本篇文章對(duì)物流中心的優(yōu)化策略中的布局策略進(jìn)行說(shuō)明。文中將傳統(tǒng)的slp（改進(jìn)后）布局方法和模擬耦合尋優(yōu)方法分別進(jìn)行描述，并在slp方法的基礎(chǔ)上增加了在不同的訂單結(jié)構(gòu)和作業(yè)量下對(duì)多布局方案的評(píng)估。為了更好的可視化效果，結(jié)合三維圖形進(jìn)行不同方案的布局展示，將布局方法工具化，通過(guò)數(shù)據(jù)的輸入、邏輯運(yùn)算和結(jié)果輸出，最后將數(shù)據(jù)通過(guò)看板的形式進(jìn)行比較展示。

布局策略基本邏輯

布局方案一（示例）：

布局方案二（示例）：

相同分揀模式下不同布局方案的模擬評(píng)估（文中作細(xì)節(jié)說(shuō)明）

方法一：SLP改進(jìn)方法

1、研究對(duì)象

生產(chǎn)物流中的研究對(duì)象是聚焦于物流功能區(qū)如何布局到固有或者將要建設(shè)的設(shè)施中，那么可以將對(duì)象這個(gè)部分主要分為實(shí)體和設(shè)施兩個(gè)部分。實(shí)體可以包括車間、倉(cāng)庫(kù)、作業(yè)功能區(qū)等部分，根據(jù)具體的需求進(jìn)行實(shí)體的細(xì)化拆分。但是實(shí)體拆分精細(xì)度也影響到規(guī)劃的結(jié)果，如果過(guò)于粗放，會(huì)影響到規(guī)劃的效果，達(dá)不到實(shí)際想要的效果，如果拆分得過(guò)于精細(xì)，也會(huì)增大運(yùn)算的難度，在影響到規(guī)劃效率的同時(shí)，也不一定所有拆分出來(lái)的小模塊都能夠符合未來(lái)的真實(shí)場(chǎng)景。因此，相對(duì)準(zhǔn)確的確定對(duì)象精細(xì)度和數(shù)量，是合理物流布局規(guī)劃的良好開端。

2、輸入

輸入部分可根據(jù)研究的物流場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，比如SLP的規(guī)劃方法中，輸入主要是P（產(chǎn)品）、Q（數(shù)量）、R（路徑）、S（輔助部門）、T（時(shí)間），但是這個(gè)輸入條件更多的應(yīng)用于工廠布局中，在具體的物流布局環(huán)境中對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)整，如修正為：流量、流向、距離、批次、面積。

物流量：

根據(jù)物流單元統(tǒng)計(jì)物流量，標(biāo)準(zhǔn)化程度高的行業(yè)相對(duì)比較容易統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)物流環(huán)境很難完全準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)出物流量，在無(wú)法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)出物流量的物流環(huán)境中建議可以模糊處理，比如通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況采集數(shù)據(jù)，然后根據(jù)需求進(jìn)行估算。

物流流向：

物流流向是基于流程和動(dòng)作導(dǎo)出的實(shí)體間的關(guān)聯(lián)性，設(shè)施或功能區(qū)連通的方式越多，物流的流向越復(fù)雜，物流流量和流向結(jié)合便形成了物流場(chǎng)景中的物流網(wǎng)絡(luò)。

距離：

設(shè)施間或功能區(qū)之間的距離是定值，也可以看成是路徑距離，距離是量距測(cè)算中的重要參數(shù)，在本方法中，距離的測(cè)算建議是采用設(shè)施的幾何中心作為測(cè)算點(diǎn)。

批次：

不同的實(shí)體（車間或者產(chǎn)線）根據(jù)工位設(shè)置、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)節(jié)拍等方面的需求，導(dǎo)致物流供給的批次不同，不同的批次下對(duì)于不同功能區(qū)的物流量距計(jì)算差別會(huì)成倍數(shù)的變化。

面積：

實(shí)體的面積測(cè)算分為兩個(gè)方面，一方面是根據(jù)未來(lái)的產(chǎn)量增長(zhǎng)導(dǎo)致的線體數(shù)量增長(zhǎng)來(lái)確定設(shè)施或功能區(qū)的面積，另一方面如果設(shè)施環(huán)境已經(jīng)固定，便需要根據(jù)設(shè)施的限制條件，對(duì)實(shí)體進(jìn)行拆分，匹配設(shè)施環(huán)境。

3、運(yùn)算邏輯

（1）根據(jù)約束條件，將固定不可變動(dòng)的實(shí)體位置優(yōu)先布局（ST）；

（2）根據(jù)設(shè)施環(huán)境，將實(shí)體進(jìn)行拆分（S）；

（3）每一個(gè)實(shí)體都有自己的物流量屬性（Q）；

（4）根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境對(duì)實(shí)體構(gòu)建不同的配送批次（T）；

（5）對(duì)設(shè)施編碼，每個(gè)設(shè)施到每個(gè)設(shè)施的距離形成矩陣（D）；

（6）將實(shí)體與設(shè)施進(jìn)行組合；

（7）根據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系計(jì)算組合下的原料入庫(kù)物流量距（R）；

（8）根據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系計(jì)算組合下的成品入庫(kù)和成品出庫(kù)的物流量距；

（9）求和計(jì)算一種布局組合下的物流量距；

4、方案輸出

在這樣的邏輯下，根據(jù)組合的數(shù)量可能輸出數(shù)十萬(wàn)種的布局可能性，為了簡(jiǎn)化組合數(shù)量可以根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況選擇構(gòu)建幾個(gè)大原則，對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)選，比如優(yōu)先從空間利用率的維度進(jìn)行優(yōu)先考慮，把倉(cāng)庫(kù)設(shè)在最具有空間高度的地方，再如通過(guò)對(duì)物流量距進(jìn)行排序，選出量距值在前10%的布局方案，或者從生產(chǎn)管理便捷性的維度設(shè)定一些關(guān)聯(lián)性高的實(shí)體在相鄰位置的布局方案，等等，這樣布局方案的數(shù)量集中在可接受的數(shù)量范圍內(nèi)，再通過(guò)打分或者直觀判斷的方式進(jìn)行篩選，選出10種以內(nèi)的方案。

5、評(píng)價(jià)

構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣，再對(duì)剩余的方案進(jìn)行系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)維度可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求構(gòu)建，比如物流效率、面積利用率、易于管理、可擴(kuò)展性、可參觀性、搬遷成本等。

（以下為新增內(nèi)容，結(jié)合兩種不同的布局方式進(jìn)行舉例）

• 布局方案一（示例）：

直線型

• 布局方案二（示例）：

U型

• 基本輸入：

模型參數(shù)可以根據(jù)顆粒度需求進(jìn)行調(diào)整

• 方案比較：

本示例從相同分揀模式中，不同IK結(jié)構(gòu)下，對(duì)不同方案的物流量距進(jìn)行比較，區(qū)分優(yōu)劣

不同布局環(huán)境下，隨訂單結(jié)構(gòu)的變化呈現(xiàn)不同的趨勢(shì)與各自的優(yōu)勢(shì)。橫坐標(biāo)為IK值，縱坐標(biāo)為作業(yè)總距離

不同布局環(huán)境下，隨訂單總量的變化呈現(xiàn)不同的趨勢(shì)與各自的優(yōu)勢(shì)。橫坐標(biāo)為物流作業(yè)總量，縱坐標(biāo)為作業(yè)總距離

方法二：耦合度方法

耦合度方法主要是將設(shè)施環(huán)境進(jìn)行網(wǎng)格化后并賦值與功能區(qū)的屬性值進(jìn)行耦合，尋找最佳的布局的場(chǎng)景狀態(tài)。這里說(shuō)的倉(cāng)儲(chǔ)物流布局，包含了倉(cāng)儲(chǔ)的主要功能區(qū)布局，比如卸貨區(qū)、檢驗(yàn)區(qū)、理貨區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)、分揀區(qū)、打包區(qū)等，其中每個(gè)功能區(qū)還可以根據(jù)需求進(jìn)行細(xì)分。我們從以下幾個(gè)角度對(duì)該方法進(jìn)行闡述：

1、對(duì)象化——每個(gè)需要布局的功能區(qū)都是一個(gè)對(duì)象

將需要布局的實(shí)體看成是一個(gè)對(duì)象，是系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的方法，將每個(gè)功能區(qū)看成是需要布局的對(duì)象，然后對(duì)對(duì)象構(gòu)建其屬性，功能區(qū)中的流量、存量、批次等都是其屬性。屬性的取值來(lái)源于對(duì)于物料和訂單的分析，比如我們前面文章中所提到的EIQ、ABC、PCB等數(shù)據(jù)分析方法，都是功能區(qū)屬性取值的輸入。

2、精細(xì)化——對(duì)功能區(qū)進(jìn)行切割

如果只是將10個(gè)左右的功能區(qū)當(dāng)作對(duì)象進(jìn)行布局，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致顆粒度不夠細(xì)而達(dá)不到期望的布局效果。因此，我們也構(gòu)建了一個(gè)從“PCB-ABC-EIQ”交叉分析的方法，對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)中的物流量進(jìn)行了分類拆分，通常經(jīng)過(guò)細(xì)分后可以達(dá)到數(shù)十個(gè)功能區(qū)，根據(jù)具體場(chǎng)景的需要進(jìn)行擴(kuò)展或者合并。同時(shí)在布局時(shí)將其賦值給“切割”好的功能區(qū)，這樣就將布局對(duì)象構(gòu)建得足夠的精細(xì)。

3、場(chǎng)景初始化——適用于非規(guī)則的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境

當(dāng)我們是在一個(gè)沒(méi)有約束的場(chǎng)景下任意構(gòu)建倉(cāng)庫(kù)形態(tài)的情況下，可以用最理想的形態(tài)來(lái)構(gòu)建倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)景，但如果是在一個(gè)既定的形態(tài)下構(gòu)建場(chǎng)景，那么可以用其已經(jīng)完成的CAD三維圖形來(lái)作為一個(gè)初始化場(chǎng)景。同時(shí)，需要對(duì)場(chǎng)景不同區(qū)域構(gòu)建屬性，比如某些區(qū)域有高度限制、有些區(qū)域不能用于功能區(qū)布局等。另外，很多倉(cāng)庫(kù)由于地形原因只能在一個(gè)不規(guī)則的環(huán)境下進(jìn)行布局，這種布局方法已經(jīng)將功能區(qū)細(xì)化到了盡量小的單位，只需要在初始化的時(shí)候?qū)?shù)字化的設(shè)施環(huán)境進(jìn)行便利性的參數(shù)設(shè)置體現(xiàn)出差異即可。

4、遍歷搜索——從全局的角度進(jìn)行布局

前面講功能區(qū)進(jìn)行精細(xì)化的對(duì)象構(gòu)建并且賦值后，就可以進(jìn)行布局，當(dāng)然這里的布局是通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算，而非人工操作。在遍歷前為了考慮布局結(jié)果的形態(tài)問(wèn)題，我們將遍歷的對(duì)象進(jìn)行最小單位的拆分，比如可以是以1方為一個(gè)遍歷對(duì)象，也可以是3方為一個(gè)遍歷對(duì)象，也可以是一個(gè)SKU的大小為遍歷對(duì)象。這里需要注意，遍歷的規(guī)則是將倉(cāng)庫(kù)的場(chǎng)景構(gòu)建為一個(gè)數(shù)字化的三維坐標(biāo)系，其每個(gè)三維網(wǎng)格為一個(gè)遍歷對(duì)象，通過(guò)算法將和設(shè)施場(chǎng)景中網(wǎng)格同等大小的功能區(qū)在整個(gè)數(shù)字化場(chǎng)景中進(jìn)行遍歷搜索，直到找出最優(yōu)化的布局結(jié)果。

5、尋優(yōu)——與目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行比較

在使用遍歷搜索方法的過(guò)程中，每個(gè)功能區(qū)對(duì)象在進(jìn)行遍歷時(shí)都需要經(jīng)過(guò)與目標(biāo)函數(shù)的比較判斷，找到它的“最佳”位置，同時(shí)，功能區(qū)相同屬性值的對(duì)象，也盡量的集中靠攏，即：讓相同的功能區(qū)可以聚合并且找到最優(yōu)的布局方式。具體的目標(biāo)函數(shù)構(gòu)造可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)環(huán)境去構(gòu)建，比如成本、效率，不同資源配置下布局方式不同，舉例來(lái)說(shuō)，單位物流量的搬運(yùn)距離可以作為一個(gè)基本的判斷依據(jù)。在布局完成后，每個(gè)功能區(qū)中的流量、投入資源，時(shí)間批次，都是已知條件，基于此可以通過(guò)生產(chǎn)力評(píng)估指標(biāo)來(lái)評(píng)估每個(gè)區(qū)域的生產(chǎn)力情況，同時(shí)形成可視化的效果。

6、概念圖

以下為模擬的概念圖形，精確實(shí)用的耦合圖形需根據(jù)具體現(xiàn)實(shí)環(huán)境增加更多的約束進(jìn)行控制