王婧　高文婷　操建中　章欣

摘? 要：物流中心在現(xiàn)代企業(yè)運營中起著重要作用，影響著地區(qū)和城市的經(jīng)濟發(fā)展，物流中心的建設(shè)需要系統(tǒng)規(guī)劃和詳細論證。該研究采用百蝶物流中心規(guī)劃與運營平臺，從物流中心建設(shè)的區(qū)域設(shè)計、設(shè)施設(shè)備、人員規(guī)劃三個方面，本著宏觀和微觀結(jié)合、定性和定量相結(jié)合的思想，進行物流中心全面的規(guī)劃設(shè)計，并給出實例驗證平臺和方法的可行性和合理性，以期為企業(yè)物流中心規(guī)劃與設(shè)計決策提供參考。

關(guān)鍵詞：物流中心；設(shè)施規(guī)劃；布置設(shè)計；仿真平臺

中圖分類號：F715.6? ? 文獻標志碼：A? ? DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.13.034

Abstract： Logistics center plays an important role in the operation of modern enterprises and affects the economic development of regions and cities. The construction of the logistics center requires systematic planning and detailed demonstration. This paper adopts the planning and operation platform of Baidie Logistics Center， and carries out the comprehensive planning and design of the logistics center from the three aspects of the regional design， facilities and equipment， and personnel planning of the logistics center construction， and give examples to verify the feasibility and rationality of the platform and method， in order to provide reference for enterprise logistics center planning and design decisions.

Key words： logistics center; facility planning; layout design; simulation platform

0? 引? 言

物流中心是物流集散的據(jù)點，是商品流通的基礎(chǔ)設(shè)施，越來越多的企業(yè)建設(shè)物流中心，希望通過物流中心提高物品流通效率、節(jié)約流通成本。物流中心規(guī)劃與設(shè)計決策已成為現(xiàn)代企業(yè)戰(zhàn)略成敗的重要因素之一。合理地規(guī)劃設(shè)計物流中心，影響著城市的經(jīng)濟發(fā)展[1]?？茖W地建設(shè)物流中心，可以實現(xiàn)效益最大化，充分利用空間、設(shè)施、人力等資源[2]；簡化工作流程以縮短生產(chǎn)周期；最大程度上減少貨物運輸；同時能夠為員工提供安全便捷的工作環(huán)境[3]。

物流中心規(guī)劃與設(shè)計是近年來國內(nèi)外學者研究的熱點。已有相關(guān)文獻主要呈現(xiàn)出以下特點：（1）以具體的物流中心項目為實例，研究其規(guī)劃設(shè)計[4-9]。（2）基于SLP方法進行物流中心的平面布局設(shè)計[5，10-11]。（3）探討EIQ在物流中心規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用[12-13]。可以看出已有文獻主要從實例和方法的視角開展研究，都未采用先進的仿真軟件支撐物流中心規(guī)劃設(shè)計。先進的物流中心仿真軟件能夠很好地模擬企業(yè)物流中心的整體規(guī)劃和作業(yè)現(xiàn)場，從而模擬企業(yè)運營過程，發(fā)現(xiàn)運營中優(yōu)勢和問題，為企業(yè)物流中心規(guī)劃和發(fā)展決策提供有力支撐。行業(yè)內(nèi)常用的物流中心仿真軟件有Flexsim、Supply Chain Guru等。本文利用上海百蝶公司的物流中心規(guī)劃與運營平臺（簡稱BS-W），從軟件視角和方法論視角進行物流中心規(guī)劃和設(shè)計，以期為企業(yè)進行相關(guān)決策提供支撐。

BS-W平臺可實現(xiàn)物流中心的仿真設(shè)計、建設(shè)與管理，基于物流中心作業(yè)需求，內(nèi)置多種類儲存、分揀設(shè)施和設(shè)備，多樣靈活的規(guī)劃建設(shè)倉庫。本文將從作業(yè)區(qū)域、設(shè)施設(shè)備、人員配置三個方面，采用宏觀和微觀結(jié)合、定性和定量相結(jié)合的思想，進行物流中心全面地規(guī)劃設(shè)計，并給出實例演示平臺和方法的具體應(yīng)用。本文的研究結(jié)果將有利于企業(yè)對物流中心進行定量和定性的規(guī)劃設(shè)計，為物流中心規(guī)劃設(shè)計提供科學的決策依據(jù)。

1? 基于百蝶BS-W平臺的物流中心規(guī)劃與設(shè)計

1.1? 作業(yè)區(qū)域規(guī)劃設(shè)計

物流中心的主要作業(yè)由入庫、存儲、分揀、配送等部分組成。物流中心的作業(yè)區(qū)域可設(shè)計為主要功能區(qū)、次要功能區(qū)和輔助功能區(qū)[14]三部分。主要功能區(qū)包含存儲作業(yè)、貨物貨架等，為物流中心的核心區(qū)域。次要功能區(qū)主要負責貨物的裝卸、入庫等作業(yè)，通常在主要功能區(qū)的外圍。輔助功能區(qū)則是辦公室、停車區(qū)等。根據(jù)物流中心的業(yè)務(wù)特點，經(jīng)作業(yè)流程規(guī)劃后，設(shè)計相應(yīng)的作業(yè)區(qū)域。

1.1.1? 規(guī)模設(shè)計。物流中心的規(guī)模設(shè)計一般由三個方面確定：當前市場的發(fā)展趨勢、總?cè)萘亢透偁帉κ諿15]。在進行具體規(guī)模設(shè)計時，需要注意兩點：第一，對市場發(fā)展的趨勢進行充分地調(diào)研分析，同時對社會經(jīng)濟發(fā)展進行預測；第二，對競爭對手的市場占有率、生產(chǎn)經(jīng)營能力、未來發(fā)展規(guī)劃等進行全方面的了解[16]。當然，也要結(jié)合企業(yè)整體經(jīng)營戰(zhàn)略、財務(wù)狀況進行綜合確定。物流中心的總體規(guī)模一旦確定，不輕易改動。

需求預測指標是指圍繞物流中心系統(tǒng)活動的物流服務(wù)需求來進行分析的指標，一般指物流中心作業(yè)需求量。對于物流中心來說，通常使用吞吐量、庫存能力和庫存周轉(zhuǎn)量這些數(shù)據(jù)進行預測；除此之外，這些數(shù)據(jù)還在一定程度上反映出物流中心的作業(yè)規(guī)模。通過對其預測，可以及時準確地掌握客戶的需求，使物流中心能夠更好的將資源分配到所需的經(jīng)營活動中去，從而提高企業(yè)核心競爭力和客戶滿意度。

1.1.2? 面積規(guī)劃。由于各功能區(qū)域配備的設(shè)施設(shè)備、作業(yè)方式以及物流量等都影響著對該區(qū)域面積的規(guī)劃[17]，因此不同作業(yè)區(qū)域面積應(yīng)當分別進行計算。

一般物流中心的主要面積是倉儲區(qū)，倉儲區(qū)的主要設(shè)施為倉庫。倉庫的面積可以通過荷重法來計算，具體公式如下：

s=（1）

其中：Q表示年入庫貨物量（t）；T表示庫存周轉(zhuǎn)率；q表示倉容物資儲存定額（t/m2）；k表示倉庫面積利用系數(shù)。

實際情況下，倉儲空間包括叉車的工作空間，因此，在計算實際倉儲面積時應(yīng)包含叉車通道的面積。通道面積一般為全部面積的35％～40％，設(shè)ε=35％～40％[5]，即實際倉儲面積為：

S=（2）

物流中心面積除去裝卸貨的平臺后，主要包括儲區(qū)和理貨區(qū)。其中，理貨區(qū)約占物流中心建筑面積的30%～50%，儲區(qū)面積約占50%～70%左右。另外，有些作業(yè)區(qū)域的面積主要取決于貨物的作業(yè)量，因此可以利用貨物作業(yè)量來估算區(qū)域面積，具體公式如下：

S=∑hλ（3）

其中：h表示一種貨物每天的作業(yè)量，λ表示該區(qū)域的面積利用系數(shù)。面積利用系數(shù)由貨物存放方式、貨物類型以及使用的設(shè)施設(shè)備等因素決定。

1.1.3? 功能布局與動線設(shè)計。在一定目標下對各功能空間位置進行布局規(guī)劃，區(qū)域功能布置規(guī)劃的原則如下：（1）選擇方向合理、運輸最優(yōu)的作業(yè)流程，防止出現(xiàn)往返或交叉的作業(yè)情況。（2）選擇合適的建筑模式，合理設(shè)計倉庫的高度、層數(shù)和跨度等；同時使平面布局與豎向布局相適應(yīng)，提高倉庫的經(jīng)濟效益。（3）合理劃分和協(xié)調(diào)各作業(yè)區(qū)域，便于人員操作工作。（4）布置規(guī)劃要具備一定的柔性，用來適應(yīng)環(huán)境變化以及日后改造。（5）合理投資。

物流流程的動線分析是以往布局規(guī)劃的改進與完善過程，主要用于區(qū)域面積相關(guān)圖的修訂與調(diào)整。以空間布局為基礎(chǔ)，通過對物流動線和人行動線的分析，避免一些低效率現(xiàn)象的發(fā)生，如逆向流動、迂回流動、過遠流動等，使物流動線和人行動線更加流暢和高效。圖1為物流動線的五種基本模式。在物流中心動線設(shè)計時，可采用這五種基本模式，或者結(jié)合企業(yè)物流中心實際面積和作業(yè)情況混合這些模式，從而設(shè)計適應(yīng)企業(yè)物流中心需求，高效地作業(yè)動線。

1.2? 設(shè)施設(shè)備規(guī)劃設(shè)計

設(shè)施設(shè)備規(guī)劃設(shè)計主要是通過系統(tǒng)觀念并且運用系統(tǒng)分析的方法得到一個整體的優(yōu)化結(jié)果。在作業(yè)流程設(shè)計方面，為了使生產(chǎn)成本盡可能低，并且投入資金盡可能少，可以通過減少空間占用的面積，減少停留和搬運物料，縮短作業(yè)的周期等方法將一些無用的作業(yè)流程進行減少或刪除；在作業(yè)地點設(shè)計方面，為了使員工的工作環(huán)境更舒適、更安全，采用人-機-環(huán)境的綜合規(guī)劃設(shè)計。目前我國在物流中心建設(shè)方面，一直是根據(jù)實際情況以軟件為主[18]，設(shè)置適度的硬件為原則。在能夠完成作業(yè)工作需求的基礎(chǔ)上，偏向采用半機械化或者一般機械化設(shè)備。

1.2.1? 設(shè)施設(shè)備分類

（1）運輸設(shè)備：包括輥筒輸送機、滑塊分揀機、皮帶輸送機、出庫分揀口等。

（2）卸搬運設(shè)備：地牛、電動托盤搬運車、電動叉車、窄巷道三向叉車、單層手推車、播種式揀貨臺車系統(tǒng)、雙層手推車、垂直提升機等。

（3）存儲設(shè)備：主要包括移動式播種貨架、普通托盤貨架等。

（4）集裝單元設(shè)備：主要有托盤、周轉(zhuǎn)箱。

（5）信息技術(shù)設(shè)備：主要包括條碼及射頻技術(shù)設(shè)備、信息交換設(shè)備以及智能標簽技術(shù)設(shè)備等。

1.2.2? 設(shè)施設(shè)備配置。根據(jù)物流企業(yè)構(gòu)建中分析和設(shè)備選型結(jié)果，進一步綜合考慮設(shè)備的工作效率和成本問題，基于作業(yè)平衡的基礎(chǔ)上，確定物流中心各個環(huán)節(jié)所需要設(shè)備的類型和數(shù)量。

日平均入庫量為所有月份預測入庫量的平均值，對應(yīng)量轉(zhuǎn)換為托盤數(shù)。

地牛數(shù)量計算：地牛單次作業(yè)時間包括升起時間、放下時間和行駛時間。再估算出入庫和出庫所需地牛數(shù)量。

窄巷道三項叉車數(shù)量計算：行駛距離按區(qū)域平均取值，完成一次從入庫暫存區(qū)到貨架區(qū)的裝貨作業(yè)并返回至暫存區(qū)所需要行駛的距離。窄巷道三項叉車單次作業(yè)時間包括叉取時間、升起時間和行駛時間。再來估算出入庫和出口窄巷道三項叉車數(shù)量。

托盤貨架數(shù)量計算：根據(jù)月均庫存量預測，得出平均庫存托盤數(shù)，對應(yīng)再估算出貨架數(shù)量。

1.3? 物流中心人員規(guī)劃

1.3.1? 崗位介紹。在專業(yè)的技術(shù)職務(wù)崗位設(shè)置方面，要把“以事為中心，因事設(shè)崗，由崗擇人，事職相符”的基本原則作為指導思想。物流中心一般包括倉庫經(jīng)理、財務(wù)人員、制單員、理貨員、裝卸工、打包員等崗位。

1.3.2? 崗位配置。根據(jù)組織結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果，若同一崗位僅采用同一等級員工進行作業(yè)，則基于作業(yè)平衡的基礎(chǔ)上對系統(tǒng)中各崗位所需不同等級員工數(shù)量進行確定?？傮w崗位配置的思路如下：根據(jù)系統(tǒng)信息計算入庫量和出庫量；將入庫量和出庫量以托盤為單位計算；將人員一天可完成的托盤數(shù)量算出，對比入庫量和出庫量的總和；配置合適的人員及數(shù)量。

（1）裝卸工數(shù)量計算公式

Q=E/R（4）

R=C*Y（5）

其中：E表示入（出）庫數(shù)量；R表示裝卸工人均每天工作量；C表示裝卸工有效工作時間；Y表示裝卸工工作效率；Q表示裝卸工數(shù)量。

（2）理貨員數(shù)量計算

Q=E/R（6）

R=C*Y（7）

其中：E表示入（出）庫數(shù)量；R表示理貨員人均每天工作量；C表示理貨員有效工作時間；Y表示理貨員工作效率；Q表示理貨員數(shù)量。

（3）復合打包員數(shù)量

Q=E/R（8）

R=C*Y （9）

其中：E表示入（出）庫數(shù)量；R表示復合打包員人均每天工作量；C表示復合打包員有效工作時間；Y表示復合打包員工作效率；Q表示復合打包員數(shù)量。

2? 仿真實例

2.1? 平臺數(shù)據(jù)采集

本文以規(guī)劃建設(shè)某物流中心選用流通型倉庫為例，除保管貨物外，還可能進行備貨、定價以及再包裝等流通加工作業(yè)。BS-W系統(tǒng)中可供規(guī)劃建設(shè)使用的設(shè)施設(shè)備種類、用途、主要技術(shù)參數(shù)、作業(yè)效率如表1所示。

BS-W系統(tǒng)中常見崗位、等級以及工作效率如表2所示。

根據(jù)當前需求市場和供應(yīng)市場的預測分析，基于BS-W對該物流中心進行設(shè)計規(guī)劃。

2.2? 規(guī)劃設(shè)計過程與結(jié)果

根據(jù)物流中心的定位，將物流中心的基本功能區(qū)域劃分為三部分：主要功能區(qū)、次要功能區(qū)和輔助功能區(qū)。主要功能區(qū)包括庫存區(qū)、集貨區(qū)、出/入庫月臺；次要功能區(qū)由出/入庫暫存區(qū)和設(shè)備存放區(qū)組成；輔助功能區(qū)則包括車輛通道、停車區(qū)和辦公室。

2.2.1? 區(qū)域布局。區(qū)域布局規(guī)劃設(shè)計應(yīng)該適合儲存作業(yè)的流程，以貨物流動的方向合理，避免往返進行交叉作業(yè)，降低運輸距離，保持運輸通暢性，提高倉庫利用率為原則。為減少進出貨頻率，縮短物品的搬運路線采用U形作業(yè)區(qū)域物流流動形式，具體區(qū)域位置布局圖如圖2所示。區(qū)域面積測算如表3所示。系統(tǒng)仿真模型圖如圖3所示。

計算過程：

計算區(qū)域分三塊：主要功能區(qū)、次要功能區(qū)、輔助功能區(qū)。

主要功能區(qū)主要面積為貨架暫存區(qū)面積：貨架長度貨架長度*列數(shù)*寬度貨架寬度*排數(shù)/2 +貨架雙排放置之間間隙*排數(shù)/2，S=40*20=800m²；

次要功能區(qū)為6個部分，輔助功能區(qū)2個部分，由空間布局圖得出各個區(qū)域的面積：

次要功能區(qū)中，入庫暫存區(qū)：S=18*10=180m²；出庫暫存區(qū)：S=18*10=180m²；地牛存放區(qū)*2（個）：S=3*2*2=6m²*2（個）；電動叉車充電區(qū)*2（個）：S=6*4*2=24m²*2（個）。

輔助功能區(qū)中，停車區(qū)：S=35*20=700m²；辦公室：S=4*4=16m²；車輛通道：S=49+35*4*2=672m²。

2.2.2? 設(shè)備規(guī)劃。物流中心設(shè)施設(shè)備體現(xiàn)了物流中心物流能力的大小。物流設(shè)備門類眾多分為存儲設(shè)備、搬運設(shè)備、揀貨分揀設(shè)備和輔助作業(yè)設(shè)備等，根據(jù)物流中心作業(yè)需求，結(jié)合物流中心規(guī)劃與運營軟件中提供的設(shè)備類型，對物流中心運營所需設(shè)備進行選擇。選擇結(jié)果如表4所示。

2.2.3? 人員規(guī)劃。根據(jù)案例的背景分析，物流中心的作業(yè)流程包括進出貨、裝卸貨、倉儲、訂單揀取、包裝、配送作業(yè)等。具體流程如圖4所示。

根據(jù)以上各個作業(yè)流程的規(guī)劃設(shè)計，通過了解物流中心當前的情況，對物流中心組織結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，所需崗位如表5所示。

綜合考慮不同等級員工的作業(yè)效率和工資情況，確定物流中心不同環(huán)節(jié)所需崗位員工的等級和數(shù)量信息，結(jié)果如表6所示。

計算過程：

根據(jù)已知預測的入庫量Q和出庫量N，得出相對應(yīng)的托盤數(shù)，再根據(jù)上述方法計算。本實例中Q為76個托盤，N為72個托盤，一天的進出庫的總托盤數(shù)為148托盤。

初級裝卸工一天的工作量為7.5*60*60/150=180（托盤），由比較得一天一個初級裝卸工滿足使用，但是為了加快貨物流通、提高效率，所以選擇中級裝卸工；

高級理貨員一天的工作量為7.5*60*60/360=75（托盤），高級理貨員的工作量與入庫量相較，滿足一天所需，選擇一個高級理貨員；

高級復核打包員一天的工作量為7.5*60*60/160≈169（托盤），高級復核打包員一天的打包量遠遠大于出庫量，出于控制成本，選擇一個中級復核打包員。

3? 結(jié)束語

物流中心規(guī)劃與設(shè)計主要任務(wù)是對物流中心整體面積、空間高度設(shè)計；各個功能區(qū)域布局、面積設(shè)計；作業(yè)設(shè)備配置；人員配置等內(nèi)容進行科學規(guī)劃，以適應(yīng)企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要和整體運營戰(zhàn)略需求。設(shè)計的科學性影響著物流中心的運營效率以及效益。為了確保物流中心的布局規(guī)劃更加合理，各個功能區(qū)域能夠正常運行，在規(guī)劃分析與設(shè)計時，應(yīng)該更加有嚴密性、科學性以及先進性。本文基于上海百蝶BS-W仿真平臺，利用平臺的先進技術(shù)，結(jié)合一些定性和定量的方法，從作業(yè)區(qū)域規(guī)劃、設(shè)施設(shè)備規(guī)劃以及人員配備規(guī)劃三個方面進行深入研究物流中心規(guī)劃和設(shè)計。最后，基于百蝶BS-W系統(tǒng)給出實例，進行仿真建模，驗證平臺和方法的可行性和合理性，為企業(yè)物流中心的規(guī)劃設(shè)計提供了科學的決策依據(jù)。

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