建材物流中心设施规划与布置设计.docx

1、建材物流中心设施规划与布置设计建材物流中心设施规划与布置设计摘 要随着全球经济的持续发展，现代物流业作为具有广阔前景和增值功能的新兴复合型产业越来越受到世界各国的重视，并在全球范围内获得迅速发展。目前，发达国家的物流成本占GDP的比重一般在10左右，而我国约占20，物流成本过高已经成为制约我国经济快速发展的一个重要瓶颈，因此加快发展物流产业，降低流通总成本，无疑将成为我国新的经济增长点。本课题的背景项目是哈尔滨百盛建筑建筑建筑材料物流中心的设施规划。研究的目的主要是探讨工业工程中的SLP(Systematic Layout Planning，系统布置规划)方法和思想在建材物流中心的规划中的应用

2、。SLP方法在工业工程领域用于工程布置，是一种条理性很强的技术，在工厂平面布置设计领域获得极其广泛的运用。结合物流技术，研究SLP方法在物流中心平面布置设计的可行性，目的是将SLP技术应用于物流中心设施规划，作为物流中心布局设计的理论基础。通过对物流中心的合理设计和布局规划，实现以最低的投入建设满足目前和将来一定时期内需要的建材物流中心，并以低的运作成本和高的运作效率来运作。关键词：现代物流业；物流成本；SLP；流程程序图 Harbin Baisheng Building materials logistics center facilities planning and layout des

3、ignAbstractnology, have extremely extensive application in plant layout design. Combination of logistics technology, research on feasibility of SLP method in the layout design of logistics center, the purpose is to the application of SLP technology in the logistics center facilities planning, as the

4、 theoretical basis of the layout design of logistics center. Through the rational design of the logistics center and layout planning, to realize the lowest inputs construction meet the iron and steel logistics center needs at present and in the future a certain period of time, and low operation cost

5、 and high With the continuous development of global economy, the modern logistics industry as has broad prospects and value-added functions of the emerging complex industry more and more attention all over the world, and obtained the rapid development in the global scope. At present, the developed c

6、ountries logistics costs accounted for the proportion of GDP in general about 10%, while China accounted for about 20%, high cost of logistics has become a bottleneck of Chinas rapid economic development, thus speeding up the development of logistics industry, reduce the circulation cost, will undou

7、btedly become a new economic growth point in china.Background of the project project is the Harbin baishengBuilding building materials logistics center facilities planning. The main purpose of the study is to explore the industrial engineering of the SLP (Systematic Layout Planning layout, system pl

8、anning) application methods and ideas in the iron and steel logistics center planning. The SLP method is used to project layout in industrial engineering field, is a kind of organized very strong techefficiency operation.Key words: modern logistics; logistics cost; SLP; flow process chart绪 论物流是一个控制原

9、材料、制成品、产成品和信息的系统，从供应开始经各种中间环节的转让及拥有而到达最终消费者手中的实物运动，以此实现组织的明确目标。物流业已成为国际经济体系的重要组成部分。现代物流是经济全球化的产物，也是推动经济全球化的重要服务业。近年来，世界现代物流业呈稳步增长态势，欧洲、美国、日本成为当前全球范围内的重要物流基地。中国物流行业起步较晚，随着国民经济的飞速发展，物流业的市场需求持续扩大。进入21世纪以来，在国家继续加强和改善宏观调控政策的影响下，中国物流行业保持较快增长速度，物流体系不断完善，行业运行日益成熟和规范。2007年中国物流业持续快速发展，物流需求规模进一步扩大，社会物流总费用增速加快，

10、与GDP比率略有上升。全国社会物流总费用为45406亿元，同比增长18.2%。2008年，雨雪冰冻和汶川地震两大自然灾害，北京奥运交通限行和环境整治，油价剧烈波动和燃油税出台，都对物流业带来影响，特别是国际金融危机对物流业的冲击。在严峻形势下，中国物流业增速放缓，但行业总体发展仍保持增长。2008年12月，国家海关总署、财政部、国家税务总局和外汇局联合发文，正式批准设立上海西北物流园区等17个保税物流中心，进一步推动国内物流园区的发展壮大。2009年是我国物流业应对危机走向复苏的一年，也是物流格局加快调整的一年，呈现出明显的季节性和结构性变化。在国家扩大内需政策的推动下，汽车、家电、电子产品物

11、流高速增长；基础设施建设、灾后重建等物流需求大幅增长；农产品、食品和日用消费品等物流需求稳定增长；与此相关的城市配送、仓储中转、货运快递等保持了较快发展势头。从区域来看，东部沿海地区物流业受外需萎缩影响较大，增速放缓；中西部地区以内需为主，加上产业转移，物流行业仍然保持了较快的增长速度。物流业调整和振兴规划把促进物流业发展纳入应对国际金融危机的“一揽子计划”，进一步提升了其在国民经济中的基础性支撑作用，为物流业发展创造了良好的外部环境。随着政府各类“扩内需、保增长”政策的陆续出台，中国经济有望继续保持平稳较快增长，物流行业的市场前景逐步好转，农村物流、零售业物流等细分市场成为投资热点。“十一五

12、”乃至未来更长时期，中国物流产业将进入更高层次的发展阶段，并呈现一些新的发展趋势与特征。伴随着国民经济的快速稳定发展，物流产业规模将继续快速扩张；与经济结构和产业布局调整相适应，物流产业的集中度将进一步提升；随着物流市场的不断扩大，物流产业内的分工将越来越细；物流产业发展的制度环境将日趋规范，市场秩序与环境条件也将进一步优化。（1）国内研究现状：20世纪80年代初期，我国在工业领域引进设施规划与设计技术，并在实践中有所应用。1900年开始，我国一些高校设置了工业工程专业，正规培养设施规划与设计人才。1996年我国公布了全国性行业规范JBJ91996机械工厂总平面及运输设计规范作为指导性文件，总

13、结我国国内经验，对总平面布置设计有重要的参考价值。目前，国内系统掌握并能运用设施规划的学者数量相对较少。尽管如此，人们对布置问题本身及其求解理论和方法等认识的逐步深入，国内学者逐渐运用现代设计方法和技术，从不同的角度对设施布置设计问题进行研究。季江民、徐宗元等（1997）提出了不等面积设施布局的收敛算法。即“控制收敛”方法，对原有布置进行迭代改进，通过用放大设施数倍的包络块来代替原来的设施进行初始布置，通过循环优化使设施的大小逐渐缩d,N实际大小而终止。黄国萍、陈定方（1999）对于基于功能的空间布置设计理论和方法进行了研究提出三个求解层次：基于功能的空间布置概念设计层、基于功能的布置装配几何

14、建模层和基于功能的数学建模的详细设计层。张伟仁（2000）应用SLP方法进行石墨电极厂总平面布置设计的过程及基本要素分析、物流分析、作业单位之间非物流相互关系分析、总平面布置。姚冠新、刘正刚（2001）提出设施布置问题的非线性目标规划模型及其遗传算法，将设施布置问题建模为新的非线性目标规划模型，并采用了一种新的遗传算法进行求解。叶慕静，周根贵（2005）将遗传算法应用于系统布置设计中，以系统布置设计的理论综合相互关系与实际综合相互关系之间的误差最小为目标，求解具体的平面布置方案。（2）国外研究现状: JCgana（1998）详细阐述了布局问题求解的非线形方法、遗传算法的不足以及模拟退火算法的优

15、越性。CPapahristodouolou（1999）提出设施布置问题的纯二元线性模型，将简单的二元线性模型应用于小型医院设施布置，布置五个功能模块。这个模型具有灵活性和实用性特点。TDunker（2002）提出设施布置问题的遗传基因进化算法，使用一种新方法编码各部门相对位置，提出改良的突变和交叉算子，并应用于大型设施布置。ICastlio（2003）对设施布置嵌入链式算法进行研究，模拟大量点系统的图型模式，节点为各个设施布置点，边为布置点间的链，通过获得最小的系统费用为最佳布置方式。KyuYeul Leea （2005）提出具有内墙和通道的多层设施布置问题的改进遗传算法。通过选择、交叉、倒置

16、、变异等基因操作实现设施布置问题解决方案，其中设施、通道、电梯等相互关系被描述成邻接图，以图论理论中Dijkstra算法计算两设施之间的最短路径和距离。物流中心设施规划主要包括以下5个方面的内容：（1）物流中心物流量的需求预测，准确的把握物流中心需求规模和结构，才能保证规划的质量。（2）物流中心作业功能的规划设计，主要是规划物流中心内部应具备的功能区，包括物流作业区域和周边辅助作业区域，对设施的规划设计必须既能满足物流中心的作业要求，又能提高作业效率、降低作业成本。（3）物流中心功能区空间需求设计。根据物流中心各作业的基本需求，确定各功能区域以及通道等作业空间规划，以有限的空间资源完成最大的效

17、益。（4）物流中心功能区的平面布置规划设计。根据作业流程及功能区之间的相关性，结合各区域作业空间大小，综合考虑完成物流功能区平面布置规划。（5）物流设备的选用。根据物流中心的作业要求，对物流设备进行选取，用合适的物流设备以及合理数量的物流设备来完成物流中心内部的作业需求。1建材物流作业流程及功能规划介绍1.1 建筑材料物流中心定义建筑材料配物流中心是从事建筑材料配送（集货、加工、分货、拣选、配货）和组织对用户的送货，以高水平实现销售和供应服务现代化的建筑材料流通设施。它是建筑材料供应链中的一个非常重要的环节，其主要功能包括仓储、倒装、装卸搬运、拣选配货、建筑材料维护、展示、销售、流通加工、运送

18、及信息管理。1.2 建筑材料物流中心功能特点建筑材料物流中心的功能是建筑材料配送中心能够提供的各种物流服务的总称。建筑材料物流中心作为一种专业化的物流组织，其功能设定主要取决客户的需求。对于建筑材料客户来说，建筑材料成品的交货期和质量是两个关键的因素。因此，总结建筑材料物流中心的功能特点主要有以下三个方面：（1）产品特点：首先，建筑材料物流中心的存储加工对象产品的种类变化小，但规格较多。其次，建筑材料属耐用品，对于耐用品顾客购买的动机一般是产品的质量，且建筑材料配送中心主要面向的客户是汽车和家电生产厂家，产品专用性强，对产品加工精度要求较高，不能将不合格品发给客户。同时，客户对于建筑材料的种类

19、需求比较固定，且重点客户的需求量很大。（2）设备及加工对象的特点：首先由于对产品加工精度、质量要求很高，因此对于建筑材料剪切加工设备也有“三高要求”，即剪切线技术装备水平高、产品加工精度高、加工专业化程度高。一般都从国外引进全套工艺设备，以保证剪切及加工的质量；（3）快速响应的特点：快速响应决定了建筑材料物流中心能否及时满足顾客需求的能力，体现了配送系统的信息现代化水平。快速响应能力的提高可充分提高建筑材料配送中心基本建设投资的效益、减少货物的过度储存，及时了解不同商品的销售，实时调整库存策略，更快的向市场供应适销的产品，增强企业的竞争优势。1.3 建筑材料物流中心物流服务功能分析建筑材料物流

20、中心作为一种专业化的物流组织，不仅需要具备一般的物流服务功能，还应该具备适合于行业需要的增值功能，因此，比较合理地对建筑材料物流中心的服务功能进行分析，是物流中心作业流程规划、作业区域功能规划、设施规划等工作的基础，是物流中心内部规划设计的重要环节。总体上来说现代化的建筑材料物流中心一般具备以下功能：（1）运输功能建筑材料物流中心必须有强大的运输功能与之相配套，可以自己拥有或租赁一定规模的运输工具，负责为客户选择满足其需要的运输方式，然后具体组织运输作业，在规定的时间内将商品运抵目的地，并达到安全、迅速、价廉的要求。（2）储存功能储存功能是物流中心的基本功能，但客户需要的不是在物流中心储存商品

21、，而是要通过储存保证市场分销活动的开展，同时尽可能降低库存占压的资金，减少储存成本，保障客户利益。因此需要建筑材料配送中心通过建立大容量的仓储服务区和合理的货物储位管理，为供需双方（包括各大钢厂、建筑材料经销商以及终端用户1提供仓储及其管理服务。采用商品条形码及其自动识别技术，建立数码仓库应用系统。在信息共享的基础上，与钢厂和终端用户的库存管理系统进行协同管理并提供供应商管理库存（vMI）服务。（3）装卸搬运功能这是为了加快商品在物流中心的流通速度所必须具备的功能，包括对运输、储存、包装、流通加工等进行的衔接活动，以及在商品储存过程中为进行检验、维护、保养所进行的装卸活动。（4）剪切加工功能建

22、筑材料物流中心的增值服务大多数来自于剪切加工功能，根据用户所需建筑材料的规格、品种、数量进行资源的组合备库，集中下料和合理套裁，再送达客户手中的作业方式，一般包括对建筑材料进行的开平、横切、纵剪、分条、冲片、模具、冲压、拼焊等内容。（5）配送功能配送功能是物流中心的核心功能之一，要求按照客户的需求，对商品进行“门到门的配送服务，它所起的作用是在经过干线运输之后，完成商品对于客户的最终送达，这个功能是整个实体物流服务环节中的重要一环。（6）物流信息处理功能物流中心是物流信息非常集中的地方，其物流信息系统应该注重将各个物流环节的作业所产生的物流信息进行实时采集、分析、传递，并向客户提供各种作业明细

23、信息、及咨询信息，包括订单委托系统、库存货物管理系统、发货管理系统、统计分析管理系统、费用结算系统和信息传送系统等。为建筑材料需求方提供建筑材料行业研究、行业动态、历史数据、技术指标、政策法规、市场动态、建筑材料供应等网络资讯服务和订单执行情况、货物跟踪等信息服务也是物流信息系统的主要功能。（7）包装功能对建筑材料进行捆扎、量重，方便操作人员在配送时装车、运输和卸货。1.4 物流中心设施规划的流程物流中心设施规划的流程表如表1-1所示：表1-1 物流中心设施规划流程表阶段0名称预规划确定方案总体规划详细规划规划实施规划后成果确定目标分析并确定位置及其外部条件总体规划详细规划设施实施计划竣工试运

24、转主要工作内容制定设施要求预测、估算生产能力及需求确定设施要求生产能力及需求量按规划要求总体规划及总布置图按规划要求做详细规划及详细布置图制定进度表或网络图项目管理（施工、安装、试车及总结）财务工作财务平衡财务再论证财务总概算比较财务详细概算筹集投资投资2 SLP在物流中心规划设计中的应用 SLP的基本出发点是用量化的作业单位相互关系密级来评各部门之间的相关程度，因此采用系统布置设计法来进行平面布置的首要工作是对各作业单位之间的相互关系做出分析，包括定量的物流相互关系及定性的非物流相互关系把定性的相互关系密切程度由高至低分别用A，E，I，O，U，X及相应的4，3，2，1，0，-1分值表示将物流

25、与非物流相互关系进行综合，得到作业单位与其它各作业单位的综合关系密切程度，并分别求出各作业单位的总的关系密切程度一一综合接近程度 ，其中n 为作业单位总数，综合所有作业单位的综合接近程度 ，得到综合作业单位关系表，然后，根据相互关系表中作业单位之间相互关系密切程度，决定各作业单位之间距离的远近，再根据作业单元综合关系表中各作业单元的综合接近程度安排各作业单位的位置，得分最高的作业单位布置在中心位置，然后布置与该部门相互关系为E级的部门再后是 I级部门，以此类推，依次布置所有部门，最终得到作业单位位置相关图。最后，将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合起来，形成作业单位面积相关图，通过

26、作业单位面积相关图的修正和调整，得到数个可行的布置方案 最后，采用专业的评价方法对各备选方案进行评价择优，并对每个评价因素进行量化，得分最多的布置方案就是最佳布置方案。 本论文以哈尔滨百盛建材物流有限公司提供的资料和数据为具体研究对象，科学地运用物流中心规划的方法和步骤，为钢材物流中心的设施规划提供可靠的参考数据。 百盛建筑材料物流中心的建筑材料产品主要有钢卷、钢板、型钢和线材四大类。钢卷主要有冷轧钢卷、热轧钢卷、锌卷以及硅钢卷；钢板主要是中厚板和中板，型钢主要是大型型钢和中小型钢。从总体上来说建筑材料产品的种类变化小，但规格较多，每次进出物流量比较大。其次，建筑材料属耐用品，对于耐用品顾客购

27、买的动机一般是产品的质量，且建筑材料配送中心主要面向的客户是汽车和家电生产厂家，产品专用性强，对产品加工精度要求较高，不能将不合格品发给客户。2.1 建筑材料物流中心功能区域分析2.1.1 工艺流程分析建筑材料物流中心采购的建筑材料产品运至中心后，在仓储区经货物检后入库存储（对检验不合格产品进行退货处理），根据客户的订单要求经拣货作业后对不需要剪切加工的一部分直接送至仓储区，物流中心的作业本质主要是由一连串“存”与“取”的动作所组合而成，且这一连串的存与取大都发生在保管储存区域，这里主要是采用龙门吊或者是行吊对建筑材料进行“存”与“取”的动作。对需要剪切加工的一部分送至流通加工区按要求进行流通

28、加工，这里主要是通过吊车进行起吊作业和叉车进行运输作业来完成的，之后由叉车将加工好的产品送至成品区，然后在成品区集货配载后发货。2.1.2 功能区域规划通过建筑材料物流中心的功能分析，可以将钢铁物流中心用地规划为7个功能明确、紧密协调的功能设施区域，即进货区、综合管理服务区、仓储区、流通加工区、车辆调度维护管理区、出货区。（1）进货检验区：提供从货物到达到入库所要进行的相关作业，包括车辆到达、验收退货等操作的场所。（2）管理服务区：为管理人员提供办公的场所，处理客户进出货订单，辅助完成进出货作业设置的职能部门；（3）仓储区：为在室内、室外存储的建筑材料产品提供搬运、装卸与存储提供场所，同时在这

29、些区域内同时实现集货配货的功能；（4）流通加工区：为建筑材料流通加工包括对建筑材料进行的开平、横切、纵剪、分条、冲片、模具、冲压、拼焊等内容提供作业平台的场所；（5）成品区：建筑材料剪切加工后堆放存储的场所，对即将出货的成品捆扎包装：（6）车辆调度维护区：物流中心作业车辆停放的场所，同时也是为司机、调度员等物流中心员工提供休息、活动场所：（7）出贷区：提供货物出库所要进行的相关作业，包括车辆出库、验收等操作的场所，与进货区类似。2.2 建筑材料物流中心功能区域相关性分析按照SLP法的规划思想，考虑到各区域之间的相关性既要受非物流因素的制约，同时也受物流因素的影响。所谓非物流因素，是指除物流因素

30、以外的其他因素，如社会因素、地理因素等，大多来自有关人员的经验和看法。2.2.1 SLP物流中心规划设计方案（1）PQ分析在物流中心，产品P是SLP设计要考虑的基本要素之一，这是产品设计所要求的材料、工艺要求等方面决定的。而在物流中心布局中，物流中心的物流运作对象P成为SLP的基本要素之一，因为物流对象本身的性质决定了对物流装卸搬运设备、存储条件等因素的要求，也从一定程度上影响着物流中心的布局。因此物流对象P成为运用SLP规划物流园区布局的基本要素之一。根据这些建材自身的特性以及对运输、仓储的特殊要求，可以将一些对搬运、存储等物流作业要求相似或相近、作业线路相同的产品划归为一大类。这样就可以将

31、众多的产品类别归为几个大类，物流中心平面布置时可以按照大类别进行，从很大程度上减少了平面布置的作业量。无论是工厂设计的基本要素产品还是物流中心布局的基本要素物流对象，在设计要求中都会有着明确的规定，因此直接从设计要求中即可获得这方面的资料。运用SLP进行物流设计的第二个基本要素是产量Q，而产量Q的大小反应了生产类型。不同的生产类型对材料供应、设备布置、成品物流等的要求是不相同的，因此产量Q也会对布置结果产生重大影响。物流量Q即物流园中心的物流作业量既从一定程度上决定着各物流设施的面积、物流设备及其数量等，又直接决定着装卸、搬运、存储等物流成本。因此，物流量Q是SLP布置物流中心的第二个基本要素

32、。 物流量Q是指各类产品在物流园区内的物流作业量，在各类产品被划归为几大类后，物流量Q指的就是每一大类产品在物流中心内的物流作业总量。在对物流园区进行平面布置时，不仅要确定每一大类产品进入物流中心时的数量，还要确定它们在物流中心内部各物流作业单元之间流动时数量的变化。物流中心的P-Q分析图如图2-1所示：图2-1 物流中心的P-Q分析图（2）物流分析物流分析包括确定物料在生产过程中每个必须的工序之间移动的最有效顺序及其移动的强度和数量。一个有效的工艺流程是指物料在工艺过程内按顺序一直不断地向前移动直至完成，中间没有过多的迂回或倒流。当物流移动时工艺过程的主要部分时，物流分析就是工厂布置设计的核心工作。针对不同的生存类型，应采用不同的物流分析方法。当产品品种很多，产量很小且零件，物料数量又很大时，可以用一方阵图表来表示个作业单位之间的物料移动方向和物流量，表中方阵的行表示物料移动