基于SLP的D公司分拣中心布局优化
时间：2023-04-10 18:25:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
罗淞夫
（大连交通大学，辽宁 大连 116000）
本文侧重于研究分拣中心微观布局，采用SLP方法与Anylogic软件相结合的方式对内部各功能区进行布局，解决企业在分拣中心布局中存在的实际问题。通过对某企业分拣中心布局的重新规划，对降低物流成本，提高作业效率起到了积极作用，为其他企业在布局方面提供了参考，具有一定的现实意义。
1.1 分拣中心
1.1.1 分拣中心的概念。分拣中心是主要从事分拣活动、具有完善的信息网络的场所或组织，其主要面向快递业、运输业，是集分拣、理货、配送等物流活动于一体的物流组织。
1.1.2 分拣中心布局目标及原则。（1）布局目标。①设施设备要齐全，满足分拣中心作业流程的需要。②合理设计各功能区的位置分布以及占地面积的大小。③专业化、系统化的管理功能区以及各功能区之间的物流作业流程。④考虑未来的发展变化，对各功能区进行柔性化布局，以满足未来的发展趋势。⑤践行低碳环保、绿色发展的理念。
（2）布局原则。①布局合理化原则，②近距离原则，③系统优化原则，④柔性化原则，⑤便于管理原则。
1.2 SLP方法
1.2.1 SLP方法概述。R.Muther将系统工程概念和系统分析方法应用于工厂的布局布置，由此形成了该方法。采用SLP方法时，首先要对P（产品）、Q（产量）、R（工艺过程）、S（辅助部门）、T（时间）这五个要素进行分析，然后进行相互关系分析，再经过综合分析得到相互关系图，根据综合相互关系图确定各作业单元的距离远近，并绘制位置关系图。结合实际情况不断进行调整，得到数个可行的方案；
再通过系统评价方法对各方案进行择优。
1.2.2 SLP方法的局限性。（1）SLP方法在对P、Q、R、S、T五种基本要素进行分析时，除了非物流关系会涉及少量外部因素，在其他分析研究时，忽视了外部环境对布局规划的影响，导致布局规划问题脱离了实际，或得到的最优方案也难以达到布局规划的实际效果。（2）利用SLP方法进行初步布局规划时，在对问题进行分析研究上，容易受到人的主观因素影响，而且在对备选方案进行系统分析时，常用的系统分析方法多为主观评价法，受人为因素影响，具有很大的主观性，进而削减了最优方案的科学性和合理性。
本文为避免SLP方法的局限性，结合Anylogic仿真软件，对分拣中心的功能区布局优化问题加以更好的分析，使优化方案更加科学、合理。
1.3 仿真软件
Anylogic是由XT Technologies公司开发的通用仿真建模软件，适用于离散事件建模、系统动力学建模、基于智能体建模、混合系统的建模和仿真。广泛应用于物流与供应链、交通运输、生产制造、医疗健康等诸多领域中。
Anylogic软件具有以下特点：（1）建模方法具有灵活性，（2）建模语言的简易性，（3）建模库件的丰富性，（4）可视化的动态仿真。
2.1 D公司分拣中心主要功能区划分
功能区主要分为物流功能区和非物流功能区两种。其中物流功能区分为：入库区（卸车区），大件暂存区，小件暂存区，分拣区，打包区，出库区（装车区）。非物流功能区分为：办公管理区，具体为直线型布局，如图1所示。
图1 分拣中心原始布局图
2.2 D公司分拣中心布局问题分析
（1）分拣中心空间利用率低。暂存区和分拣区的占地面积小，容易造成快递堆积。目前分拣中心的布局呈直线型布局，除去各个功能区的布局位置，其他空间的利用率较低。（2）快递流动不顺畅。由于该分拣中心没有对到达的快递进行及时的分拣，使得每次到达的快递出现了堆积的现象，造成快递的周转时间过长，影响了快递流动的流畅性。
3.1 功能区相互关系分析
3.1.1 功能区物流相关性分析。根据由功能区之间的物流量来判定功能区之间的物流强度的原则，绘制分拣中心功能区（单车的物流量）物流强度等级表，见表1。
表1 分拣中心功能区物流强度等级表
根据分拣中心物流强度等级表作出分拣中心功能区之间的物流相互关系图，如图2所示。
图2 分拣中心功能区物流相互关系图
3.1.2 功能区非物流相关性分析。结合对分拣中心的实地调研，根据分拣中心的整个运作流程，在不考虑各个功能区之间的物流关系，只从非物流关系的角度考虑，由分拣中心功能区非物流密切程度等级表做出该分拣中心的非物流相互关系图，如图3所示。
图3 分拣中心功能区非物流相互关系图
3.1.3功能区综合相互关系分析。由于在该分拣中心功能区的布局中，物流关系对布局的影响比较大，故选取物流关系与非物流关系的权重比值为2:1，绘制功能区综合相互关系表[2]，见表2。
表2 分拣中心功能区综合相互关系表
由分拣中心功能区综合相互关系表作出分拣中心功能区综合相互关系图，如图4所示。
图4 分拣中心功能区综合相互关系图
3.1.4 分拣中心功能区优化布局方案确定。结合分拣中心功能区的综合相互关系图，依次计算出各个功能区综合接近程度分值以及绘图顺序，见表3。
表3 分拣中心功能区综合接近程度排序表
结合此分拣中心功能区布局规划的基本目标和基本原则，再结合现场的实际情况，最终将该分拣中心功能区布置为U型。具体布局方案如图5所示。
图5 分拣中心功能区优化后布局图
3.2 布局优化分析
3.2.1 仿真模型构建
（1）模型假设。①仿真模型设置为分拣中心的平均分拣时间，即仿真时间为3h，10 800s。②假设模型的快递数量为一车的快递数量，即3 000件快递；
且功能区之间流转的快递数量为上个功能区的全部流转数量。③模型在理想状态下进行仿真，不考虑设备设施及快递的损坏。
（2）模型仿真设置及流程。①模型设置。入库区货物由工作人员用地牛送到暂存区；
小件暂存区和大件暂存区分别由两名工作人员将货物搬到分拣区的传送带上；
分拣区和打包区之间采用同样方式，设置四名工作人员和四个地牛；
将分拣出来的货物送到打包区；
打包区和出库区用传送带连接。②仿真模型流程图。综合分析分拣中心功能区之间的仿真作业流程，如图6所示。
图6 分拣中心系统仿真作业流程图
3.2.2 仿真目标
（1）分析该分拣中心快件的周转时间，即完成3 000件快件所需的总时间。
（2）分析比较模型运作3h后，分拣中心完成快件分拣的数量。
（3）分析比较分拣区作业效率。
3.2.3 原始布局方案仿真分析。在原始布局图中，分拣区传送带速度为1m/s，长度为10m，两侧各设置两名工作人员负责分拣。原始布局方案仿真分析如图7和图8所示。
由图7得出，在原始直线型布局中，完成3 000件快件从入库到出库所需的时间为7 223s，即2h左右。由图8可知，3h即10 800s内，分拣中心整体完成快递从入库到出库运转的数量为4 485件；
分拣区分拣4 500件快件，分拣区的分拣效能为1 500件/h。
图7 完成3 000件快件的分拣仿真分析图
图8 3h内分拣中心完成快件分拣仿真分析图
3.2.4 优化方案仿真分析。布局优化后，在原来传送带长度及速度不变以及分拣区工作人员数量不变的情况下，优化后U型布局方案仿真分析如图9和图10所示。
图9 优化后完成3 000件快件的分拣仿真分析图
图10 优化后3h内分拣中心完成快件分拣仿真分析图
由图9得出，在优化的U型布局中，完成3 000件快件所需的时间为6 302s，即1h45min左右。由图10可知，3h即10 800s，分拣中心整体完成快件运转的数量为5 135件；
分拣区分拣5 150件快递，分拣区的分拣效能为1 717件/h。
3.2.5 仿真结果对比。在优化后布局方案中，完成3 000件快递从入库到出库运转所需的时间比原始布局方案提升了15min；
在3h内，分拣中心整体完成快递从入库到出库的运转数量比原始布局多650件；
分拣效能也从1 500件/h提升到了1 717件/h。
针对D公司分拣中心所存在的问题，利用系统布置设计方法（SLP）将D公司分拣中心功能区进行重新设置，将原来的直线型布局优化为U型布局，并采用Anylogic仿真软件对原始布局及优化后布局方案分别进行仿真，对比得出优化后的布局方案比原始布局方案分拣效率更高、时间更少、分拣的快件更多，U型布局更适合D公司的分拣中心。经过优化后，D公司分拣中心所存在的问题已经解决，每个功能区的空间利用率有所提高，快递分拣流畅，快递堆积的现象也很少发生。
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