羅淞夫

（大連交通大學(xué)，遼寧 大連 116000）

0 引言

本文側(cè)重于研究分揀中心微觀布局，采用SLP方法與Anylogic軟件相結(jié)合的方式對內(nèi)部各功能區(qū)進行布局，解決企業(yè)在分揀中心布局中存在的實際問題。通過對某企業(yè)分揀中心布局的重新規(guī)劃，對降低物流成本，提高作業(yè)效率起到了積極作用，為其他企業(yè)在布局方面提供了參考，具有一定的現(xiàn)實意義。

1 分揀中心布局研究相關(guān)基礎(chǔ)理論

1.1 分揀中心

1.1.1 分揀中心的概念。分揀中心是主要從事分揀活動、具有完善的信息網(wǎng)絡(luò)的場所或組織，其主要面向快遞業(yè)、運輸業(yè)，是集分揀、理貨、配送等物流活動于一體的物流組織。

1.1.2 分揀中心布局目標及原則。（1）布局目標。①設(shè)施設(shè)備要齊全，滿足分揀中心作業(yè)流程的需要。②合理設(shè)計各功能區(qū)的位置分布以及占地面積的大小。③專業(yè)化、系統(tǒng)化的管理功能區(qū)以及各功能區(qū)之間的物流作業(yè)流程。④考慮未來的發(fā)展變化，對各功能區(qū)進行柔性化布局，以滿足未來的發(fā)展趨勢。⑤踐行低碳環(huán)保、綠色發(fā)展的理念。

（2）布局原則。①布局合理化原則，②近距離原則，③系統(tǒng)優(yōu)化原則，④柔性化原則，⑤便于管理原則。

1.2 SLP方法

1.2.1 SLP方法概述。R.Muther將系統(tǒng)工程概念和系統(tǒng)分析方法應(yīng)用于工廠的布局布置，由此形成了該方法。采用SLP方法時，首先要對P（產(chǎn)品）、Q（產(chǎn)量）、R（工藝過程）、S（輔助部門）、T（時間）這五個要素進行分析，然后進行相互關(guān)系分析，再經(jīng)過綜合分析得到相互關(guān)系圖，根據(jù)綜合相互關(guān)系圖確定各作業(yè)單元的距離遠近，并繪制位置關(guān)系圖。結(jié)合實際情況不斷進行調(diào)整，得到數(shù)個可行的方案；再通過系統(tǒng)評價方法對各方案進行擇優(yōu)。

1.2.2 SLP方法的局限性。（1）SLP方法在對P、Q、R、S、T五種基本要素進行分析時，除了非物流關(guān)系會涉及少量外部因素，在其他分析研究時，忽視了外部環(huán)境對布局規(guī)劃的影響，導(dǎo)致布局規(guī)劃問題脫離了實際，或得到的最優(yōu)方案也難以達到布局規(guī)劃的實際效果。（2）利用SLP方法進行初步布局規(guī)劃時，在對問題進行分析研究上，容易受到人的主觀因素影響，而且在對備選方案進行系統(tǒng)分析時，常用的系統(tǒng)分析方法多為主觀評價法，受人為因素影響，具有很大的主觀性，進而削減了最優(yōu)方案的科學(xué)性和合理性。

本文為避免SLP方法的局限性，結(jié)合Anylogic仿真軟件，對分揀中心的功能區(qū)布局優(yōu)化問題加以更好的分析，使優(yōu)化方案更加科學(xué)、合理。

1.3 仿真軟件

Anylogic是由XT Technologies公司開發(fā)的通用仿真建模軟件，適用于離散事件建模、系統(tǒng)動力學(xué)建模、基于智能體建模、混合系統(tǒng)的建模和仿真。廣泛應(yīng)用于物流與供應(yīng)鏈、交通運輸、生產(chǎn)制造、醫(yī)療健康等諸多領(lǐng)域中。

Anylogic軟件具有以下特點：（1）建模方法具有靈活性，（2）建模語言的簡易性，（3）建模庫件的豐富性，（4）可視化的動態(tài)仿真。

2 D公司分揀中心布局現(xiàn)狀

2.1 D公司分揀中心主要功能區(qū)劃分

功能區(qū)主要分為物流功能區(qū)和非物流功能區(qū)兩種。其中物流功能區(qū)分為：入庫區(qū)（卸車區(qū)），大件暫存區(qū)，小件暫存區(qū)，分揀區(qū)，打包區(qū)，出庫區(qū)（裝車區(qū)）。非物流功能區(qū)分為：辦公管理區(qū)，具體為直線型布局，如圖1所示。

圖1 分揀中心原始布局圖

2.2 D公司分揀中心布局問題分析

（1）分揀中心空間利用率低。暫存區(qū)和分揀區(qū)的占地面積小，容易造成快遞堆積。目前分揀中心的布局呈直線型布局，除去各個功能區(qū)的布局位置，其他空間的利用率較低。（2）快遞流動不順暢。由于該分揀中心沒有對到達的快遞進行及時的分揀，使得每次到達的快遞出現(xiàn)了堆積的現(xiàn)象，造成快遞的周轉(zhuǎn)時間過長，影響了快遞流動的流暢性。

3 分揀中心布局優(yōu)化方案設(shè)計

3.1 功能區(qū)相互關(guān)系分析

3.1.1 功能區(qū)物流相關(guān)性分析。根據(jù)由功能區(qū)之間的物流量來判定功能區(qū)之間的物流強度的原則，繪制分揀中心功能區(qū)（單車的物流量）物流強度等級表，見表1。

表1 分揀中心功能區(qū)物流強度等級表

根據(jù)分揀中心物流強度等級表作出分揀中心功能區(qū)之間的物流相互關(guān)系圖，如圖2所示。

圖2 分揀中心功能區(qū)物流相互關(guān)系圖

3.1.2 功能區(qū)非物流相關(guān)性分析。結(jié)合對分揀中心的實地調(diào)研，根據(jù)分揀中心的整個運作流程，在不考慮各個功能區(qū)之間的物流關(guān)系，只從非物流關(guān)系的角度考慮，由分揀中心功能區(qū)非物流密切程度等級表做出該分揀中心的非物流相互關(guān)系圖，如圖3所示。

圖3 分揀中心功能區(qū)非物流相互關(guān)系圖

3.1.3功能區(qū)綜合相互關(guān)系分析。由于在該分揀中心功能區(qū)的布局中，物流關(guān)系對布局的影響比較大，故選取物流關(guān)系與非物流關(guān)系的權(quán)重比值為2:1，繪制功能區(qū)綜合相互關(guān)系表[2]，見表2。

表2 分揀中心功能區(qū)綜合相互關(guān)系表

由分揀中心功能區(qū)綜合相互關(guān)系表作出分揀中心功能區(qū)綜合相互關(guān)系圖，如圖4所示。

圖4 分揀中心功能區(qū)綜合相互關(guān)系圖

3.1.4 分揀中心功能區(qū)優(yōu)化布局方案確定。結(jié)合分揀中心功能區(qū)的綜合相互關(guān)系圖，依次計算出各個功能區(qū)綜合接近程度分值以及繪圖順序，見表3。

表3 分揀中心功能區(qū)綜合接近程度排序表

結(jié)合此分揀中心功能區(qū)布局規(guī)劃的基本目標和基本原則，再結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，最終將該分揀中心功能區(qū)布置為U型。具體布局方案如圖5所示。

圖5 分揀中心功能區(qū)優(yōu)化后布局圖

3.2 布局優(yōu)化分析

3.2.1 仿真模型構(gòu)建

（1）模型假設(shè)。①仿真模型設(shè)置為分揀中心的平均分揀時間，即仿真時間為3h，10 800s。②假設(shè)模型的快遞數(shù)量為一車的快遞數(shù)量，即3 000件快遞；且功能區(qū)之間流轉(zhuǎn)的快遞數(shù)量為上個功能區(qū)的全部流轉(zhuǎn)數(shù)量。③模型在理想狀態(tài)下進行仿真，不考慮設(shè)備設(shè)施及快遞的損壞。

（2）模型仿真設(shè)置及流程。①模型設(shè)置。入庫區(qū)貨物由工作人員用地牛送到暫存區(qū)；小件暫存區(qū)和大件暫存區(qū)分別由兩名工作人員將貨物搬到分揀區(qū)的傳送帶上；分揀區(qū)和打包區(qū)之間采用同樣方式，設(shè)置四名工作人員和四個地牛；將分揀出來的貨物送到打包區(qū)；打包區(qū)和出庫區(qū)用傳送帶連接。②仿真模型流程圖。綜合分析分揀中心功能區(qū)之間的仿真作業(yè)流程，如圖6所示。

圖6 分揀中心系統(tǒng)仿真作業(yè)流程圖

3.2.2 仿真目標

（1）分析該分揀中心快件的周轉(zhuǎn)時間，即完成3 000件快件所需的總時間。

（2）分析比較模型運作3h后，分揀中心完成快件分揀的數(shù)量。

（3）分析比較分揀區(qū)作業(yè)效率。

3.2.3 原始布局方案仿真分析。在原始布局圖中，分揀區(qū)傳送帶速度為1m/s，長度為10m，兩側(cè)各設(shè)置兩名工作人員負責(zé)分揀。原始布局方案仿真分析如圖7和圖8所示。

由圖7得出，在原始直線型布局中，完成3 000件快件從入庫到出庫所需的時間為7 223s，即2h左右。由圖8可知，3h即10 800s內(nèi)，分揀中心整體完成快遞從入庫到出庫運轉(zhuǎn)的數(shù)量為4 485件；分揀區(qū)分揀4 500件快件，分揀區(qū)的分揀效能為1 500件/h。

圖7 完成3 000件快件的分揀仿真分析圖

圖8 3h內(nèi)分揀中心完成快件分揀仿真分析圖

3.2.4 優(yōu)化方案仿真分析。布局優(yōu)化后，在原來傳送帶長度及速度不變以及分揀區(qū)工作人員數(shù)量不變的情況下，優(yōu)化后U型布局方案仿真分析如圖9和圖10所示。

圖9 優(yōu)化后完成3 000件快件的分揀仿真分析圖

圖10 優(yōu)化后3h內(nèi)分揀中心完成快件分揀仿真分析圖

由圖9得出，在優(yōu)化的U型布局中，完成3 000件快件所需的時間為6 302s，即1h45min左右。由圖10可知，3h即10 800s，分揀中心整體完成快件運轉(zhuǎn)的數(shù)量為5 135件；分揀區(qū)分揀5 150件快遞，分揀區(qū)的分揀效能為1 717件/h。

3.2.5 仿真結(jié)果對比。在優(yōu)化后布局方案中，完成3 000件快遞從入庫到出庫運轉(zhuǎn)所需的時間比原始布局方案提升了15min；在3h內(nèi)，分揀中心整體完成快遞從入庫到出庫的運轉(zhuǎn)數(shù)量比原始布局多650件；分揀效能也從1 500件/h提升到了1 717件/h。

4 結(jié)語

針對D公司分揀中心所存在的問題，利用系統(tǒng)布置設(shè)計方法（SLP）將D公司分揀中心功能區(qū)進行重新設(shè)置，將原來的直線型布局優(yōu)化為U型布局，并采用Anylogic仿真軟件對原始布局及優(yōu)化后布局方案分別進行仿真，對比得出優(yōu)化后的布局方案比原始布局方案分揀效率更高、時間更少、分揀的快件更多，U型布局更適合D公司的分揀中心。經(jīng)過優(yōu)化后，D公司分揀中心所存在的問題已經(jīng)解決，每個功能區(qū)的空間利用率有所提高，快遞分揀流暢，快遞堆積的現(xiàn)象也很少發(fā)生。