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配送中心规划与设计
一． 选取设计案例
S公司就国内目前最大的汽车生产制造企业之一，近年来汽车销量一直处于国内领先地位。同时，公司对售后服务的业务发展也非常重视，截至2010年底，全国共有特约服务中心约900家。为提高对全国范围内的经销商的服务水平和订单响应时间，S公司从2007年起先后在华南，华东，华北地区建设了全新标准的配件配送中心。为满足业务发展需要，提高售后服务效率，提高对西南，西北地区的服务水平，S公司决定在西南地区建设配送中心，随着该项目的启动，如何科学的规划配送中心成了企业需要解决的关键问题。
S公司是中国领先的乘用车制造商之一，目前旗下拥有多个汽车品牌，共二十多个系列的产品阵容，覆盖了从顶级豪华车到经济型轿车各梯度市场，以及高性能豪华轿车，MPV,SUV等细分市场。同时S汽车公司也是国内最早提出独立的售后服务品牌的车企业之一，为了提高售后服务水平及客户满意度，同时也是为了提高物流作业效率和订单响应时间，自2007年以来，S公司积极在华南，华东，华北等地按照精益标准建设售后配件配送中心，同时在2009年，公司根据对未来业务的规划，决定对华东地区售后配件配送中心进行优化，本论文的研究内容即来源于该配送中心的规划和设计。
随着配送中心选址的确定，随之而来的最重要的问题就是对配送中心规模的确定，同时结合配送中心的业务流程，进一步需要解决的问题就是配送中心内部的存储区的规划，运作区的规划，设备及人员的配置，配送中心的内部的各功能区的布局设计等等。这些问题不仅关系到配送中心的运营效率，也密切的关系到公司的成本收入，因此这些问题的重要性就不言而喻。但目前对于这些问题还没有建立一套评估方法，通常是参照以往的项目作为参考，或者是一些业内典范型的配送中心作为参考，但这样的方法所存在的一个问题就是依靠经验的成分较多，缺少理论和数据的支持，因此缺少一定的说服力。本文的主要目标就是拟通过对这些问题的研究寻找一种较为系统和合理的方法。
S公司目前在国内已建有三个售后配件配送中心，分别位于华南，华东，华北，服务于全国约900家特约服务中心，覆盖省份和业务比例分布如下表1所示：
表1配送中心服务省份分布
配送中心
省份数量
特约服务中心数量
业务量比重
华南
8
80
28.7％
华东
7
103
37.0％
华北
14
95
34.3％
本案例主要以华东地区配送中心为例展开优化：
二． 确定设计目标
进行配送中心总体规划设计时，首先要明确配送中心在物流网络中的地位与作用，确定所规划配送中心的规划目标。规划目标将决定配送中心的功能与功能区构成。
从定性的角度分析，由于S公司的华东配送中心在建立之初，业务量大，而覆盖省份相对较少，回报率不高，从而公司对于配送中心的建造费用预算有限，因此为保证效率同时使得配送成本最低收益最大，应尽可能在有限的预算范围内使配送所耗费总时间最短，充分考虑华东地区人力资源可获性特点，同时保证满足各项技术指标。
在预算指标方面，配送中心的建造费用预算也会直接影响到配送中心的规模和自动化水准，S公司华东配送中心的建设投资决定了其技术水平。
在时间指标方面，配送总时间的长短主要反映在配送中心与各需求点的相对位置及配送路线的合理性方面，同时配送中心内部布局及业务流程也影响着配送耗费时长。
在技术指标方面，必须考虑各需求点的需求情况，在充分估计总出货量的基础上统筹规划品军库存量，使得配送中心周转率尽可能大；必须考虑配送中心备选地址周边劳动力资源的成本及可获情况，结合配送中心的设施设备的自动化水平，确定劳动率及总成本，并进一步确定每单位配送成本。
具体目标如下：
1.缩短物流作业周期，降低物流运作成本。
2.以适当的库存水平降低物流系统的总体库存。
3.有效利用空间，设备，人员和能源。
4.提高客户服务水平，提升企业竞争力。
5.降低物流运作差错率。
6.信息网络高效畅通，实时掌握分销信息。
7.力求降低投资成本。
8.提供方便，舒适，安全和卫生的工作环境。
另外，配送中心规划包括配送中心类型和规模的确定，选址，功能设计，信息系统设计，运营管理模式选择等，其内容非常复杂，而且一旦建成就很难改变，因此，在规划设计时，应该遵循以下原则。
1. 系统工程原则。合理规划一个配送中心，必须以系统观点统筹兼顾，全面安排，做到微观与宏观相结合，定性分析与定量计算相结合，使配送中心整体最优。
2. 价值工程。在配送中心规划的每个阶段，都要体现价值工程，消除或减少不必要的作业，缩短作业周期，以较低的成本获得较高的收益。
3. 以人为本原则。充分重视人的因素，营造安全，舒适，方便的作业环境。
4. 可持续发展原则。当前利益与长远利益相结合，预留发展空间，在一定范围内适应配送需求的变化。充分考虑地理和生态环境保护，走可持续发展之路。
5. 配送功能齐全，配送作业高效运作。
6. 交通便利原则。位于运输主干道，方便运输与配送。
7. 兼顾服务对象，位于客户中心。
8. 避开市中心，减少对城市环境的影响。
9. 合理配置设施设备，避免盲目追求现代化。
三． 需求量计算
1、历史销量数据分析
为了预测未来华东配送中心内存放的零件种类，需要通过对配送中心服务范围内经销商的历史销量数据进行分析，未来数据分析资料的准确，获取了上述所确定的7个地区从2011年至2013年底三年内的历史销量数据。数据格式如表所示：
总销量（万）
2011年
2012年
2013年
2014年
地区
年销量
年销量
年销量
年销量
上海
32
34
38
41
杭州
22
24
27
28
南京
23
26

30
32
南昌
22
23
24
26
济南
20
22
24
26
福州
23
25
28
29
合肥
20
25
28
32
总计
162
179
199
214
以上海为例，利用一元回归法，可近似认为上海地区的年销售量符合一元函数 Q=3N+29 其中，Q为上海地区每年的销售量，N为年份，设2011年为第一年，以此类推。
从而计算可预测得2015年的年销售量为44万，2016年的年销售量为47万。
依照同样方法，可分别预测其他六个地区的以后各年销售量。如下表：（单位：万）
地区
上海
杭州
南京
南昌
济南
福州
合肥
2015
44
30
35
26
28
31
36
2016
47
32
38
27
30
33
40
四．配送中心选址
1、 配送中心选址原则
（1）交通运输条件。配送中心地址选择应靠近交通运输枢纽，以保证配送服务的及时性、准确性。 
（2）用地条件。配送中心建设须占用大量的土地资源，土地的来源、地价、土地的利用程度等要充分考虑并落实。 
（3）顾客分布情况。准确掌握配送中心现有服务对象的分布情况以及未来一段时间内的发展变化情况，因为顾客分布状况的改变、配送商品数量的改变及顾客对配送服务要求的改变都会对配送中心的经营和管理产生影响。 

（4）政策法规条件。掌握政府对配送中心建设的法律法规要求，那些地区不允许建设配送中心、那些地区政府有优惠政策等。 
（5）附属设施条件。配送中心周围的服务设施也是考虑的因素之一，如外部信息网络技术条件，水电及通信等辅助设施，北方地区的供暖保温设施等。
（6）其他。要考虑不同类别的配送中心对选址的需要的不同的。如有些配送中心所保管的商品有保温设施、冷冻设施、危险品设施等对选址都有特殊要求 。 
2、配送中心选址方法选择
下面采用定性分析的方法选择配送中心选址所需采用的方法，得出选用重心法进行选址。
我们选用单中心选址方法中的重心法进行决策，这是由于基于定性分析可知，选择S公司的华东配送中心只需采用单一选址的定量方法，而单中心选址方法最常用的是连续选址模型。其选址决策的关键因素包括运输费率和该点的货物运输量等，这也是S公司本次配送中心规划设计关注的重点所在。而代表性的方法就是重心法。
重心法是一种选择配送中心位置，从而使配送总成本降低的方法。它把配送成本看成运输距离和运输数量的线形函数。此种方法利用地图确定各点的位置，并将一坐标重叠在地图上确定各点的位置主要用于物流选择最低成本运送的方法。
3、 重心法选址模型构建
（1） 华东配送中心所覆盖的七大省区的地理位置如下地图所示:

该地图以1:500的比例显示了华东地区七大省区的相对位置，转化为坐标图，如下：
（2） 具体计算过程：
重心法：在某待定区域内有n个供应点或需求
点，各点的供应量或需求量为ωj（j=1、2、…n），
各点的坐标为（ xj，yj）， （j=1、2、…n） 。需设
置一个配送中心，设配送中心的坐标为（x，y），配
送中心至供应点或需求点的运费率为cj.
各配送城市的需求量和运费率如下表所示：（单位：万件）
城市
需求量（w）
至配送中心的运费率(c)
上海
44
0.5
杭州
30
0.5
南京
35
0.5
南昌
26
0.75
济南
28
0.75
福州
31
0.75
合肥
36
0.75

将上表数据代入重心法公式中求得最初解：

设总运输费用为F:

使总运输费用最下的配送中心位置其坐标位置必须满足

求解上式得：

最初解为（10.6,4.7），利用上式反复迭代的下表：

（x1,y1）
10.2
5.1
（x2,y2）
9.8
4.6
（x3,y3）
9.5
5.4
……
……
……
（x7,y7）
11.1
6.3
（x8,y8）
11.1
6.3

最后迭代结果从上表得出 （x7,y7）=（x8,y8）=（11.1,6.3）
从地图上看，该坐标对应于南京地区，因此选在南京作为华东配送中心的地址。

五．确定配送中心内部流程及功能区域
1、 内部业务流程
华东配送中心的作业流程和一般的配送中心作业基本相同，主要包括收货、上架、拣货、发货等作业，根据华东配送中心的售后配件配送中心运营模式，其中收货主要有两个来源：一种为配送中心所在地的供应商直接送货，另一种来自于分拨中心的发货。从而确定华东配送中心的主要作业流程。如图 14 为作业流程图。
图14 配送中心作业流程图
2、功能区域设置
根据华东配送中心内部的作业流程，同时通过收集配送中心其它相关部门的实际需求，配送中心规划了如下表 19 所示的功能区：
功能区分类
物流功能区
辅助功能区
功能区
收货区
存储区
包装区
加工区
发货区
问题件区
设备管理区
综合管理区
表 19 配送中心功能区
3、 功能区面积需求计算
（1）收货区面积需求评估
1) 存储量数据分析
根据目前配送中心的运营模式，华东配送中心主要接收来自华东 PC 分拨的零件，根据对历史资料数据的分析，华东配送中心月库存量设计数据如下表 20 所示：（每月近似相等）
类别
设计值
月初收货零件总件数（万）
25
月初收货零件总件数（万）
20
月均库存量（万）
22.5

表20 配送中心月收货量数据
月均库存量=（月均库存量+月末库存量）/2=（25+20）/2=22.5万
年均库存量=月均库存量之和/12=22.5
2) 存储区面积需求计算
利用荷重计算法进行存储区面积计算，即根据仓库有效面积上的单位面积承重能力来确定仓库面积的方法。
即
从而得到：储存区面积为450
考虑到堆放时需预留出基本的作业通道和叉车搬运通道，根据一般经验，作业通道和存储面积的比为 4:6，因此实际收货区面积需求为 750 平米。
3）其它区面积需求评估
根据类似的计算方法，确定了配送中心其它区的面积。
下表为功能区面积计算所需数据：
功能区
参数
收货
储存
包装
加工
发货
问题件
设备管理区
综合管理
S(功能区域面积\)
333.3
750
203.3
1060
93.3
333.3
166.7
270
Q(全年货物量)
50
22.5
30.5
45.5
40.5
3.5
10
5
T(物料平均作业天数)
1
3
1
3.5
1
4
5
5
q(单位有效面积的承重能力)
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
a(功能区面积利用率)
0．4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
T0(年有效工作日)
250
250
250
250
250
250
250
250
通过公式计算可以得出：
收货区面积=333.3 问题件面积=93.3
储存区面积=750 设备管理区面积=333.3
包装区面积=203.3 综合管理区面积=166.7
加工区面积=1060 发货区面积=270
华东配送中心总面积为：3209.9
六．配送中心内部布局
系统化布局规划方法是一种最早应用于工厂设计的具有系统设计步骤的布局规划方法，它使工厂布置由定性阶段发展到定量阶段，相关技术也广泛应用于各种生产系统与服务系统，从而设施规划与设计从工业工程中分支出来，形成了一个完整的科学体系。将系统化布局规划方法引入配送中心的规划与设计中，能有效地利用设备，空间，能源和人力资源；最大限度地减少物料搬运。
系统化布局规划（SLP）是利用许多图标作为分析的工具，和提出布局方案的依据，而其程序中输入的作业资料为P.Q.R.S.T五者，及产品，数量，途程安排，辅助劳务与时间，该方法具有很强的实践性，系统化布局规划的一般程序如图所示：
输入作业资料：P.Q.R.S.T

P.Q分析

作业联系分析
作业流程分析

关联线图

作业联系分析
作业流程分析

空间关联线图

实际限制
修正条件

发展布局方案

评估布局方案

选择布局方案

执行布局方案

结合配送中心建筑平面尺寸以及各功能区的相互关系，同时根据存储
区的货架通道设计原则，对配送中心布局提出如下图所示的总平面布局：

七．设计方案完善及分析评价
1、 方案完善
本文以S公司华东配送中心的建设项目为研究基础，结合配送中心规划理论和S公司多年的经验，对汽车售后配件配送中心的规划与设计中所需要解决的配送中心总体规模，存储区的规划和布局规划问题进行了系统的分析和探讨。但方案仍有进一步完善空间，以下提出几点完善意见
（1）重点预测了配送中心所覆盖各点的需求量、配送中心存选址决策、配送中心布局设计等方面的内容，对于配送中心的土建设计、设备选型和评估没有进行阐述，在这方面可进一步探索。
（2）本文主要研究配送中心的运输费率和该点的货物运输量等内容，对于配送中心所在地区周围劳动力可获状况，交通运输路线分布状况没能充分研究，导致方案无法全面最优。可增加这些方面的调查研究并在决策过程中将其考虑在内。
（3）没有涉及配送中心运营规划的内容，即组织机构、人员配备和经营绩效的评价。可对这方面的内容加以研究。
2、方案分析评价
针对配送中心功能区布局方案，通过对该方案的物流路线，面积需求等方面的分析，整理出该方案的优缺点。
1、 优点：（1）利用精确重心法，多次迭代计算，克服了重心法不准确的缺点，计算出的配送中心位置比较准确可信，同时又满足了S公司追求最低成本运送的愿望。
（2） 在配送中心平面布局中，收货、发运场地关联，可以通过错时共享运作场地，解决高峰时场地不足问题。
（3） 对配送中心的库存进行了准确的预测，即配送中心要存放多少种零件，库存水平如何，从而使存储区的规划更为合理。
2、 缺点 ：
（1） 对于配送中心所使用的设备选型和数量研究不够精确深入，从而影响了配送中心总体面积计算的准确性。
（2） 货物从加工区要经过设备管理区和办公区到达包装区，使路线延长，同时高峰时场地共享的灵活性较差。