军用车辆器材仓库库房布局优化.pdf

军事物流物流技术2023年第42卷第9期（总第444期）收稿日期2023-07-24作者简介李庆松（1982-），男，92467部队工程师，研究方向：仓储及物流信息化系统工程。doi:10.3969/j.issn.1005-152X.2023.09.030军用车辆器材仓库库房布局优化李庆松1，张大鹏2（1.92467部队，福建福州350015；2.天津仁爱学院，天津301636）摘要以某综合仓库保障队（军用车辆器材仓库）为研究对象，分析现有仓库库房布局的不足之处，将储存区细分为大件储存区、小件储存区及关重件保管区，并利用系统布置设计（SLP）方法对该仓库库房进行布局优化，最终结合加权评分法对方案进行评选。新方案在库房利用率、流程效率上都得到显著提升。关键词军用车辆器材；仓库布局优化；SLP中图分类号E233文献标识码A文章编号1005-152X(2023)09-0118-04Layout Optimization of Military Vehicle Equipment WarehouseLIQingsong1,ZHANGDapeng2(1.Troop 92467 ofPLA,Fuzhou 350015;2.TianjinRenaiCollege,Tianjin 301636,China)Abstract:Taking a comprehensive warehouse support team(a military vehicle equipment warehouse)as the research object,we analyzed theshortcomings of the existing warehouse layout,and divided the warehouse into three storage areas respectively for large,small and heavy equipment storage.Then,using the System Layout Planning(SLP)method,we optimized the layout of the warehouse.Finally,we combined the weighted scoring method to evaluatethe layout scheme obtained.Theresultshowsthatthenewschemehasperformedsignificantlybetterinwarehouseutilizationandprocess efficiency.Keywords:military vehicleequipment;warehouse;layoutoptimization;SLP0引言近年来，随着我军军用车辆的代际更新和规模扩大，对应的车辆器材品种数量也显著增加。作为储备军用车辆器材的仓库，应对新形势下收发任务增加而人员减少的情况，实现库房布局及业务流程的合理优化设计已成为重要的课题。系统布置设计（System Layout Planning，SLP）由美国著名物流专家缪瑟（Richard Muther）提出，是一种为配送中心合理规划布局的方法1。它通过划分配送中心作业单位，物流、非物流相关性分析，最终由综合相互关系确定出新布局方案。杨学春，等2利用SLP方法对某物流仓库功能区进行布置设计。周廷美，等3利用SLP方法对整车厂零部件配送中心进行布局优化。李强，等4利用SLP理论完成了某汽车零部件仓储库房的布局优化，并结合算例对布局优化方案进行了对比分析。李建华，等5运用价值流图对车间的生产布局现状做了分析，并通过SLP结合车间实际给出了优化方案。罗淞夫6运用SLP对D公司整个分拣中心的布局进行分析并重新设计布局，同时利用Anylogic仿真软件进行验证，使该分拣中心的整体分拣效率得到提高。王平，等7运用SLP与SHA相结合的方法，对W造船厂阀件仓库布置进行分析与优化调整。张云帆，等8、文法然，等9均运用SLP方法和加权因素法对作业区域的布局进行优化和选择，最后得出总体最优的布局方案。本文旨在以某综合仓库的保障队（军用车辆器材仓库库房）为研究对象，对其现状进行分析，之后利用SLP理论对其完成布局优化，并最终对方案进行效益分析。1仓库现状及问题分析1.1仓库现状W仓库库房是一个存放部队军用车辆器材的库房，主要为车辆的零部件及相关的维修工具等，图1为仓库库房布局的示意图。图1军用车辆器材仓库库房布局的示意图该仓库库房主要划分成了四个区域，主要功能如下：-118军事物流（1）入库区。即货物接收区，主要用于准备车辆器材的接收和分拣，包括装卸、清点和检查。（2）储存区。其主要储存车辆器材，在这一区域中，可以放置各种规格大小的器材，并且每个货位都能够根据需求分类摆放。（3）流通加工区。该区域主要依据订单要求，从储存区或流通加工区拣选货物，并按照一定的分类和集中方式进行处理，等待最终的配送结果。（4）出库区。出库区的职责是对出库的器材进行装车，对运输车辆进行全面检查，对发运的零部件、包装和装载进行仔细核对。该仓库的作业流程主要包括卸货、验收、存储、拣选、包装、发货出库。出入库流程具体如下：（1）入库流程：仓库收到入库通知，保管员进行卸货，通过数量验收和质量抽查后收货，根据仓库空位进行分配储位、货物堆码装盘、储存。（2）出库流程：在接收到客户订单后，仓库根据客户订单在储存区或流通加工区拣选订单上的物品并进行加工，二次包装，然后发货出库。1.2存在问题分析（1）仓库功能区域划分不合理。整个仓库的功能区域划分过于单一，尤其是储存区，车辆器材种类繁多，储存特点不同，但都集中在同一区域，导致很多作业集中，进而导致仓库的入库、拣选、出库等作业效率低下。（2）整体区域布局不合理。导致仓库工人搬运货物的时间、距离较长，从而降低了搬运效率，无法使高效率完成作业。（3）库房内货品摆放杂乱无章，货物堆放不规范、成组货物摆放杂乱增加了拣选货物的难度，使出库货物数量、种类的准确性难以保证，这一系列问题都会影响仓库作业效率。（4）保管员缺少单独的办公区域，使得仓库保管员长期处于疲劳作业阶段，大大影响了作业效率。2基于SLP的军用车辆器材仓库布局优化设计2.1仓库功能区域划分针对原仓库库房存在的问题，将仓库库房整体划分为以下几个功能区。各个区域进行简要介绍，如名称、主要功能等，见表1。表1区域划分表序号12345678区域名称接收区大件储存区小件储存区关重件保管区流通加工区辅助性区域发货区办公区主要功能主要按规定的时间接收各地零配件供应商的器材，并进行检查、卸货等工作大件器材存储区，采用地面堆垛存储小件器材存储区，采用高层货架存储设置关键重要器材（轮胎、蓄电池、电路板等）存放区、项目物料区、溢出区及可疑物料区负责出入库器材的拣选、包装等相关工作设置料框存放及清洗区、叉车/拖车存放区、工作器具及作业设施临时维修区、废弃物料存放区等。负责发货前的检查、装车、发车等相关作业负责车辆器材的日常管理、收发等文档及信息系统处理工作2.2物流关系分析为了直观且清晰地描述各区域间的相互关系，通常使用A、E、I、O、U来分别表示绝对必要、特别重要、重要、一般密切程度、可忽略等不同等级。物流强度关系等级划分见表2。表2物流强度等级比例划分表等级强度绝对必要特别重要重要一般密切程度可忽略符号AEIOU货物移动量比例（%）403020100根据对该仓库的调研情况，在总结最近一月的基本物流数据的基础上，详细分析了各作业单元之间的物流情况。在综合考虑物流路线的基础上，对各作业单位之间的物流强度进行了相应的划分。并绘制出了仓库作业单元的物流相关图，如图2所示。图2军用车辆器材仓库物流相互关系图2.3非物流关系分析对于军用车辆器材的仓库库房设置而言，各区域除了存在物流相互关系外，还存在非物流相互关系。本文通过设立一些指标进行非物流关系密切程度的评级，更加客观地表达出区域间的非物流相互关系。在非物流因素的选取上，综合考虑了库存器材流通的连续性、管理方便、人员联系、物料搬运等多方面的因素，非物流强度关系等级划分表见表3。根据实际情况划分等级，绘制非物流相互关系图，如图3所示。表3非物流强度关系等级划分表等级强度绝对必要特别重要重要一般密切程度可忽略不希望靠近符号AEIOUX比例（%）51015254052.4综合相互关系分析在仓库中，各区域间既存在物流相互关系，又存在非物流相互关系。综合互相关系是由物流相互关系和非物流相互关系合并计算得到的。取加权值为2：1，A=4，E=3，I=2，O=1，U=0。对各个作业单元对进行计算、排序、分析，然后从综合相互关系的角度出发进行布局设计。各区域间的综李庆松，等：军用车辆器材仓库库房布局优化-119军事物流物流技术2023年第42卷第9期（总第444期）合相互关系等级、分数见表4。表4综合相互关系表12345678910111213141516171819202122232425262728作业单元对1-21-31-41-51-61-71-82-32-42-52-62-72-83-43-53-63-73-84-54-64-74-85-65-75-86-76-87-8物流关系等级EEAOOUUUUAEOUUAEOUEEOOEIUUUU分数3341100004310043103311320000非物流关系等级OOOOOUEUUUIIUUUIIUUIIAEOUUUE分数1111103000220002200224310003综合相互关系分数7793303008840088406646850003等级IIAOOUOUUEEOUUEEOUIIOIEIUUUO每个级别按照一定的比例进行排序，通过对表4中各区域的分数进行汇总，绘制综合相互关系图如图4所示。本文采用关系表法进行位置相关图的绘制，首先将图4转化为工作关系表，见表5。并依此绘制出代表各作业单位拼块图，因组合方式不同，各个作业单元占用面积调整，会得到不同的方块布局，分别如图5和图6所示。图5仓库库房布局方案一图6仓库库房布局方案二3评价与选择由于仓库库房的布置优化是一个多目标优化设计的过程，需要考虑多方面因素的影响。加权因素法就是在确定影响因素的基础上，对备选方案进行评选的方法。本文通过分析了解到影响布局方案的因素主要是占地空间利用率、货物的搬运效率、作业流程的合理性以及工作环境的舒适性等。结合实际咨询，在进行相关评价后，分别赋予每个图3军用车辆器材仓库非物流相互关系图图4军用车辆器材仓库综合相互关系图表5作业单位工作关系表作业单位12345678A41E4,55,62,3,62,3,5I2,3115,6,84,7454O5,6,8777112,3,4,81,7U73,4,82,4,82,387.81,62,3,5,6-120军事物流影响因素一定的权重，权重大小总计为1，并针对每一个方案，在4个指标方面进行打分，最终分数及结果见表6。表6加权因素评价法影响因素占地空间利用率货物的搬运效率作业流程的合理性工作环境的舒适性合计权重0.20.30.40.11分数方案18090857584.5方案29095958092.5由表6中数据可得出，在空间利用率、货物的搬运效率、作业流程的合理性以及工作环境的舒适性四个方面进行对比的情况下，方案二的分数高于前者，所以方案二为最优方案。4结语本文在分析了某军用车辆器材仓库库房的诸多不足基础之上，利用系统布置方法（SLP）对仓库的各区域的功能进行重新划分，并进行物流相关性与非物流相关性分析，然后综合相互关系的分析，进行作业相关位置的布置，最后运用加权因素比较分析法对新的布局图进行评选。相较于原来的布局，新方案将储存区细分出了大件储存区、小件储存区和关重器材储存区，同时增设了辅助性区域及办公室，使得仓库库房的空间利用率大大提高，运作效率得到了显著的提升。参考文献1MUTHER R.Systematic Layout PlanningM.MA:CahnersBooks,1973.2杨学春,程贤志.物流公司仓库功能区布局SLP分析J.物流科技,2021,44(9):159-161.3周廷美,汪磊,莫易敏,等.基于SLP方法的整车厂零部件配送中心布局优化J.物流技术,2017,36(2):142-145.4李强,张梅美,刘国松.汽车零部件仓储库房布局优化J.物流技术,2017,36(11):134-136.5李建华,陈祥儒,周鹏.基于SLP的采掘装备壳体车间布局优化研究J.价值工程,2020,39(11):284-288.6罗淞夫.基于SLP的D公司分拣中心布局优化J.物流技术,2022,41(11):121-124.7王平,兰昊.基于SLP和SHA的船舶建造阀件仓库布置优化J.物流技术,2022,41(9):104-109.8张云帆,李莉.基于SLP的物流配送中心布局规划研究J.物流科技,2019,42(10):32-33.9文法然,徐琬佳.SLP在仓库布局中的应用:以W公司为例J.物流工程与管理,2022,44(1):56-59.（上接第100页）从而指导实际的仓储作业。（2）开发了可交互优化的数字孪生无人仓储系统。该系统支持交互式优化求解，可以将云端数据库、深度强化学习、数据分析技术相结合，对数字孪生无人仓储进行优化。将此系统应用于Z公司后，提高了其规划质量，验证了本文中相关模型、算法及原型系统的有效性和便捷性。考虑到数字孪生的实施成本和复杂性，本文设计的系统离高水平集成的数字孪生仍存在较大的差距，后续将在此基础上获取更多不同对象的孪生数据，并对不同粒度的数据进行进一步研究，更好的实现“以虚控实”的目标。参考文献1吴秀丽.智慧仓内的智能算法应用现状综述J.物流技术与应用,2019(8):118-123.2周亚勤,汪俊亮,吕志军,等.密集仓储环境下多AGV/RGV调度方法研究J.机械工程学报,2021,57(10):12.3GRIEVES M,VICKERS J.Digital Twin:Mitigating Unpre-dictable,Undesirable Emergent Behavior in Complex Sys-temsM.Berlin:Springer-Verlag,2017.4GLAESSGEN E,STARGEL D.The Digital Twin Paradigmfor Future NASA and U.S.Air Force VehiclesC/53rdStructures,Structural Dynamics and Materials Conference,2012.5傅贵武,王兴波,田英.基于五轴加工中心智能生产线的数字孪生应用研究J.工程设计学报,2021(8).6杜健.基于数字化工厂的自动化立体仓库设计与仿真研究D.广州:华南理工大学,2018.7TAO F,CHENG J F,QI Q L.IIHub:an industrial internet-of-things hub towards smart manufacturing based on cyber-physical systemJ.IEEE Transactions on Industrial Infor-matics,2018,14(5):2 271-2 280.8TAO F,QI Q F,WANG L H,et al.Digital twins and cyberphysical systems toward smart manufacturing and industry4.0:correlationandcomparisonJ.Engineering,2019,5(4):653-661.9陶飞.数字孪生五维模型及十大领域应用J.计算机集成制造系统,2019,25(1):1-18.10 TONG X,LIU Q,PI S,et al.Real-time machining data ap-plication and service based on IMT digital twinJ.Jour-nal of Intelligent Manufacturing,2020,31(2).11 ZHENG P,SIVABALAN A S.A generic tri-model-basedapproach for product-level digital twin development ina smart manufacturing environmentJ.Robotics and Com-puter-Integrated Manufacturing,2020,64(August).12 LIU C,JIANG P Y,JIANG W L.Web-based digital twinmodeling and remote control of cyber-physical produc-tion systemsJ.Robotics and Computer Integrated Manu-facturing:AnInternationalJournalofManufacturingand Product and Process Development,2020,64(August).13 孙志军,薛磊,许阳明,等.深度学习研究综述J.计算机应用研究,2012,29(8):2 806-2 810.李庆松，等：军用车辆器材仓库库房布局优化-121