走进阳合
物流园区是一家或多家物流企业在空间上集中布局的场所,是具有较大规模和综合物流功能的物流集中用地[1]。物流园区空间布局是指各个物流园区及其有关设施在空间的位置安排[2]。目前对该问题研究,如杜彩军等[3]就郑州市物流园区规划与城市协调发展进行研究,宋榕[4]提出物流园区投资和规划既要注重已有设施和资源的功能整和,又应与区域经济规划相协调。以上对物流园区规划布局的研究主要着重在宏观空间战略布局,对微观平面设计的研究涉及很少,本文在论述物流园区仓库布局改善的原则和方法的基础上,以柳州W物流园区为例,详细阐述了该物流园区仓库布局改善方案,并运用模糊评价法对改善方案进行了评价,得出改善方案是合理的,为其它物流园区仓库布局改善提供借鉴和参考。
物流园区功能布局规划过程中应遵循以下原则[5]:
(1)近距离原则。在条件允许的情况下,使货物在园区内流动的距离最短,以最少的运输与搬运量,使货物以最快的速度到达用户手中,同时满足客户的要求,进而提高整个物流园区效率和园区整体运作的有序性。
(2)布置优化原则。在园区规划设计时,应尽量使彼此间货物流量大的设施布置靠近出入口,而物流量小的设施与设备可布置得远一些。同时尽量避免货物运输的迂回和倒流,迂回和倒流现象严重影响物流园区的整体效率与效益,甚至会影响物流园区货物的流畅和环境。因此必须将迂回和倒流减少到最低程度,使整个物流园区的设施布局达到整体最优。
(3)系统优化原则。物流园区不仅要重视作业流程的优化而且还要重视园区设施规模和布局的优化。既要解决各物流环节的机械化、省力化、标准化,又要解决物流园区的整体化、合理化和系统化;既要控制成本,又要使用户满意,提高服务水平,增强竞争力,达到整个物流园区运作的最优化。
(4)柔性化原则。随着社会经济的发展,货流量及货物的种类也会发生变化,因此,物流园区设施的规划及布局应该留有发展的空间和适应变化的设计。物流园区的建设应随货流量的增加而逐步进行,国际经济形势的变化可能会使货流量成跳跃式的增长,因此园区建设必须留有发展的空间。
(5)便于管理原则。完善物流增值配套功能,加强与海关和检疫等部门的协作,完善通关环境,为客户在物流过程节省时间和减少费用,实现物流园区和客户效益整体最优化。
相对定位法是一个以各作业单位之间物料搬运费用逐步减少为优化原则改进布置方案的算法,它通过初始的平面布置方案中的各个作业单位,两两互换位置,并计算比较交换前后的搬运费用,取搬运费用较小的布置为优化候选方案,经过多次交换、比较、择优,得出一个改进的优化方案。在本文中,利用相对定位法对物流园区的整体仓库布局进行改善,设置优化方案的目标函数:
式中Qij-各大类型仓库在进出口的出入库流量;
Dij-各大类型仓库距进出口的距离(一般采用仓库中心间的折线距离);
Cij-各大类型仓库距进出口之间的搬运货物单位距离成本,设为1。
相对定位法的算法步骤如下:
Step1:根据园区内各家物流公司的主营货物划分类型,每一类型作为园区的一个功能分区;
Step2:将园区的仓库按要求划分成若干面积相等的方形小单元,满足每个功能区至少包含一个单元,而且每个单元只在一个功能区之中;
Step3:设置初始布局方案,记为P0;
Step4:计算P0中各功能区到三个进出口的出入流量Qij、各功能区的折线距离Dij和目标函数值Z0;
Step5:对初始布置方案P0中满足条件的功能区进行逐个交换,计算目标函数,若Z<Z0,则令Z0=Z,P0=P,否则Z0,P0保持不变。
Step6:选择目标函数最小的布局作为交换的最终结果,记为P,所对应的目标函数值为Z,得到Z即为仓库布局的最小成本,P为仓库布局的最优方案。
柳州W物流园区是集64家分别隶属于不同的经营管理者的物流公司于一体的经营场所,主要经营的是零担配送、仓储集散,在很大方面它只是作为一个货物中转站,而一个物流园区内整体仓库布局对园区的运营效益、作业效率等将起着决定性、长远性的影响。目前W物流园区的仓库共有八排213间,每间小仓库的面积都是5*16m2,如图1所示。
从图1可知,W物流园区有三个进出口,进口X1主要是对进入园区的货车开据收费票据,出口X2主要是针对从进口X1进入园区的货车进行凭票收费并放行;进出口X3主要是园区内各家物流公司的小货车接发货进出,以及上门提货的顾客的进出。
目前园区仓库布局存在的主要问题:①W物流园区内仓库分别隶属于不同线路的物流公司,不便于线路分区域进行管理。②同类仓库零散分布,新客户在进入该物流园区后,不能快速高效的寻找到同类型的物流公司,同时不利于物流园区的管理和未来的发展。③缺少对物流园区仓库布局的整体规划,导致各类型物流公司仓库在物流园区内布局混乱,不便于车辆在园区内的通行。④物流园区内仓库布局不合理,增加了货物进出园区的搬运距离,降低了货物进出园区的效率。
Step1:根据园区内各家物流公司的主营货物划分类型,每一类型作为园区的一个功能分区,根据资料统计得各家物流公司主营货物类型见表1。
统计表1中,各家物流公司的仓库数量总共203个,而在整体仓库布局中,仓库数量为223个。额外增加17个虚拟仓库,使仓库的数量达220个,对货物类型划分起到一个辅助设计的作用,又可以为以后入驻的物流公司,或者需要扩增的物流公司提供场所。考虑到货物类型的相关性,以及整体仓库布局的规范性,将各家物流公司的主营货物划分为六大类见表2。
表2中将Z、Z/J归为一类,共50个仓库;S归为一类,虚增2个仓库,共40个;J归为一类,虚增4个仓库,共20个;Z/S归为一类,虚增2个仓库,共50个;S/J、S/H归为一类,虚增1个仓库,共20个;Z/H、Z/S/J、Z/S/J/H归为一类,虚增8个仓库,共40个。
Step2:将园区的仓库按要求划分成若干面积相等的方形小单元,满足每个功能区至少包含一个单元,而且每个单元只在一个功能区之中,如图2所示,其中粗实线条表示通道。
Step3:设置初始布局方案(方案a和方案b),记为P0;
Step4:计算P0中各功能区到三个进出口的出入流量Qij、各功能区的折线距离Dij和目标函数值Z0;
由表3可得三个进出口的出入流量矩阵:
以初始设置方案a为例,计算各类货物仓库的中心到三个进出口的距离:
计算目标函数:
Step5:对初始布置方案Pa0中满足条件的功能区进行逐个交换,计算目标函数,选择目标函数最小的布局作为交换结果,记为Pa0,所对应的目标函数值为Za0;对满足条件的a-AD、a-CE、a-EF、a-BF、a-BCE、a-BEC、a-FCE1、a-FEC1、a-FCE2、a-FEC2对换,如图4:
计算对换后的目标函数:
由于Za-AD>Za0,则Za0,Pa0保持不变,继续进行下组交换,交换后计算结果如下:
由以上计算得Za0=70 890,Pa0=Pa-FEC2,同样b方案按照以上步骤计算得Zb0=71 460,Pb0=Pb-FRC2,因Za0<Zb0,所以Z0=Za0,P0=Pa-FEC2。
Step6:由以上计算结果知Z0=70 890比起初方案节约成本2040,优化效果明显,综合考虑W物流园区现有的仓库朝向,以及仓库之间的连续性,得应用相对定位法进行园区整体仓库布局的最终优化方案如图5:
运用模糊评价方法[7]对W物流园区的仓库布局改善方案进行评价:
Step1:建立评价指标体系:针对W物流园区的仓库布局,选择具有代表性、有效性及可操作性的评价指标,选择的指标有:顾客服务水平,物流顺畅、出入效率,仓库利用率,搬运费用,管理水平。针对W物流园区仓库布局方案的综合评价,建立分两个层次的综合评价体系,如图6所示。
Step2:由图7设评价指标:U={顾客服务水平,物流顺畅,出入效率,仓库利用率,搬运费用,管理水平},即U={u1,u2,u3,u4,u5,u6};
Step3:设评价尺度集:V=(v1,v2,v3,v4)=(好,较好,一般,差)=(0.4,0.3,0.2,0.1);
Step4:根据专家及长期工作者的经验假设权重系数:W=(w1,w2,w3,w4,w5,w6)=(0.36,0.27,0.14,0.12,0.08,0.03);
Step5:组织专家打分得:改善方案评价矩阵A,初始方案评价矩阵A0;
Step6:计算权重系数
与矩阵A、A0相乘得到每个方案的综合评判结果:
Step7:运用评价尺度集的权重系数V与A',A'0相乘,得到两个方案的二次评判结果分别为:
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:由上面的二次评判结果可看出P1>P2,改善方案A的布局优于初始方案A0。
通过以上计算结果可以看出,柳州W物流园区内部布局改善方案比初始方案可节约成本2 040,同时应用模糊综合评价法对改善方案进行评价也得出改善方案优于初始方案,可见改善效果明显。该方法对于指导物流园区内部布局、提高作业效率、降低搬运成本有重要意义。同时该方法还可以用于工厂设施布置规划等方面。
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