基于SLP法和流量-距離分析法的快遞站點(diǎn)設(shè)施布局設(shè)計(jì)

姚鎮(zhèn)城

（惠州城市職業(yè)學(xué)院商務(wù)學(xué)院，廣東 惠州 516025）

在快遞物流的整個(gè)流通過程中，快遞站點(diǎn)是快遞物流兩端的物流節(jié)點(diǎn)設(shè)施，連接著發(fā)件人和收件人，其作用相當(dāng)重要。雖然我國(guó)快遞業(yè)發(fā)展起步慢，發(fā)展速度卻非常迅速。當(dāng)前，對(duì)于快遞物流的研究和實(shí)踐還比較少，快遞物流仍然存在很多有待解決的難題。特別是作為末端投遞設(shè)施的快遞站點(diǎn)，設(shè)施布局設(shè)計(jì)普遍缺乏整體規(guī)劃、科學(xué)分析，作業(yè)單元位置布局不合理、作業(yè)單元面積缺乏科學(xué)計(jì)算，從而制約快遞物流的高效性。

要實(shí)現(xiàn)我國(guó)快遞業(yè)的健康快速發(fā)展必須解決這些問題。本文主張通過實(shí)地考察快遞站點(diǎn)，總結(jié)歸納站點(diǎn)設(shè)施布置的共同性問題，找到制約快遞物流高效性的問題所在，尋求解決的科學(xué)方法。

1 文獻(xiàn)綜述

1.1 設(shè)施布置

設(shè)施布局設(shè)計(jì)是通過對(duì)系統(tǒng)物流、人流和信息流進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)施內(nèi)部作業(yè)場(chǎng)地、通道進(jìn)行有機(jī)的組合與合理的配置，達(dá)到設(shè)施內(nèi)部布置最優(yōu)化的過程。隨著工業(yè)工程理論的發(fā)展，設(shè)施布局設(shè)計(jì)的方法比較多，具體包括數(shù)學(xué)模型法、系統(tǒng)化布置方法（SLP）以及計(jì)算機(jī)仿真等方法。SLP法產(chǎn)生較早，運(yùn)用也比較成熟，被廣泛運(yùn)用到生產(chǎn)車間、物流園區(qū)等領(lǐng)域的布局中?；赟LP法的布局設(shè)計(jì)通常能得到幾個(gè)可以滿足基本原則的初始方案，但從中選取較優(yōu)化的方案則需要進(jìn)一步的討論。常用的方法有AHP法、分級(jí)加權(quán)評(píng)分法、因素評(píng)分法、流量-距離分析法等等。其中，流量-距離分析法比較簡(jiǎn)單有效，又能清楚地反映出布局方案物流狀況的優(yōu)劣。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于快遞站點(diǎn)的研究主要集中在快遞站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)布局方面。對(duì)于快遞站點(diǎn)內(nèi)部的設(shè)施布局，可能每個(gè)企業(yè)在實(shí)踐中都有自己的經(jīng)驗(yàn)做法，但并未提煉形成具有普遍推廣價(jià)值的工具。因此，本文擬采用SLP法和流量-距離分析法，提出解決問題的舉措。

1.2 SLP模型與流量-距離分析法

1.2.1 SLP模型

系統(tǒng)化布置設(shè)計(jì)（Systematic Layout Planning，SLP）是美國(guó)學(xué)者理查德·繆瑟（Richard·Muther）在1961年提出來(lái)的，該方法建立了一個(gè)各部門之間的相互關(guān)系圖來(lái)表示各個(gè)部門之間聯(lián)系的緊密程度。在確定各部門相互位置后，根據(jù)部門作業(yè)所需要的作業(yè)面積，安排各個(gè)部門的位置。最后對(duì)布置方案進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，選擇量化得分最高的布置方案。

SLP模式采用量化的作業(yè)單元之間密切程度來(lái)進(jìn)行平面布置。量化的密切程度用A、E、I、O、U、X來(lái)表示，相應(yīng)的賦值分別是4、3、2、1、0、-1。作業(yè)單元i與作業(yè)單元j之間的密切程度用物流相互關(guān)系和非物流相互關(guān)系的綜合密切程度來(lái)衡量。將密切程度高的作業(yè)單元安排在一起，形成布局方案。

1.2.2 流量-距離分析法

流量-距離分析法是在布局方案圖上，確定物料發(fā)送作業(yè)單元至物料接收單元之間的物料搬運(yùn)量，簡(jiǎn)稱流量（qi）以及搬運(yùn)距離（dj），編制物流量表和距離表。其中i表示發(fā)送作業(yè)單元，j表示接收作業(yè)單元。采用物流量與搬運(yùn)距離的乘積總和作為搬運(yùn)工作量S記為：

流量-距離分析法需要分析作業(yè)單元之間的物流量和作業(yè)單元之間的搬運(yùn)距離。作業(yè)單元之間的直角距離采用兩個(gè)作業(yè)單元距心位置的直角距離。在平面直角坐標(biāo)系中，i和j兩個(gè)作業(yè)單元的距心位置坐標(biāo)分別為i（a,b）和j（c,d），則它們之間的直角距離為橫坐標(biāo)差的絕對(duì)值與縱坐標(biāo)差的絕對(duì)值之和，計(jì)算公式如下：

2 實(shí)證研究

2.1 背景企業(yè)快遞站點(diǎn)介紹

背景企業(yè)成立于1993年，是一家以經(jīng)營(yíng)國(guó)內(nèi)和國(guó)際快遞為主的民營(yíng)企業(yè)。企業(yè)擁有近8千個(gè)基層的物流快遞站點(diǎn)，本文研究的是該企業(yè)的其中一個(gè)基層站點(diǎn)。該站點(diǎn)占地面積約400m2，包括室內(nèi)作業(yè)設(shè)施200m2和室外作業(yè)設(shè)施200m2。站點(diǎn)的作業(yè)對(duì)象是快件（包括文件和包裹）。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，派件的快件數(shù)量總和平均約為1600件/天，收件的快件數(shù)量總和平均約為1200件/天。滯留的快件數(shù)量總和平均約為80件/天。該站點(diǎn)每天的00:40、10:25、11:40、13:25、17:00、21:05分6趟在站點(diǎn)將收取的快件裝車，發(fā)往分撥中心。從分撥中心發(fā)往該站點(diǎn)裝有到件的運(yùn)輸車輛在每天6:40左右抵達(dá)站點(diǎn)。

根據(jù)對(duì)站點(diǎn)主管和工作人員的走訪，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前該快遞站點(diǎn)并未劃分作業(yè)單元，物流動(dòng)線交叉，整體作業(yè)比較混亂，制約了作業(yè)的效率和準(zhǔn)確性。

2.2 站點(diǎn)作業(yè)單元?jiǎng)澐衷O(shè)計(jì)

為了滿足作業(yè)需求，將該站點(diǎn)的作業(yè)單元?jiǎng)澐譃槿缦聟^(qū)域：包裝區(qū)、交接區(qū)、分揀區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、滯留件區(qū)和上（卸）貨區(qū)。各個(gè)作業(yè)單元的功能如下：

包裝區(qū)的主要功能有接受自行來(lái)站點(diǎn)寄件客戶的寄件業(yè)務(wù)、接待寄件客戶、處理客戶投訴、堆放寄件使用的包裝材料（如塑料泡沫、瓦楞紙箱、封裝膠紙等）。

交接區(qū)是收派員與倉(cāng)管員進(jìn)行快件交接的作業(yè)區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域，收派員從客戶處收來(lái)的快件交付給倉(cāng)管員，倉(cāng)管員將分撥中心到站點(diǎn)的快件交給收派員。主要從事快件的數(shù)量清點(diǎn)、收交接表填制等活動(dòng)。

分揀區(qū)的主要功能是從分撥中心到站點(diǎn)的快件拆零分揀后，直接在分揀區(qū)轉(zhuǎn)入交接區(qū)，由倉(cāng)管員交給收派員。同時(shí)，為了方便作業(yè)，該區(qū)域也存放站點(diǎn)作業(yè)過程中所需要的手動(dòng)液壓托盤車、物流周轉(zhuǎn)箱等作業(yè)設(shè)備。

倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的主要功能是儲(chǔ)存和分揀。倉(cāng)管員將從交接區(qū)接來(lái)的快件存放在這個(gè)區(qū)域，同時(shí)，將分撥中心車輛運(yùn)送過來(lái)的打包快件在這個(gè)區(qū)域進(jìn)行拆零分揀。

滯留件區(qū)是存放由于未能聯(lián)系到收件人或者是收件人拒絕簽收等特殊原因造成未能正常派送的快件區(qū)域。

上（卸）貨區(qū)是車輛裝卸貨物區(qū)域，由于站點(diǎn)收取的快件裝貨發(fā)車和到貨卸載都在該區(qū)域進(jìn)行，因此統(tǒng)稱該作業(yè)單元為上（卸）貨區(qū)。

2.3 站點(diǎn)物流分析

2.3.1 量化物流強(qiáng)度分析

第一步，對(duì)劃分了作業(yè)單元的快遞站點(diǎn)工藝流程進(jìn)行分析。該站點(diǎn)的物流工藝流程可以分為收件工藝流程、派件工藝流程和滯留件工藝流程。

站點(diǎn)收件工藝流程如圖1，圖中方框代表作業(yè)單元；箭頭上方數(shù)字表示該工藝過程中每日平均從上一個(gè)作業(yè)單元流轉(zhuǎn)到下一個(gè)作業(yè)單元的的快件物流量（單位：件）；箭頭代表快件的流動(dòng)方向。下同。

圖1 站點(diǎn)收件工藝流程圖

站點(diǎn)派（到）件物流工藝流程如圖2。

圖2 站點(diǎn)派（到）件工藝流程圖

站點(diǎn)滯留件物流工藝流程如圖3。

圖3 站點(diǎn)滯留件工藝流程圖

第二步，進(jìn)行物流量分析。根據(jù)該快遞站點(diǎn)工藝流程圖，對(duì)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)物流量進(jìn)行分析匯總，得到該快遞站點(diǎn)作業(yè)單元之間的物流從至表，如表1。通過對(duì)該快遞站點(diǎn)作業(yè)單元物流從至表中物流量的疊加，得到該快遞站點(diǎn)作業(yè)單元物流流量匯總表，如表2。根據(jù)快遞站點(diǎn)作業(yè)單元物流流量匯總表中作業(yè)單元之間的物流量大小，將其分為五個(gè)等級(jí)，分別用A、E、I、O、U表示，A表示約占物流量40%，E表示約占物流量30%，I表示約占物流量20%，O表示約占物流量10%，U表示約占物流量0%，做出各個(gè)作業(yè)單元物流強(qiáng)度等級(jí)表和各作業(yè)單元物流相關(guān)表，分別如表3和表4。從表4可以看出，上（卸）貨區(qū)與滯留件區(qū)、包裝區(qū)與分揀區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、滯留件區(qū)，分揀區(qū)與倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、滯留件區(qū)，倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)與滯留件區(qū)之間都沒有明顯的物流聯(lián)系，這些作業(yè)單元的布置設(shè)計(jì)都需要通過對(duì)它們之間的非物流關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

表1 快遞站點(diǎn)作業(yè)單元物流從至表（單位：件）

表2 快遞站點(diǎn)作業(yè)單元物流流量匯總表

表3 快遞站點(diǎn)各作業(yè)單元物流強(qiáng)度等級(jí)表

2.3.2 非物流的密切程度分析

對(duì)于物流設(shè)施而言，作業(yè)單元之間的相關(guān)性，除了物流相關(guān)性以外，還存在非物流的相關(guān)性。非物流的相關(guān)性大致包括了以下一些因素：（1）工作流程；（2）使用共同的設(shè)備；（3）使用相同的場(chǎng)所；（4）使用相同文件；（5）使用共同人員；（6）方便管理；（7）工作聯(lián)系密切；（8）噪音、相互干擾等。結(jié)合該快遞站點(diǎn)的實(shí)際狀況，本文從上述諸多因素中，選取表6中所示的5個(gè)接近性評(píng)價(jià)理由來(lái)對(duì)作業(yè)單元之間的接近性進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)，分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)如表5所示，評(píng)價(jià)得到的結(jié)論如表7。

表4 快遞站點(diǎn)各作業(yè)單元物流相關(guān)表

表5 接近性評(píng)價(jià)等級(jí)表

表6 接近性評(píng)價(jià)理由表

表7 快遞站點(diǎn)各作業(yè)單元非物流關(guān)系接近性評(píng)價(jià)表

2.3.3 綜合相互關(guān)系分析

作業(yè)單元之間的綜合相互關(guān)系是在物流相關(guān)性分析和非物流相關(guān)性分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，綜合考慮如何布置作業(yè)單元，具體步驟如下：

（1）確定物流相關(guān)性和非物流相關(guān)性的相對(duì)重要性比值。物流和非物流相關(guān)性的相對(duì)重要性比值m:n一般在1:3～3:1之間。本文研究的快遞站點(diǎn)以物流相關(guān)性更加重要，但非物流相關(guān)性也不容忽視，因此在這里取m:n比值為2:1。

（2）量化物流相關(guān)性和非物流相關(guān)性的等級(jí)。取A=4，E=3,I=2，O=1，U=0，X=-1。

（3）量化作業(yè)單元綜合相關(guān)性。作業(yè)單元Ai和Aj之間的物流相關(guān)性等級(jí)Mij，非物流相關(guān)性等級(jí)Nij，則作業(yè)單元Ai和Aj之間的綜合相關(guān)性程度為Ti=mMij+nNij。本文中，各作業(yè)單元對(duì)的綜合相互關(guān)系量化得分如表8所示，作業(yè)單元綜合相關(guān)性等級(jí)劃分如表9。

表8 快遞站點(diǎn)各作業(yè)單元綜合相互關(guān)系量化得分表

表9 快遞站點(diǎn)各作業(yè)單元綜合相關(guān)性等級(jí)劃分表

（5）繪制作業(yè)單元綜合相關(guān)表

結(jié)合表8和表9，繪制該快遞站點(diǎn)各作業(yè)單元之間的綜合相互關(guān)系表，如表10。

表10 快遞站點(diǎn)各作業(yè)單元綜合相互關(guān)系表

2.3.4 各作業(yè)單元面積確定

本案例中，設(shè)施面積有部分是室外露天作業(yè)區(qū)域，由于部分快件包裝是紙箱包裝，快件分揀存儲(chǔ)等作業(yè)環(huán)節(jié)不適宜在室外進(jìn)行，因此，本文在討論作業(yè)單元面積大小劃分時(shí)僅對(duì)室內(nèi)設(shè)施部分面積根據(jù)物流量的大小、使用設(shè)備占用面積、作業(yè)人員作業(yè)所需面積三個(gè)因素進(jìn)行匯總進(jìn)行劃分，在包裝區(qū)還要考慮包裝材料堆存所需面積。室外設(shè)施部分保留原來(lái)的作業(yè)面積。物流總量指流轉(zhuǎn)經(jīng)過包裝區(qū)、交接區(qū)、分揀區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、滯留件區(qū)的快件數(shù)量之和，各個(gè)作業(yè)單元的物流量指的是物流過程中流經(jīng)該作業(yè)單元的快件數(shù)量。根據(jù)物流實(shí)踐，物流量所占用的設(shè)施面積為90件/m2，即每90個(gè)快件需要占用1m2的設(shè)施面積；作業(yè)人員作業(yè)所占用的設(shè)施面積為3m2/人，即每個(gè)操作人員從事物流活動(dòng)需要3m2的設(shè)施面積。作業(yè)單元所需面積的計(jì)算方法為：

作業(yè)單元所需面積=物流量/90+3*作人員數(shù)+設(shè)備占用面積

調(diào)整后的作業(yè)單元面積在作業(yè)單元所需面積的基礎(chǔ)上人為地加上了適當(dāng)?shù)目臻g，快遞站點(diǎn)主要作業(yè)單元面積如表11。

表11 快遞站點(diǎn)主要作業(yè)單元占地面積

2.4 快遞站點(diǎn)設(shè)施布局方案設(shè)計(jì)

2.4.1 繪制作業(yè)單元位置相關(guān)圖

在繪制作業(yè)單元位置相關(guān)圖時(shí)，先不考慮各個(gè)作業(yè)單元的面積和幾何形狀，僅從作業(yè)單元綜合相互關(guān)系接近程度出發(fā)，安排各個(gè)作業(yè)單元之間的相對(duì)位置，相關(guān)性越高的作業(yè)單元之間的距離越近，相關(guān)性越低的作業(yè)單元之間的距離越遠(yuǎn)。繪制過程中使用的評(píng)價(jià)等級(jí)符號(hào)，如表12。

表12 評(píng)價(jià)等級(jí)符號(hào)表

對(duì)于本文研究的快遞站點(diǎn)而言，由于上（卸）貨區(qū)是露天設(shè)施，位置已經(jīng)確定，加之該作業(yè)單元與交接區(qū)存在A級(jí)密切程度，因此在進(jìn)行設(shè)施布置設(shè)計(jì)時(shí)，可以考慮首先布置上（卸）貨區(qū)和交接區(qū)，其他與上（卸）貨區(qū)關(guān)系密切的作業(yè)單元盡可能靠近上（卸）貨區(qū)，按照作業(yè)單元之間的綜合密切相關(guān)性，從綜合密切相關(guān)性密切的強(qiáng)弱，依次安排各個(gè)作業(yè)單元的位置?？梢缘玫皆摽爝f站點(diǎn)作業(yè)單元位置相關(guān)，如圖4。

圖4 快遞站點(diǎn)作業(yè)單元位置相關(guān)圖

2.4.2 繪制作業(yè)單元面積相關(guān)圖

根據(jù)表11和圖4，將各作業(yè)單元調(diào)整后所需的面積和快遞站點(diǎn)作業(yè)單元位置相關(guān)圖進(jìn)行疊加，得到快遞站點(diǎn)作業(yè)單元面積相關(guān)圖，如圖5。

圖5 快遞站點(diǎn)作業(yè)單元面積相關(guān)圖

2.4.3 確定初始可行布局優(yōu)化方案

根據(jù)圖5，結(jié)合該站點(diǎn)設(shè)施的形狀，對(duì)快遞站點(diǎn)作業(yè)單元面積相關(guān)圖略加調(diào)整，得到該快遞站點(diǎn)設(shè)施布局優(yōu)化后的可行方案有兩個(gè)，分別如圖6、圖7。

圖6 快遞站點(diǎn)設(shè)施布局初始方案一圖

圖7 快遞站點(diǎn)設(shè)施布局初始方案二圖

上述兩個(gè)初始可行方案均滿足以下幾個(gè)基本要求：

第一，滿足調(diào)整后的作業(yè)單元面積，即上（卸）貨區(qū)200m2、包裝區(qū)15m2、交接區(qū)75m2、分揀區(qū)75m2、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)25m2、滯留件區(qū)10m2的作業(yè)面積要求；

第二，上（卸）貨區(qū)與交接區(qū)、分揀區(qū)這三個(gè)綜合相互關(guān)系非常緊密的作業(yè)單元布置在相互靠近的位置上；

第三，為了防止滯留件與其他快遞件的混淆，滯留件區(qū)遠(yuǎn)離了分揀區(qū)和倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)。

從這三個(gè)基本要求看，上述的兩個(gè)初始方案都是可行的。至于這兩個(gè)初始方案哪一個(gè)更具有優(yōu)勢(shì)，需要通過對(duì)方案的評(píng)價(jià)做進(jìn)一步討論。

2.5 快遞站點(diǎn)設(shè)施布局方案評(píng)價(jià)

本文采用流量-距離分析法對(duì)上述初始方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。本案例中，物流量采用作業(yè)單元之間的快遞件數(shù)來(lái)衡量，搬運(yùn)距離采用快遞站點(diǎn)作業(yè)單元距心之間的直角距離來(lái)測(cè)量。根據(jù)流量-距離分析法的原理，可以對(duì)上述兩個(gè)初始可行方案進(jìn)行比較。

2.5.1 評(píng)價(jià)初始可行方案一

快遞站點(diǎn)作業(yè)單元之間的物流量如表2。以上（卸）貨作業(yè)區(qū)左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)，構(gòu)建平面二維坐標(biāo)系。在坐標(biāo)系中，方案一各個(gè)作業(yè)單元距心坐標(biāo)如圖8，通過各個(gè)作業(yè)單元距心坐標(biāo)，根據(jù)公式（2）可求得方案一中作業(yè)單元之間的直角距離。根據(jù)圖8，得到方案一中作業(yè)單元之間的直角距離表，如表13。根據(jù)表13、表2和公式（1），在初始可行方案一中，作業(yè)單元之間的流量—距離總和S1為：

圖8 方案一中作業(yè)單元幾何中心坐標(biāo)圖

表13 方案一中作業(yè)單元之間的直角距離表（單位：m）

2.5.2 評(píng)價(jià)初始可行方案二

以上（卸）貨作業(yè)區(qū)左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)，構(gòu)建平面坐標(biāo)系。在該平面坐標(biāo)系中，方案二中各個(gè)作業(yè)單元的距心坐標(biāo)如圖9。根據(jù)作業(yè)單元的距心坐標(biāo)圖和公式（2），得到方案二中作業(yè)單元之間的直角距離表，如表14。

根據(jù)表14、表2和公式（1），在方案二中，計(jì)算得到作業(yè)單元之間的流量-距離總和S2為：

圖9 方案二作業(yè)單元幾何中心坐標(biāo)圖

表14 方案二作業(yè)單元之間的直角距離表（單位：m）

從流量-距離分析法所得到的量化數(shù)據(jù)結(jié)果看，方案一的作業(yè)單元之間的流量和距離總S1和小于方案二的作業(yè)單元之間的流量和距離總和S2，說(shuō)明在方案一的布置中，快件的搬運(yùn)總工作量比較小，存在著作業(yè)單元之間距離遠(yuǎn)的物流量比較小，物流量大的作業(yè)單元之間快件搬運(yùn)距離近的現(xiàn)象，更加符合SLP模式的思想。因此，方案一是較優(yōu)方案。

3 結(jié)論

本文針對(duì)某快遞站點(diǎn)的內(nèi)部設(shè)施布局問題，采用了SLP方法對(duì)該站點(diǎn)的布局進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定初始可行方案，采用了流量-距離分析法，通過物流量和搬運(yùn)距離的乘積總和來(lái)比較兩個(gè)初始方案，并從中選取了比較優(yōu)化的方案作為該站點(diǎn)設(shè)施布局圖。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)快遞設(shè)施布置優(yōu)化的改進(jìn)方法：一是通過調(diào)整設(shè)施作業(yè)單元的平面空間相互位置，減少作業(yè)單元之間物流搬運(yùn)總量，從而達(dá)到降低物流強(qiáng)度和提升物流效率的效果；二是通過科學(xué)計(jì)算作業(yè)單元的作業(yè)面積，使作業(yè)單元的空間滿足物流作業(yè)的基本需求，保證作業(yè)空間的合理配備。