基于SLP 的生猪运输车辆洗消中心布局设计

苏杏绮

南京农业大学信息管理学院，江苏 南京 210000

非洲猪瘟病毒具有抵抗力强、传播速度快、致死率高等特点，现阶段并无针对性疫苗，因此，行业将面临非洲猪瘟常态化风险。应对该风险，最好的方法是进行长期的生物安全防控。随着我国养猪场规模的不断扩大与疾病传播风险的增加，生猪运输车辆洗消中心的建设是猪场生物安全工作的关键，也是集约化猪场建设中不可缺少的重点项目。

目前，对生猪运输车辆洗消中心的研究主要在消毒清洗技术[1]、流程方案[2]等方面，在洗消中心的具体布局方面研究较少，尽管有部分文章提及布局方案[3]，但在布局的合理性上仍缺乏详细的论证。

生猪运输车辆洗消中心的设施布置在一定程度上影响洗消的最终效果，若作业区安排不妥当导致车辆、外来人员和物品的移动路径发生交叉，这容易增加区域间交叉污染的风险，从而降低运输车辆的生物安全性。因此，利用SLP（systematic layout planning，SLP）系统布局规划方法对生猪运输车辆洗消中心进行设计与论证，对于洗消中心的管理与建设具有深远意义。

近年来，我国“十四五”的开局与新型技术的投入，让生猪运输工具及清洁消毒流程设施持续优化升级，当前适用的消毒方式在未来可能无法达到较好的、较经济的洗消效果，因此，本文结合当前消毒清洗流程的实际情况，在原有流程基础上进行消毒方式的改进，并基于新消毒清洗流程，利用SLP 对生猪运输车辆洗消中心布局进行科学分析与设计，将SLP 从物流的设施规划领域应用到洗消中心的设计，增强洗消中心设施布局的科学性，以期为生猪运输车辆洗消中心的规划设计提供新思路和新方法。

1 生猪运输车辆消毒清洗流程概述

1.1 消毒方式的选取

参考有关猪疫病防治常用消毒方式[4]、洗消新技术[5]等，依据需要消杀的常见病原的理化特性和消毒方式的有效性，对消毒方法进行比较，得到以下可行、科学的消毒方式。

喷雾消毒。采取喷雾消毒的目的是利用自动化设备的高效性对车体各部分进行喷洒覆盖处理，实现第一阶段高效的化学消杀处理。在消毒剂的选取上，根据常见生猪易感病毒的理化特性和消毒剂的协同作用选取合适的消毒剂。

泡沫消毒。利用泡沫消毒的附着性、持久性和可视性，在喷雾消毒的基础上进行第二阶段较彻底的化学消毒。选取与喷雾消毒所采用的消毒剂不发生相互作用的强效消毒剂。

物理消毒。通过物理手段从根本上破坏病原生物结构及生存环境。物理消毒不局限于高温消毒，也可采取局部高温消毒的方式来降低因全车高温而对车辆灵敏设备的损害。例如将热源安置车厢内部，在外部进行隔热处理；或风管采用定点喷吹的方式，对重点隐患区进行烘干作业[3]。

与原流程相比，在喷雾消毒的基础上增加泡沫消毒，可增强化学消毒的有效性；将高温消毒替换为其他物理消毒方式，可降低因高温而对车辆硬件造成的不可逆损坏。

1.2 车辆洗消流程设计

生猪运输车辆规格为9.6 m 运输车，是目前洗消中心主要进行洗消处理的车辆。依据生猪运输车辆洗消中心的流程规范与相关指南，洗消中心涉及的主体厂房主要为清洗区、喷雾消毒区、泡沫消毒区、干燥区和物理消毒区。本研究中的洗消中心为单通道洗消中心。

清洗区。承担清洗作业功能，按照要求配置泡沫清洗剂，对车辆内外进行喷洒浸润以软化有机物质，静置一段时间后，利用底盘清洗仪器充分冲洗底盘，用高压枪冲洗车体附着泡沫，同时去除车体表面附着有机物，为后续消毒提供保证。

喷雾消毒区。沥水到一定程度后，利用自动化喷淋设备对车厢、轮胎、工具箱等进行全面喷淋，静置一段时间保证达到消毒作用时间。

泡沫消毒区。按照比例配置泡沫消毒剂后，按照从内到外、从上到下、从前到后的消毒顺序，使用喷枪对车厢内外、工具箱、脚踏等进行全面喷洒直到泡沫覆盖全车体。静置一段时间保证达到消毒作用时间，之后调高高压枪压力参数，彻底冲洗泡沫。

沥水干燥区。车辆需要转移至相对湿度较小的区域进行沥水干燥，车辆驶至前后倾角大约为10°的斜坡上，让积水在重力作用下排出车体。或借助相关工具如风机，加快积水的流出速度。

物理消毒区。采取局部高温消毒的方式进行重点区域的高温消毒，物理消毒前对车辆进行安全检查，之后将热源安置到车厢内部，在车体外部铺垫隔热层进行隔热处理，保持温度在65～70 ℃，持续30 min。

由此，结合消毒方式的改进和流程规范文件，给出大致的车辆洗消程序：污区进入→进入清洗区→清洗处理→沥水干燥→进入喷雾消毒区→喷雾消毒处理→进入泡沫消毒区→消毒→干燥→进入物理消毒区→物理消毒处理→采样→停放净区停车场。需要注意的是，在车辆的洗消细节上，需要保证各类消毒程序都达到最低作用时间，同时要密切关注洗消相关参数的变化条件以确保洗消效果[2]。

2 利用SLP 进行生猪运输车辆洗消中心布局设计

2.1 SLP 方法概述

系统设计布置法（systematic layout planning，SLP），一直是物流工程、工业工程领域不断探索完善的对象。该方法利用作业区相互关系的密切程度进行量化从而评定各作业区之间的相关程度，根据物流相关表和活动相关表探讨各种可能的区域布置组合，以利于最终的决策。该方法应用普遍，除了应用于工厂和生产系统设计，还可用于各种服务设施设计。

具体到生猪运输车辆洗消中心的布局设计，应用关联线图法来从定性角度配置各作业区的相对位置。关联线图法是对作业区之间的关联性进行分析，以决定各作业区的相对位置[6]。通过关联性分析和处理，可以确定各个作业单位之间的综合接近程度，在布局时将关联性强的作业区放于中心位置，依次处理作业区。该方法能加强作业区之间的联系，有效利用空间、设备、人员、信息和能源，合理划分功能区域，实现系统的最优化。

2.2 研究思路

基于新洗消流程，分析洗消中心各作业单元之间的相关关系，结合活动关系关联程度，将作业区的关系量化为综合关联表，依据作业区之间的关联强度，合理配置作业区的位置。以此保证流程顺利进行并提高各洗消活动的效率，从而实现洗消中心布局的科学设计。

2.3 设计目的与布局原则

生猪运输车辆的清洗消毒是防控非洲猪瘟的关键环节之一，洗消中心承担着对运输车辆及人员、物品进行清洗、消毒、烘干的功能[7]。利用SLP，针对不同作业区的关联性进行安排，使车辆、外来人员、物品的流动路线不发生交错，体现布局的合理性、科学性、经济性。

在布局设计上需要遵循一定的布局原则：

（1）可行性原则。生猪运输车辆洗消中心的建设应坚持科学、合理、实用、规范的原则，所设计的布局应满足作业流程的正常运行。

（2）以人为本原则。作业区域规划实际上是人机环境的综合，要适当考虑创造一个良好、舒适的作业环境。

（3）单向流动原则。在布局上应遵循从进到出，作业区生物安全级别由低到高的原则，以不同生物安全级别来划分不同区域，污区和净区之间设有缓冲区。

（4）车辆、人员、物品的移动路径相互独立。在科学合理的布局设计中，人流、物流应各自拥有独立路线，互不干扰。

2.4 确定作业单位

依据流程涉及作业单位，参照洗消中心建设规划方法[8]、《非洲猪瘟常态化防控技术指南（试行版）》和《规模猪场（种猪场）非洲猪瘟防控生物安全手册（试行）》中人员管理以及洗消中心建设意见，确定如表1 所示的主要作业单位。

表1 主要作业单位说明

2.5 功能区关联性分析

在洗消中心各单元的相互关系的定性考量上，总体应遵循环境载毒量逐级递减的设计原则，从属区域（例如污区、灰区、净区）内的流程型作业单位应尽量靠近且不影响流程的衔接。同时，还需要结合以下影响因素进行关联性分析：①流程的连续性[9]；②人员移动的便利性[9]；③与通用区域的方便性；④预防交叉污染。

活动关系关联程度等级可分为A、E、I、O、U、X 6 种等级，A 为绝对重要，E 为特别重要，I 为重要，O为一般，U 为不重要，X 为禁止靠近。根据相关因素，可以对任意2 个区域的相关性进行评价。

在遵循布局原则的前提下，结合关联因素程度等级，根据洗消中心操作规范、消毒剂与消毒方式的操作要求、专家调查意见和洗消中心的实际情况，确定如表2 所示的洗消中心各单元综合作业关联性。

表2 各单位综合作业关联性

2.6 绘制功能区位置及面积相关图

基于各作业单位的基本资料和指南的建设意见，根据建构关联线图的步骤，对各作业区的相对位置进行布局构建。

首先，选定第一个进入布局的作业区。具有最多“A”关联的作业单位作为第一个进入布局的作业区，因为作业单位编号为7 的人员消毒区具有最多的“A”即4 个，所以选择其作为第一个进入布局的作业区。其次，选定第二个进入布置的作业区。第二个被选定的作业区是与第一个进入布局的作业区相关联的未被选定的作业区中具有最多“A”的关联作业区[6]，因此选择作业单位编号为2、具有3 个“A”的喷雾消毒区。第三个被选定的作业区应与前2个作业区同时具有最高的接近程度[6]，因为作业单位编号为8 的淋浴更衣间与前2 个作业单位的接近程度为“AI”，因此作为第三个被选定的作业区。第四个作业区选定的过程与前一步相同，应与前3个作业区具有最高的接近组合关系[6]，因此作业单位编号为9 的衣物清洗干燥室以最高的接近程度“AAI”入选第四个作业区。以此类推，选择其余11个作业区，考虑相关专家在区域布局上的意见，最终得到如图1 所示的作业关联图。

图1 作业关联图

2.7 布局方案设计与调整

综合各作业区的相对位置及对各作业区的面积和长宽比例的考虑，将作业关联图中的方块样板转换为对应作业区，并进行关联性布局[10]，同时根据现实需求在空余位置合理添加辅助设施如值班室、生活区、停车场等。

在布局过程中，由于布局的不确定性和布局者的主观性，往往会出现多种布局规划方案，但并不是所有方案都符合要求。因此，在布局满足布局原则的前提下，综合考虑布局方案的可实现性、车辆移动距离、洗消对象流线分析以及区域之间的干扰性，舍弃具有明显缺陷的布局规划方案，最终得到如下2 套布局规划方案，见图2 与图3。

图2 生猪洗消中心作业区布局规划方案一

图3 生猪洗消中心作业区布局规划方案二

2.8 布局规划方案的评价

洗消中心的建设与管理终究要由相关企业来落实，因此对企业而言，洗消中心在规划上更加追求布局的经济性。方案一和方案二均遵循布局原则，均可满足基本洗消流程的作业需要。因此，根据有关专家意见和依据相关指南建议，从土地利用率、系统扩充性、人员安全性这3 个方面对2 个布局规划方案进行评估：

1）经济性方面：在相同场地面积的约束下，方案一的土地利用率更高，约占88%，内部空间布局较松散，而方案二的土地利用率为70%，内部空间布局较紧凑；从储存量看，方案一净区停车场可停放车辆的空间更大。

2）系统作业方面：系统扩充性上，方案一优于方案二。布局方案适用于单车道生猪运输车辆洗消中心，若将来因洗消需求的突增而要求拓展原厂房洗消规模，方案一所需土地较少，空间弹性大，采样处对应的空地可以按需利用，且不需要更改原有布局与流程方法，而方案二空间布局较紧凑，空间弹性小，所需的扩建土地较多，且需要调整部分作业区来适应洗消需求的发展。

3）安全性：人员安全性上，方案一优于方案二。通过分析外来人员的移动路径与物品的移动路径，发现方案二中外来人员与洗消员的移动路径会在物品暂存区发生交错，存在一定的风险，而方案一无论是外来人员还是洗消员的移动路径都可以保持独立，不发生交错。

综合上述评价，可见方案一优于方案二，所以方案一为最优布局方案。根据外来人员（浅黑色箭头线条）、车辆（深黑色箭头线条）的流动路径（见图4），将路线进行可视化处理。

图4 生猪洗消中心作业区布局规划方案路径

3 结 语

在非洲猪瘟常态化风险下，洗消中心将逐渐步入经济性、高效性、绿色性、智能性的新型建设。因此有必要对现行消毒方式进行改善以适应未来的发展，有必要在布局角度实现空间的合理运用。本文基于新消毒清洗流程，在对洗消中心系统的关联性分析的基础上，以车辆、外来人员和物品的移动路径的独立性为目的，应用系统布置设计（SLP）得到符合要求的布局规划方案，用定性评价方法对方案进行分析，最终得到最优方案，为洗消中心未来建设提供思路与参考。采用SLP 进行洗消中心的布局设计，为洗消中心的规划设计提供了一种科学的方法。这一科学高效的区域布置设计方法，也对其他流程主导型场地的建设具有一定的指导意义。