物流配送中心内部布局方法研究及应用.doc

同济大学交通运输工程学院硕士学位论文物流配送中心内部布局方法研究及应用姓名：沈钱浩申请学位级别：硕士专业：物流工程指导教师：孙焰20080201摘要物流配送中心是现代物流网络中的一个重要节点。这一节点不仅执行一般的物流职能，而且越来越多地执行指挥调度、信息处理、作业优化等神经中枢的职能，是整个物流网络的灵魂所在。设施优化布局是一个应用非常广泛的问题，需要根据物流作业量和作业流程来确定各设施间的相关程度。布局内容包括仓库布置、工厂部布置、配送中心内部布置等。本文讨论了物流配送中心内部布局的规划内容与方法、物流配送中心的区域布置规划、布局方法介绍、仓库内部布局和方案评估等内容。物流配送中心的结构规划由区域布置规划、库房设计、装卸平台设计、货场及道路设计和其它建筑与环境的结构规划与设计组成。物流配送中心的区域布置和结构规划就是根据物流作业流程和物流路线，确定各功能区域的面积和各功能区域的相对位置，最后得到物流配送中心的平面布置图，确定建筑的不同形式和标准。目前物流中心的设施布局规划方法主要是引用工业工程学中的设施布置理论。具有代表性的系统布置设计SLP(system layout planning)和系统搬运分析SHA(systematichandl ing analysis)理论，应用关系图和关系表来分析设施间的相关程度，从而确定各设施的相对位置：随着计算机科学的发展，出现了以设施之间的密切度最大为目标，确定一个设施加入到区域中的顺序矢量和相对位置的方法； 又有以总搬运费用最少为目标，通过将设施的位置两两交换的方法对一个给定的布局方案进行逐步改进的方法。本文又对方案的评估与选择作了介绍，并对如何在仓库内进行设备、物品和人员办公的合理布局进行了进步的探讨。最后，举以实例，讨论了浙江长兴捷通物流有限公司的内部布局问题。通过对港区物流量的预测，推荐使用船型、装卸工艺以及建设规模的大小，并给出总平面布置建议。关键词：物流中心布局方法平面布置第1章绪言11物流配送中心布局概述物流配送中心是现代物流网络的中的物流节点。这一节点不仅执行一般的物流职能，而且越来越多地执行指挥调度、信息处理、作业优化等神经中枢的职能，是整个物流网络的灵魂所在。物流配送中心概念有广义与狭义之分：广义的物流配送中心包括港口、机场、铁路货运站、运输仓库、流通商品集散中心以及生产者自身拥有的物流设施等。狭义的物流配送中心概念即流通商品集散中心与生产企业拥有的物流设施等。设施的平面布局模型也称为二维选址模型，主要研究在一个给定区域内确定具有一定面积要求的各个设施的最佳位置问题。一个物流节点一般由若干个物流设施组成，当不同类别的货物运到节点后，根据物流作业流程要求，需要在其不同的设施中进行处理。不同性质及不同功能的节点，货物在其设施上处理的时间(或数量)和处理的次序是不相同的，因此，布置各种设施在节点内的相对位置是否合理，非常重要。12物流配送中心布局国内外状况121国外的发展状况现有物流系统平面布局优化方法所得到的布局方案，其分区的形状都是不规则的。国外一些最新的布局思想和做法，具有了调整这种不规则分区形状的优化整形方法。使用这些方法，可以把给定的布局方案转变成一个具有矩形分区形状的新方案，并且分区的相对位置没有大的变化。实算测试表明，算法所得到的布局方案的总运输距离不劣于原布局方案：ALDEP等是基于目标函数最近发展的算法是采用多目标设计方法，例如MOCRAFT同时考虑到最小成本和最大密级度来进行布局，它是多目标的CRAFT方法布局的算法可分为二大类，一类是逐步推定法，它是按一定选择原则把物流配送中心内部布局方法研究及应用工作单元一个接一个置AN空的生产面积中去，CORELAP、ALDEP等属于这类算法另一种算法是迭代改进法，它是在一个初始布局基础上通过交换工作单元位置来取得更好的目标函数值，CRAFT、MOCRAFT等属于这类算法。122国内的发展状况目前国内的内部布局设计方法有基于缪瑟的系统布置设计(SLP)思想的发展及延伸。如：将此思想应用于配送中心的功能区域布置，提出了设施作业单元相互位置模型、作业单元布置算法和SLP坐标系的概念；大连理工大学计算机研究所研究人员提出的：以并行遗传算法(PGA)为基础，提出了一种并行混合遗传算法(PHGA)可以很好地改善算法的局部搜索性能，并在布局设计中得以应用。物流配送中心内部布局方法研究及应用第2章物流配送中心规划21物流配送中心的功能集货发货功能：将分散的、小批量的货物集中起来，便于集中处理的功能。储存功能：为了满足市场需求的及时性和不确定性，不论何类物流配送中心，均需具务储存功能。生产企业所谓“零存在是将库存转移至物流企业和商业企业，以减少自己的资金占用。分拣功能：根据客户对多种货物的需求和运输配载的需求，将所需货物从储存货物中挑选出来，以便集中配货。加工包装功能：物流配送中心根据客户需要，将材料进行简单加工，方便客户的运输和精加工。配送功能：根据客户需求，将货物按时按量送至客户。有专业配送、综合配送、共同配送、经销配送、供应配送等。商品展示与贸易功能。信息功能：货物到达、分发、装卸、搬运、储存保管、销售、客户、价格、运输工具及运行时间等各种信息在这里交汇、收集、整理和发布。22物流配送中心规划与设计的原则动态原则： 在物流配送中心规划时，应详细分析现状及对未来变化做出预测的基础上进行，在一定范围内能适应数量、用户、成本等多方面的变化。竞争原则：物流配送中心的布局应体现多家竞争。对于政府部门进行建设规划尤其重要。低运费原则：物流配送中心必需组织运输与配送活动，因而运费原则具有特殊性。由于运费和运距、运量有关，所以低运费原则常简化成最短运距和运量的问题，通过数学方法求解以作为物流配送中心布局的参考。交通便利原则：物流配送中心的运输配送活动领域在中心之外，这一活动需依赖于交通条件。布局时必需考虑现有的交通条件。统筹原则：物流配送中心的层次、数量、布局是与生产力布局、消费布局等密切相关的，互相交织且互相促进和制约的。规划一个合理的物流配送中心，必须统筹兼顾、全面安排。物流配送中心内部布局方法研究及应用23物流配送中心规划内容物流配送中心在规划时要重视配送中心的组织建设和功能规划，将有限的空间进行合理的布置，它也是未来配送中心建立核心竞争力的有力保证。物流配送中心的规划设计一般来说包括如下内容：配送中心的规划与设计包括选址规划；配送中心结构规划与设计包括库房设计、货场及道路设计及公用设施规划；配送中心的设备及其选用包括装卸、搬运、输送、分拣等设备的选用；配送中心的作业流程设计：配送中心管理信息系统设计。现代物流配送中心成为具有多种物流功能的流通形式和作业体系，本文主要是针对配送中心结构规划与设计的方法及内容进行探讨。物流配送中心的结构规划由区域布置规划、库房设计、装卸平台设计、货场及道路设计和其它建筑与环境的结构规划与设计组成。24物流配送中心结构规划需要注意的事项确定物流配送中心的设计能力：首先是分析和确定物流配送中心的吞吐量，其次是对水、电、暖等方面的需求做出预测。对土地使用进行合理规划：土地的使用概要根据明确的功能加以划分，货物存储区域应按照无污染、轻度污染和重度污染分开。还要根据实际需要和物流配送中心的年吞吐能力的规划，规划和设计物流配送中心的仓储、办公和生活区的占地情况。考虑防洪排泄、防火因素对物流配送中心基础设施设计指标的要求合理进行物流配送中心运输网络设计。25物流配送中心结构规划的主要内容物流配送中心结构规划的主要内容包括区域布置规划、库房设计、装卸平台设计、货场及道路设计和其它建筑设施规划。物流配送中心内部布局方法研究及应用251区域布置规划包括物流作业区域、辅助作业区域和建筑外围区域三部分。与物流作业区域相对应，辅助作业区域和建筑外围区域也统称为外围辅助活动区域。(1) 物流作业区域布置以物流作业为主，仅考虑物流相关作业区域的配置形式，由于物流配送中心内的作业形态大部分为流程式作业，不同的订单有相同的作业程序，因此适合以生产线式的布置方法进行规划。若是订单、物品特性或拣取方法有很大的差别，则可以考虑将物流作业区域分为数个不同形态的作业线，以区分处理订单内容，再经由集货作业予以合并，如此可有效率地处理不同性质的物流作业，类似于工厂中群组布置的观念。(2)辅助作业区域的布置除了物流作业以外，物流配送中心还包含一些管理或行政性的辅助作业区域。这些区域与物流作业之间无直接流程性的关系，因此适合以关系型的布置模式作为区域布置的规划方法。此时的配置模式有两种参考的方法：一、可视物流作业区为一个整体性的活动区域，分析各辅助作业区域及物流作业区域之间的相关活动关系，以决定各区域之间相邻与否的程度。二、将物流作业区域内各个作业区域分别独立出来，与各辅助作业区域一起综合分析其活动相关性，来决定各区域的配置。原则上采用第一种方法较为简便，可以减少相关分析阶段各区域间的复杂度。但是由于配置方位与长度比例的限制会增加，因此配合规划者的经验判断，仍需作适当的人工调整，或者以人工排列方式取得初步的布置方案。(3)建筑外围区域的布置建筑内的相关区域布置完成后，还需对建筑外围的相关区域，如厂区通道、停车场、对外出入大门及联外道路形式等，规划整个物流配送中心的厂区布置。在建筑外围区域布置时，特别需要注意未来可能的扩充方向及经营规模变动等因素，以保留适当的变动性。在通常情况下，区域布置规划是按照上述顺序进行的。如果在实际道路形式、大门位置等条件已有初步方案或已确定的情形下，也可由后向前进行规划，即先规划建筑外围区域的布置形式，再进行物流作业区域及辅助作业区域的规划，这样可以减少不必要的修正调整作业，以适应实际的地理区位限制。252库房设计根据物流配送中心的作业需求，确定不同的库房类型和要求，规划和设计库房的结构形式，如门式钢架结构或拱型彩板结构，同时设计和确定库房层数、库房净高、库房面积和门窗形式等。253装卸平台设计根据物流配送中心年吞吐能力的规划，规划相应的装卸平台的数量和类型，确定装卸平台的位置和高度，选择平台高度调节板，设计装卸平台的外围区域。254货场及道路设计根据物流配送中心的运营要求，确定库区内道路的主要技术指标，选择适宜的道路面层，确定货场的宽度和坡度，设计货场排水系统。255其它建筑设施规划根据物流配送中心的作业要求，主要进行给水、排水、电力、燃气和供热等设施的规划。12物流配送中心内部布局方法研究及应用第3章物流配送中心区域规划31物流配送中心的区域布置规划的内容物流配送中心的区域布置和结构规划就是根据物流作业流程和物流路线，确定各功能区域的面积和各功能区域的相对位置，最后得到物流配送中心的平面布置图，确定建筑的不同形式和标准。32物流配送中心区域布置的目标：物流配送中心按功能可分为进货暂存区、理货区、库存区等多个作业区域，合理地布置各个功能区的相对位置至关重要。物流配送中心区域布置的目的是：有效地利用空间、设备、人员和能源；最大限度地减少物料搬运；简化作业流程； 缩短生产周期； 力求投资最低； 为员工提供方便、舒适、安全和卫生的工作环境。33物流配送中心区域布置的原则一般来说，在制造企业的总成本中，用于物料搬运的费用占2050，如果合理地进行设施规划，则有可能降低1030。物流配送中心是大批物资集散的场所，物料搬运是最重要的活动，合理地进行区域布置规划，其经济效果将更为显著。物流配送中心区域布置的原则如下：以系统的观点。运用系统分析的方法，求得整体化，同时也要把定性分析、定量分析和个人经验结合起来。以物流的观点作为区域布置的出发点。并贯穿在区域布置的始终，因为企业的有效运行依赖于资金流、物流、信息流的合理化。先从宏观(整体方案)到微观(每个部门、库房)，再从微观到宏观。例如布置设计要先进行总体布置，再进行详细布置；而详细布置方案又要反馈到总体方案中去评价，再加以修正，甚至总头做起。减少和消除不必要的作业流程，这是提高企业生产效率和减少消耗的最有效方法之一。只有在时间上缩短作业周期，空间上减少面积，物料上减少停留、搬运和库存，才能保证投入的资金最少、生产成本最低。重视人的因素。作业地点的规划，实际是人、机、环境的综合，要考虑创造一个良好、舒适的工作环境。34物流配送中心区域布置的步骤(1)定义规划设施的目标并确定为实现目标所需要执行的主要与辅助性作业。(2)分析问题。决定所有作业之间的相互关系。在指定设施的范围内，建立作业之间的互动关系，定义出作业之间定性与定量的关系；决定所有作业的空间需求。同时考虑设备、物料与人员的作业需求。(3)发展方案。根据作业联系、作业空间需求作出设施平面布局设计、结构设计与物料搬运系统设计方案。(4)评估方案。对每一个可行方案，决定其所涉及的评估因素，并评估这些因素将如何影响设施表现与操作绩效，并基于可接受的评估标准，将可行方案予以排序。(5)选择方案。决定最能满足企业目标的方案，在评估设施规划设计方案的过程中，常会发现成本不是唯一的主要因素，还有市场占有率或顾客满意度等都是评估重点。(6)执行方案。一旦选定某个方案，在实际构筑一项设施或进行布局之前，从布局的准备实施、实际开始施行、施行中与方案修正等每一个环节都要进行监督；继续与修正设计方案。35物流配送中心内部布局规划程序现有资料的调查(1)确定配送中心设施的组成；(2)确定设施的规模；(3)设施空间布局。调查内容在配送中心内部布局规划时，需要了解掌握基础资料的内容主要取决于：(1)规划的任务。(2)物流配送中心和三个主要界面(产品特征、流程特征、顾客特征)的关联性。因此，物流配送中心内部布局规划时，调查资料的内容主要从分析物流配送中心规划与三个界面的关系入手，通过分析三个界面对规划和具体影响，结合规划的任务来确定。(3)物流配送中心内部布局规划与产品特征的关系。物流配送中心设置的目的就是对物品进行各种处理，各种物品是物流配送中心的加工对象。因此，物流配送中心设施布局规划设计与产品的特征有关。物流配送中心内部布局规划与相关产品特征的界面关系主要考虑下列两项要素：产品特征影响物流配送中心设施设备的选择、规模、作业要求。物料性质：物态、气味、储存保管特征，温、湿度需求特征等等；单品规格：外观、重量、体积、外部尺寸、物品基本单位等；基本包装单位规格：外观、重量、体积、外部尺寸、基本包装单位、包装单位个数、包装材料；外包装单位规格：重量、体积、外部尺寸、基本包装单位、包装单位个数、包装材料。产品生命周期影响物流配送中心设施设备的规模、作业要求。36物流配送中心内部布局规划与流程特征的关系物品流程影响物流配送中心设施的选择、布局。物品进入物流配送中心的目的是为了实现各种环节的转换，即物品进入物流配送中心要经过一定程序的工序处理流程，物流配送中心的设施布局应与物品进入物流配送中心的流程相适应物流配送中心设施布局规划与产品的流程特征有关。物流配送中心作业流程调查主要需要进行物品数量调查、各种物品的从入库到出库所经过的环节(流程)。物流配送中心作业流程分析可以围绕物品进入物流配送中心后物品储运单位的转换或作业转换的顺序为主线进行分析。物品储运单位可依储运物品为托盘、箱、包装盒或单品等特征来分类，一个物流(配送)中心中可能仅有一种或包含类型储运单位的出货形态。作业特征的分类则包括装货、卸货、拣取、补货、加工、包装、分类、配送、搬运、检验、暂存、储存等。物流作业流程的调查可以用填写作业流程表方式进行，作业内容。影响物流配送中心功能配置、设施设备的选择和作业区的分类。37物流配送中心规划与顾客特征的关系物流配送中心设施布局规划设计与产品特征、流程特征能否相互支持、配合，将是物流配送中心系统运作效率能否提升的关键因素，而物流配送中心设置的目的是为了向不同顾客提供不同服务，顾客的需求也直接影响物流配送中心的布局设计。其调查内容包括：客户分布：影响物流配送中心的位置、配送径路、配送方式等。客户类型：影响物流配送中心的配送模式、设施设备的规模等。客户类型可能是消费者、零售商、批发商、经销商、发货中心、配送中心，他们对物流配送中心的服务要求不同。客户需求服务内容：影响物流配送中心的功能配置、设施设备选择等。可能是整体物流管理、仓储管理、区域配送、国际运输、报关等。订单资料：影响物流配送中心的配送模式、设施的规模等。包括商品种类、数量、单位、订货时间、交货日期。需求数量：影响物流配送中心设施和规模等。第4章设施优化布局方法介绍目前物流中心的设施布局规划方法主要是引用工业工程学中的设施布置理论。1961年美国的理查德缪瑟提出了具有代表性的系统布置设计SLP(systemlayout planning)和系统搬运分析SHA(systematic handling analysis)理论，应用关系图和关系表来分析设施间的相关程度，从而确定各设施的相对位置。缪瑟的设计技术条理清晰，考虑完善，简明适用，所以在物流中心内部设施布局设计中仍被广泛采用。近年来，随着计算机科学的发展，设计各种计算机算法对物流中心进行优化布局的研究成果很多。Lee RC和Moore JM等以设施之间的密切度最大为目标，确定一个设施加入到区域中的顺序矢量和相对位置的方法，设计了名为CORELAP(Computerized Relationship Layout Planning)布局法和ALDEP(Automated Layout Design Procedure)布局法的构造型算法。Buffa等人则以总搬运费用最少为目标，通过将设施的位置两两交换的方法对一个给定的布局方案进行逐步改进，设计了名为CRAFT(Computerized Relative A1location of Facilities Technique)布局法和MultiPLE(Multifloor Plant Layout Evaluation)布局法的改造型算法。此外还有用遗传算法、网络覆盖算法、蚁群算法、数据包络算法等来确定设施的最优布局。以下就几种常用的布局方法做简单的介绍。41系统布局设计法(SLP一一Systematic Layout Planning)系统布局法根据物流作业量作业流程来确定各设施之间的相关程度，应用系统布局法和关系表法对物流中心内部设施进行优化布局(1)主要步骤对各作业单位(设施)之间的相互关系作出分析，包括物流和非物流的相互关系，建立作业单位相互关系表。根据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的距离的远近，安排各作业各单位的位置，绘制作业单位位置相关图，将各作业单位实际占地面积与作业单位位置图结合起来，形成作业单位面积相关图17物流配送中心内部布局方法研究及应用通过作业单位面积相关图的修正和调整，得到若干个可行的布局方案。量化个因素，用加权系数法建立方案质量评估的数量指标，并用该指标对各方案进行打分，得分最多的布置方案就是最佳布置方案。在SLP方法中，可将研究究设施布置问题的依据和切入点归纳为五个基本要素，即：货物类别P、货物数量Q、货物处理次序R、辅助设施(包括服务设施)S和时间(时间安排)T。其中类别P和数量Q两个基本要素是一切其它特征或条件的基础。只有在上述各要素充分调查研究并取得全面、准确和各项原始数据和基础上，通过绘制各种表格、数学和图形模型，有条理地细致分析和计算，才能最终求得工程布置的最佳方案。(2)相互关系图信息采集分析、物流分析及作业关系分析是物流系统设施布局的基础，而关系图是分析作业设施间相互关系的一种有效工具。关系图方法中，可将设施间所有的关系分为六个等级，分别用A到F六个字母表示，它们各自所占的比例一般按所给的范围来取。一般来说，一个区域的设施布局，A，B，C级的关系所占比例在1030之间，其余为D，E级关系，而F级关系需根据具体情况而定。相互关系等级的确定不仅要研究货物的流程，还要研究传票的流程、作业人员的管理范围以及车辆的出入和货物装卸系统等。(3)空间关系图根据相互关系图和各设施面积比例生成空间关系图。所谓空间关系图，是将各设施按相互之间关系的亲疏程度和所需面积比例布置它们的相对位置，并用不同的线形和距离表示它们之间的关系，其中，用4条平行线段表示两设施间的A级关系，三条平行线表示B级关系，两条平行线表示C级关系，一条线段为D级关系，E级关系不连线，F级关系用折线表示。可用试错法来产生空间关系图。(4)试错法、首先将A，B级关系的设施放迸布置图中，同级别的关系用相同长度的线段18物流配送中心内部布局方法研究及应用表示。通过调整，使B级关系的线段长度约为A级关系的2倍。随后，按同样的规则布置C级关系。若设施较多，线段混乱，可以不必画出D级关系。但F级关系必须表示出。调整各设施的位置，以满足关系的亲疏程度。最后，将各个设施的面积表示进布置图中，生成了空间关系图。经过评价、修改，便获得最终布罱。其中各设施的面积需求可根据其作业量及单位面积可处理的货物量来确定。42关系表布局法如果已知各物流设施的作业量、作业面积及作业流程，要在一个给定的区域内合理布置这些设施的位置和形状，使物流园区(物流中心、配送中心)内的作业流程顺畅。在系统布局设计法(SLP)中，由关系图生成空间关系图是采用试错法完成。该方法定量性不强，往往需经过多次的尝试。TOMPKINS的一种由相互关系图生成空间关系图的布局方法，称为关系表(RELATl0NSHIP DIAGRAMMING)布局法，该方法可以按照一定的逻辑关系进行布局，其主要步骤如下：转化物流与作业设施相互关系图为关系表；选择A级关系最多的设施作为第一设施优先进入布置；选择与第一设施具有A级关系的设施作为第二设施进入布置；按照与第一、第二设施为AA，AB，AC，AD的排列顺序选择第三设施：依次选择直至结束；根据面积进行实际面积的布置。43 CORELAP布局算法CORELAP(Computerized Relationship Layout Planning)，是LeeRC和MooreJM于1967年提出的一种优化算法(1) 算法思路与关系表布局法类似，C ORELAP布局法也是一种构造型方法算法首先按一定规则生成一个设施顺序矢量，依照这个矢量的顺序逐个将设施加入到区域中去，并尽量使新加入的设施与已有的设施在相对位置上保证关系最密切布置方案完成后，对其质量指标进行评估CORELAP算法无论是设施顺序矢量的确定、相对19位置的选择以及质量指标的计算，都是针对设施间的关系程度，即CORELAP算法的出发点是设施之间的关系图(RelationChart)，布置的目标是实现设施之间最大的密切度。(2)布局质量指标为对布局方案进行优化，首先需量化两个设施间的关系程度，可将不同的关系等级转换成不同的关系值，关系等级越高，所对应的关系值就应该越大。为简便起见，一般可根据对应规则进行转换。优化的目标函数值可通过计算任意两设施间的关系值乘以该两设施间的最短距离的总和来求得，即Z=ru di勺式中rij一.设施间的关系值；du-设施间的距离，一般可采用设施中心间的折线距离。Z值越小，布局方案越优，因此，根据该和值可以比较不同方案的优劣。44 ALDEP布局算法ALDEP(Automated Layout Design Procedure)法与CORELAP法十分类似，也是一种构建型布局算法，其布置基础也是关系图，算法思路也是每次选择一个设施加入布置图，按一定规则寻找其适当的位置，并对方案进行评估只是设施的选择次序、位置的确定方法和方案评估的指标不相同。(1)优化目标设一个物流节点(物流园区、物流中心或配送中心等)由n个物流设施组成，已知各物流设施的作业面积需求及各设施间的关系等级。需确定一个设施布局方案Po，使各相邻设施的关系值总和达到最大。从以上问题可以注意到ALDEP与CORELAP的区别是优化的目标不同。ALDEP的评估思想是寻求相邻设施的关系总和最大的布置为最后布置方案。为强调相邻设施的相互关系，ALDEP法在将关系转换成关系值时，拉大了不同等级之间数值的差距。(2)布置设施顺序的确定20物流配送中心内部布局方法研究及应用为优化布置结果，扩大选择范围，在ALDEP中，第一个布置设施的选择方法是随机选取一个设施。随后选择方法是根据与第一个设施的关系进行排队，直到排到设定的最低关系密切度TCR。所谓TCR，这里是指一个关系代码，比如说TCR=B，则选择与布置设施具有A，B关系的设施进入布置排列。对于先布置设施均为A或B的布置设施，则随机选择进入布置。45 CRAFT布局算法CRAFT(Computerized Relative Allocation of Facilities Technique)是Buffa等人于1964年提出的。CRAFT法是一种改进型的算法，对一个初始可行布置方案，它给出一个使总搬运费用减少的调整方法，并保证调整后的方案仍是可行布置方案。(1)设施交换条件CRAFT法中对可行布置方案是将若干个满足一定条件的设施进行交换，为使调整后的布置方案仍然可以，交换的敲诈需满足具有公共边或面积相等。这种交换条件不是可行交换的必要条件，它是为了使相交换的设施的位置互换后不致引起其他设施位置的变化。这种交换通常是以两两交换的方式进行的，也可以采用3设施交换的交换方式，交换的最大次数小于n(n1)2(2)优化目标函数CRAFT的优化目标函数是使总物料搬运费用最少，即minZ=qij du cijij=l 9 gn 且硐式中qo一设施间的物流量氐一.设施间的距离，一般采用设施中心间的折线距离cij.一设施间搬运货物单位距离成本46 MultiPLE布局算法MultiPLE(Multifloor Plant Layout Evaluation)是类似于CRAFT的一种改进型布局算法21物流配送中心内部布局方法研究及应用MultiPLE与CRAFT的已知条件(输入数据)相同，都是设施间的物流量矩阵；目标函数也相同，都是使内部搬运成本最少，所不同的是对初始方案进行调整的方法不相同。(1)设施交换方法MultiPLE设施间的交换在每次迭代中，选择布置成本下降最大的方案。MultiPLE与Craft的区别在于MultiPLE的交换可以不局限于两相邻设施间。这一点的实现主要是通过空间填充曲线SFC来实现的。所谓空间真允线SFC，是指填允一定空间的一条折线。对图中的每个单元只访问一次。恰能游历整个单元。该曲线事实上确定了布置方案的设施放置位置和形状。若对换两个设施，就是对换这两个设施的放置顺序，从而生成一个新的布置顺序矢量，各设施就根据自己的面积，沿着SFC曲线进行放置，直至生成整个布置。(2)MultiPLE算法步骤MultiPLE算法的思路是对初始布置方案任意进行设施交换，生成新的布置矢量，然后根据SFC生成调整后的布置，并计算各设施中心间的直线距离，计算物流费用。循环往复，直至寻找到最低物流费用的布置方案。MultiPLE算法的计算结果较好，但运算次数是随着设施数的增加而指数型增加，故算法只适合对中心规模的设施布局问题进行设计计算。47流程分析布局法一个企业设施的物料流程是否通畅，关系着该企业的经营绩效，由收料、制造、装配、仓储至出货等一连串的活动，都是通过物料搬运系统来连接其物料流程，其系统生产效率高低则视物料流程通过工厂的迅速、平稳和流畅程度而定，并且物料的周转率也是企业盈亏的重要指标之一。设施内物料流程的分析与部门间活动关联性分析的重要性均不可忽视，规划者必须了解其个别优缺点，再依设施内部的不同需求特征加以组合运用。(1)流程动态分析流程动态分析是使用流程改善的技巧，如将流程相似的的零部件或是利用设备使零件在工厂内自动移动，不需要重复搬运等等，以使机器、工作站以及各部门得到最有效的安排，提升公司的营运绩效。设施规划者可针对一般物料管理系统及实体分销系统等宏观流程的内容，和系统内物料发生移动的始末，即流和类型，进行描述，以确定整体流程有范围和途径。常见流程类型可从工作站内流程、部门内流程，及部门间流程等三个方面。流程分析所需考虑的因素很多，相关的资料又是千头万绪，如何将这些繁复的资料加以有系统地整理、分析，让管理对于操作程序、物料流程与活动间的相互关系有一清晰明确的概念，是物料流程规划的重点，而有关物料流程分析的方法，可分为计量方法和传统方法两方面。计量分析法是使用数学和统计的方法，将流程的流动量、成本或相关系数等变量量化，并建立一个通用的数学模式，再利用作业研究的技术来求出各流程位置，一般会配合电脑来完成复杂的分析计算工作。传统分析方法是以各种图表来表示物料所经过的制造程序和作业流程以作为分析的工具。(2)整体设施的流程分析整体设施的流程分析需考虑产品的零件加工装配以及包装等阶段，一般使用三种技术：操作程序图；流程程序图和流程图。(3)活动关联性分析设施布局设计是针对企业内部中不同部门或不同设备的配置进行安排，使其生产流程能顺利进行而不受干扰。在一个设施内除了生产部f-J；b有其他的单位，产些单位也需要良好的流程安排，其中包括：物料流程，由验收、储存、加工到装运出厂；信息流程，则是指在不同部门间的信息流动。人员流程，工作人员也会由一个地方移动到另一个地方。两种活动关联性的分析图形：活动关系图、活动相关线图。物流配送中心内部布局方法研究及应用第5章布局方案评估设计者拥有两个或两个以上的可行布局方案。本着对各方案特征的了解，提供完整客观的方案评估报告，以辅助决策者进行方案的评估与选择方案的评估方法包含“程序评估法和“因素评估法两种。程序评估法为消极条件，着重在评估设计过和，其目的为筛选哪些设计方案可以满足企业主的基本要求。因素评估法为积极条件，着重评估设计结果，其目的为从这些筛选过的设计方案中，判断具有较佳的设计成效，可以更有效地满足需求。51程序评估法程序评估法的主要目的在于了解整个设计过程是否合理，针对设施定位阶段、资料收集与分析阶段、方案产生阶段的第三者，利用检核表(见表51)方式进行评估，以避免设计方案有不合乎设计理念或企业主需求的情况发生，确保得到正确且合乎基本条件的设计结果经过程序评估法的检核，有些规划者可能无法明确说明其设计理念为何或其数量推估是否合理，可能是依赖过去经验，加以修正后即成为其设计准则。特别是有关设计基准量的估算，如储位数目、进出货码头数目、搬运设备类型和数目等，常常依照主管或规划者的个人认知，较不重视其数量精确与否。表51程序评估法检核表阶段检核项目是否改善方法设施设施的角色定位是否和企业营运目标相互契合定位设施的角色定位是否明确描述，不易引起误解设施的角色定位是否得到高级主管支持设施的功能范围是否有明确定义设施的目标顾客和服务基础上是否清楚划分资料设施的作业流程是否清楚划分收集作业流程规划是否抵触法规限制与分实体作业与信息作业是否能相互配合、支援物流配送中心内部布局方法研究及应用一析实体作业间是否能相互整合收集的资料是否具完整性、避免收集片段性资料对顾客需求认知和需求量预估是否明确各工作区域的设计基准量，如何订定订单分析方法是否能52因素评估法：在设施评估过程中，因素评估法是针对各可行方案的外在表现，例如设施建造成本、设备购置成本等因素，衡量各方案在不同因素的表现优劣，进而将衡量结果整理成为评估分数，提供决策者作为选择之用。而在方案评估过程中，影响决策选择的因素可分为定性因素及定量因素；定量因素是指可以较为精确的方式和数字来衡量各设计方案在此因素的表现，如成本类因素以金额衡量，空间类因素以长、宽、高或面积扩充的百分比等数字衡量，其精确性则可能不及成本类因素。Goal(设计目标卜在设计阶段所希望达到的目标或现象；Symptom(不良设计现象)由于设计不良所产生的现象；Factor(评估事项)用来衡量设计目标的达成度或不良设计现象的严重性的评估事项；Criterion(评估因素)评估事项之间可能有重复或使用名称不一致的情况，将评估事项加以整理、分类后即成为评估因素(1)没有不必要的延迟为设计目标，作业延迟为不良设计现象，评估事项可分为库存成本(增加)或产出率(降低)。(2)便于现场监视控制为设计目标，作业领班不易监督现场作业为不良设计现象，评估事项可分为工作站的空间分配或通道设计。(3)意外发生为设计目标，意外比率过高为不良设计现象，评估事项可分为警告标志(缺乏)或安装置(缺乏)。物流配送中心内部布局方法研究及应用53定定量因素评估法定量因素评估法中以成本比较法最为客观也最常被采用。通常一个企业的经营目的是追求利润，其方法一是提高价格或销售额以增加收入；二是降低成本。而在顾客服务导向环境中，高服务低价格是企业提升竞争力的利器，同时增加销售额的成效常比降低成本的努力来得逊色，因此想办法将成本压至最低的水平，成为企业的共同选择，而成本的分析比较也成为评估选择设计方案的必备工具。由于物流中心布局所牵涉的成本项目繁多，且每项成本的支出特征不同，而成本分析比较方法多运用工程经济的概念进行计算，步骤上也较为繁杂。一般以成本比较来评选方案的方法包含现值、等值年金成本、报酬率、利益与成本比率及服务寿命分析等5种方式。而现值法与等值年金成本法是最简洁的技巧，利用某一特定的最低吸引报酬率(MAI水)，计算出每一个方案的等值年金成本值，而具有最佳现值或等值年金成本值的方案即被选定的方案；又由于方案评估最后多仅能接受一项方案，帮方案间彼此是互斥的，因此首先将不需要增额投资的方案设定为基本方案，再进行所有方案的比较就成为评选的重要规则。54定性因素评估法传统定性因素评估方法有如下几种：优缺点列举法、因素分析法、点评估法、权值分析法、AHP评估法优缺点列举法：将每个方案的配置图中有关物流动态、搬运距离、扩充弹性等因素分别列举，互相比较各方案的优缺点表现。有时为了使本方法更趋准确，可对优点的重要性及缺点的严重性进一步讨论，甚至以数值表示。因素分析法：是经由讨论列出评估因素，并设定各因素重要程度，权数比重可按百分比值，评估者可先设定一关键因素的权数比重，其他因素再与这个因素作比较，而分别决定其权重数值。接着，评估者再逐一评估完成后，将因素权重与评估数值相乘合计后，选出可接受的方案。点评估法：此方法与因素分析法类似，都是考虑主客观因素并计算方案的26物流配送中心内部布局方法研究及应用得分高低，作业方案取舍的依据。其不同点为因素权重是经过两两比较而得到，而因素分析法的因素权重则为评估者主观认定。权值分析法：此方法与点评估法的不同点为前法的因素权重数值只可分为1，05，0三种，没有其他数值可供选择。权值分析法是比较许多评估因素、将其分类归属于不同的因素层次，并将主观、客观因素都列入比较。AHP评估法：主要应用于不确定情况与具有多评估要素的决策问题上，主要有以下步骤：(1)系统描述：成立规划评估小组，针对系统目标与机能予以适当考虑，并对系统涵盖的范围予以清楚界定。(2)建立评估因素：影响要素分析；建构层次结构。(3)问卷设计与调查：说明各项主要评估要素的内容，以协助评估者获取对各项要素的谁知。(4)各层次要素间权重的计算(5)层次一致性检定(6)决定要素权重值(7)评估各方案对于最底层各评估因素的得分点数(8)计算各方案各因素的点数与权重征乘积的总和。(9)选择最佳方案。55物流中心的评估因素规划者在产生不同的物流中心设计方案后，应选用适当的评估方式以评估不同方案的可行性与效用。在因素评估法中三个主要组成部分：评估因素、评估指标、整合方法。物流中心设施规划评估因素主要可分为3层：第一层的评估项目群组可分为4大类，即以成本计算为主的经济面；以实体设备自动化和信息化系统的设计性能为主的技术面。以考虑系统人员需求、系统布局弹性、系统生产力等为主的系统面和以环境质量为主的环境面。经济面与技术面为一般设施规划评估的主要因素群组，而系统面则为物流中心的评估所不可或缺者，设计者不宜一27味强调技术面的运用程度即为良好设计，而应着重在设备自动化和信息化的使用程度与平衡度是否适用于该物流中心的需求，而环境面则为配合环保需求与人员安全的人性化考虑；第二层和第三层的评估项目与了评估项目是依据第一层的评估项目群组，依次细分发展而出。针对上述因素，可分别应用于开放型及封闭型物流中心如下表所示：表第6章物流仓库内部布局介绍物流配送中心的内部布局中，仓库布局设计也是较为重要的一环。根据物流配送中心的作业需求，确定不同的库房类型和要求，规划和设计库房的结构形式。良好的仓库内部布局可以提高仓库的运营较率和运营效益。因此如何在仓库内进行设备、物品和人员办公的合理布局也是一个不易解决的难题。本章以仓库内部布局展开作较为详细的介绍，6、1物品存储方式随机库位存储和固定库位存储是进行仓库物资放置和管理的两种方式。(1)随机库位存储随机库位存储，或者称为流动货架存储是将所要存储的物资放置在最接近的自动货机、箱子和货架上，通常，这些物资的入库和出库管理是以“先进先出的原则的。这种方法能够最有效地使用仓库空间，尽管在有些时候，它不得不在各个提货点之间花费较长的搬运时间。随机库位存储经常会使用计算机化的自动存储系统，来减少花费在人力资源和运输处理上的成本。(2)N定库位存储固定库位存储，或者称为固定货架存诸。运用这种方法，产品或物料将通常被存储在仓库中的某一固定位置，仓库管理员通过简单的人工操作或记忆就能够确切地知道某种存储物资所处的位置，因而这种方法一般不需要非常先进的仓库处理设备。目前，可以采用三种措施来支持固定库位存储，即存储物资的代码编号顺序、存储物资的使用频率和存储物资入库和出库的特点。在仓库的内部布局上，产品可以按照它们的兼容性、区别性和使用频率来进行分组。兼容性是指各种物品能否安全地存放在一起，不会发生混淆变质或化学反应。例如，药物制品或化学药品不能和食品消费类的产品存储在一起。区别性是指如何30物流配送中心内部布局方法研究及应用将各类物资按照一定的标准进行分组，然后放置在一起，不至于发生混淆。例如：计算机软盘和光盘CD，钢笔和铅笔，桌子和椅子属于同一类性质的物品，它们应该被放置在一块，从而便于仓库查找和管理。62物品存储布局仓库处理过程不完善、内部布局不合理或者仓库过道过窄都会加重仓库物资搬运的困难。因此，物品在仓库内的存储和搬运，应当在保证仓库管理目标的前提下，尽量获得最大的便利和效率。目前，随着互联网络、通信设备和自动化处理设备的广泛应用，能够比较及时地、有效地进行仓库的物资管理。在仓库物品布局时主要需注意如下因素：(1)使用比较频繁的物资项目尽量放置在便于运输和搬运的地点，例如放置在仓库的过道两旁或仓库门口，从而在一定程度上，能够减少存储物资在仓库内的运输距离和运输工具的运行距离，提高整个仓库的运行效率；相反地，运输次数较低或不常使用的物资放置在距离仓库出口较远的地点。(2)应该在仓库中留出一部分的空间，用于物品的包装、分拣和配货。仓库物资在运输前一般需要经过重新包装和简单加工，或者是接受来自厂商或顾客的退货，或者是需要进行特别处理等。(3) 仓库处理设备应当能够满足大多数库存物资的操作要求，这样能够提高物资运输的效率，否则这些设备应该被重新设计或重新配置；同时，应对仓库设备处理流程进行优化，减少不必要的损耗和多余的能源浪费。(4)仓库内物资的存储区域应当按照存储物资的周转速度和产品大小尺寸来进行设计，而不是单纯地、片面地设计所有的存储货架和仓储工具，这样就可以最大化地使用仓库内部空间，除了要满足存储物资的尺寸需要，还要满足存储物资的重量等方面的要求。3l物流配送中心内部布局方法研究及应用63仓库的保管空间储位管理的重点有二个方向，一是如何增加存储空间的有效利用，二是如何促进货品的流动。储存货品之空间谓之保管空间，此空间表面上虽为储物之用，但实际上此空间为货品采购运销配送的中继站，因此保管区域己成为货品储运的中心枢纽。故保管空间的有效利用己成为物流中心业者努力改善重要课题。在保管空间布置时，首先考虑的便是要储存的货品大小及其储存型态，以便能供应适当的空间来满足要求，因为在储存货品时，必须规划有大小不同的位置，以对应不同尺寸数量货品的存放。对于空间的规划，首先必须先行分类，了解各空间的使用方向，接下来进行评估其在各方面的权重取舍，评估有了权重之比较后再行设计布置。倘若保管空间已受限而无法进行规划设计变更，就要寻求以何种方法来把现成的保管空间的利用率发挥到极限。64影响保管空间的主要因素仓库内部空间的大小是根据每年存储货物的数量和存储货物的特点而确定的，仓库所需要的空间一般是由货物存储所需要的空间、仓库过道和通道空间、仓库设备存放空间和仓库管理人员办公所需空间等组成。影响保管空间使用的因素有八项，在人为要素上有作业方法及作业环境，在货品要素上有货品特