基于SLP法和流量-距离分析法的快递站点设施布局设计

姚镇城

（惠州城市职业学院商务学院，广东 惠州 516025）

在快递物流的整个流通过程中，快递站点是快递物流两端的物流节点设施，连接着发件人和收件人，其作用相当重要。虽然我国快递业发展起步慢，发展速度却非常迅速。当前，对于快递物流的研究和实践还比较少，快递物流仍然存在很多有待解决的难题。特别是作为末端投递设施的快递站点，设施布局设计普遍缺乏整体规划、科学分析，作业单元位置布局不合理、作业单元面积缺乏科学计算，从而制约快递物流的高效性。

要实现我国快递业的健康快速发展必须解决这些问题。本文主张通过实地考察快递站点，总结归纳站点设施布置的共同性问题，找到制约快递物流高效性的问题所在，寻求解决的科学方法。

1 文献综述

1.1 设施布置

设施布局设计是通过对系统物流、人流和信息流进行分析，对设施内部作业场地、通道进行有机的组合与合理的配置，达到设施内部布置最优化的过程。随着工业工程理论的发展，设施布局设计的方法比较多，具体包括数学模型法、系统化布置方法（SLP）以及计算机仿真等方法。SLP法产生较早，运用也比较成熟，被广泛运用到生产车间、物流园区等领域的布局中。基于SLP法的布局设计通常能得到几个可以满足基本原则的初始方案，但从中选取较优化的方案则需要进一步的讨论。常用的方法有AHP法、分级加权评分法、因素评分法、流量-距离分析法等等。其中，流量-距离分析法比较简单有效，又能清楚地反映出布局方案物流状况的优劣。

当前，国内外关于快递站点的研究主要集中在快递站点的网络布局方面。对于快递站点内部的设施布局，可能每个企业在实践中都有自己的经验做法，但并未提炼形成具有普遍推广价值的工具。因此，本文拟采用SLP法和流量-距离分析法，提出解决问题的举措。

1.2 SLP模型与流量-距离分析法

1.2.1 SLP模型

系统化布置设计（Systematic Layout Planning，SLP）是美国学者理查德·缪瑟（Richard·Muther）在1961年提出来的，该方法建立了一个各部门之间的相互关系图来表示各个部门之间联系的紧密程度。在确定各部门相互位置后，根据部门作业所需要的作业面积，安排各个部门的位置。最后对布置方案进行定量评价，选择量化得分最高的布置方案。

SLP模式采用量化的作业单元之间密切程度来进行平面布置。量化的密切程度用A、E、I、O、U、X来表示，相应的赋值分别是4、3、2、1、0、-1。作业单元i与作业单元j之间的密切程度用物流相互关系和非物流相互关系的综合密切程度来衡量。将密切程度高的作业单元安排在一起，形成布局方案。

1.2.2 流量-距离分析法

流量-距离分析法是在布局方案图上，确定物料发送作业单元至物料接收单元之间的物料搬运量，简称流量（qi）以及搬运距离（dj），编制物流量表和距离表。其中i表示发送作业单元，j表示接收作业单元。采用物流量与搬运距离的乘积总和作为搬运工作量S记为：

流量-距离分析法需要分析作业单元之间的物流量和作业单元之间的搬运距离。作业单元之间的直角距离采用两个作业单元距心位置的直角距离。在平面直角坐标系中，i和j两个作业单元的距心位置坐标分别为i（a,b）和j（c,d），则它们之间的直角距离为横坐标差的绝对值与纵坐标差的绝对值之和，计算公式如下：

2 实证研究

2.1 背景企业快递站点介绍

背景企业成立于1993年，是一家以经营国内和国际快递为主的民营企业。企业拥有近8千个基层的物流快递站点，本文研究的是该企业的其中一个基层站点。该站点占地面积约400m2，包括室内作业设施200m2和室外作业设施200m2。站点的作业对象是快件（包括文件和包裹）。经统计，派件的快件数量总和平均约为1600件/天，收件的快件数量总和平均约为1200件/天。滞留的快件数量总和平均约为80件/天。该站点每天的00:40、10:25、11:40、13:25、17:00、21:05分6趟在站点将收取的快件装车，发往分拨中心。从分拨中心发往该站点装有到件的运输车辆在每天6:40左右抵达站点。

根据对站点主管和工作人员的走访，发现当前该快递站点并未划分作业单元，物流动线交叉，整体作业比较混乱，制约了作业的效率和准确性。

2.2 站点作业单元划分设计

为了满足作业需求，将该站点的作业单元划分为如下区域：包装区、交接区、分拣区、仓储区、滞留件区和上（卸）货区。各个作业单元的功能如下：

包装区的主要功能有接受自行来站点寄件客户的寄件业务、接待寄件客户、处理客户投诉、堆放寄件使用的包装材料（如塑料泡沫、瓦楞纸箱、封装胶纸等）。

交接区是收派员与仓管员进行快件交接的作业区域。在这个区域，收派员从客户处收来的快件交付给仓管员，仓管员将分拨中心到站点的快件交给收派员。主要从事快件的数量清点、收交接表填制等活动。

分拣区的主要功能是从分拨中心到站点的快件拆零分拣后，直接在分拣区转入交接区，由仓管员交给收派员。同时，为了方便作业，该区域也存放站点作业过程中所需要的手动液压托盘车、物流周转箱等作业设备。

仓储区的主要功能是储存和分拣。仓管员将从交接区接来的快件存放在这个区域，同时，将分拨中心车辆运送过来的打包快件在这个区域进行拆零分拣。

滞留件区是存放由于未能联系到收件人或者是收件人拒绝签收等特殊原因造成未能正常派送的快件区域。

上（卸）货区是车辆装卸货物区域，由于站点收取的快件装货发车和到货卸载都在该区域进行，因此统称该作业单元为上（卸）货区。

2.3 站点物流分析

2.3.1 量化物流强度分析

第一步，对划分了作业单元的快递站点工艺流程进行分析。该站点的物流工艺流程可以分为收件工艺流程、派件工艺流程和滞留件工艺流程。

站点收件工艺流程如图1，图中方框代表作业单元；箭头上方数字表示该工艺过程中每日平均从上一个作业单元流转到下一个作业单元的的快件物流量（单位：件）；箭头代表快件的流动方向。下同。

图1 站点收件工艺流程图

站点派（到）件物流工艺流程如图2。

图2 站点派（到）件工艺流程图

站点滞留件物流工艺流程如图3。

图3 站点滞留件工艺流程图

第二步，进行物流量分析。根据该快递站点工艺流程图，对流程中的各个环节物流量进行分析汇总，得到该快递站点作业单元之间的物流从至表，如表1。通过对该快递站点作业单元物流从至表中物流量的叠加，得到该快递站点作业单元物流流量汇总表，如表2。根据快递站点作业单元物流流量汇总表中作业单元之间的物流量大小，将其分为五个等级，分别用A、E、I、O、U表示，A表示约占物流量40%，E表示约占物流量30%，I表示约占物流量20%，O表示约占物流量10%，U表示约占物流量0%，做出各个作业单元物流强度等级表和各作业单元物流相关表，分别如表3和表4。从表4可以看出，上（卸）货区与滞留件区、包装区与分拣区、仓储区、滞留件区，分拣区与仓储区、滞留件区，仓储区与滞留件区之间都没有明显的物流联系，这些作业单元的布置设计都需要通过对它们之间的非物流关系进行进一步的分析。

表1 快递站点作业单元物流从至表（单位：件）

表2 快递站点作业单元物流流量汇总表

表3 快递站点各作业单元物流强度等级表

2.3.2 非物流的密切程度分析

对于物流设施而言，作业单元之间的相关性，除了物流相关性以外，还存在非物流的相关性。非物流的相关性大致包括了以下一些因素：（1）工作流程；（2）使用共同的设备；（3）使用相同的场所；（4）使用相同文件；（5）使用共同人员；（6）方便管理；（7）工作联系密切；（8）噪音、相互干扰等。结合该快递站点的实际状况，本文从上述诸多因素中，选取表6中所示的5个接近性评价理由来对作业单元之间的接近性进行分级评价，分级的标准如表5所示，评价得到的结论如表7。

表4 快递站点各作业单元物流相关表

表5 接近性评价等级表

表6 接近性评价理由表

表7 快递站点各作业单元非物流关系接近性评价表

2.3.3 综合相互关系分析

作业单元之间的综合相互关系是在物流相关性分析和非物流相关性分析结果的基础上，综合考虑如何布置作业单元，具体步骤如下：

（1）确定物流相关性和非物流相关性的相对重要性比值。物流和非物流相关性的相对重要性比值m:n一般在1:3～3:1之间。本文研究的快递站点以物流相关性更加重要，但非物流相关性也不容忽视，因此在这里取m:n比值为2:1。

（2）量化物流相关性和非物流相关性的等级。取A=4，E=3,I=2，O=1，U=0，X=-1。

（3）量化作业单元综合相关性。作业单元Ai和Aj之间的物流相关性等级Mij，非物流相关性等级Nij，则作业单元Ai和Aj之间的综合相关性程度为Ti=mMij+nNij。本文中，各作业单元对的综合相互关系量化得分如表8所示，作业单元综合相关性等级划分如表9。

表8 快递站点各作业单元综合相互关系量化得分表

表9 快递站点各作业单元综合相关性等级划分表

（5）绘制作业单元综合相关表

结合表8和表9，绘制该快递站点各作业单元之间的综合相互关系表，如表10。

表10 快递站点各作业单元综合相互关系表

2.3.4 各作业单元面积确定

本案例中，设施面积有部分是室外露天作业区域，由于部分快件包装是纸箱包装，快件分拣存储等作业环节不适宜在室外进行，因此，本文在讨论作业单元面积大小划分时仅对室内设施部分面积根据物流量的大小、使用设备占用面积、作业人员作业所需面积三个因素进行汇总进行划分，在包装区还要考虑包装材料堆存所需面积。室外设施部分保留原来的作业面积。物流总量指流转经过包装区、交接区、分拣区、仓储区、滞留件区的快件数量之和，各个作业单元的物流量指的是物流过程中流经该作业单元的快件数量。根据物流实践，物流量所占用的设施面积为90件/m2，即每90个快件需要占用1m2的设施面积；作业人员作业所占用的设施面积为3m2/人，即每个操作人员从事物流活动需要3m2的设施面积。作业单元所需面积的计算方法为：

作业单元所需面积=物流量/90+3*作人员数+设备占用面积

调整后的作业单元面积在作业单元所需面积的基础上人为地加上了适当的空间，快递站点主要作业单元面积如表11。

表11 快递站点主要作业单元占地面积

2.4 快递站点设施布局方案设计

2.4.1 绘制作业单元位置相关图

在绘制作业单元位置相关图时，先不考虑各个作业单元的面积和几何形状，仅从作业单元综合相互关系接近程度出发，安排各个作业单元之间的相对位置，相关性越高的作业单元之间的距离越近，相关性越低的作业单元之间的距离越远。绘制过程中使用的评价等级符号，如表12。

表12 评价等级符号表

对于本文研究的快递站点而言，由于上（卸）货区是露天设施，位置已经确定，加之该作业单元与交接区存在A级密切程度，因此在进行设施布置设计时，可以考虑首先布置上（卸）货区和交接区，其他与上（卸）货区关系密切的作业单元尽可能靠近上（卸）货区，按照作业单元之间的综合密切相关性，从综合密切相关性密切的强弱，依次安排各个作业单元的位置。可以得到该快递站点作业单元位置相关，如图4。

图4 快递站点作业单元位置相关图

2.4.2 绘制作业单元面积相关图

根据表11和图4，将各作业单元调整后所需的面积和快递站点作业单元位置相关图进行叠加，得到快递站点作业单元面积相关图，如图5。

图5 快递站点作业单元面积相关图

2.4.3 确定初始可行布局优化方案

根据图5，结合该站点设施的形状，对快递站点作业单元面积相关图略加调整，得到该快递站点设施布局优化后的可行方案有两个，分别如图6、图7。

图6 快递站点设施布局初始方案一图

图7 快递站点设施布局初始方案二图

上述两个初始可行方案均满足以下几个基本要求：

第一，满足调整后的作业单元面积，即上（卸）货区200m2、包装区15m2、交接区75m2、分拣区75m2、仓储区25m2、滞留件区10m2的作业面积要求；

第二，上（卸）货区与交接区、分拣区这三个综合相互关系非常紧密的作业单元布置在相互靠近的位置上；

第三，为了防止滞留件与其他快递件的混淆，滞留件区远离了分拣区和仓储区。

从这三个基本要求看，上述的两个初始方案都是可行的。至于这两个初始方案哪一个更具有优势，需要通过对方案的评价做进一步讨论。

2.5 快递站点设施布局方案评价

本文采用流量-距离分析法对上述初始方案进行评价。本案例中，物流量采用作业单元之间的快递件数来衡量，搬运距离采用快递站点作业单元距心之间的直角距离来测量。根据流量-距离分析法的原理，可以对上述两个初始可行方案进行比较。

2.5.1 评价初始可行方案一

快递站点作业单元之间的物流量如表2。以上（卸）货作业区左下角为坐标原点，构建平面二维坐标系。在坐标系中，方案一各个作业单元距心坐标如图8，通过各个作业单元距心坐标，根据公式（2）可求得方案一中作业单元之间的直角距离。根据图8，得到方案一中作业单元之间的直角距离表，如表13。根据表13、表2和公式（1），在初始可行方案一中，作业单元之间的流量—距离总和S1为：

图8 方案一中作业单元几何中心坐标图

表13 方案一中作业单元之间的直角距离表（单位：m）

2.5.2 评价初始可行方案二

以上（卸）货作业区左下角为坐标原点，构建平面坐标系。在该平面坐标系中，方案二中各个作业单元的距心坐标如图9。根据作业单元的距心坐标图和公式（2），得到方案二中作业单元之间的直角距离表，如表14。

根据表14、表2和公式（1），在方案二中，计算得到作业单元之间的流量-距离总和S2为：

图9 方案二作业单元几何中心坐标图

表14 方案二作业单元之间的直角距离表（单位：m）

从流量-距离分析法所得到的量化数据结果看，方案一的作业单元之间的流量和距离总S1和小于方案二的作业单元之间的流量和距离总和S2，说明在方案一的布置中，快件的搬运总工作量比较小，存在着作业单元之间距离远的物流量比较小，物流量大的作业单元之间快件搬运距离近的现象，更加符合SLP模式的思想。因此，方案一是较优方案。

3 结论

本文针对某快递站点的内部设施布局问题，采用了SLP方法对该站点的布局进行了设计，确定初始可行方案，采用了流量-距离分析法，通过物流量和搬运距离的乘积总和来比较两个初始方案，并从中选取了比较优化的方案作为该站点设施布局图。

根据以上实验，可以发现快递设施布置优化的改进方法：一是通过调整设施作业单元的平面空间相互位置，减少作业单元之间物流搬运总量，从而达到降低物流强度和提升物流效率的效果；二是通过科学计算作业单元的作业面积，使作业单元的空间满足物流作业的基本需求，保证作业空间的合理配备。