高标准物流仓储区两阶段平面布局优化研究

叶志昊 李微 李锐 王肇飞

摘  要：物流行业已成为我国经济发展的新兴支柱产业。而物流仓储区平面布局及用地问题矛盾突出，物流仓储的平面布局的科学合理性决定了物流运输及物流园区各功能区能否高效运转。因此，运用科学合理的方法对仓储用地的平面布局进行优化是为园区各个功能区实现功能最优的基础。文章基于对物流仓储园区的各作业单元的系统关系进行分析，构建SLP模型，依托Anylogic平台对厂区内部各功能区之间的运输组织进行仿真建模，通过仿真数据分析对物流仓储平面布局的合理性进行研究。研究分析发现：基于SLP系统分析建模的物流仓储总平面布局满足一般平面组织要求，在园区运营管理中存在内外交通组织、货物分类分仓调配、空间协同等需要提升运营效率，在结论的基础上提出相关优化建议。

关键词：物流园区;高标准仓库;总平面布局;系统仿真

中图分类号：F406.5    文献标志码：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.15.038

Abstract：
The logistics industry has become a new pillar industry in China"s economic development. However， the plane layout of the logistics storage area and the land use problem are contradictory. The scientific rationality of the plane layout of the logistics storage determines whether the functional areas of the logistics transportation and logistics park can operate efficiently. Therefore， using scientific and reasonable methods to optimize the plane layout of storage land is the basis for achieving the optimal function of each functional area of the park. Based on the analysis of the system relationship of each operation unit in the logistics warehousing park， this paper constructs the SLP model， simulates and models the transportation organization between various functional areas in the plant based on the Anylogic platform， and studies the rationality of the logistics warehousing plane layout through simulation data analysis. The research and analysis found that：
The general layout of logistics warehousing based on SLP system analysis and modeling meets the requirements of general plane organization， and there are internal and external traffic organization， goods classification and warehouse allocation， space coordination and other needs in the operation management of the park to improve the operation efficiency. Based on the conclusions， relevant optimization suggestions are proposed.

Key words：
logistics park; high standard warehouse; general layout; system simulation

0  引  言

近年來，我国政府不断推动物流行业的发展。从政策上加强引导，加大扶持力度，从“十五”规划的改造传统流通业”到“十三五”规划重点建设物流枢纽、综合物流网络，再到“十四五”规划重点推进物流信息化发展，我国物流园区正在经历传统物流园区向高标准仓储物流园区转变的过程[1]。但与美、日等发达国家相比，我国在物流领域研究尚处于初级阶段，发展相对滞后。

物流逐渐成为各类政策的高频词。2021年9月发布的《“十四五”推进西部陆海新通道高质量建设实施方案》中提出，强化成渝地区双城经济圈与北部湾城市群战略联动，加快基础设施建设，创新运营组织模式，优化交通物流结构;2021年7月发布的《国家物流枢纽网络建设实施方案（2021—2025年）》提出，将稳步推进120个左右国家物流枢纽布局建设，支持城市群内国家物流枢纽共建共享共用和一体化衔接。2021年12月13日国务院办公厅发布《“十四五”冷链物流发展规划》，到2025年将布局建设100个左右国家骨干冷链物流基地;此外还鼓励拓展冷链物流企业投融资渠道，鼓励冷链物流企业通过兼并重组、战略合作等方式优化整合资源，提升市场集中度。

现阶段我国物流仓储用地仍然存在规划设计不佳、仓库区布局不合理、内部交通流线紊乱、仓储建筑设计粗放、作业效率低下等问题，这在一定程度上限制了物流园区在区域经济和产业发展中的有效供给。因此，利用数字化仿真相关技术，对物流仓储平面进行科学的规划设计与优化的必要性逐渐凸显出来。

1  文献综述

目前，国内外学者针对物流仓储平面布局及设施布置从多种角度展开研究。针对于物流设施布局部分，周洋帆[2]针对我国港口型物流园区建设规划的重要性进行了研究;Neghabi[3]明确设施布局是系统设计的一个关键问题，对科学合理地进行生产活动起着关键性的作用;Scholz[4]运用分割树法对物流园区功能分区进行设计;赵敬源[5]运用SLP方法对工业厂区进行设施布置，并验证了SLP在优化设计中的优越性;Grobelny[6]运用模糊理论，通过模拟退火算法对物流设施布局进行优化;张玉建[7]对物流园区的交通组织进行深入研究，并结合Anylogic仿真实验对设施区域内部道路、出入口、功能区等进行优化设计;米婷露[8]通过对功能区的虚拟及实体两层次分解，对物流仓储平面布局进行了优化研究。

针对物流仓储平面布局优化，本文将结合某物流仓储园区案例，深入剖析设施功能，梳理设施间的物流与非物流关系，运用系统工程SLP方法进行方案布局;基于Anylogic平台对厂区内部各功能区之间的运输组织进行模拟仿真，通过仿真数据分析对物流仓储平面布局的合理性进行研究，并对厂区内的组织与管理方式提出相关建议。

2  基于SLP的高标准物流仓储区平面布局方案

2.1  案例概况

物流仓储园区项目地块周边环绕高等级道路，现状开发强度较低，围绕工业厂区和村庄，道路网骨架基本成型，次支路网未成体系。项目地块临近某港口，该港口物流以件杂货和集装箱为主：件杂货主要是钢材，以进港为主;内贸集装箱进港主要是玉米和小麦等粮食、建材及其他生产原材料，出港主要是电器、食品、瓷砖等产品;外贸集装箱进港主要是木材、建材、原材料，出港主要是家电和集装箱运输。项目地块形态如图1。其中集装箱堆场位于本项目地块范围内南侧，且已完成规划建设。

2.2  物流关系的确定

P：物流对象指的是进出仓储用地的各类活动。根据实际调研，针对于本案例货物品类主要以纤维织物、天然橡胶、竹、木、药材、电视机等丙二类货物为主。

Q：即仓储园区内的运输总量。

R：即货物在物流园区内的作业流程。物流对象进入仓储园区后，通过进货、卸货、验收等步骤完成储存过程;再通过分拣、装配、发货等流程完成出货流程。

S：仓储园区内除了1#仓库、2#仓库两个核心建筑物外，还包含了雨水处理设施、停车场等，这些设施不直接参与物流活动，但为仓储园区的各类运输和存储活动提供保障，提高园区内的作业效率，在平面布局中应考虑其内在联系。

T：即整个仓储园区内的所有物流活动。仓储物流园区重要的运输方式为公路运输，园区内包含有各类人力及动力装卸搬运设备。

2.3  高标准物流仓储区作业单元关系分析

（1）物流相关性分析。分析各作业单元之间的物流联系的密集程度，确定两两之间的相关程度。分析物流仓储区作业流程及各个单元的功能，得到高标准物流仓储区各作业单元的物流关系表如表1所示。

（2）非物流相关性分析。在物流仓储区进行总平面布局规划时，各个作业单元之间还应考虑非物流关系，需从经营业务、内外环境、辅助服务等多方面，进行评价二者之间的信息流动及资金往来等关系，并得到非物流关系表如表2所示。

结合案例运输实际情况，通过权重分配最终得到综合相互关系，确定高标准物流仓库区综合物流关系相关图，如图2所示。并根据物流关系分析确定各个作业单位的相互位置，确定初步方案如图3所示。

3  物流倉储园区布局仿真分析与优化

运用仿真模型进行评价该方案的可行性及工作效率。Anylogic平台是针对离散事件、多智能体、混合系统等建模及仿真的工具，支持Java及Web运行的具有动态发展结构的智能体模型仿真。

对高标准物流仓储区外部及内部的物流节点、交通运输特征进行模拟，观察模型运行状况，对平面布局的合理性进行评价;

对车辆的物流运输指标进行统计分析，并提出解决思路。包括车辆在物流仓储区内的装卸货时的车辆密度时变情况、车辆行程时间、园区内车辆数时变等。基于仿真平台的平面设施布局建模如图4所示。

通过模型运行获得方案评价指标的输出结果，见图5至图8。

4  仿真结果分析

4.1  方案合理性评价

根据综合比较车辆在园区内的运行状态及车辆行驶时间、停留状态等数据，综合考虑方案的物流合理性、场地利用率、组织管理等指标可知，模型均未出现长时间因车辆堵塞、货车运输冲突及模型无法运行情况，说明依据SLP初步确定的平面布局方案从运输总体布局角度具有合理性，并满足一般组织管理的要求，能够通过仿真模型的输出评价指标结果对园区运行效率进行评价。

4.2  方案优化思路

根据动态仿真的时间推移，结合车辆运输时变相关指标，从总平面运输组织管理角度提出以下优化思路：

（1）高标准物流仓储区外部道路联合组织管理

项目北侧紧邻城市主干路高富路，昭示性及便捷性较高，但高峰时期流量较大，平峰时期较小;而项目西侧与东侧均为新建道路，主要为本项目及南侧集装箱码头服务，交通流量较小，进入项目地块的各类货物运输应统筹考虑运输距离及运输时长。

（2）不同类别货物应分类分仓供应

在系统仿真中，由于不同类型货物运输、装卸、管理等时长差异较大，导致在车辆进入厂区内后均有不同程度的等待时长，因此在未来平面仓库空间分配时应考虑分类分仓供应。

（3）空间协同组织管理

本案例中的仓库卸货区分为两层，在仿真过程中可以看到一层及二层的区域密度时变化情况，为提高运营效率，缩短等待时间，应在管理中加强空间协同作用，多层联动实时分配卸货点，避免车辆不必要的等待及排队。

5  结  论

高标准物流仓储区的平面布局对于物流园区的运转效益的充分发挥具有重要的影响，本文结合某仓储物流园区案例对其设施布局进行SLP平面静态布局研究，并基于Anylogic平台对方案进行动态分析，找出主要运输矛盾点，并提出了二次优化要求。

参考文献：

[1] 安东琪，桂昆鹏. 广州市城市物流仓储用地布局优化探索[J]. 规划师，2021，37（10）：20-25.

[2] 周洋帆. 港口物流园区发展的对策建议及实例分析[J]. 中国港口，2022（2）：52-54.

[3]  NEGHABI H， TARI F G. A new concept of adjacency for concurrent consideration of economic and safety aspects in design of facility layout problems[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries， 2016，40：603-614.

[4]  SCHOLZ D， PETRICK A， DOMSCHKE W. STaTS：
A slicing tree and tabu search based heristic for the unequal area facility layout problem[J]. European Journal of Operational Research， 2009，197（1）：166-178.

[5] 趙敬源，吕楠. 基于改进SLP法的物流园区布局[J]. 长安大学学报（自然科学版），2020，40（3）：100-108.

[6]  GROBELNY J， MICHALSKI R. A novel version of simulated annealing based on linguistic patterns for solving facility layout problems[J]. Knowledge-Based Systems， 2017，124：55-69.

[7] 张玉健. 基于改进SLP方法的铁路物流园区布局规划研究[D]. 太原：山西大学，2017.

[8] 米婷露. 基于改进SLP的物流园区功能区布局规划研究[D]. 北京：北京交通大学，2014.

[9] 李靖. 两面市场视角下我国航空物流园区商业模式重构及对策建议研究[J]. 物流科技，2022，45（7）：36-39.

[10] 杨倩倩. 基于购物篮分析和可达性的钢铁物流园区货位动态布局研究[D]. 北京：北京交通大学，2021.

[11] 王思静. T公司医药冷链物流仓储中心布局优化研究[D]. 济南：济南大学，2021.

[12] 陈诚，林秋婷，李琪娜，等. 基于EIQ-ABC-SLP方法的钢铁物流园区仓储布局[J]. 集美大学学报（自然科学版），2020，25（4）：279-286.

[13] 丁波，彭瑾蓉，徐光明，等. 基于AnyLogic的轨道交通车站站厅设备布局优化及评价[J]. 铁道科学与工程学报，2020，17（6）：1578-1585.

[14] 李顺. 物流园区功能区块两阶段布局规划优化方法研究[D]. 重庆：重庆交通大学，2019.

[15] 马培. 基于AnyLogic的航空物流园区规划仿真及其优化研究[D]. 天津：天津工业大学，2019.

[16] 常天奇. 基于AnyLogic仿真的大型高铁站候车空间商业设施布局研究[D]. 成都：西南交通大学，2018.

[17] 王坤，何芳，胡子怡. 基于AnyLogic的铁路集装箱物流中心仿真实验分析[J]. 交通运输工程与信息学报，2018，16（2）：19-27.

[18] 郑彩金，何世伟，毕明凯，等. 基于物联网的物流园区门区优化仿真[J]. 大连交通大学学报，2018，39（2）：15-20.

[19] 王茹，孙卫新，唐三元. 厂区铁路运输优化仿真关键技术的实现[J]. 土木建筑工程信息技术，2013，5（1）：109-113.

[20] 张欣欣. 面向空间损失改善的仓储系统平面布置优化问题研究[D]. 长春：吉林大学，2012.

[21] 张敬. 厂区铁路设计阶段即时仿真基础问题研究[D]. 西安：西安建筑科技大学，2011.

收稿日期：2022-11-28

作者简介：叶志昊（1988—），男，陕西西安人，中国市政工程华北设计研究总院有限公司，高级工程师，研究方向：总图运输规划与管理;李  微（1988—），女，陕西渭南人，西安建筑科技大学土木工程学院，讲师，研究方向：交通运输与规划;李  锐（1975—），女，山西临汾人，西安建筑科技大学土木工程学院，副教授，研究方向：总图运输规划与管理;王肇飞（1983—），男，河南南阳人，西安建筑科技大学土木工程学院，讲师，研究方向：交通运输与管理。

引文格式：叶志昊，李微，李锐，等. 高标准物流仓储区两阶段平面布局优化研究[J]. 物流科技，2023，46（15）：159-162.

猜你喜欢物流园区基于改进物流量分摊模型的物流园区竞争关系研究物流科技(2019年2期)2019-02-27福建省物流园区发展调查报告福州大学学报（哲学社会科学版）(2017年6期)2018-01-11江西省物流园区发展现状及对策分析老区建设(2017年18期)2017-11-21物流园区出入口规划设计及其优化中国工程咨询(2017年3期)2017-01-31物流园区的突围之路中国储运(2015年8期)2015-11-21一张图带你读懂第四次全国物流园区(基地)调查报告 看看全国物流园区都有哪些“新”变化交通建设与管理(2015年16期)2015-03-20基于AHP-TOPSIS的物流园区综合竞争力评价模型研究郑州大学学报（工学版）(2014年6期)2014-03-01物流园区——匡正谬误科学发展中国储运(2014年5期)2014-02-04物流园区价值创造驱动机制分析市场研究(2013年5期)2013-07-18国外物流园区运营管理经验及借鉴合作经济与科技(2013年10期)2013-04-12