所示。

图4　仓库功能区域非物流相关程度图

（2）功能区域综合相关性分析。得出物流和非物流功能相关性后就可以采用加权的办法［1］求出功能区域综合关系相关图。由于设定权重值可有多种，通常物流和非物流比例各0.5。本文认为物流关系更重要，所以设定物流关系偏大。以物流权重为0.6，非物流权重为0.4为例。则设定图2、图3、图4中的权重依次为0.3、0.3、0.4，按A=4、E=3、I=2、O=1、U=0的赋值求各功能区域间综合值，得出图5。

功能区域综合关系数值化计算。根据综合数值化公式（1），计算各功能区域综合值Tij。

i，j=1，2，3...13且i≠j，R1+R2+R3=1

其中：Tij表示功能区域i与j之间的综合关系值；

R1表示物流货物量关系权重，Wij表示功能区域i与j之间关系值；

R2表示物流订单量关系权重，Lij表示功能区域i与j之间关系值；

R3表示非物流关系权重，Fij表示功能区域i与j之间关系值。

通过计算形成仓库内部各功能区域综合数值表，然后依据表5划分比例将综合数值转化成图5。

（3）功能区域初步布置方案的确定。功能区域相关关系确定后就可以布置面积布局图。根据Tompkins方法［2］：第一步将综合功能区域关系以图表的形式展开。第二步将功能区域无面积方块或者面积相等的方块或以功能区域划分为面积的最小公倍数设定。第三步拼图规则：首先寻找相关等级在A级的模块，然后确定相应位置，如A级个数相同，则按下一个等级比较。依次类推，寻找多个布置方案。最后对已初步设定的方案进行面积调整，最终得出方案如图6所示。

图5　仓库内部功能区域综合关系密切程度

图6　仓库功能区域布局图

4　C公司仓库布局及评价

（1）订单量和货物量双重标准的影响分析。为进一步分析双重衡量标准对综合功能区域密切程度影响，本文比较了单一货物量标准和双重标准下的综合功能区域的总值。由上节可知功能区域物流相关性分析权重0.6，非物流权重0.4。据此，以货物量衡量物流量，保持功能区域物流权重和非物流权重不变，分别计算不同条件下功能区域综合关系总值。经计算，货物量单标准计算的功能区域总值48.8；货物量和订单量双重标准计算的功能区域总值53.9。说明货物量和订单量双重标准计算的功能区域相关性总值比单一标准较好。因此，这种方法具有提高功能区域布局的效果。

（2）方案的物料搬运距离比较。如图7、图8分别是新旧方案搬运路线图。图中进货口箭头为入库货，含快货和B2C货。箭头为B2C货，箭头为快货（作业路径一），箭头为（B2C）人工加工出库（作业路径二），箭头为（B2C）流水线加工货（作业路径三）。

图7　原仓库物料搬运路线

图8　重新布局后仓库物料流动路线

表6　作业路径搬运距离对比

为更好的比较各路径一次性搬运距离，以入口左下角为坐标原点心，分别计算各功能区域的中心，根据作业流程，计算货物经过各功能区域中心的搬运距离，计算结果见表6。新方案在一次作业中比原方案的运输距离约少72m。总的路程节约18.4%，说明新方案比原方案更加明朗清晰。

5　总结

根据重新布局的结果可知，订单量和货物量双重标准更能提高仓库功能区域间的综合密切程度，从而证明了该种方法的可行性。

［1］Muther R.Systematic layout planning［M］.Boston:Cahners books，1973.

［2］侯玉梅，许良，马利军.物流工程［M］.北京:清华大学出版社，2011.

［3］冯定忠，吴能，范佳静，蒋美仙.基于SLP和SHA的车间设施布局与仿真分析［J］.工业工程与管理，2012，17（2）.

［4］杨建华，彭丽静，杨永清.基于SLP和SHA结合的企业物流系统平面再布置设计［J］.中国市场，2009，（19）:8-13.

［5］刘旺盛，兰培真.系统布置设计—SLP法的改进研究［J］.物流技术，2006，（10）.

［6］徐辉，侯建明.关于SLP方法的思考［J］.企业技术开发，2014，33（30）.

［7］李冰.基于SLP+SHA的工程机械厂物流分析与优化调整［J］.科技管理研究，2011，（8）.

［8］Sunderesh S Heragu.Recent models and techniques for solving the layout problem［J］.European Journal of Operational Research，1992，（57）:136-144.

［9］Young Hae Lee，Moon Hwan Lee.A shape-based block layout approach to facility layout problems using hybrid genetic algorithm［J］.Computers&Industrial Engineering，2002，（42）: 237-248.

［10］黄珍珍，董敏，樊树海.SLP中综合关系密切程度的算法改进［J］.工业工程与管理，2010，15.

［11］冯芬玲，景莉，杨柳文.基于改进SLP的铁路物流中心功能区布局方法［J］.中国铁道科学，2012，33.

［12］任宇.基于改进SLP方法的物流中心功能区布局规划研究［D］.长沙:中南大学，2013.

［13］郑俊庆，杨逸远.基于SLP和AHP的工厂布局及评价研究［J］.机械研究与应用，2012，（4）.

［14］杜娟，薛建武.基于SLP及AHP的车间设施布置方案设计［J］.价值工程，2015，（27）.

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

汪学勤（1989-），男，安徽安庆人，北京交通大学经济管理学院物流工程在读硕士研究生，研究方向：物流工程；徐杰，副教授。