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钢材物流中心设施规划及其仿真研究
武汉理工大学 硕士学位论文 钢材物流中心设施规划及其仿真研究 姓名：姜棕 申请学位级别：硕士 专业：物流技术与装备 指导教师：张庆英
武汉理工大学硕士学位论文摘要随着全球经济的发展，钢材生产量和消费量不断攀升，我国钢材市场也走 向繁荣。伴随着市场的发展，各地不断涌现出许多新的钢材物流中心。钢材物 流中心设施规划是钢材物流中心设计的重要内容之一，但相关研究还不是很成 熟，理论和方法大都源自于制造系统工厂布局。因此，结合武汉ＸＭ钢材物流 有限公司的实际状况，运用ＥＩＱ分析、灰色预测模型、系统布置设计、ＣＯＲＥＬＡＰ 设计原理以及动线布置法等相关理论，结合Ｆｌｅｘｓｉｍ物流仿真软件，对钢材物 流中心设施规划及其仿真进行了研究。 首先对物流中心内部规划与设计的基本理论进行了阐述，明确了规划设计 的目标、原则、内容和流程，分析了内部规划设计的前期准备工作。运用ＥＩＱ 方法详细地分析了该物流企业的基础数据资料，了解了该企业的订单特征和作 业特征，为客户ＡＢＣ管理、货物的分拣方式选择、设施设备规划提供了数据依据。然后借鉴灰色预测理论，利用Ｍａｔｌａｂ数学软件对该物流中心未来５年的物 流量进行了预测，并根据预测到的数据，结合钢材物流中心的特点规划了物流 中心的功能区及其空间需求，通过细化功能区布局的影响因素，功能区之间的 相互关系进行了分析。根据分析结果，运用ＣＯＲＥＬＡＰ设计原理和动线布置法 求得物流中心平面布局图，并通过评价矩阵进行分析，得出一个最优的方案。 根据钢材配送中心物料的特点，选择了适合钢材物流中心的装卸搬运设备以及加工设备。最后利用Ｆｌｅｘｓｉｍ仿真平台，建立钢材物流中心动态仿真模型，通过仿真 结果分析，对规划方案进行评估，找到一些尚不完善的地方，提出了一些改进的建议。关键词：钢材物流中心，设施规划，Ｆｌｅｘｓｉｍ仿真武汉理工大学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｗｏｒｌｄ ｒｉｓｅｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｌｏｂａｌ ｅｃｏｎｏｍｉｃ，ｓｔｅｅｌ ｏｕｔｐｕｔ ａｎｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ，ａｎｄ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｓｔｅｅｌ ｍａｒｋｅｔ ｉｓｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎ ｔｈｅｂｅｃｏｍｉｎｇ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅｐｒｏｓｐｅｒｏｕｓ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｍａｎｙ ｎｅｗ ｓｔｅｅｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｅｎｔｅｒｓ Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌｃｏｍｅｉｎｔｏ ｂｅｉｎｇ ｉｎｃｅｎｔｅｒｉｓｏｎｅｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｈｅｍｅｓ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌｃｅｎｔｅｒ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓｎｏｔ ｍａｔｕｒｅＭ－ｆｉｌｅ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｒｅａｌｉｔｙ ｏｆｃｏｍｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇＷｕｈａｎ ＸＭｌｏｇｉｓｔｉｃｓｃｏｍｐａｎｙ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ谢ｍ ＥＩＱ ａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ，ｇｒａｙ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌ，ＳｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｔｅｅｌＬａｙｏｕｔ Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＬａｙｏｕｔ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ，ｄｙｎａｍｉｃ－ｌｉｎｅ ｐｌａｎｎｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔａｎｄ ｏｔｈｅｒｔｈｅｏｒｉｅｓ，ｔｈｅ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ｓｔｕｄｉｅｄｂｙ ａｐｐｌｙｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｅｎｔｅｒ ｉｓｔｈｅ Ｆｌｅｘｓｉｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｏｔＳ，ａｒｅ． ａｎｄｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌＦｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｐｌａｎｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｔｅｐｓａｌｅｆｉｇｕｒｅｄｏｕｔ，ａｎｄａｌｓｏ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｏｒｙ ｗｏｒｋｓ ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂｙ ＥＩＱａｎｄｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌｌｏｇｉｓｔｉｃｓ ｃｏｍｐａｎｙｉｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎ ｄｅｔａｉｌａｉｔｓ ｏｒｄｅｒａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔｏｏｄ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓｓｔｒｏｎｇｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓｃｌｉｅｎｔＡＢＣｍａｎａｇｉｎｇ，ｃａｒｇｏｓｏｒｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｃｈｏｏｓｉｎｇｐｌａｎｎｉｎｇ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｄｒａｗｉｎｇ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｅｓｓｏｎｓ 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ｐｌａｎｎｉｎｇ；ＦｌｅｘｓｉｍＩＩＩ独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果；尽我所知，除了文争特剃加以标注霸致谢Ｉ骑地方井，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究蔑果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书面使用过韵材辩．与我一ｌ荀工作豹同志对本研究所徽静任何 贡献均已在论文书作７明确豹说明并表示了谢意。签名：嚣麓；学位论文使用授权书奉入完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有 权保留并内国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子舨，允谗论文被查阅 和借阅?本人授权武汉理工大学可以将本学位论文舶全部内容编入有关数据库 进行检索，可以采庵影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。弱时 授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论 文，并商社会公众提供信惠服务? （保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生隘名）：导师（签名腑Ｐ期武汉理工大学硕士学位论文第１章绪论１．１本文研究的背景及意义１．１．１研究背景随着全球经济的持续发展，现代物流业作为具有广阔前景和增值功能的新 兴复合型产业越来越受到世界各国的重视，并在全球范围内获得迅速发展【ｌ】。 目前，发达国家的物流成本占ＧＤＰ的比重一般在１０％左右，而我国约占２０％ｔ２１， 物流成本过高已经成为制约我国经济快速发展的一个重要瓶颈，因此加快发展 物流产业，降低流通总成本，无疑将成为我国新的经济增长点。 ２００７年温家宝总理在政府工作报告中就指出“国家现在要加快推进产业结 构升级和自主创新，坚持走新型工业化道路，着力优化产业结构。重点是大力 发展服务业，提升工业层次和水平，继续推进国民经济和社会信息化。要从改 革体制、加大投入、完善政策等方面，鼓励和支持服务业加快发展，尤其要发 展物流、金融、信息、．咨询、旅游、社区服务等现代服务业。一２００９年２月２５ 日，国务院审议并原则通过了物流业调整振兴规划，规划指出，物流业是融合 运输、仓储、货运代理和信息等行业的复合型服务产业，涉及领域广，吸纳就 业人数多，促进生产、拉动消费作用大。可以说，物流产业作为我国本世纪的 重要产业和国民经济新的增长点，将会越来越受到政府的重视。根据统计数字 显示，物流处理、配送的成本已经占企业营运成本的１０％－１５％［引，因此通过降 低物流成本，提高运营效率已成为企业的一个重要课题。配送作为物流链上最 具增值特性的环节之一，倍受投资者的重视。物流中心正是顺应这一潮流而发 展起来。 中国钢铁工业拥有世界最大的钢铁物流量，包括原料、燃料在内的钢铁物 流量每年超过２０亿吨，２００８年达至１］２１．３亿吨［４１。中国正在致力于建设现代化的钢 铁物流加工配送服务体系以满足国民经济各部门对钢材的个性化需求。目前我 国已建成投产的钢材物流中心约有３００多家，并且建设速度仍有进一步加快的趋 势，建设钢材物流中心的国内钢铁企业主要有宝钢、鞍钢、武钢、马钢、首钢武汉理工大学硕士学位论文等【５】。同时，还存在着大量合资的以及民营性质的钢铁物流企业，这些钢铁物流 企业的良好运作不仅能够为钢材的需求者提供良好的个性化服务，而且还能起 到充分发挥社会资源的作用，缩短钢材在流通领域的流通环节，有效降低流通 成本，促使钢铁物流产业向专业化、合理化的方向发展，从而降低钢铁企业供 应及销售成本。因此，可以说钢铁物流企业在整个钢铁物流活中扮演着非常关键的角色。钢铁物流企业主要通过完善营销网络和物流中心来提高其服务功能【６】，然 而钢材物流中心的建设在我国刚刚兴起，正处于摸索前进阶段，人们往往会有 “设备有了，人也在，场地也占了，还是继续自己干吧＂这样的一种错误的认 识，这就会导致钢材物流中心缺乏整体规划，系统运作效率低下，物流成本居 高不下，主要表现在运输时间、储存时间、基础设施劳动生产率这三个方面专 业化程度低。分析其原因，主要是由于物流布局不合理，物流基础设施不匹配， 物流技术装备水平低，物流中心的建设规模和发展速度都不能适应现代物流发 展的需求，同时钢材物流中心系统规模很大，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，造成巨大的人力、物力、财力和时间的浪费。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，这也要求钢材物流中心的布局和设计要合理。 因此，对钢材物流中心进行科学的规划和设计极为重要。１．１．２研究意义在钢材物流中心的规划过程中，需要综合考虑物流中心的各种因素，作出 分析、规划和设计，使物流中心的资源能够得到合理配置，建成后才能有效地 运营并达到预期目标。钢材物流中心规划设计的重要内容之一就是钢材物流中 心设施规划布局和设备的选择。只有优良的平面布置，合理配置各种物流设施 设备才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【７ｌ。可以说，布局规划和设施设备规 划是物流中心实现其空问效益的物质基础。 然而目前，对于钢材物流中心设施规划的研究还不是很成熟，应用于物流 中心设施规划理论和方法大都源自于制造系统工厂布局，但钢材物流中心属于 服务业设施，其内部运作形态与制造业设施差异较大，且钢材的运输、加工、２武汉理工大学硕士学位论文存储以及需要劳务操作的作业流程都有着其特殊性，若将一般的传统设施规划 方式用于钢材物流中心的设计，会产生一定局限性。另外，为了适应当前市场 需求的快速变化，需要在物流设施的规划设计阶段就重视系统可扩展性的研究， 即对物流中心的未来发展进行合理有效的预测。因此，综合系统工程、物流管 理、工业工程以及运筹学等学科的知识，通过对钢材物流中心设施规划系统的 研究，明确在设施规划设计时的自由参数，有着重要的现实意义。 本文结合武汉一家民营性质的钢材物流企业的未来发展要求，拟对钢材物 流中心设施规划系统进行深入研究，希望通过先进的理论指导结合实际调研， 针对钢材物流中心的特点，进行合理的布置与设计。同时，由于设计规划方案 并不是唯一的，为了避免对方案选择的不确定性，可以在计算机上建立并运行 与设计模型一致的仿真模型，在不需投入任何实施成本的前提下就可看到仿真 模型的评价结果，并通过修改仿真模型和参数，反复运行，最后得到一个相对 较优的设计方案，减小了方案误差带来的损失。为企业的未来发展提供可靠的数据支持。１．２国内外研究现状１．２．１物流中心设施规划的问题设施规划是指在企业经营策略的指导下，综合地考虑相关因素，通过调查、 分析、综合、修正、评价，为新建、扩建或改建的工业企业做出全面安排，使资源得到合理配置，使系统能够有效运行，以达到最优目树引。设施规划起源于早期制造业的“工厂设计＂，最初主要是解决操作法工程（Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、工厂布置（Ｐｌａｎｔ Ｌａｙｏｕｔ）、物料搬运（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｈａｎｄｌｉｎｇ），在此期间，主要凭经验和定性方法开展工厂设计【９】。随着研究的深入，在生产 建设中广泛地运用到了运筹学、统计数学、概率论，同时系统工程理论、电子 计算机技术也得到普遍应用，工厂设计和物流分析也逐渐运用系统工程的概念 和系统分析的方法，工厂设计的原则和方法也逐渐扩大到非工业设施，“工厂设 计＂也逐渐被“设施规划＂、“设施设计＂所涵盖。Ｒｉｃｈａｒｄ Ｍｕｔｈｅｒ于１９６１年提 出了著名的系统布置设施ＳＬＰ（ＳｙｓｔｅｍａｔｉｃＬａｙｏｕｔＰｌａｎｎｉｎｇ）方法，该法提出了作业单位相互关系表示法，使布局设计由定性阶段发展到定量阶段，它是一种以 大量的图表分析为手段、以物流费用最小为目标，条理性很强，物流关系分析武汉理工大学硕士学位论文与非物流关系分析相结合，求得合理的设施布置技术，并得到了广泛应用例。 日本铃木震先生提出了ＥＩＱ（Ｅ．订单件数Ｅｎｔｒｙ，Ｉ．货物种类Ｉｔｅｍ，Ｑ．数量 Ｑｕａｎｔｉｔｙ）方法，该法用于物流中心规划设计，它是针对不确定和波动条件的物 流中心系统的一种规划，其意义在于根据物流中心的设置目的，掌握物流特性和物流状态，从而规划符合实际的物流系绀Ⅻ。随着数学规划理论的发展与计算机技术的应用，在物流设施规划领域产生 和发展了许多种计算机辅助布置设计算法与程序。早在上世纪５０年代末６０年 代初，就出现了采用关于物料流动顺序和数量的各种数学分析方法，实现小规 模的布置设计。随着二次分配问题（ＱＡＰ）模型的建立，即把ｎ个设施分配到ｓ 个位置上，引起了人们对布置设计问题的研究兴趣，出现了大量新建型和改进 型计算机布置设计程序…】。上世纪６０年代，Ｊ?Ｍ?摩尔就提出了应用计算机 技术进行平面布局及设施布置。 随着研究的不断深入，国内相关领域的学者也开始逐渐运用现代设计方法 和技术，从不同的角度对设施布置设计问题进行研究。林立干编著的《设施规 划与物流中心设计》论述了配送中心的建立、选址、功能设计、流程设计、设 施与设备、信息规划、运作等理论与实际操作，并且提供了实际的配送中心规 划案例【１２】。刘昌棋主编的《物流配送中心设计》一书实用性较强，通过大量的 图形、表格和软硬件等内容，阐明了建造一个现代化物流中心的方法、步骤和评估标准，论述了物流中心的主要作业过程，物流中心的布置和规划，物流中心的设计，自动化立体仓库，物流配送中心的仓储设备，物流中心的管理系统 及物流配送中心的设计实例，其研究成果对于物流中心内部系统的规划与设计 具有重要的指导意义和实用价值【１３Ｊ。李云清介绍了物流中心内部设施布局规划 和物流中心设备选型与空间布局设计，对几个重要作业区域（通道、仓储区） 进行了详细规划，并介绍了区域作业面积的计算方法。借鉴ＳＬＰ法的规划思想， 通过对非物流因素与物流因素的分析，确定了区域问的相关性，并结合各区域 的作业面积，采用动线布置法进行区域的位置设计【１４】。１．２．２物流中心系统仿真的问题建模与仿真是指构造现实世界实际系统的模型和计算机上进行仿真的活 动，它主要包括实际系统、模型和计算机等三个基本部分【１５】。当前，建模与仿 真技术己经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具，它广泛用于工程领域和４武汉理工大学硕七学位论文非工程领域。计算机仿真技术在物流系统设计中的应用是随着建模仿真技术的 发展以及物流管理、自动化水平的提高而深入的。物流的仿真设计研究包括物 流中心的选址、物流中心布局规划、物流中心路径规划策略和配送中心运作等。 国外对物流中心采取离散事件系统仿真建模的手段主要有两种。一种是通 过某种先进的仿真语言自主编程进行系统开发，如Ｋ．Ｐｒｅｓｔｏｎ Ｗｈｉｔｅ，Ｊｒ．Ｗｉｌｌｉａｍ 对邮局配送中心的复杂系统模型进行了研究，提出了应用面向对象的方法来编 写仿真程序【Ｉ ６１。例如：Ｊｏｓｅ Ａ．Ｄｉａｚ和Ｉｌｅａｎａ Ｇ Ｐｅｒｅｚ对糖原料的配送体系进行了研究【１７】。Ｄｅｒｒｉｅｎ Ｒ．等开发了一个用来分析多车厢配送系统的仿真模型，这个仿真模型可以用于帮助客户进行系统分析［Ｉｓ】。Ｆｅｌｉｘ Ｔ等采用软件包Ｓｉｍｐｒｏｃｅｓｓ 建立了一个供应链仿真模型，用于找出最优的订单下达策略【１９１。 随着计算机仿真技术的快速发展，人们逐渐发现依此进行系统仿真造价大，并且可能造成重复性劳动，所以国内外研究领域开始致力于开发相应的物流仿真软件并将其应用在物流系统仿真建模上。国外在这方面的研究步伐较快，英 国１．．ｇｌＲｌｌｅｒ公司推出的Ｗｉｔｎｅｓｓ，美国ＢｒｏｏｋｓＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ公司开发的Ａｕｔｏｍｏｄ，美国Ｒｏｃｋｗｅｌｌ公司开发的Ａｒｅｎａ和ＦｌｅｘｓｉｍＳｏｆｔｗａｒｅＰｒｏｄｕｃｔｓ公司开发的Ｆｌｅｘｓｉｍ等都是一些功能完善、广泛应用物流系统仿真建模的先进软伊２０１。在我国，独立开发的软件相对较少，一般都是引进国外先进的仿真软件或 者在此基础上进行二次开发，武汉理工大学的李丽在其论文《集装箱码头物流 系统仿真研究》中采用Ｗｉｔｎｅｓｓ仿真软件对集装箱港口类物流企业的作业流程进行了仿真和资源配置研裂ｚｌ】。武汉理工大学的彭旺明在其论文《基于ＥＭ．Ｐｌａｎｔ的天津港集装箱码头物流系统建模与仿真》中采用ＥＭ―Ｐｌａｎｔ软件建立了集装箱码 头物流系统的计算机仿真模型，利用码头的实际营运数据验证了仿真模型的可 靠性并进行了仿真试验【２２１。大连理工大学的苗明、郭晓霞等人运用仿真优化方 法对集装箱港口装卸工艺问题进行了研究，根据系统作业中存在的不确定性、 随机性等活动行为，建立了仿真模型的约束条件和目标函数以及装卸工艺系统 的数学模型，在满足系统作业要求的前提下最小化装卸工艺的配置及运营费用 建立了装卸工艺系统的优化模型【２３１。陕西科技大学的张志刚、曹西京等人将 ＯｐｅｎＧＬ技术应用于自动化立体仓库的建前规划，分析了其中的关键技术，开发 了二维仿真动画程序［２４１。上海交通大学自动化研究所李霄峰等针对宝钢炼钢连铸物流系统及制造业的复杂物流系统，采用分层有色ｐ“网进行建模【２５】。清华大学的张晓萍教授对物流系统和供应链仿真进行了总体研究，详细介绍了一些国武汉理工大学硕士学位论文内外常用的仿真软件【２引。 综上所述，由于物流中心系统涉及到不同环境下的众多资源配置和协调运 作，具有很高的实施风险和不确定性，而仿真技术的可视性提供了对仿真模型 正确性的直观判断并且可充分体现物流系统的随机性再加上其具有的强大数学 功能。因此在物流系统的规划和设计中，计算机仿真能把系统规划转换成仿真 模型，通过运行模型，评价规划方案的优劣并修改方案，对不合理的设计和投 资进行修正，可以避免了资金、人力和时间的浪费。１．３本文的研究内容本论文针对我国目前对钢铁物流中心设施规划设计理论研究不够深入的现 状，旨在对钢铁物流中心设施规划进行研究，进一步完善物流理论体系，探索 实用、具有普遍性的钢材物流中心设施规划模型。本论文研究的主要对物流中 心内部规划与设计的基本理论进行阐述，明确规划设计的目标、原则、内容和 流程，分析内部规划设计的前期准备工作； １）运用ＥＩＱ方法详细的分析了该物流企业的基础数据资料，了解该企业 的订单特征和作业特征，为客户ＡＢＣ管理，货物的分拣方式选择、为后期的 设施设备规划提供依据； ２）借鉴灰色预测理论，利用Ｍａｔｌａｂ数学软件对该物流中心未来的物流量 进行预测，为后期的设施规划提供数学依据； ３）借鉴系统布置设计方法的原理，结合钢材物流中心的特点规划了物流中 心的功能区及其空间需求，通过细化功能区布局的影响因素，对各个功能区之 间的相互关系进行分析。根据分析结果运用ＣＯＲＥＬＡＰ设计原理和动线布置法 求得物流中心平面布局图，并通过评价矩阵进行分析，得出一个最优的方案。 最后，根据钢材配送中心物料的特点，选择了适合钢材物流中心的装卸搬运设备以及加工设备。４）基于Ｆｌｅｘｓｉｍ仿真平台，建立钢材物流中心动态仿真模型，通过分析仿 真结果的分析，来对规划方案进行评估，找到一些尚不完善的地方，达到优化方案的目的。６武汉理工大学硕十学位论文第２章物流中心设施规划理论研究２．１物流中心设施规划的目标物流中心的规划与设计需要综合考虑物流中心内部包括运输、储存、装卸 搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等各项功能，最大限度地发挥设施设 备的工作效率，提供高效、便利的工作环境【２７】。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．在进行总体规划的同时要充分考虑到未来发 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 物流中心物流量扩大、经营范围拓展的需要。因此，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标主要有以下几点： １）着眼于未来，柔性化地设计； ２）简化作业流程； ３）最大限度地减少物料搬运；４）有效地利用空间、设备、人员和能源； ５）提高作业效率、加快商品流通； ６）为工作人员提供方便、舒适、安全和卫生的工作环境； ７）力求建设和运营成本最低。 这些目标实际上不可能同时达到最优，有时甚至相互矛后，要用恰当的指 标对每一个方案进行综合评价，达到总体目标最佳【２引。２．２物流中心设施规划的原则物流中心的规划包括选址、功能设计、信息系统设计、运营管理模式选择 等非常负责的内容，而且一旦建成就很难再改变，因此，在规划设计时，必须遵循一定原则。需要遵循的原则主要有以下５点：１）系统工程的原则；７武汉理工大学硕十学位论文规划一个合理的物流中心既要做微观的考虑，又要做宏观的考虑，把定性 分析、定量分析与经验相结合，必须做到统筹兼顾，全面安排，这样才能使整 体最优。２）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；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；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【２９１。３）充分利用现有物流设施原则；充分利用好现有的货运站场、仓储、装卸搬运设施，既可提高原有物流设 施的利用率，又可减少建设用地和大量资金的投入。４）可持续发展原则； 物流中心规划应在详细分析现状及对未来变化做出预测分析的基础上进行，规划应具有一定的超前性，为未来经济快速发展留出足够的空间。５）以人为本原则；重视人的因素，创造安全、方便、舒适的工作环境。２．３物流中心设施规划的内容物流中心设施规划主要包括以下５个方面的内容： １）物流中心物流量的需求预测，准确的把握物流中心需求规模和结构，才能保证规划的质量；２）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备的功能 区，包括物流作业区域和周边辅助作业区域，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）物流中心功能区空间需求设计。根据物流中心各作业的基本需求，确定 各功能区域以及通道等作业空间规划，以有限的空间资源完成最大的效益； ４）物流中心功能区的平面布置规划设计。根据作业流程及功能区之间的相 关性，结合各区域作业空间大小，综合考虑完成物流功能区平面布置规划； ５）物流设备的选用。根据物流中心的作业要求，对物流设备进行选取，用武汉理工大学硕士学位论文合适的物流设备以及合理数量的物流设备来完成物流中心内部的作业需求。２．４物流中心设施规划的流程物流中心的设施规划流程主要分为准备阶段、总体规划阶段、详细设计阶段、系统实施阶段４个阶段，如图２．１所示。１）准备阶段：在了解物流中心背景资料的基础上明确物流中心系统规划的 目标。物流中心的背景资料包括物流中心的规模、商品的类型、库存标准，物 流中心的作业内容、物流系统商品的规格、品种、形态、重量，各种商品进出 库数量，每天进货、发货总数量、供货时间要求、订货次数、订货费用和服务 水平等。其次在收集到的背景资料的基础上进行整理分析，并结合其实际情况加以修订，为规划设计提供参考依据。２）总体规划阶段：根据物流中心的规划条件和基础资料的分析结果，确定 物流中心的物流能力，这里主要是要考虑到将来可能发生的变化要留有余地。 然后对其功能和作业流程进行规划，如进货、保管、流通加工、拣取、分货、 配货等作业，并按顺序做成流程图。然后根据进行物流中心的功能和作业流程 对物流中心功能区域、设施设备、区域布局进行规划和设计，主要是确定各业 务要素所需要的占地面积及其相互关系，考虑到物流量、搬运手段、货物状态 等因素，做成位置相关图。最后对布局方案进行评估。 ３）详细布置设计阶段：对经过评估选定的方案进行详细设计，主要确定各 个设施设备的详细设计，并结合设施设备的特性对各区域面积进行详细布置规划。若局部调整难以满足规划设计需要，就需要回到总体规划阶段调整区域的平面布置。完成详细布置设计之后，进行组织机构、人力、作业的详细规划设 计，并完成成本分析和评估。 ４）实施阶段：完成各项成本及效益评估分析后，如果决定设立物流中心， 即可进入实施阶段。在运营过程中，根据企业运营情况，对设计方案进行必要改进与完善。９武汉理：＇［大学硕士学位论文／厂准备阶段、＼Ｉ确定规划目标Ｉ＝一也一一二｝基础资料收集Ｉ――――一也――一―――ｔ基础资料分析ｌ＼Ｌ确趔创条ｑ／／迫｝Ｈ～誓／厂总体规划阶段物流量预测物流中心功能分析 作业流程规划 作业区域功能规划、＼Ｉ作业功能规划目匿煳趣型目ｔ作业空间规划 区域相关性分析 作业区域平面布置ｉ＼／遗／厂详细设计阶段、＼陌蒜方习Ｌ物堕望施设备规划Ｊ［７＂ｒ＿－－＼Ｌ璧评剑ＮＵ＼相关设施规划／／ｏ Ｕｌ■Ｆ－ ＼实施阶段、、 ／图２．１物流中心的设施规划流程图 本论文研究的方向是对钢材物流中心内部设施规划阶段做深入研究，因此 有关实施阶段的内容不作进一步探讨。ｌＯ武汉理工大学硕士学位论文第３章钢材物流中心基础资料分析根据前文对物流中心设施规划理论的研究，了解到决定物流中心设施布置 设计的基本要素有物流商品种类、商品的库存量和数量、配送的通路、交货时 间等要素。本章主要通过运用ＥＩＱ分析法对钢材物流中心的订单进行分析，掌 握钢材物流中心的物流特性和物流状态，从而为规划出符合实际的物流系统提供依据。３．１ＥＩＱ方法介绍ＥＩＱ分析是进行物流整体规划方向的科学方法【３０１。Ｅ指物流中心接收的每一笔订单。订单特指需要在同一个时间段内进行拣货，且同时配送至同一地点 的特性。也就是说，只要在订单截止时间内，数笔追加的订单均可合并成单一 订单，在物流作业过程视作同一订单；反之，同批次的订单，要求以不同时间 或不同地点配送，对物流中心而言即视为多个订单，必须进行订单分割。这两 种情况，在实际操作中经常发生。Ｉ指商品种类。只要是不同质、量、包装单 位、包装形式等的产品，都视作不同的品项，原则上以物流中心的编码作为区 分的依据。在实际的运作中应注意货品编码的编制、维护与统一。Ｑ指每一笔 订单，每一品项所订购的数量数据，它是连接订单与品项的桥梁，分析订单与 品项间数量分布状态能呈现物流中心的特性。‘ＥＩＱ分析法的实施步骤包含资料的收集、资料的分析与图表的制作、图表的分析以及规划应用等步骤，如图３．１所示：资料牧集鬻紫Ｌ一阁表分斩图表制作卜――１”¨Ｖ。…图３?１ ＥＩＱ分析步骤膨ｆ｛Ｊ与熳划‘ｐ１）资料收集ＥＩＱ分析资料，依不同的用途分别以１日、ｌ周、１个月、１ 季甚至１年时间为收集范围。通常可依据物流中心的作业周期性，先取１个周 期或１星期的资料加以分析，若有必要时再进行更长时间的资料分析。由于钢武汉理工大学硕士学位论文材物流中心物流量大，客户订单一般来说比较稳定，所以可以参考１周作为分 析时间窗进行的ＥＩＱ分析。 ２）资料分析与图表制作ＥＩＱ分析法是一种量化的分析法，将取样得到的 资料，利用资料统计方法进行ＥＱ，ＥＮ，ＩＱ，ＩＫ等各类资料分析，并将所得出 的分析数据图表化，就成为物流中心特征的重要资料，并且可以根据各图表的分析结果去选择适用的状况。 ３）图表分析（１）ＥＱ分析单张订单出货数量的分析。 ＥＱ分析表的目的：通过对订单量的分析可以了解单张订单的订购量的分 布情况，可以决定处理订单的原则，拣货方式的规划，发货方式和发货区的规 划，同时可以掌握货品配送的需求及客户ＡＢＣ分析，作为客户管理的依据。 ＥＱ分布图的目的：对规划储存区和拣货方式有很重要的参考价值。运用 ＥＱ分析方法可了解每张订单订购量的分布情况，并决定订单处理的原则、拣 货系统的规划，并影响出货方式及出货区的规划。（２）ＥＮ分析单张订单出货品种数的分析。ＥＮ分析表的目的：根据单日订单品种数据资料可以了解客户订购品种数 的多少，从而选择较适用的拣货方式。 ＥＮ分布图的目的：让管理人员更容易掌握客户订货品种数的分布情形， 并可由分布图判断物品拣货时间与拣货人力需求。 （３）ＩＱ分析单一品种出货总数量的分析。 ＩＱ分析表的目的：同过对单一品种总数量分析，可以知道各种产品发货量 的情况，有利于分析产品的重要性和运输情况。可用于仓储系统的规划选用， 储位空间的估算，拣货方式以及拣货区的规划。 ＩＱ分布图的目的：让管理人员易于了解主要产品的状况及需要加强控制的 商品。ＩＱ分布图也影响商品储存区的规划弹性以及拣货系统的设计。 Ⅸ分析为单一品种出货次数的分析。 Ⅸ分析表的目的：是统计各种品种被不同客户重复订货的次数，有助于了 解产品别的出货频率。 Ⅸ分布图的目的：由分析得知产品出货次数频率。４）进行规划应用根据以上所得的各种分析图表和解读内容，可以将它们应用到钢材物流中１２武汉理工大学硕士学位论文心的规划与管理中。从ＥＩＱ分析的图形中可以看出公司的经营变化，根据ＥＩＱ 分析可以为物流中心物流量预测提供数据支持、同时可以对进出货检验区、各 个库存区进行规划、同时可以确定各个区位的面积大小、对客户进行ＡＢＣ分 级及对客户情报进行管理，分析省内省外客户的基本分布；分析可以应用在物 流中心的布置规划、物流设备的选择、批量拣货、商品每天进货出货的情况、 商品的物流预测及拣货作业人力的安排。 总之，ＥＩＱ分析方法在钢材物流中心的规划与管理中有如下方面的应用【３ｌ】：１）掌握商品销售情报、进行钢材的物流需求预测；２）对拣货系统进行规划，包括拣货的方法、拣货的顺序、拣货人员的安排扫蟹奇；３）对物流中心的存储系统进行规划与管理，包括储区规划、储位规划、对 货品ＡＢＣ分类管理、储运单位的确定等； ４）进行客户关系管理，包括对客户进行ＡＢＣ分类，客户情报管理等；５）物流设备的规划与选用。３．２实例研究本论文以武汉ＸＭ物流有限公司提供的资料和数据为具体研究对象，科学 地运用物流中心规划的方法和步骤，为钢材物流中心的设施规划提供可靠的参考数据。３．２．１钢材商品特性分析武汉ＸＭ物流中心的钢材产品主要有钢卷、钢板、型钢和线材四大类。钢 卷主要有冷轧钢卷、热轧钢卷、锌卷以及硅钢卷；钢板主要是中厚板和中板， 型钢主要是大型型钢和中小型钢。 热轧，是以板坯为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢，它的 强度不是很高，但是塑性、可焊性较好，外观颜色不亮，容易腐蚀，因价格较便宜，多数企业为了降低成本，所以比较常用【３２】。冷轧，是用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为 轧硬卷，它的强度很高，但韧性、可焊性稍差，表面光亮，不容易腐蚀，为了 防止生锈，出厂的时候表面都涂有一层保护油（热轧的没有）。武汉理工大学硕十学位论文型钢品种很多，总体上来说是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢 材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。 钢板类是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板（厚 度＜４ｍｍ）、中板（厚度４．２５ｍｍ）和厚板（厚度＞２５ｍｍ）三种。钢带包括在钢板类内。线材按其断面形状属型钢，实际上已成独立钢类。直径５－４ｒａｍ的热轧圆钢 和１０ｍｍ以下的螺纹钢，通称线材。线材是用量很大的钢材品种之一。 从总体上来说钢材产品的种类变化小，但规格较多，每次进出物流量比较 大。其次，钢材属耐用品，对于耐用品顾客购买的动机一般是产品的质量，且 钢材配送中心主要面向的客户是汽车和家电生产厂家，产品专用性强，对产品 加工精度要求较高，不能将不合格品发给客户。３．２．３钢材物流中心订单特性钢材物流中心的订单大多来自于整个经济圈内的大型制造企业，这些企业 一般都是采取Ｊ１１ｒ制造，订单发生的高峰期一般是在上午９点左右，下午１４点 左右（基本符合制造企业上下午开工的时间）。订单发生的统计如图３．２所示。图３－２订单发生统计图３．２．３钢材物流中心基础资料ＥＩＱ分析本文中ＥＩＱ分析以武汉ＸＭ物流有限公司提供的该物流中心１周的订单资１４武汉理工大学硕士学位论文料为分析依据。由于钢材物流中心客户订单内容比较稳定，所以这里将一个客 户一周内发生的所有订单看成是一张订单来进行ＥＩＱ分析，同时由于钢材物流 量很大，对于小量的订单就不作考虑，这里选取的订单都是单张不少于３０吨的 订单。表３．１是笔者对其订单归纳后制作的一张ＥＩＱ统计表，其中Ｃ１．Ｃ１８表 示一个月内主要的１８个客户。 表３．１钢材ＥＩＱ统计表（单位：吨）（１硅钢卷２锌卷３热轧卷４冷轧卷５线材６大型型钢７中小型型钢８中厚钢板９中 板）Ｃｕｓｔｏｍ Ｃｌ Ｃ２ Ｃ３ Ｃ４ Ｃ５ Ｃ６ Ｃ７ Ｃ８ Ｃ９ Ｃ１０ Ｃｌ ｌ Ｃ１２ Ｃ１３ Ｃ１４ Ｃ１５ Ｃ１６ Ｃ１７ Ｃ１８ ２０ ８０ ４２ ３８ ２０ ２ ７３ ５ ２１ ５ ２１ ４ １９２ ５ ６００ ｌ ５４８ ６ １１３ ２ １９８ ２ ７３ ４８ １５ １００ ８８ ６０ １４ ２０ １０ １０ ３０ １８ １７０ ２３０ ３００ ９０ ２０ ９００ ６２０ ｌ ２ ３ ９２ ８７ ２０ ３２０ ６００ ２２０ ４ １８ ５ｌＯ ８３０ １１５ ５ ６ ７ ８ ９订单数６ ６ ６ ６ ５ ５ ５ ５ ５ ４ ４ ３ ３ ３ ２ ２ ｌ ｌＥＱ２７４０ ２２１０ １６７０ １０２０ ９９０ ６２０ ４７０ ４１０ ３００ ２４０ １６８ １５２ １００ ８８ ８０ ８０ ４２ ３８ １１４１８ＥＮ ２ ３ ３ ３ ２ ｌ ２ ２ ｌ ２ ３ ｌ １ ｌ ２ ｌ ｌ ｌＩＱＩＫ１４综合对照ＥＩＱ统计总表可以分别进行ＥＱ、ＥＮ、ＩＱ、ＩＫ进行分析，分析表和分析图分别如表３．２、表３．３、表３．４、表３．５，图３．３、图３４、图３．５所示。武汉理工火学硕士学位论文Ｃｕｓｔｏｍ Ｃ１ Ｃ２ Ｃ３ Ｃ４ Ｃ５ Ｃ６ Ｃ７ Ｃ８ Ｃ９ ＣｌＯ Ｃ１１ Ｃ１２ Ｃ１３ Ｃ１４ Ｃ１５ Ｃ１６ Ｃ１７ Ｃ１８ＥＱ２７４０ ２２１０ １６７０ １０２０ ９９０ ６２０ ４７０ ４１０ ３００ ２４０ １６８ １５２ １００ ８８ ８０ ８０ ４２ ３８％２４．０％ １９．４％ １４．６％累计ＥＱ２７４０ ４９５０ ６６２０ ７６４０ ８６３０ ９２５０ ９７２０ １０１３０ １０４３０ １０６７０ １０８３８ １０９９０ １１０９０ ｌｌｌ７８ １１２５８ １１３３８ “３８０ １１４１８累计％２４．Ｏ％ ４３．４％５８．Ｏ％ ６６．９％７５．６％ ８１．０％８．９％ ８．７％５．４％ ４．１％８５．１％ ８８．７％ ９１．３％９３．４％ ９４．９％３．６％ ２．６％ ２．１％１．５％１．３％ ０．９％ Ｏ．８％０．７％ ０．７％９６．３％９７．１％ ９７．９％ ９８．６％９９．３％ ９９．７％１００．０％Ｏ．４％ Ｏ．３％图３―３ ＥＱ分布图结论：通过ＥＱ分析表、分布图可以看出，该物流中心的订单集中在少数 客户，核心客户Ｃｌ，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５的订货量超过了总订货量的７０％，所以应当对 客户进行ＡＢＣ分类管理，重点发展核心客户。１６武汉理工大学硕＋学位论文表３－３ ＥＮ分析表Ｃｕｓｔｏｍ Ｃ２ Ｃ３ Ｃ４ Ｃ１１ Ｃ１ Ｃ５ Ｃ７ Ｃ８ ＣｌＯ Ｃ１５ Ｃ６ Ｃ９ Ｃ１２ Ｃ１３ Ｃ１４ Ｃ１６ Ｃ１７ Ｃ１８ ＥＮ ３ ３ ３ ３ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ订单数６ ６ ６ ４ ６ ５ ５ ５ ４ ２ ５ ５ ３ ３ ３ ２ ｌ ｌ总ＥＮ１８ １８ １８ １２ １２ １０ １０ １０ ８ ４ ５ ５ ３ ３ ３ ２ ｌ ｌ％１２．６％ １２．６％累计ＥＮ１８ ３６ ５４ ６６ ７８ ８８ ９８ １０８ １１６ １２０ １２５ １３０ １３３ １３６ １３９ １４１ １４２ １４３累计％１２．６％ ２５．２％ ３７．８％ ４６．２％５４．５％ ６１．５％１２．６％ ８．４％ ８．４％ ７．０％ ７．Ｏ％ ７．Ｏ％ ５．６％ ２．８％ ３．５％ ３．５％ ２．１％ ２．１％ ２．１％ １．４％ Ｏ．７％ ０．７％６８．５％７５．５％ ８１．１％８３．９％ ８７．４％９０．％９３．Ｏ％ ９５．１％ ９７．２％ ９８．６％ ９９．３％１００．Ｏ％结论：由于钢材物流中心的下游客户均追求ＪＩＴ生产方式和零库存、降低 库存成本，所以ＥＮ分析表中，可以明显看出，客户单次订货品种均较少，４６．２％ 的订单订３个品种，３７．７％的订单订２个品种，剩下的１６．１％订１个品种。因此， 在货物出货时，可以按订单拣货，且拣货人员只需１人即可完成单次拣货任务。顺序ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９钢材种类３ ４ ５ ９ ８ ２ ６ ７ ｌＩＱ２１９０ ２１２０ １９８０ １９２０ １１３０ ７３０ ６００ ５４８ ２００％１９．２％ １８．６％ １７．３％ １６．８％累计ＩＱ２１９０ ４３１０ ６２９０ ８２１０ ９３４０ １００７０ １０６７０ １１２１８ １１４１８累计％１９．２％３７．７％ ５５．１％７１．９％８１．８％９．９％ ６．４％ ５．３％ ４．８％ １．８％８８．２％ ９３．４％ ９８．２％ １００．０％１７武汉理工大学硕士学位论文图３＿４ ＩＱ分布图结论：从ＩＱ分析表和图中可以看钢卷、板材占到总量的７０％以上，是公 司的主要产品，应当予以重点管理。表３．５钢材ＩＫ分析表顺序ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９钢材种类３ ５ ２ ４ ７ ９ ８ ｌ ６ＩＫ ２６ ２６ ２３ １６ １６ １２ １ｌ ７ ６％１８．２％ １８．２％ １６．１％ １１．２％累计Ⅸ２６ ５２ ７５ ９ｌ １０７ １１９ １３０ １３７ １４３累计％１８．２％ ３６．４％５２．４％ ６３．６％１１．２％ ８．４％ ７．７％ ４．９％ ４．２％７４．８％ ８３．２％ ９０．９％ ９５．８％ １００．０％图３－５ ＩＫ分布图１８武汉理工大学硕七学位论文结论：从图中可以看出，钢卷和板材除了是出货量最大的品种外，也是出 货量最高的品种。 总结：通过对订单的ＥＩＱ分析可以看出，钢材物流中心的每次订单出货量 比较大，而且单次订货量波动较大；单次订单订货品种比较单一；确定顾客需 求的钢材种类比较固定；所以在出货的时候可以按照订单进行拣货、验货，以 提高出货效率。同时订单中约有７０％的订单市外的客户订单，且每天订单发生 的高峰期在上午９点左右、下午１４点左右。１９武汉理Ｔ大学硕士学位论文第４章钢材物流中心物流量预测目前，预测的理论与方法已经发展得比较成熟，本章主要着重于将成熟的 预测理论与方法应用到武汉ＸＭ钢材物流中心的物流需求预测中，为设施规划 提供数据支持。４．１物流中心物流需求预测步骤钢材物流中心作为专门为钢铁物流服务的专业物流中心，其需求量与物流 中心所在区域的经济发展水平、服务对象行业有关，物流中心的供应条件又决 定了物流中心能够吸引的物流量。因此，对物流中心需求的分析应看作对一个 系统进行分析。本文对物流需求的预测是针对某一特定的物流中心来研究的。 因此，预测是在综合考虑一定的社会经济环境下，根据该物流中心的物流 服务供给现状和相关产业发展趋势，运用一定的预测手段或预测模型，对未来的物流需求量与需求结构进行分析与预测，得出结论。对钢铁物流中心的需求预测可以分为以下几个步骤： １）分析相关产业在整个社会经济中的地位、作用和相关前景，并得到调查数据；２）收集钢铁物流中心历年的运输量、仓储量以及加工量； ３）由于钢铁产品的流通不可能以一种物流模式全部经过物流中心，有些钢 材直接从产地发往销地或客户；有些是通过物流中心中转、流通，而并不储存： 有些则是在物流中心中要经过储存、加工、配送服务。同时由于进出物流中心 的钢材类型有所不同，对它们的堆码要求有所不同，通常来说从堆放货物的类 型上可以分为钢卷区、钢板区、型材区、线材区等不同的区域，因此，在对钢 铁物流中心规模需求预测的时候，要对不同种类、不同处理方式的物流量进行分别预Ｎｔ＂Ｊ；４）建立钢铁物流需求量预测模型，预测特征年的物流需求量。根据产品的 特性采用合适的预测方法。武汉理Ｔ大学硕士学位论文４．２钢铁物流行业现状分析近年来，随着经济结构调整步伐加快，全球经济持续增长，为钢铁工业发 展提供了广阔的市场空间。２００３年国内的钢产量是２．２２亿吨，２００４年国内的 钢产量是２．７亿【５１。据专家预测２０１０年国内钢铁表观消费量将超过３亿吨。另 外，板带材的消费增长速度均大于钢铁消费总量的增长速度。从表４．１【３４１可看 出可用于加工配送的品种逐年在增加。仅２００３年，国内市场钢材消费中的板带表４―１ ２００４年国内主要钢铁品种产量及增长率（单位：万吨）２００４年 中厚宽钢带 镀层板（带） 涂层板（带） 热轧薄宽钢带 热轧薄板 厚钢板 冷轧薄板 特厚板 无缝钢管 焊接钢管 盘条（线材） 棒材 大型型钢 中小型型钢 钢筋 电工钢板（带） 中板２４２６．６５ ４９７．１７ １００．７５ １０３７．７８ ４．６０ ３１５．８８ ７９６．０６ ６８２．２２ ２１１．７ｌ ９０８．３３ ７．１０ １２１４．７７ ４９４０．９８ ２２４６．８ｌ ６３８．３３ ３３７７．９９ ４７１１．９０ １５６。１３ １７８４．１ｌ Ｏ．５０ ｌ ２８．００ １６．６０ ７．６０ １０３０．７７ ４０７０．４１ １８６７．４３ ５３９．８３ ２７７５．２７ １８４．ｏｏ ８７０．５７ ３７９．３８ ９８．５０ ６０２．７２ ７０６．４６ １４．２５ １５３．０９ １７．８５ ２ｌ－３９ ２０．３２ １８．２５ ２１．７２ １７．６４ １０．０４ ９．３９ ｔ ３．３０ ｜ ２５３．９４ ６１７．０５ ５３５．８５ １６６．８５ ７３３．１９ ６１．９４ １７９．Ｏｌ １４６．３７ ４４．８６ １７５．１４ ２４．３９ ２９．０１ ２７．３２ ２６．８９ ２３．８９占当年钢产量比例％１７．５０ １．７０ ０．３０２００３年１５０２．９０ ３３６．６ｌ ７１．４４ ７４８．７７增加量９２３．７５ １６０．５６ ２９．３ｌ ２８９．０１增长率（％）６１．４６ ４７．７０ ４１．３０ ３８．６０４００５．４４１４１．８８ １６３１．０２材比例为４１．９５％，而国内生产的板带材在表观消费总量中的比例只有３０．１４％， 进口的３７１７万吨钢材中，板带材比例高达９０％，热轧、冷轧薄板及其深加工 产品生产能力，完全不能满足市场需求。这就是钢材加工配送提供了巨大的市 场空间。虽然现在全球经济的衰退，不可避免地对钢铁消费带来影响，全球主２ｌ武汉理工大学硕士学位论文要的钢铁生产巨头纷纷展开减产计划。作为全球最大钢铁生产企业的Ａｒｅｅｌｏｒ Ｍｉｔｔａｌ计划在２００８年四季度在美洲减产３５％、欧洲、亚洲和非洲减产３０％以上， 并且减产很有可能要持续到２００９年【３５１，但是从长远来看，作为基础工业的钢 铁工业随着经济危机的过去将迎来再一次飞速增长的空间。同时越来越多的行 业和产品需要钢材加工配送服务，一些新建和在建企业，为了减少投资风险、 主动把分条、冲片、套裁等生产过程留给社会来配送。其次是现有的物流加工 配送能力缺口在６０％ｔ３５】，不能满足用户需求，所以说在未来的一段时间内，钢 铁行业对钢材物流中心的需求会持续加大，这就为钢铁物流行业的发展提供了有力的支持。４．３物流需求预测方法现有的预测方法很多，总体上可以分为两大类，定性预测法与定量预测法。 每种预测方法产生的逻辑基础有所不同，对短期和中长期预测的准确度也各不 一样。但在实际预测过程中，往往要综合利用定性与定量预测的方法，以提高预测结果科学性和准确性【３ ６。。１）定性预测法主要通过社会调查，采用少量的数据和直观材料，结合人们 的经验加以综合分析，对预测对象做出判断和预测。定性预测的优点是能集思 广益，简便易行，在缺乏足够统计数据或原始资料的情况下，可以做出定量估 价和获得文献上尚未反映的信息。定性预测一般不需要建立复杂的数学模型， 所以易于普及和推广。但定性预测的缺点是由于缺乏客观标准，往往比较容易 受到预测人员经验和认识上的局限，可能会带有一定的主观片面性。 ２）定量预测法定量预测是建立在统计学、数学、系统论、控制论、信息论、 运筹学、计量学等学科基础上，运用方程、图表、模型和计算机仿真等技术进 行的预测。它依据必要的统计资料，借助一定的数学模型，对预测对象的未来 状态和性质进行定量测算。 物流中心需求预测中常用到的几种主要预测方法的比较分析如表４－２所 示。由于钢材物流中心作为物流中心的一种特殊形式，虽然在其技术设备和功 能上有其特殊性，但其经营形式其实就是由货运公司转型而成的专业的物流中 心，因此在这种情况下钢材物流中心的吞吐量预测可根据企业的历史仓储数据 作为新建钢材物流中心的仓储量预测的依据，本章以下部分将尝试运用灰色模武汉理工大学硕士学位论文型预测法钢材物流中心的吞吐量进行预测。 表４．２需求预测方法比较表方法 说明 以一定顺序的问卷询问一组专家，对前～轮问卷的回答 将用来制作下一轮问卷。这样，原来只由某些专家掌握 德尔菲法 的任何信息都会传递给其他专家，使得所有专家都掌握 所有的预测信息 市场调查法 系统地、正式地对市场展开调查，检验假设条件 时间序列上的每一数据点都是一系列连续点的算术平均 移动平均法 数或加权平均数。需要选择若干数据点以消除季节性影 响或不规律性或前两者的共同影响 类似于移动平均法，只是对近期的点给予更大的权数。 指数平滑法 差的一定比重。两重或三重指数平滑法是基本模型的更 复杂版本。解决时间序列的趋势和季。ｌ了性变化问题 时间序列法 在判断转折点时非常有用，是中期预测的好工具 将原始数据列作累加（减）生成后建立微分方程模型， 灰色模型 在此基础上，通过研究离散函数光滑性、微分方程背景 值等一些基本问题，最后解决微分方程的建模问题 很多社会经济现象之间都存在相关关系，将因变量与其 回归模型 它自变量联系在一起，预测因变量的趋势。它注重分析 影响预测对象的各因素造成的影响 短、中期 短期 将时间序列分解成季节性、趋势性和规律性因素的方法。 短、中期 在描述上，新的预测值等于旧的预测值加上过去预测误 ’短期 短期 中、Ｋ期 中、长期 使用预测期限４．４实例研究本文主要是以武汉ＸＭ物流有限公司的物流中心作为研究对象，该物流中 心是一个以钢材配送加工业务为主的物流系统，其作业的钢材类别主要有钢卷、 板材、型材、线材四大类。同时根据客户的需求，物流中心近几年来还开展了 钢材剪切加工的服务，主要的客户是省内外的汽车和家电生产厂家，目前，其武汉理工大学硕士学位论文服务范围主要针对的是钢卷的开平剪切。表４．３是笔者在武汉ＸＭ做调研时对 该物流中心的各种钢材的入库量近几年的走势做的一个调查表。 表４．３ ＸＭ钢材物流中心近七年入库量（单位：万吨）＼钢种 时间＼２００２年 ２００３年 ２００４年 ２００５年 ２００６年 ２００７年 ２００８年钢卷１５．２ １８．６ ２３．６ ３０．１ ３７．９ ４８．４ ４９．１线材１０．５ １３．８ １５．９ １７．２ １９．１ ２１．６ ２３．８型材Ｏ ４．１ ５．４ ６．８ ７．９ ９．４ １４．６板材１０．４ １３．１ １５．４ １８．９ ２３．６ ２９．２ ３５．９综合表４．１和表４．３的数据特点可以看出社会总的钢铁物流发生量和物流 中心内的各类钢材的年入库量都是在逐年稳步上涨的，且能够调查的历史数据 有限。而灰色理论是利用有限的、不完全确切的、表示系统行为特征的原始数 据序列作生成变换后建立微分方程，通过对历史数据做累加处理，可使数据随 机性弱化，充分体现数据本身的规律性推求或预测系统特征的全貌或发展趋势 的方法。它不需要大量样本数据，一般说来有四个以上的历史数据即可进行预 测，其他预测方法，不仅需要大量预测对象的历史数据，还需要有其他相关因 素的数据，如计量经济模型，这在实际调查中无法满足。同时其他预测方法不 仅要对历史数据作大量的数据处理工作，而且当出现新的变化时，因模型多不 能自行外推，所以必须重新改动模型。而灰色模型采用具有残差修正功能的模 拟程序，使用非常简便，对不同的预测对象，只需输入不同数据，无须修改预测过程。因此本文将采用灰色预测法对该钢材物流中心未来的规模需求量进行预 测。目前使用最广泛的灰色预测模型就是关于数列预测的一个变量、一阶微分 的ＧＭ（１，１）模型。它是基于随机的原始时间序列，经按时间累加后所形成的新 时间序列呈现的规律可用一阶线性微分方程的解来逼近【３７１。所以，当原始时间 序列隐含着指数变化规律时，灰色模型ＧＭ（１，１）的预测非常成功。２４武汉理下大学硕士学位论文４．４．１灰色理论与ＧＭ（１，１）模型灰色系统是指相对于一定的认识层次系统内部的信息部分已知、部分未知， 即信息不完全的系统。灰色系统理论认为，由于各种环境因素对系统的影响使 得表现系统行为特征的离散数据呈现出离乱状态，但是这一无规则的离散数列 是存在潜在的有规则序列的一种表现的，系统总是有其整体功能，也就必然蕴含着某种内在规律旧。因而任何随机过程都可看作是在一定时空区域变化的灰色过程，随机量可看作是灰色量，通过生成变换可将无规则序列变成有规则序 列。作为灰色系统理论核心和基础的灰色模型（Ｇｒｅｙ Ｍｏｄｅｌ），简称ＧＭ模型，概括而言具有以下３个特点：１）建模所需信息较小，通常只要有４个以上数据即可建模； ２）不必知道原始数据分布的先验特征，对无规则或不服从任何分布的任意 光滑离散的原始序列，通过有限次的生成即可转化成为有规则序列； ３）建模的精度较高，可保持原系统的特征，能较好地反映系统的实际状况。 ＧＭ（１，１）模型是以灰色模块为基础，用微分拟合法建立自累加模型，主要 用于单变量时间序列预测，其中ＧＭ（１，１）模型是灰色系统理论的具体应用，该 模型为单序列的一阶动态模型，它以给定的原始时间序列ｘ”’为基础，建立连续 微分方程：√∞＝（Ｘｆｏ）（１）’≯∞（２），｜∞（３）’．．．，｜∞０”（４－１） ≯＂＝“＂（１）＇≯＂（２），≯”（３），“‘，≯”Ｏ”（４．２）ａｘ‘％…（Ｉ）＝ｕ其中，Ｘ‘Ｄ为原始时间序列ｘ∞’的累加生成。（４．３）ｘ①（ｉ）＝∑ｘ⑩（１（）方程４－４ｑｂ系数ａ，Ｕ可以用最小二乘法进行求解。（４＿４）（：］＝ｃ曰７’召，＿１曰７’匕（４．５）武汉理工大学硕＋学位论文Ｂ＝一圭（即）＋Ｘｔ（２）） 一三（墨（２）＋Ｘｌ（３））１ｌ（４―６）一圭（五（ｎ－１）＋五（ｎ））１Ｋ＝［∥∞（２），ｒ’Ｇ），．．?，Ｆ∞（ｎ）］型为：（４．７）将求得的参数值代入一阶微分方程，求解微分方程得到ＧＭ（１， １）预测模ｐ’（ｔ＋１）：（ｘ＠Ｑ）一竺）ｅ－＂＋兰⑦ａ ａ（４．８）４．４．２ＭＡＴＬＡＢ实现ＧＭ（１，１）模型钢材预测模型ＭＡＴＬＡＢ是Ｍａｔｒｉｘ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ的缩写，即为“矩阵实验室’’。ＭＡＴＬＡＢ是集数学计算、图形处理和程序语言设计于一体的著名数学软件【３引。它对矩阵运 算之功能堪称一流，由于使用矩阵描述问题更像数学表达式，所以编写的程序 不仅高效，而且易读。在欧美高校，ＭＡＴＬＡＢ已经成为应用线性代数、数据统 计、时间序列分析、图像处理等高级课程的基本教学工具，是在读大学生、硕 士生、博士生必须掌握的基本技能。现在ＭＡＴＬＡＢ已经走出实验室，被广泛地 用于研究和解决各种具体的工程问题。目前ＭＡＴＬＡＢ已发展成为适合多种学 科多种工作平台的功能强大的大型科技应用软件。ＭＡＴＬＡＢ的基本数据单位是 矩阵，其核心也是矩阵，它可直接进行矩阵的乘积、矩阵的乘方、矩阵的除法、 稀疏矩阵等运算。在ＭＡＴＬＡＢ语言系统中，几乎所有的操作都是以矩阵操作为 基础，用户可以用类似于数学公式的方法编写程序实现算法，大大降低了编程所需的难度并节省了时间。 因此，笔者以统计的ＸＭ物流公司２００２－２００８年钢材吞吐量为原始数据列，建立ＧＭ（１，１）模型，用ＭＡＴＬＡＢ编程，预测出未来年度的物流中心钢材吞吐量， 经计算后的预测数据例如表４．４所示，误差结果如表４―５所示，程序运行结果如图禾ｌ所示。武汉理工大学硕士学位论文Ｉ?１……■……０‘｝‘ｒ＃９…＿＿＿＿＿口图舢１程序运行结果图 表４．４ＸＭ钢材物流中心吞吐量预测结果（单位：万吨）≥、芝２００２年 ２００３年 ２００４正 ２００５年 ２００６芷 ２００７年 ２００８年 ２００９年 ２０１０年 ２０Ｌ１年 ２０１２年 ２０１３年钢卷１５ ２ １９ｌ ２３ ６ ３１＿１ ３８ ９ ４９４ ６２．２ ７８ ９ １００ｌ １２７ ２ １６ｌ ４ ２０４启线材１０．５ １３．８ １５．９ １７．２ １９．１ ２Ｉ．６ ２３．９ ２６．６ ２９ ６ ３３．１ ３６．８ ４０．９型材０ ４．１ ５■ ６．８ ７ ９ ９＾ １１．５ １３ ９ １６ ９ ２乱５ ２４ ９ ３０ ２板材１０４ １３１ １５４ １８９ ２３ ６ ２９２ ３５．４ ４３ ６ ５３ ６ ６５ ９ ８０ ９ ９９ ６武汉理工大学硕士学位论文表４．５绝对误差表Ｉ钢种 误差百分比钢卷８．４％线材１．９％型材１．４％板材４．４％Ｉ基本程序代码： 本程序主要用来计算根据灰色理论建立的模型的预测值。 ％应用的数学模型是ＣＭ０，１）。 ％原始数据的处理方法是一次累加法。 ｙ＝ｉｎｐｕｔ（’请输入数据’）；ｎ＝ｌｅｎｇｔｈ（ｙ）： ｙｙ＝ｏＩｌｅｓ（ｎ，１）；姒１）＝ｙ（１）：ｆｏｒｉ＝２ｎｙｙ（ｉ）＝ｙｙ（ｉ一１）＋ｙ（ｉ）；ｅｎｄＢ＝ｏｎｅｓ（ｎ－ｌ，２）；ｆｏｒｉ＝ｌ（ｎ－１）Ｂ（ｉ，１）一（姒ｉ）＋ｙｙ（ｉ＋１））／２；Ｂ（ｉ，２）＝ｌ；ｅｎｄ ＢＴ兰Ｂ’：ｆｏｒｊ＝ｌｎ－１ＹＮ０）＝ｙ（ｊｉ＋１）；ｅｎｄ ＹＮ＝ＹＮ’；Ａ－－ｉｎｖ（ＢＴ｝Ｂ）｝ＢＴ?ＹＮ； ａ－Ａ（１）； ｕ＝Ａ（２）；刮ａ：ｔ＿ｔｅｓｔ＝ｉｎｐｕｔ（’请输入需要预测个数’）；ｉ＝ｌｔ ｔｅｓｔ＋ｍ武汉理工大学硕士学位论文），），ｓ（ｉ＋１）：（ｙ（１）－ｔ）．幸ｅＸｐ（一ａ．幸ｉ卜ｔ； ｙｙｓ（１）＝ｙ（１）；ｆｏｒｊ铷＋ｔ玉ｅｓｔ－１２ｙｓ（ｊ）＝ｙｙｓ（ｊ）一ｙｙｓＯ一１）；ｅｎｄ ｘ＝ｌｎ：ｘｓ＝２ｎ＋ｔ―ｔｅｓｔ；ｙｎ＝：ｙｓ（２ｎ＋ｔ＿ｔｅｓｔ）；ｐｌｏｔ（ｘ，Ｙ，’Ｙ，ｘｓ，ｙｎ，’?－ｂ’）；ｄｅｔ＝Ｏ； ｆｏｒｉ＝２ｎｄｅｔ－－ｄｅｔ＋ａｂｓ（ｙｎ（ｉ）－ｙ（ｉ））；ｅｎｄｄｅｔ＝ｄｅｔ／（ｎ―１）； ｄｉｓｐ（［’百分绝对误差为’，ｎｕｍ２ｓｔｒ（ｄｅｔ），’％’】）； ｄｉｓｐ（［’预测值为’，ｎｕｍ２ｓｔｒ（ｙｓ（ｎ＋ｌｎ＋ｔ＿＿ｔｅｓｔ））］）；武汉理工大学硕士学位论文第５章钢材物流中心设施规划研究在完成了前期准备工作之后，就要开始系统地对物流中心内部进行规划与 设计，通常来说钢材物流中心作为钢铁物流活动的场所或组织，其系统规划包 括方案设计规划、信息系统规划、运营系统规划等３个方面的内容。本文主要 是对钢材物流中心进行方案设计规划，主要包括钢材物流中心的功能设计、作 业流程规划、作业区域设计、设施布置设计和物流设备规划设计。５．１钢材物流中心功能分析５．１．１钢材物流中心定义《物流手册》把物流中心定义为物流中心是从供应者手中接受多种大量货 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 者的订货要求备齐货物，以令人满意的服务水平进行配送的设施【３引。 《市场用语词典》把物流中心定义为物流中心是一种物流节点，它不以贮 藏仓库这种单一形式出现，而是发挥配送职能的流通仓库［４０１。 我国的国家标准《物流术语》将物流中心定义为从事配送业务的物流场所 或组织，应基本符合下列要求主要为特定的用户服务；配送功能健全；具有完善的信息网络；辐射范围小；多品种、小批量；以配送为主，储存为辅【４¨。根据以上物流中心的定义，结合钢材物流中心的主要业务及业务特点。可 将钢材配物流中心理解为从事钢材配送（集货、加工、分货、拣选、配货）和 组织对用户的送货，以高水平实现销售和供应服务现代化的钢材流通设施。它 是钢材供应链中的一个非常重要的环节，其主要功能包括仓储、倒装、装卸搬 运、拣选配货、钢材维护、展示、销售、流通加工、运送及信息管理。５．１．２钢材物流中心功能特点钢材物流中心的功能是钢材配送中心能够提供的各种物流服务的总称。钢 材物流中心作为一种专业化的物流组织，其功能设定主要取决客户的需求。对武汉理工大学硕士学位论文于钢材客户来说，钢材成品的交货期和质量是两个关键的因素。因此，总结钢 材物流中心的功能特点主要有以下三个方面： １）产品特点：首先，根据第３章中对于基础资料的分析可以知道，钢材物 流中心的存储加工对象产品的种类变化小，但规格较多。其次，钢材属耐用品， 对于耐用品顾客购买的动机一般是产品的质量，且钢材配送中心主要面向的客 户是汽车和家电生产厂家，产品专用性强，对产品加工精度要求较高，不能将 不合格品发给客户。同时，客户对于钢材的种类需求比较固定，且重点客户的 需求量很大； ２）设备及加工对象的特点：首先由于对产品加工精度、质量要求很高，因 此对于钢材剪切／力口工设备也有“三高要求’’，即剪切线技术装备水平高、产品 加工精度高、加工专业化程度高。一般都从国外引进全套工艺设备，以保证剪切及加工的质量；３）快速响应的特点：快速响应决定了钢材物流中心能否及时满足顾客需求 的能力，体现了配送系统的信息现代化水平。快速响应能力的提高可充分提高 钢材配送中心基本建设投资的效益、减少货物的过度储存，及时了解不同商品 的销售，实时调整库存策略，更快的向市场供应适销的产品，增强企业的竞争优势。综合第２章中对于物流中心设施规划的目标的分析以及钢材物流中心特点 的分析，对钢铁物流中心的平面布置设计，必须要达到如下目标： １）符合运作工艺的需要。尽量使物流中心内钢材流动顺畅，避免工序间的 往返或路径交叉，消除无谓停滞，使运作时间最短； ２）物料搬运费用最少，钢材的进、出以及加工的搬运路线短捷： ３）保持装卸加工设备的柔性。使之适应未来需求的变化、工艺和设备的更 新及生产能力扩大的需要，做到对需求的快速响应； ４）适应组织结构的合理化和管理的方便。使有密切关系或性质相近的设施 在一个区域内或靠近布置，甚至合并在一起； ５）最有效地利用空间。使场地利用达到适当的建筑占用系数，使建筑物内 部设备占用空间和单位制成品的占用空间小； ６）为职工提供方便、安全、舒适的工作环境，使之合乎生理、心理的要求， 为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件。武汉理Ｔ大学硕士学位论文５．１．３钢材物流中心物流服务功能分析钢材物流中心作为一种专业化的钢铁物流组织，不仅需要具备一般的物流 服务功能，还应该具备适合于钢铁行业需要的增值功能，因此，比较合理地对 钢材物流中心的服务功能进行分析，是物流中心作业流程规划、作业区域功能 规划、设施规划等工作的基础，是物流中心内部规划设计的重要环节。总体上 来说现代化的钢材物流中心一般具备以下功能： １）运输功能 钢材物流中心必须有强大的运输功能与之相配套，可以自己拥有或租赁一 定规模的运输工具，负责为客户选择满足其需要的运输方式，然后具体组织运 输作业，在规定的时间内将商品运抵目的地，并达到安全、迅速、价廉的要求；２）储存功能储存功能是物流中心的基本功能，但客户需要的不是在物流中心储存商品， 而是要通过储存保证市场分销活动的开展，同时尽可能降低库存占压的资金， 减少储存成本，保障客户利益。因此需要钢材配送中心通过建立大容量的仓储 服务区和合理的货物储位管理，为供需双方（包括各大钢厂、钢材经销商以及终 端用户１提供仓储及其管理服务。采用商品条形码及其自动识别技术，建立数码 仓库应用系统。在信息共享的基础上，与钢厂和终端用户的库存管理系统进行 协同管理并提供供应商管理库存（ｖＭＩ）服务； ３）装卸搬运功能 这是为了加快商品在物流中心的流通速度所必须具备的功能，包括对运输、 储存、包装、流通加工等进行的衔接活动，以及在商品储存过程中为进行检验、 维护、保养所进行的装卸活动； ４）剪切加工功能 钢材物流中心的增值服务大多数来自于剪切加工功能，该功能通常为了方 便与固定的制造商或分销商进行长期合作，根据用户所需钢材的规格、品种、 数量进行资源的组合备库，集中下料和合理套裁，再送达客户手中的作业方式， 一般包括对钢材进行的开平、横切、纵剪、分条、冲片、模具、冲压、拼焊等内容； ５）配送功能配送功能是物流中心的核心功能之一，要求按照客户的需求，对商品进行３２武汉理Ｔ大学硕士学位论文“门到门＂的配送服务，它所起的作用是在经过干线运输之后，完成商品对于 客户的最终送达，这个功能是整个实体物流服务环节中的重要一环。６）物流信息处理功能信息处理功能是物流管理的重要手段，也是物流业发展的基础。由于物流 中心是物流信息非常集中的地方，其物流信息系统应该注重将各个物流环节的 作业所产生的物流信息进行实时采集、分析、传递，并向客户提供各种作业明 细信息、及咨询信息，包括订单委托系统、库存货物管理系统、发货管理系统、 统计分析管理系统、费用结算系统和信息传送系统等。除此以外，基于信息系 统和电子商务平台，为钢材供应方提供市场供求信息和库存信息查询功能；为 钢材需求方提供钢材行业研究、行业动态、历史数据、技术指标、政策法规、 市场动态、钢材供应等网络资讯服务和订单执行情况、货物跟踪等信息服务也 是物流信息系统的主要功能；７）包装功能对钢材进行捆扎、量重，方便操作人员在配送时装车、运输和卸货。由于 包装环节不需额外投资，对终端用户提供的包装服务，成本低、工期短、收益大。５．２钢材物流中心功能区域分析５．２．１工艺流程分析根据对钢铁中心的物流服务分析并结合实际的调研情况，钢材物流中心的 业务功能主要是利用专业的钢材加工设备，按照客户设定的规格尺寸和形状进 行剪切等流通加工作业。加工主要包括对钢材进行的开平、横切、纵剪、分条、 冲片、模具、冲压、拼焊等内容【４２１。而货物是否需要剪切加工则完全由客户订 单的要求决定的。因此，根据钢材是否需要流通加工作业环节，其具体的作业 流程是钢材物流中心采购的钢材产品运至中心后，在仓储区经货物检后入库存 储（对检验不合格产品进行退货处理），根据客户的订单要求经拣货作业后对不 需要剪切加工的一部分直接送至仓储区，物流中心的作业本质主要是由一连串 “存’’与“取”的动作所组合而成，且这一连串的存与取大都发生在保管储存 区域，这里主要是采用龙门吊或者是行吊对钢材进行“存＂与“取”的动作。武汉理工人学硕十学位论文对需要剪切加工的一部分送至流通加工区按要求进行流通加工，这里主要是通 过吊车进行起吊作业和叉车进行运输作业来完成的，之后由叉车将加工好的产 品送至成品区，然后在成品区集货配载后发货。根据以上的描述，钢材物流中 心的基本作业流程图如图５．１所示。图５－１钢材物流中心作业流程图５．２．２功能区域规划通过钢材物流中心的功能分析，可以将钢铁物流中心用地规划为７个功能明确、紧密协调的功能设施区域，即进货区、综合管理服务区、仓储区、流通 加工区、车辆调度维护管理区、出货区。现场图如图５．２所示。 １）进货检验区：提供从货物到达到入库所要进行的相关作业，包括车辆到 达、验收退货等操作的场所。武汉理工大学硕士学位论文２）管理服务区：为管理人员提供办公的场所，处理客户进出货订单，辅助 完成进出货作业设置的职能部门； ３）仓储区：为在室内、室外存储的钢材产品提供搬运、装卸与存储提供场 所，同时在这些区域内同时实现集货配货的功能； ４）流通加工区：为钢材流通加工包括对钢材进行的开平、横切、纵剪、分 条、冲片、模具、冲压、拼焊等内容提供作业平台的场所； ５）成品区：钢材剪切加工后堆放存储的场所，对即将出货的成品捆扎包装： ６）车辆调度维护区：物流中心作业车辆停放的场所，同时也是为司机、调 度员等物流中心员工提供休息、活动场所： ７）出贷区：提供货物出库所要进行的相关作业，包括车辆出库、验收等操 作的场所，与进货区类似。Ａ（室外库区）Ｂ（室内库区） 图５―２钢材物流中心现场图ｃ（流通加工区）５．３功能区域空间规划功能区空间规划在整个钢铁物流中心规划设计中占有重要的地位。明确了 钢铁物流中心的功能区所需要的空问才能对区域进行详尽的布置。一般来说， 决定物流中心空间规模的方法有五种，每种方法各有其使用时机和特点，在设 计方案时也可同时使用多种方法，通过不同方法对空间需求进行估算。 １）计算法：分别根据各功能区人员活动和货物储存的空间需求计算各个活 动或区域所需要的个别空唰或小区域，然后汇总而获得空间需求的方法； ２）换算法：根据现有布局的占地面积，通过分析未来布局计划中可能改变 的因素做出合理的预测，得出所需面积，常用于初期估算需求面积，较为常用； ３）空间标准法：参考已建设旌的空间标准来决定规划设施所需空间，该方 法也较为常用；武汉理工大学硕七学位论文４）概率布局法：假如有可用的面积大小计划，尤其是己经持有有关的设备 的模片或模型的计划时，可以把它作为推论面积需求的根据； ５）比率趋势法：以面积对某些因素的比率，从历史资料求得过去各时期的 比率和趋势，来预测未来的比率，进而求出适合未来状况的面积需求。该法适 用于固定设备和投资较少且设备有多种用途的区域（如储存区）的长期计划【４３】。 根据第４章中对武汉ＸＭ物流中心未来五年的物流能力需求的预测可知， 武汉ＸＭ物流公司物流中心五年后的入库量如表５．１所示。 表５一ｌ武汉ＸＭ钢材物流中心５年后年入库量（单位：万吨）钢种 线材 普通极材 型材 钢卷 储存区域 钢铁堆场 钢铁堆场 钢铁堆场 钢铁堆场 钢铁库区 总计 入库量２０ ５０ １５ ７０ ３０ １８５ ３０ ３４加工量４每天发生的进货量６６７ １６６７ ５００ ２３３３ ｌ０００ ６１６７一般在规划配送中心各区域时，应以物流作业区为主，再延伸到相关非物 流作业区域。对物流作业区的规划，可根据流程进出顺序逐区规划，避免由于 区域规划不当引起的瓶颈；当缺乏有关资料无法逐区规划时，可从仓储区规划 开始，根据仓储区规划进行前后相关作业的规划。对于各类功能区域，由于其 功能不同，空间面积估算应依各自主要影响因素进行。 物流功能区具有物流作业相关性，其空间需求的估算与各区域的功能、货 物流量、作业方式以及所配备的设施和设备等有关；而非物流功能区的空间需 求依据人员、设备需求而定。根据不同方法的特点以及各功能区的特点，下面 对钢材物流中心各大功能区域的空间需求估算进行分析。１）进货检验区由于进货的检验是物流中心的主要作业，因此进货区的设计成为物流中心 内部规划的关键决策之一。为使进、出货作业达到安全高效的目的，在对进出 货区进行规划时必须遵循以下原则： （１）进出货区的位置能使车辆快速安全地进出物流中心，不产生交叉会车； （２）车位数应保证车辆在规定时间内完成货物检验任务；武汉理ｒ丁大学硕士学位论文（３）考虑到在峰值作业的可能性； （４）同时还要考虑到进出货物时发生的退货现象。 基于以上的原则，下面来对进货区进行规划。 进货区的车位数：其中：以．车位数刀＝一刀：―ｕｘｔ―ｘＭＴ×ｍ（３一－１） ｌ，Ｌｆ．每台车的平均验货时间（通常验货时间取１５分钟） Ｕ．峰值系数（取３） Ｍ．每天的平均进货量 朋．每车平均装载量（平均每车装载量５０吨） ｒ．每天工作时间（这里按每天工作９小时计算） 按照一年工作３００天，根据表５．１中数据可以得到：Ｍ＝６１６７，ｍ＝５０，／，／＝３， ｆ＝ｏ．２５，Ｔ－－９，将其代入公式５．１得到：９×５０，ｌ：―３ｘ０．２５―ｘ６１６７：１０由此可知，在高峰期大概需要ｌＯ个左右的站台，由于钢材装载车辆属于特 大型车种，估计每辆车的占地面积约为６０ｍ２，因此进货区面积约为６００ｍ２。 ２）综合管理服务区，目前该物流中心工作人数为５０人，通过预计的钢材 配送中心的年吞吐能力，该物流中心５年后的吞吐量为现在的３倍，估算出生 产和管理人员的人数约为１５０人，按照平均每人占地面积为ｌＯｒｅ２计算。该物 流中心管理服务区所需要的面积为１５００ｍ２。 ３）仓储区（采用比率趋势法估）仓储区包括线材仓储区、型材仓储区、板 材仓储区、室外钢卷仓储区、室内钢卷仓储区。 在进行仓储区规划的时候，主要是根据仓储区的储运量，可知日常存货的 数量，除此之外，在进行仓储区作业面积规划时，还必须事先了解货物的尺寸、 堆放方式，采用不同的储存方式，货物所需要的仓储作业面积是不一样的，钢 材物流中心货物的储存方式主要是地面堆码、因此这里需要考虑的就是单位面 积的堆放量。不同种类的钢材单位面积堆放量可以从表５．２得到。武汉理工大学硕士学位论文表５－２钢材平均额定堆放量钢材种类 额定堆放量（吨／ｍ２） 线材２型材２．５钢板２钢卷３钢材成品３线材区回枳：钆：粤ｒ／Ｘ％村（５－２）其中：＆材一线材平均每天仓储量九材一线材额定堆放量而＆材：丝掣掣（５－３） 而６线材２―■磊Ｆｄ线－线材平均存放时间∥．安全系数２０００００Ｘ７ ３５６×０．７．．７７．面积利用率（考虑到通道的面积人工作业、车辆行走、车辆回转）。线材九材＝２ｒ／＝０．７ ／．ｔ＝０．７ｄ线＝０．７代入式５．２、５．３可得厶材＝磊石２石００了００ｉ０ ｘ历７忑＝４０００ｍ２同理：室外钢卷区面积以卷＝恚＝丽７０ ０ ０ｘ＝８０００ＩＩｌ２ｊｏ）×ｕ．／×ｕ．，×ｊ ／＂１６ ×％誊４）流通加工区采用计算法估算板材区面积以材２恚２丽５０ ０ ０ｘ 室内钢卷区面积以内锕卷＝ｊ笔篡：＝丽３０ ０ ０ｘ表５．３钢材物流中心加工设备需求设备 功能 拉直切断 横切剪切 纵切剪切 数量ｌ ２ ２型材区面积如材＝惫＝丽１５０ ０ ｘ武汉理工大学硕士学位论文７＝２２００ｍ２７＿１。ｏｏ。ｍ２３６５ Ｘ ０?／ Ｘ ０?，× ３＝３４００ｍ２ Ｘ／ｒ６ 矽叠内钢畚流通加Ｉ区面积＝加工设备面积＋操作空间面积（５．４）年加工３０万吨钢卷，４万吨线材，拟需要的设备配置如表５．３所示。能力 １００万吨／年 ９万吨／年 ６．５万吨／年占地面积７．５×０．５ ２７ Ｘ１１ ２４×１６钢筋调直切断机 意大利ＦＩＭＩ １８５０横切机组 意人利ＦＩＭＩ １８５０纵切机组加工设备面积按所购买设备实际占地面积取值，因此加工设备面积＝（２７ ｘｌ ｌ＋２４ｘ１６）ｘ ２＋７．５ｘ ０．５＝２０００ ｍ２按照加工设备面积操作活动空间面积２：ｌ的比例代入以上数据估算，可算出流通加工面积为３０００ｍ２。 ５）成品区Ａ矿塾壁垫趟（５－５）褊ｄ平均存放天数一成品平均存放天数，这里取２天 盯．材料利用率，这里取０．９５＝：一３６５ｘｑｘ＃成品觳堆放－×∥ｘ九品．成品额定堆放量将其代入式５．５可得： 。饥以。：型堕坠‰墼兰：―３４００００ ｘ―２３６５ｘｒ／ｘＣａ品囊定堆柚ｘ，ｕ３９３６５ｘ３ｘ０．７ｘ０．７…～０．９５：１６００ｍ：武汉理工大学硕士学位论文６）车辆调度维护区，主要包括进出物流中心的装载车辆的暂时停放区域以 及物流中心内部装载叉车的停放场所，这里采用估算法，估计区域为１０００ｍ２。 ７）出货区，这里假设每天的进货出货量大小一样，所以可以采用与进货区 同样的面积大小。 因此，根据以上对钢材物流中心空间需求的规划，我们可以得出整个物流中心所需面积为３５９００ｍ２，详细的面积需求如表５－４所示。分析表５．４，５年后该钢材物流中心总计需要３５９００ｍ２，根据实际调研，该 物流中心现有场地近５００００ｍ２，因此可以得出结论，该物流中心现有的土地规 模完全能够满足５年内的土地需求情况。表５４区域面积表模块类别 作业项目 进货区 进出货模块 出货区 服务模块 车辆调度区 室外钢卷区 室内钢卷区 仓储模块 线材区 型材区 板材区 流通加工模块 总计 剪切加上区 成品区１０００ ８０００ ３４００ ４０００ ２２００ １００００ ３０００ １６００ ３５９００ ６００ １５００面积（单位，，１２）６００综合管理服务区５．４钢材物流中心功能区域相关性分析在完成了钢材物流中心的作业功能规划和设施规划设计之后，结合各区域 作业空间大小，就可以对各作业区域进行平面布置规划。 钢铁物流中心不同作业区域之间在作业流程、组织结构等方面存在着一定 的依存关系，在进行物流中心内部的规划设计时，必须对这些关系的相关性进 行分析，这对区域的布局至关重要。主要原因是由于两个不同的区域之间可能武汉理工大学硕十学位论文因相互存在着重要的活动相关性，而有相邻的必要，除了进货、储存、加工、 出货等区域因功能需求所形成的流程关系外，其他不同的活动相关性，还表现 在管理上的关系，指建立在管理人员和操作程序上的关系；组织上的关系，即 建立在各部门组织之间的关系；功能上的关系，区域之间因功能需要而形成的 关系；环境上的关系等。 所以，进行钢材物流中心功能区相关性分析，要综合考虑物流因素与非物 流因素才能准确地确定区域之间相关性。 本文主要是按照ＳＬＰ法的规划思想，考虑到各区域之间的相关性既要受非 物流因素的制约，同时也受物流因素的影响。所谓非物流因素，是指除物流因 素以外的其他因素，如社会因素、地理因素等，大多来自有关人员的经验和看 法【４４１。对非物流因素，我们可借助定性关联图来加以研究，它主要是对物流中心内部各作业区域间受非物流因素影响的相互关系进行定性分析，确定两两区域间的关联程度，以此为各区域问的平面布置提供设计上的基本依据。５．４．１物流相关性分析物流分析的方法有多种，本文采用从至表来进行物流分析，即对区域之间 的物流量进行计算。根据第３章对钢材物流中心的未来五年物流量的预测。物 流中心的年吞吐量将达到３７０万吨，其中钢材品种及货流量如图５―３所示。 根据图５．３所示，可以绘制出该物流中心的物流从至表，如表５．５所示。 然后通过物流从至表中我们作业区域间的物流总量。表５－６中将物流强度 分为Ａ、Ｅ、Ｉ、Ｏ、Ｕ五个等级，按此表将定量物流从至表５．５转化为定性的物流相关图，如图５４所示。４１武汉理工大学硕士学位论文１６６７ １６６７５００５００图５．３钢材物流中心物流流向图（单位：吨）表５．５物流从至表（单位：万吨）（１进货区２室外钢卷３线材４板材５型材６室内钢卷７加丁区８成品区９出货区１０服务 区１ｌ停车场）ｌ１ ２ ３２ ２３３３３ ６６７４ １６６７。５ ３００６ １０００７８９１０１１２３３３ １１３ １６６７ ６６７ １０００ １１３ １１３４ ５６７ ８ ９ １０ １ｌ４２武汉理工大学硕十学位论文图５４物流作业单位相互关系图表５―６物流强度等级比例划分表物流强度等级 超高物流强度 特高物流强度 较大物流强度 一般物流强度 可忽略搬运 符号Ａ Ｅ Ｉ Ｏ Ｕ物流路线比例（％）１０ ２０ ３０ ４０承担物流量比例（％）４０ ３０ ２０ １０５．４．２非物流相关性分析由于钢材配送中心各区域间的布局除了受搬运量等物流因素的影响，还要 受到诸如组织关系、环境关系等非物流因素的制约。对于平面布局设计，物料４３武汉理工大学硕士学位论文流程并不是决定物品移动主要路线的唯一依据。所以非物流相互关系分析是根 据配送中心内各区域非物流相互关系的影响程度，做出相互关系对照表。这里 主要包括各区域之间信息的传递，服务的频繁等，以此确定配送中心的非物流 关系对照表。由于非物流因素对作业区域相关性的影响无法直接通过数字统计 得到，所以就必须对所收集的资料进行认真的调查分析。并凭借队往的工作经 验加以判断，本文中得到的非物流相关性分析是对钢材物流中心工作人员的进 行问卷调查，见图５－５，综合多位有着相当工作经验的管理人员的判断，按照 表５．７的等级划分．对非物流因素进行分析，绘制出非物流相关性分析图５－６。四。！搿渊！；嚣灞譬” ……‘ｔ………＊＃糕÷ｏ女＊＾F＊＆＃＊《ｊ津“一ｊ一三一二二蕊―三二图５．５问卷调查表 表５．７非物流相关性等级表相关程度等级 超高物流强度 特高物流强度 符号Ａ Ｅ Ｉ ０ Ｕ较大物流强度一般物流强度 可忽略搬运武汉理工大学硕士学位论文图５－６非物流作业单位相互关系图５．４．３综合相关性分析通过分析，得知物流中心设施之间的物流相关性和非物流相关性并不一致， 因此需要进一步的综合分析，将两种相关性分析结果合并，求得作业单位综合 相互关系。在物流中心的实际运作中，物流关系占重要地位，根据现实情况下 的物流和非物流的相互关系，取物流和非物流的比值，ｍ－ｎ－３：１，即加权值 为３：ｌ量化物流强度等级和非物流强度等级的密切程度等级Ａ＝４，Ｅ＝３，Ｉ＝２， Ｏ＝１，Ｕ＝０计算量化后的作业单位相互关系。设任意两个作业单位的物流相互 关系等级分数为Ｍ，非物流的关系密切程度等级分数为Ｎ，则这两个单位的综 合密切程度的分值Ｃ为Ｃ＝３Ｍ＋疗，根据上式计算量化的所有作业单位之间的 综合相互关系建立作业单位综合相互关系计算表，如表５．８划分综合关系等级。 统计表５．８综合关系分值各分段内作业单位对的比例。根据表５－９综合关系等 级的划分比例确定各分段内对应作业单位对的关系等级，最终绘制出各个设施４５武汉理工大学硕士学位论文之间的综合关系图，如图５．７所示。 表５．８作业单位综合相互关系计算表作业对ｌ－２ １．３ ｌ＿４ １．５ １．６ １．７ １．８ １．９ １．１０ １．１ ｌ ２．３ ２＿４ ２．５ ２―６ ２．７ ２．８ ２．９ ２．１０ ２．１ｌ ３＿４ ３．５ ３－６ ３．７ ３．８ ３－９ ３．１０ ３．１ｌ ４．５物流关系Ｅ Ａ Ｉ Ｏ Ｉ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｅ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ａ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｏ Ｕ ｌ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ等级分３ ４ ２ ｌ ２ Ｏ Ｏ ０ ０ ０ ０ ０ Ｏ ０ ０ ０ ３ Ｏ ０ Ｏ ０ ０ ０ Ｏ ４ ０ ０ ０ ０ Ｉ ０ ２ Ｏ Ｏ ０ Ｏ ０非物流关系Ｅ Ｅ Ｉ Ｏ Ｉ Ｕ Ｕ Ｕ Ａ Ｅ Ｉ Ｉ Ｏ Ｕ Ｕ Ｕ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｏ Ｕ Ｕ Ｕ Ｏ ｌ Ｏ Ｅ Ｕ Ｏ Ｕ Ｉ Ｉ