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物流中心内部布局规划理论与方法概述
物流中心内部布局规划理论与方法
引言
随着世界经济的快速发展和现代科学技术的进步，现代物流业作为现代经济的重要组成部分和工业化进程中最为经济合理的综合服务模式，正在全球范围内迅速发展。
作为在经济高速增长过程中产生和发展起来的具有无限潜力和发展空间的新型服务产业，作为一种先进的组织方式和管理技术，物流产业被认为是国民经济发展的动脉和基础产业，其发展水平已成为衡量一个国家现代化程度和综合国力的重要标志之一，被喻为促进经济发展的“加速器”。
物流中心作为物流网络的结点，物流系统的重要内容和组成部分，是集物流、商流、信息流和资金流于一体的流通性节点，在现代社会经济发展中具有重要的作用。
物流中心的规划和设计的合理与否，对整个物流系统的优化都有着重要的影响。
物流中心的建设耗资巨大，存在着一定的投资风险；如果设计方案不合理就要重新进行调整，进行的重新布置会造成巨大的人力、物力、财力和时间的浪费。
随着经济、社会的快速发展，为了适应市场需求的不断变化，物流中心在经营运作期间，生产面积和作业区的相对位置也需要进行局部调整。
此外，为了在激烈的竞争中发展，企业要在满足客户需求、提高服务水平的同时，尽可能的降低建设与运作成本，提高作业效率，这也要求物流中心的布局和设计要合理。
因此，对物流中心进行科学的规划和设计极为重要。
物流中心工作区域布局是物流中心规划设计的重要内容之一，也是企业实现其空间效益的物质基础。
优良的平面布置，合理配置各种设施设备，可以降低企业的物料搬运费用，减少或避免物流迂回、交叉，避免物流输送过程混乱，达到物流线路短捷、顺畅。
随着我国市场经济的建立和发展，我国的政府有关部门和各大企业越来越深刻地认识到现代物流业对经济发展的重要影响。
但是，由于我国物流业起步较晚，现有具备一定规模物流中心大都是由储备仓库、货运场站改造而来；新建物流基础设施，也由于缺乏出于对物流合理性考虑的规划理论和方法，在建设之初也都仅做了土建方面的设计。
因此，物流设施规划布局不合理而导致的经济成本居高不下等问题非常严重。
当前，电子商务和计算机技术快速发展和应用，物流中心作为大批物资集散的场所，无论在硬件规划还是软件配置上都要比以前有更高的要求，合理规划功能区布局对提高物流中心经济效益具有重要意义。
第一章物流中心概述
1.1物流中心的概念
物流中心的概念有广义和狭义之分。
广义的物流中心指的是为供应链的运作提供支持的一组集中的物理设施和服务，它可包括货运场站、港口、卡车终点站、专用仓库、开放式存储区、配送中心、企业自有物流设施和各种附属及辅助设施等。
而狭义的物流中心专指为实现商品高效流通而建立的组织、管理、控制、调配的物流节点。
《中华人民共和国国家标准一物流术语GB/18354-2001》中对物流中心的定义是:
从事物流活动的具有完善的信息网络的场所或组织。
应基本符合下列要求：
1）主要面向社会提供公共物流服务；
2）物流功能健全；
3）辐射范围大；
4）存储、吞吐能力强,能为转运和多式联运提供物流支持；
5）对下游配送中心提供物流服务；
由上述定义可以看出,物流中心是为了满足区域经济!
某行业或某企业用户的需要,利用运输、仓储、装卸搬运、流通加工、包装、物流信息处理等手段和设施进行一体化运作的物流节点,集商流、物流、资金流、信息流于一体，是产销企业的中介，是从事物流活动的场所或组织，是物流网络的节点，是物流产业的载体。
物流中心与物流园区、配送中心既有区别又有联系：
⑴配送中心（DistributionCenter）是以组织配送性销售或供应,执行实物配送为主要职能的流通型节点。
《物流手册》对配送中心的定义是：
配送中心是从供应者手中接受多种大量的货物,进行倒装、分类、保管、流通加工和情报处理等作业,然后按照众多需要者的定货要求备齐货物，以令人满意的服务水平进行配送的设施。
物流中心与配送中心的功能相似，只是物流中心辐射的范围大，处理的对象为大批量、小批次、少品种的商品,配送中心辐射的范围相对物流中心小（一般在300公里以内），进货对象是大批量,配送对象是小批量、大批次、多品种。
配送中心的上游是物流中心或工厂，下游是零售店或最终消费者。
⑵物流园区（LogisticsPark），是一家或多家物流（配送）中心、在空间上
集中布局的场所，有一定规模和综合服务功能的物流集结点"物流园区的概念强调的是具有产业一致性或相关性且集中连片的物流用地空间概念。
它与物流中心的主要区别在于:
1）物流园区的规模一般较物流中心大;
2）物流园区的服务对象是众多的商品,而物流中心是以单一或性质相近的商品货物为服务对象;
3）物流园区有多家从事物流的企业驻场经营,提供功能全面的综合物流服务,物流中心则一般由单个或少数物流企业驻场经营,提供的物流服务相对
专一。
物流中心、配送中心、物流园区等术语虽然都有着各自的含义,但它们都是物流系统中的物流节点,是进行货物集散或中转的场所"它们在功能分区和布局方面的特点又是相似的,都是指具有一定规模并从事综合物流服务功能的特定场所,是物流系统主要的基础设施"为了方便研究,本文对物流中心、配送中心或物流园区不作具体区分,将其统称为物流中心。
1.2物流中心的分类
由于不同的环境和需求,形成了多种形态的物流中心,根据主要功能的不同,物流中心可以分为以下三种类型:
配送型物流中心
配送型物流中心具有集货、储存、分货、加工、配送、信息等综合物流功能,是为连锁商店、零售商以及消费者组织供货的流通型物流节点。
为了保证供货便捷与快速,配送型物流中心应充分考虑市场因素,在地理位置上应定位于接近市场或者消费者。
仓储型物流中心
仓储型物流中心是以提供仓储服务为主,外加配送、运输等物流功能的物流中心。
功能设施较少,主要是仓库和堆场,作业流程也比较简单。
货运枢纽型物流中心
货运枢纽型物流中心是以连接不同运输方式为主要职能的转运型物流中心,除了具有仓储、转运等功能外，还具有拆拼箱、再包装等流通加工功能。
常见的围绕大型港口、铁路货运站场等建设的货运枢纽等都属于该类型物流中心。
它又可以分为：
为港区服务的物流中心一港口物流中心，为陆路口岸服务的物流中心一陆路口岸物流中心，为航空港服务的物流中心一航空物流中心。
根据物流中心运营的体制不同还可划分为：
⑴企业物流中心：
企业物流中心一般有三种情况,一种是生产制造企业的物流中心,通常是纵向一体化的企业,它是由单个的企业投资建立,所处理的商品也仅限于内部的原材料、半成品和产成品等,是为了企业购买获取、制造支持和实物配送而进行物流系统优化的产物,所以要考虑整个公司的制造、销售战略,仅为企业内部提供服务。
第二种是商品流通企业的物流中心,企业一般处于分销商的地位,物流中心所处理的商品种类多、数量大,一般上下游节点的数目也比较多,建立这种物流中心是企业扩大销售和降低物流成本的需要,我国目前所建立的物流中心大多数属于这种类型。
第三种是商品流通企业和生产制造企业联合的物流中心,双方通过互相协助、资源共享,共同致力于提高顾客服务水平和降低物流成本。
⑵行业物流中心：
行业物流中心所处理的商品一般属于某一行业范畴，一般由行业内占主导地位的几个企业联合设立，面向全行业，通过整合内部资源,利用规模效益,来促进整个行业服务水平的提高和行业经济的全面发展。
⑶城市物流中心：
以城市范围为配送范围的物流中心,属于规模更大、范围更大的综合物流中心,并不局限于企业或行业的范畴，由于城市范围一般处于汽车运输的经济里程,这种物流中心的商品配送可直接到最终用户，且采用汽车进行配送。
所以,这种物流中心往往和零售商经营相结合，由于运距短，反应能力强。
因而从事多品种、少批量、多用户的配送较有优势。
⑷区域物流中心：
这种物流中心以较强的辐射能力和库存准备,向省际、全国乃至国际范围的用户提供服务的物流中心。
这种物流中心规模较大、功能全面、作业量大。
1.3建设物流中心的意义
（1）建设物流中心是城市物流系统合理化的要求
随着近几年国内对物流认识的深化,物流热逐渐升温,各大生产企业、运输企业!
销售企业纷纷建设各自的物流中心和物流设施,虽然这在一定程度上带动了物流的发展,但是同时产生了物流设施规模小而且分散、管理混乱的现象,并且对城市交通形成了很大的压力,还容易产生环境污染等不良后果。
重复建设也容易使城市珍贵的土地资源更加稀缺"为了解决这些难题,政府应站在城市整体物流系统的高度进行统一规划,集中设置适当数量的综合物流中心。
这是促进城市物流系统合理化的必然趋势。
（2）建设物流中心可以提高物流集约化程度!
创造规模效益
物流中心是物流集约化经营的结晶，它以物流活动为主来组织商品流通活动,可以运用战略性的管理思想和专业化的优势，统筹物流活动的各个环节,借助于现代化的物流技术和手段,进行有序、有效、系统化的组织管理,它是实现物流业和整个流通领域由粗放型经营向集约化经营转变的重要工具"物流中心利用其专业化的设备设施!
专业的物流工作人员和专业的核算体系,能提高物流组织活动的专业化水平,适应社会大流通的需要，可以将社会物流资源相对地集中,容易形成较大的规模,创造出巨大的规模效益,提高物流的组织化水平,促进我国经济增长方式的快速转变。
（3）建设物流中心是电子商务发展的要求
在我国,物流己经成为制约电子商务发展的瓶颈因素"虽然通过互联网可以快速进行交易、定货、资金的结算等业务,但是通常真正能够把交易商品及时准确的送到顾客手中则非常困难,物流效率的低下与互联网的迅速普及形成了极大的反差,电子商务的顺利发展必须要求有高效的物流体系做支撑"物流中心作为物流系统中的一个非常重要的基础设施,它具有交通便利、功能多样、设施齐备、信息网络化等优势,它的出现必将加快物资的流通速度,提高流通效率,为电子商务的发展提供有利保障。
（4）建设物流中心是城市物流规范化的要求
物流业的健康发展并不意味着大家一哄而上，没有物流的规范化就没有物流的健康发展。
建设物流中心可以对城市物流业的发展起到示范作用，有利于形成有秩序的物流体系,有助于物流业向高效率、信息化、现代化、规范化的方向健康发展。
第二章研究综述
通过查阅相关文献资料得知,近年来,国外学者对物流设施布局规划问题进行了较为深入的研究,但大多集中在工厂及办公设施方面,物流中心规划布局文献资料相对较少,现简要分析如下。
2.1国外研究综述
20世纪60年代,美国Richard.Muther运用系统分析的方法,提出了非常具有代表性的系统布置设计法一SLP（SystematicLayoutPlanning）,将物流分析与作业单位关系密切程度分析相结合,釆用作业单位相互关系的等级表示法,对系统内的物流、人流、信息流进行合理分析,达到系统内部资源的最优化配置,这一方法的提出使设施布置问题由定性阶段发展到定量阶段。
J.cagan（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越性。
c.Papahristodoulou（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局,布置五个功能模块,这个模型具有灵活性和实用性特点。
AgatinaLaRosa（2000）通过借助于现代化的GIS系统对配送系统中运输成本和物流设施的设置之间的关系进行了研究,并进一步利用相应的数学方法对物流设施的设置以及空间结构问题进行探讨。
JaydeePBalakrishnan（2002）等学者在动态设施布局问题上做了进一步的探讨。
ShigeruYurimotoandNaotoKatayama（2002）通过借助2个非线性的数学模型对日本东京首府地区公共性物流中心的最佳位置及数量进行了分析,并提出了相关的配套的政策。
这篇文章为我们研究某个区域内物流中心的布局规划问题提供了一个很好的方法。
HyunJeung（2003）通过建立动态规划数学模型对第三方物流企业设施网络的布局问题进行了研究。
该文在以下两个方面有着它的不足之处:
①它以精确的数据来描述每个规划期内的运营费用、设施建设费用及顾客的需求量,这一点是不太准确的,因为在实践中这些需求量通常是变化、且较为模糊的。
②文中仅把成本最小化作为其模型的优化目标,目标的全面性略显不足。
Kyu-YeulLee（2005）在研究多层设施布置问题中，提出了一种改进的遗传算法。
通过进行选择、变异、交叉等操作,将楼梯、走道等设施间的相互关系描述成一种邻接图的形式,釆用Dijkstra算法计算设施之间的最短距离。
Andr6R.S.Amaral（2006）针对单线型设施布局问题提出了一种新的混合整数线性规划模型。
20世纪60年代以来,随着计算机的广泛运用，以LeeR.C.,Moore等为代表将计算机技术引入到设施平面布局问题的研究中。
之后,在他们的引发下,逐渐出现了许多利用高级汇编语言编制成的与平面布局相关的程序，比如MULTIPLE、CORELAP、COFAD、ALDEP等等，并形成了一种计算机辅助设施布置（ComputerAidedFacilitiesDesign,CAFD）方法，这是历史上的一大突破,利用计算机强大的功能，解决了设施平面布局等复杂问题,节省了大量的人力物力，为物流中心等设施的规划及布置提供极大的支持和帮助。
2.2国内研究综述
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,通过用放大设施倍数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小到实际大小而终止。
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,并采用了遗传算法进行求解。
韩增林,李亚军,王利（2003）提出物流园区规划布局大致框架为从总体物流园区到细分功能的物流中心再到单个物流配送结点。
林力千（2003）阐述了物流中心设施容量、布局设计、定位以及评估等环节内容,还给出了一些相关案例分析,为物流中心设计提供/明确有力的参考。
刘志凯（2003）分析了物流与物流中心的发展趋势，对物流中心的选址进行了总体概括，论述了物流中心规划的内容、程序，并对物流中心的功能、作业流程、作业区域、物流中心内部的设施设备配置进行了设计。
陈达强等（2004）通过创新性的使用布局设计方法,提出了以城市GSI为基础的布局设计方案。
王燕,蒋笑梅（2004）从物流配送业的发展现状为出发点,对配送中心的发展趋势进行了研宄。
对配送中心建设期的可行性研宄,市场分析,定位,设施规划,项目选择,经济评价和经营秩序,库存,补货,理货,信息系统的总体规划进行了讨论,为新建、改造配送中心提供了理论依据。
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。
张宇众,钟将（2005）针对工厂总平面布置优化设计问题,提出了一种基于遗传算法的车间布局优化方法,通过对一个实际的汽车配件厂进行具体设计来对检验该算法。
刘颖（2005）提出根据物流园区的功能分区应用平面布置方法对配送中心进行规划布置。
刘昌祺（2005）阐述了建设物流中心的基本步骤及其评价标准。
分析了物流中心的主要运作过程,并对物流中心内的全自动仓库、储运设备、信息管理系统等内容如何进行布局规划进行了论述,其研宄成果为企业物流中心系统规划、设计、建设提供了重要的参考依据。
汝宜红（2005）在总结国内外物流中心建设理论经验的基础上,结合中国的物流中心现状,阐述了物流中心选址建设、信息系统、运营管理等内容。
李玉民（2005）分析了将传统的系统布置设计方法SLP直接应用于物流中心设施布置设计存在的许多不足，进而结合物流中心自身的业务运作特点,在借鉴SLP方法的基础上,提出了一种适合物流中心的设施布置设计方法，并给出了其程序模式。
刘淑红（2006）对物流中心的功能区域布局方法进行了研究,提出了物流中心功能区规划流程,分析了影响功能区布局的因素,并且建立了功能区布局模型,编写以遗传算法为基础的程序。
王峰,刘晓峰（2006）对物流中心的功能分区问题进行研究,主要探讨物流中心规划设计时交通出口、入口的相关度、以优化物流中心交通组织以及功能区的布局。
陶经辉（2006）在划分物流功能区过程中主要通过将物流中心布局同城市规划布局相结合的方法,建立了带有约束条件的非线性数学模型,用来解决选址等实际问题,以求建设成本、运营成本、配送成本各项的总成本最小化。
张得志（2006）提出物流结点动态布局优化模型及其求解算法。
赵晓彬（2007）分析物流中心物流业务模式的特征、运作特点及采用条件，提出物流中心物流业务模式定位判断的标准，明确物流中心的内涵、功能及其规划的主要原则和内容。
在此基础上，从市场分析、战略定位、功能规划、布局设计及运营计划等五个环节考虑，提出MSFLB物流中心规划方法。
朱伏平、杨柳（2007）提出了在传统总搬运成本最小模型的情况下，增加影响生产流程平衡的约束条件来建立新的目标函数，从而更好地实现总体生产能力最大、生产总费用最低的目标。
夏纯欢（2008）提出了从总体到局部的的物流中心选址以及功能区布置方法,即从总体上宏观控制物流园区分布的基本范围,从具体局部上微观计算分布的坐标。
马成林、毛海军等（2008）用基于Automod仿真平台建模分析来进行钢材物流中心的功能区布局。
张锦（2009）教授编著的物流系统规划一书在吸收和借鉴国内外配送中心理论以及最新研究成果的基础上,密切结合我国物流中心研究与建设的实际情况,阐述了物流中心的服务功能设计、物流中心设备配置与设施布置!
物流中心经营方针和管理模式以及物流作业流程的设计。
潘宁楠,张培林等（2010）将模糊聚类法应用于物流园区总体布局设计中,对物流园区各功能区的评价指标进行了分析。
苏超（2010）研究了物流中心功能区布局与中心内外交通设施、道路的关系。
结合物流中心功能区布局的特点,将中心内外部交通作为一项重要因素加入布局规划中,对SLP方法进行改进,提出物流中心功能区布局系统设计方法的流程步骤。
在分析外部交通设施与内部道路对物流中心功能区布局影响的基础上，构建了铁路物流中心功能区布局规划数学模型。
张宝新（2012）阐述了物流中心内部规划设计的内容、基本思路和要求，介绍了物流中心内部规划设计的步骤，以及物流中心具体内部规划设计和物流中心作业功能规划。
陈泽民（2012）对铁路物流中心作业区的布局进行了深入探讨，在明确布局规划的内涵及原则的基础上，给出了利用SLP方法规划布局铁路物流中心的一般步骤，并对SLP在铁路物流中心布局规划中的实施过程进行了论述。
最后，将SLP方法应用于乌海铁路物流中心作业区布局规划中，得出该物流中心的平面布局方案。
邰世文（2013）从布局要素、布局类型及布局目标三个方面对汽车零部件物流中心总体布局优化问题进行了深入分析,从货物特性、存储形式、货位排列形式、存储策略、货位优化目标及原则对货物分配优化问题进行了详细的分析。
然后,在前述分析的基础上,重点给出了总体布局优化和货位优化模型的建立及其算法设计。
韩琨（2013）对布局规划理论与实践研究分析的基础上，将系统布置规划方法用数学方法加以改进，建立以物流中心内各功能区间的综合相互关系函数，此函数是以最大和总成本最优为目标的函数。
在一定的约束条件下，运用遗传算法求解。
最后，将此方法进行实例验证，得到相对优化的布局方案。
第三章物流中心内部规划设计基本理论
3.1设计内容
对物流中心进行内部规划设计,主要包括以下几方面内容。
（l）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有哪些作业区域,包括物流作业区域和周边辅助作业区域,使其能够实现物流中心的功能并完成相应的作业流程。
（2）物流中心设施及各作业区域的规划设计。
包括物流作业区域设施、辅助作业区域设施、厂房建筑及周边设施的规划设计。
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）物流中心内部各作业区域的平面布置规划与设计。
主要是规划各作业区域在物流中心的位置,使得商品在物流中心顺畅流通,同时尽可能减少人力、物力的浪费。
为此,必须先规划各区域的作业空间,并结合区域间的相关性才能做出合理的规划与设计。
3.2设计目的及指导思想
3.2.1设计目的
在预定的区域内合理地布置好各功能区块相对位置是非常重要的。
在对物流中心内部进行规划设计时,合理规划与布置各区域及设施设备的目的主要有以下几点:
（l）有效地利用空间、设备、人员和能源;
（2）最大限度地减少物料搬运量和搬运距离;
（3）尽量简化作业流程;
（4）提高作业效率,加快商品流通;
（5）力求建设与运营成本最低;
（6）为职工提供方便、舒适、安全和卫生的作业环境。
3.2.2指导思想
物流中心的建设是一项规模大、投资额高、涉及面广的系统工程,而且一旦建成就很难再改变,所以在规划设计时,必须遵循以下指导思想:
（l）系统工程思想
如何使物流中心的各项功能,包括运输、储存、装卸搬运、包装、流通
加工、配送、信息处理等有效衔接,是极为重要的一项系统工程。
设计一个
非常合理的物流中心内部布局方式,必须始终坚持系统工程的思想,统筹兼
顾,全面安排,既要做微观的考虑,又要做宏观的考虑。
（2）价值工程思想
随着市场竞争日趋激烈,客户对物流中心在准点率、缺货率等方面的要
求也越来越高。
对于物流中心来说,由于工程建设耗资巨大,在提供高质量
服务水平的同时,必须考虑物流成本,包括建设成本和建成后的运营成本。
因此在进行物流中心内部规划与设计时,必须遵循价值工程的思想,对多个
可行方案进行技术、经济比较,以求最大的企业效益和社会效益。
（3）发展的思想
在对物流中心内部进行规划设计时,应该具有适度超前的意识,在总体
规划的同时要充分考虑到以后发展的需要。
无论是区域布局,还是设施设备
的选择,都应在详细分析现状及对未来变化做出预测的基础上进行,要有较
强的应变能力和相当的柔性,以适应物流量扩大、经营范围拓展的需要。
3.3设计原则
建立物流中心的根本目的在于提高物流服务水平、降低物流成本和增加物流效益。
为实现这一目标,就必须对物流中心内部规划与设计进行认真的分析研究,在进行物流中心内部规划设计时,应遵循以下基本原则。
（l）布局合理化原则
为了突出物流中心的主体功能,使内部布局设计合理,我们应该做到:
1、功能区域的划分和作业区域设置要与装卸搬运、储存、流通加工、包
装、运输等作业活动完全相适应。
.
2、布局必须满足便于管理,能提高物流效益,对作业量的变化和商品形态的变化能灵活适应等要求。
3、以系统工程的思想做指导,运用系统分析的方法求得内部布局整体优
化。
4、为保证内部布局合理化,应注重从宏观（总体方案）到微观（每个部门、库房、设施）,再从微观到宏观过程的协调。
5、应注意减少或消除不必要的作业流程,这是提高物流中心生产率和减少消耗的最有效方法之一。
6、要重视人的因素,创造一个良好、舒适的工作环境。
（2）作业标准化原则
物流中心是物流系统的一个环节（结点）,所以在对其进行内部规划设计时应考虑整个物流系统的统一和标准化。
在规划设计中应采用现有的标准化成果,尽量使搬运方法、容器、托盘和设备标准化,从而与运输车辆、装卸机械、包装模式等社会上已形成的标准系统相匹配。
（3）作业规模经济化原则
和工业生产企业一样,物流中心也存在规模经济性的问题,采用大规模处理货物的手段可以降低成本。
物流中心作业规模主要是受客观物流量的限制,同时也受各地交通运输等方面条件的限制,在设计时不能根据规模经济性
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