設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)課程中的三個流的討論

□ 孫軍華，王思棋

(上海理工大學(xué) 管理學(xué)院，上海 200093)

1 引言

《設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)》，簡稱為《設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)》，是工業(yè)工程專業(yè)的一門核心課程，主要研究兩方面的內(nèi)容，一是系統(tǒng)中布局的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，二是系統(tǒng)中搬運(yùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。對于任一生產(chǎn)、服務(wù)或信息系統(tǒng)來說，布局設(shè)計(jì)可以縮短系統(tǒng)內(nèi)人流、物流和信息流的移動距離，搬運(yùn)系統(tǒng)可以提升系統(tǒng)內(nèi)物流、人流和信息流的移動速度。因此，《設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)》主要是從縮短各種流的移動距離和提升各種流的移動速度兩個方面來提升系統(tǒng)的效率。

隨著技術(shù)的發(fā)展和變革，現(xiàn)代服務(wù)產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)占比越來越重，《設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)》的知識同樣可以應(yīng)用到服務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)中。由于工業(yè)工程源于制造業(yè)，目前出版的大部分《設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)》的教材仍以制造系統(tǒng)為例，講授布局設(shè)計(jì)和搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的知識，對于其在服務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的應(yīng)用探討得比較少。現(xiàn)有的教學(xué)改進(jìn)研究中，馬力坤等人設(shè)計(jì)了由理論和實(shí)踐兩部分構(gòu)成的《設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)》課程體系，但是其課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和認(rèn)識實(shí)習(xí)項(xiàng)目仍是以制造業(yè)和物流業(yè)為主要對象[1]。呂瑞峰結(jié)合其課程教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，為《設(shè)施規(guī)劃與物流分析》課程設(shè)計(jì)了一套操作沙盤，用來解決該課程理論與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)的問題，但是該操作沙盤仍是以制造系統(tǒng)為例的[2]。王致民等討論了《設(shè)施規(guī)劃與物流分析》的案例教學(xué)，可是其案例也是以制造業(yè)為背景的[3]。

基于目前的教材和教育方式，學(xué)生會產(chǎn)生該課程的知識只用于制造系統(tǒng)的誤解；或者是雖然已經(jīng)掌握了該專業(yè)課程的知識，但是在面對一個服務(wù)系統(tǒng)或者信息系統(tǒng)時(shí)，缺少利用該課程知識解決實(shí)際問題的能力。因此，本文分析探討制造系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)中分別存在哪些人流、物流和信息流，尤其是針對目前教材中欠缺討論的服務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)，探討系統(tǒng)中存在的流程，分析這些流程對系統(tǒng)效率的影響以及如何結(jié)合這些流程對系統(tǒng)布局和搬運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)

《設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)》主要包括兩個內(nèi)容，即系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)和搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.1 系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)

布局設(shè)計(jì)是對系統(tǒng)要素的位置進(jìn)行優(yōu)化，布局設(shè)計(jì)的所有對象統(tǒng)稱為作業(yè)單位。系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)(SLP，System Layout Planning)是通過綜合分析布局對象之間的物流、人流、信息流的流量和流向，確定作業(yè)單位之間相互關(guān)系的緊密程度，然后利用線圖或者塊狀圖的方法進(jìn)行布局設(shè)計(jì)。系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)的基本原則是，相互關(guān)系非常密切的兩個作業(yè)單位在布局的時(shí)候要盡量相鄰，相互關(guān)系一般密切的兩個作業(yè)單位在布局的時(shí)候可以離的稍微近一點(diǎn)，而相互關(guān)系不密切的兩個作業(yè)單位在布局的時(shí)候距離可以很遠(yuǎn)。在布局設(shè)計(jì)中還有相互關(guān)系負(fù)向密切的作業(yè)單位，這樣的兩個作業(yè)單位應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離，譬如因?yàn)檎駝拥脑?，精密加工車間應(yīng)遠(yuǎn)離粗加工車間。

由于生產(chǎn)系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)類型不同，其布置形式也會不同。常見的有三種布置原則，即產(chǎn)品布置原則、工藝布置原則和成組布置原則。對于不同的布置原則，可以采用不同的方法來分析統(tǒng)計(jì)作業(yè)單位之間流量的大小和方向?；诋a(chǎn)品布置原則的系統(tǒng)可以利用工藝過程圖來分析流程的順序，這個順序決定了設(shè)備的布置順序?；诔山M布置原則的系統(tǒng)可以采用多產(chǎn)品工藝工程圖來表示出多個產(chǎn)品在一個成組系統(tǒng)中的流動順序，然后通過油壺分析確定一個最佳的布置順序作為布局的依據(jù)。基于工藝布置原則的系統(tǒng)可以采用從至表來整理統(tǒng)計(jì)各個設(shè)備或部門之間的流動量，然后以此作為布局的依據(jù)。由上述分析中可見，流程分析是布局設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

2.2 搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)制造系統(tǒng)關(guān)注的是物料搬運(yùn)的效率問題，因此繆瑟在提出系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)模型后又提出了搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(SHA，Systematic Handling Analysisi)模型。搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型是綜合分析系統(tǒng)中要搬運(yùn)的物料的特點(diǎn)以及這些物料的起至點(diǎn)，從而為其選擇合適的搬運(yùn)設(shè)備、容器和移動路線的系統(tǒng)分析方法。

在制造系統(tǒng)中，物料搬運(yùn)設(shè)備的類型有輸送機(jī)、起重機(jī)、搬運(yùn)車輛等，隨著自動化技術(shù)的應(yīng)用，又出現(xiàn)了很多自動搬運(yùn)設(shè)備和搬運(yùn)系統(tǒng)，例如自動分揀機(jī)、自動機(jī)械手和自動搬運(yùn)小車。這些物料搬運(yùn)設(shè)備被廣泛應(yīng)用于工廠、港口、碼頭、物流中心、倉庫等物流作業(yè)場所，為提升物料搬運(yùn)的效率做出了極大的貢獻(xiàn)。

2.3 流的重要作用

不管是傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)，還是現(xiàn)代的服務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)，一個系統(tǒng)總有一個將輸入轉(zhuǎn)換為輸出的動態(tài)轉(zhuǎn)換過程，而人流、物流和信息流就會在這個過程中流動，布局設(shè)計(jì)的目的就是縮短流動的距離，即兩個設(shè)備或者兩個部門之間有較大的人、物或者信息的流動，就需要在布局設(shè)計(jì)的時(shí)候，將這兩個設(shè)備或者部門盡量布置得足夠近。搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的就是通過配備恰當(dāng)?shù)奈锪习徇\(yùn)設(shè)備來提高流動的速度。

以往的教材和研究主要探討的是制造系統(tǒng)中的物流及其對布局和搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響，忽略了制造系統(tǒng)中人流和信息流的重要作用，同時(shí)也缺少對服務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)中存在的主要流的探討。因此，本文將著重分析制造系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)中存在哪些流以及如何應(yīng)用設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)的知識來提升這些流的效率。

3 不同系統(tǒng)中的三個流

3.1 制造系統(tǒng)

①制造系統(tǒng)中的物流。

生產(chǎn)系統(tǒng)中原材料入庫、儲存，然后搬運(yùn)到生產(chǎn)車間，在各個工位之間流動加工，最后產(chǎn)品入庫，等待出廠運(yùn)輸，這些都是物流的活動，屬于生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部的物流活動。

《設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)》這門課程從兩個角度來提升生產(chǎn)企業(yè)的物流活動的效率。第一個角度是通過布局設(shè)計(jì)或者改進(jìn)來減少物料搬運(yùn)的距離，譬如讓原料倉庫靠近初加工車間，成品倉庫靠近成品車間，或者讓搬運(yùn)頻繁、搬運(yùn)量大的兩個設(shè)備靠近，移動距離的縮短就可以提升企業(yè)內(nèi)部的搬運(yùn)效率。第二個角度是進(jìn)行搬運(yùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)或者改進(jìn)，通過改變搬運(yùn)路線的狀況、配備恰當(dāng)?shù)陌徇\(yùn)設(shè)備，來提升企業(yè)內(nèi)部物料搬運(yùn)的效率。

②制造系統(tǒng)中的人流。

在制造系統(tǒng)中，車間和餐廳、車間和停車場、辦公樓和餐廳、辦公樓和停車場之間都會存在較大的人流。在辦公室內(nèi)、餐廳內(nèi)、不同的辦公室和場所之間也會存在較大的人流。在對一個制造系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)時(shí)，要同時(shí)考慮到作業(yè)單位之間的人流量和物流量，然后對整個工廠的車間、辦公室、停車場和餐廳等對象進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，盡量縮短人流量較大的兩個設(shè)施之間的移動距離。同樣，在對辦公室、餐廳就餐這樣人流量較大的現(xiàn)場，也需要利用系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)的方法，對辦公室、餐廳內(nèi)的設(shè)備的布局進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而優(yōu)化現(xiàn)場的人流。當(dāng)人流量較大，需要在樓層間移動時(shí)，還可以考慮配備扶梯或者垂直電梯來提高人流的效率。

③制造系統(tǒng)中的信息流。

在制造系統(tǒng)中，會有兩個部門之間存在較多的信息溝通，譬如董事長辦公室和秘書辦公室，市場部門和銷售部門。在餐廳這樣的人流較大的場所中，人員需要在打菜、取餐具、餐桌、餐具回收等諸多作業(yè)單位之間流動。那么在布局設(shè)計(jì)時(shí)要保證這些信息溝通頻繁的兩個部門之間的距離足夠近。

3.2 服務(wù)系統(tǒng)

①服務(wù)系統(tǒng)中的物流。

服務(wù)系統(tǒng)中也存在物流，譬如餐飲業(yè)后臺原材料的儲存和搬運(yùn)，廚房中各種原材料要經(jīng)過洗、切、炒、燉等加工流程，其物流分析的方法完全可借鑒上述制造系統(tǒng)。

②服務(wù)系統(tǒng)的人流。

在服務(wù)系統(tǒng)中，餐飲業(yè)、大型超市、游樂場、地鐵站、火車站等都是人流量比較大的系統(tǒng)，特別是地鐵站和火車站，人流成為這些系統(tǒng)布局的主要依據(jù)。在制造系統(tǒng)中，工位與工位之間，車間與車間之間的物流量是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候就可以確定并計(jì)算出來的。在服務(wù)系統(tǒng)中，不同作業(yè)單位之間的人流量則只能進(jìn)行估算，然后根據(jù)估算的人流量，按照《設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)》的系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)方法進(jìn)行布局設(shè)計(jì)。在一個服務(wù)系統(tǒng)投入實(shí)施后，由于服務(wù)系統(tǒng)中人流的動態(tài)性和不均勻性，需要通過觀測來統(tǒng)計(jì)不同作業(yè)單位之間實(shí)際的人流量，然后及時(shí)對系統(tǒng)布局進(jìn)行調(diào)整。

服務(wù)系統(tǒng)的一個特點(diǎn)是人流量不均勻，會存在人流量的高峰期和低谷期，因此系統(tǒng)布局需要有一定的柔性，來解決高峰期的高人流量的問題。以地鐵站為例，上下班的時(shí)間段是人流量的高峰期，而且現(xiàn)在很多地鐵站都是換乘站，除了有進(jìn)站的人流、出站的人流，還有在站內(nèi)轉(zhuǎn)乘的人流，進(jìn)出的乘客以及方向相反的換乘的乘客往往會形成交流，如果不能將方向相反的乘客的人流通道隔離開，很容易在上下班高峰造成人流的堵塞。所以在人流量的高峰期以及容易交叉堵塞的地方，通過隔離欄隔離出兩條通道，將不同走向的人流分開是非常必要且有效的措施。人流量大的服務(wù)系統(tǒng)中還會采用各種電動扶梯和垂直電梯來提升人流速度，疏導(dǎo)人流堵塞。

③服務(wù)系統(tǒng)的信息流。

在服務(wù)系統(tǒng)中也存在著大量需要信息溝通的地方，如果一些重要信息不能及時(shí)恰當(dāng)?shù)貍鬟f給顧客，就會影響顧客的決策，進(jìn)而導(dǎo)致人流的堵塞。譬如，地鐵站的乘客會尋找換乘通道和換乘方向以及判斷左右兩邊的地鐵方向，此時(shí)，乘客如果沒有及時(shí)定位到指示信息，就會站在原地，造成人流的停滯和堵塞。因此，在有乘客需要從地下走上來，去尋找換乘通道的時(shí)候，在樓梯頂端的地面上貼上換乘方向的標(biāo)識，就能便于乘客第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)。乘客在去地下乘坐地鐵的時(shí)候，可以在地面上或者在下行樓梯和電梯的下行方向的前方，設(shè)置信息指示牌，說明左右兩邊地鐵的開往方向，這樣乘客在下行的過程中就能夠判斷出自己乘坐左邊還是右邊的地鐵，避免了眾多乘客因?yàn)椴恢莱俗较蚨鴵矶略跇翘莼蛘唠娞莸南露宋恢谩?/p>

在超市里，特別是大型超市里，顧客需要根據(jù)超市提供的指示信息先定位需要的商品所在的貨架，然后在貨架上再定位具體的商品。因此，超市在每排貨架上要有清晰明確的商品分類信息，譬如鮮牛奶、酸奶、豆制品等。然后在較長的貨架通道中最好也在恰當(dāng)?shù)奈恢锰峁┓诸愋畔?，便于顧客快速定位到商品所在的貨架區(qū)域，譬如調(diào)味品貨架可以再細(xì)分為醬油、生抽、醋、料酒等類別，防止顧客在各種外觀相似的瓶瓶罐罐前失去判斷。否則在節(jié)假日人流高峰的時(shí)候，就會在一些銷量大的商品貨架前出現(xiàn)大量的人群聚集。

3.3 信息系統(tǒng)

信息產(chǎn)業(yè)通常包括出版業(yè)、電影和錄音業(yè)、廣播電視和通信業(yè)、信息服務(wù)和數(shù)據(jù)處理服務(wù)行業(yè)。這些產(chǎn)業(yè)的共同特征是要為顧客提供紙面的或者電子的圖文及聲音信息，如何有效地將這些信息展示在紙面或者電子屏幕上，也是一個布局設(shè)計(jì)的問題，信息系統(tǒng)的布局設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是信息流。

譬如，隨著智能手機(jī)的普及，人們開始使用各種APP在手機(jī)上進(jìn)行購物、購票、讀書、交友聊天、打車等活動，很多原來不會操作電腦的老年人也開始使用手機(jī)進(jìn)行各種活動。用戶在手機(jī)APP的眾多頁面上進(jìn)行交互操作就是一個信息溝通的過程。以購物APP為例，常見的頁面有首頁、搜索結(jié)果頁面、商品詳情頁面、購物車頁面、結(jié)算頁面等。用戶需要在相應(yīng)的頁面瀏覽信息、輸入或者修改一部分信息、點(diǎn)擊返回或者確認(rèn)鍵，這樣一步一步完成一項(xiàng)購物任務(wù)。用戶在每一個頁面上都有一個信息決策流程，即信息流，那么網(wǎng)頁的設(shè)計(jì)就應(yīng)該考慮這個信息流，進(jìn)行合理的布局，便于用戶定位到他需要的信息，順利地完成操作任務(wù)。

對于大部分老年人來說，面對信息量較大、功能鍵較多的頁面，往往不知道如何操作。所以APP頁面的各種圖文、功能鍵的合理布局可以幫助用戶快速定位到重要的信息及功能鍵，從而減少用戶打開APP后思路卡殼或者被迫退出系統(tǒng)的問題。

4 總結(jié)

本研究探討了制造系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)中存在的物流、人流和信息流，以及如何通過系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)和搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少這些流的移動距離，提升這些流的移動速度。一個系統(tǒng)中的三個流并不是獨(dú)立考慮的，要綜合考慮三個流，進(jìn)行布局設(shè)計(jì)和搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。研究結(jié)果為《設(shè)施規(guī)劃與物流設(shè)計(jì)》課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)提供了新的思路，并且有助于擴(kuò)展學(xué)生的專業(yè)知識的應(yīng)用范圍。