1、 物流系统的设计与规划课程设计报告学号 姓名 指导老师 钢铁物流园区布局设计规划一.项目概述工业化进程决定了钢铁业的现状，物流业的发展影响着钢铁流通业的运营 状态。随着钢铁市场的繁荣和钢铁工业的发展，钢铁物流主体由钢铁制造企业 转向钢铁贸易企业和钢铁物流经营企业，钢铁物流园区的建设也迅猛发展，钢 铁物流承载设施的规划和建设成为企业和设计单位关注的重点之一。但是，目 前国内物流园区的实际建设，追求规模和形象，导致运营阶段出现很多问题。 本文对目前平面布置技术进行综述，重点分析了系统布置规划方法(SLP) 的研究现状。SLP 方法在工业工程领域用于工程布置，是一种条理性很强的技 术，在工厂平面布置
2、设计领域获得极其广泛的运用。结合物流技术，研究 SLP 方法在物流园区平面布置设计的可行性，目的是将 SLP 技术应用于物流园区布 局规划，作为物流园区布局设计的理论基础。 本文以钢铁物流园区为背景，对钢铁物流特性、发展现状、未来需求进行 分析，划分园区作业区域；在对钢铁物流园区的经济腹地进行调研，结合相关 的统计数据和调研资料确定园区物流量，确定钢铁物流园区的规模；探讨了SLP 方法在物流园区布局设计中的具体实施和备选方案评价，提出了物流园区平面 布置设计的方法和流程。 最后，本文对 SLP 在物流园区平面布置规划的应用中存在的缺陷做出了总结，以此为基础对物流园区前景进行了展望。 2钢铁物流
3、现状与发展在物流园区的布局设计中，由于建筑设计人员往往根据感觉、经验和建筑 设计规范从主观的物流角度来进行，容易造成物流园区内的物流运作效率较低、物流成本较高等问题的出现。另外，钢铁物流的对象属于体积大、重量大的固 体，而且每批钢材有特有的编号，在仓储、搬运、运输、信息处理等方面需要 特定的方法和技术，因此如何在规划钢铁物流园区布局时提出有效可行的方法，使得园区内物流能够高效、低成本的运作成为物流园区研究亟需解决的问题。 3华融钢铁物流园区背景介绍沿长江干流，从湖北宜昌到江西湖口的长江中游地区，云集着多家钢铁企 业，例如武钢、华菱管线、鄂钢、新余钢厂、冶钢等企业。华中钢铁生产区的 钢及钢材产量
4、约占我国总量的十分之一，以武汉钢铁集团为首，集合周边马钢、华凌钢铁、南钢的技术与产能，已经形成年产量 4600 万吨，全面涵盖板、型、线、管各类产品的钢铁供应群。拟建设的华融钢铁物流园区即位于中国中部地 区最大的城市武汉，该地区具备优良的水、公、铁空形成的立体交通和 多式联运优势，园区可以形成相对于铁路和公路的运输价格优势。另外，该城 市的空间发展战略重心由中心城向郊区转移，经济开发区 J 下逐渐形成一个以重 工制造业和港口物流业为轴心的新兴工业城镇，这将带动钢材需求量的快速增 长，并为钢铁物流业的发展提供巨大的市场空间。 华融钢铁物流园区的建设主要是集合钢铁生产企业、钢材经销企业和物流 企业
5、，为钢材消费者提供快捷、便利、准确的钢材消费品。因此，华融钢铁物 流园区的目标顾客分为两个层次，一是入驻园区的钢铁生产企业、钢材经销企 业以及物流企业等服务企业，园区以“后勤服务业者“的身份为入驻的各家企 业提供各种服务，此类顾客大部分为长期合作顾客；二是钢材消费顾客，即供 应链的下游端钢材消费者，物流园区只有从下游客户段的直接消费需求出 发，才能明确各项业务的最佳操作程序和方法。因此，钢材消费客户以华中地 区尤其是湖北地区的广大用钢客户为目标。 华融钢铁物流园区的目标是整合钢材产品物流、资金流、商流及信息流， 促进钢材产品流通达到顾客服务要求。因此，建设华融钢铁物流园区着重于建 立合作渠道、
6、改善作业效率及提高企业经营绩效，内部作业功能包括物流活动 (入库、储存、集散、出库、加工、运输、配送等)、信息流活动(钢市行情、 供应链客户间信息交流等)、资金流活动(资金结算、网上结算和金融质押等)和商流活动(订单处理、代理采购、售后服务、网上交易等)；外部协作服务依 靠运输业者、货运承揽业者、政府、保险业者、银行等部门，通过合同或协议， 共同提供优良的服务。 4物流中心规划1.规划条件设定政府批准华融钢铁物流西区的期用地总而积为 2944 万平方米。如图所示：华融钢铁物流州区布局规划时应充分考虑地形轮廓及外部交通的实际情况。结合华融钢铁物流园区的发展规划用地代码 类别名陈 用地面积（万平方
7、米）M 工业用地 17.11S 道路用地 7.91G 绿化用地 4.42总用地面积 29.442.平面布置原则 在规划过程中应该考虑以下几项原则：(1)功能分区明确，人流、物流通畅 从地形上看，规划过程中应将 JF 路以东的东区作为园区核心作业功能区 域，即为仓储、配送和加工作业的主要区域，而 JF 路以西的西区则以商务服务 区为主。根据园区所在地周边交通条件和地形地貌特点，入区物流以火车为主， 总体流向由南向北，出区物流由载重汽车运输承担(包括由水路发运的占总流 量 15的钢材)，经 JF 公路出口和(或)HS 公路出口运出。园区内商务运作的 主要载体是人流，人流主要从 HS 公路的入口进入
8、，当人员从事钢材采购、交 易、仓储、提货、加工、电子商务及物流配送等商务作业时，人流发生的总体 方向由北向南。 。 (2)交通运输流畅，减少物流迂回 物流园区交通运输的流畅度主要由外部交通组织和内部物流搬运两方面决 定。外部交通组织主要取决于铁路专线和公路运输的运载能力和装卸效率。由 于钢材入区以铁路为主，则引进铁路专线的数量及车皮数量、配置的装卸起重 机的性能与数量，以及转运钢材的设备性能与数量等计算选择上，应能满足园 区设计吞吐能力的需要。同时，园区内的干线道路及路网布局、道路宽度、长 大拖车的转弯半径及库内装卸车位、基地停车场等，都要予以充分考虑，以确 保内部交通运输的流畅性。 (3)用
9、好沿街地段，树立品牌形象华融钢铁物流园区位于 HS 公路与 JF 路的交叉路口两侧，为了营造现代综 合物流气息，向社会展示华融钢铁物流园区品牌形象，应充分考虑将 HS 公路 与JF 路的交叉口地带作为建设具有地标性质的高层商务楼以及经销商业务为 主的裙搂建筑，JF 路西侧建设为多种服务功能区，作为商务服务区的补充和延 伸，满足写字楼、商住公寓、餐饮、休闲、娱乐等多种需要。 (4)留有发展余地，做好二期接口 此次规划是物流园区的一期，物流园区的二期征地位于一期规划用地的南 部，介于长江流域与一期园区之间，因此项目一期的规划设计时，其商务功能 建筑物的容量应能涵盖二期的商务功能需要，另外，还要充分
10、考虑一期与二期 工程之间的道路衔接、功能衔接和物流衔接问题，留有发展余地，做好与二期 的预留接口，使完工后的一期与二期工程之间有机结合，浑然一体 3.平面布置规划方案（1）华融钢铁物流园区基本要素分析 华融钢铁物流园区经营的钢铁覆盖范围是中国中部地区。经调查，我国中 南地区钢材产品中，钢筋产量最大，占全国总产量的 17左右；其次为线材和 中厚宽钢带，占全国总产量的 18O和 11O。占全国总产量比重最大的是特厚 板，比重为 502；其次为电工钢板(带)和冷轧薄板，比重分别为308和 261。华融钢铁物流园区经营的钢材产品主要有各种板材、型材、线材、铁道 用材等，不同种类的钢材，其储存和堆放的方
11、式不一样，参照下表:类别 品种 储存方式 保存期限(年）室外铁道用 材钢轨、轨枕、鱼尾板、轨距挡板、粗制轮箍、铁路机车车辆乍轴及轴坯等露天苫垫储存，按钢号分层堆放。 2室外型材棒材、钢筋、人型型钢、中小型型钢、线材(盘条)、工字钢，槽钢，方钢、圆钢等露天存放，1525tm2。按钢号及炉罐号分层标记码垛，垛高不超过 2 米。小部分工字钢(8号以内)和角钢(45 号以内)需要室内存放。1-2室外板材特厚板、厚板、中板和中厚宽钢带 露天苫垫储存，3_4 tm2。按铡号和炉罐号分别堆放。1-2室内板材热轧和冷轧薄钢带、热轧带等 室内储存，热轧和冷轧薄钢带 4-6tm2，其他 23tm2。1室内管材无缝
12、钢管和焊接钢管 室内储存，23tm2。码成方形垛，垛底宽 2.5 米，垛高 2 米分层分件堆放1室内货架钢材重轨配件、车轴坯、轮箍等其他钢材和钢丝、钢丝绳、钢绞线筲金属制品室内储存，按产品种类和型号，栈板或货架堆放1华融钢铁物流园区经营的产品根据各类钢材自身的特性以及对运输、仓储、搬运、存储等的特殊要求，根据物流作业要求相似或相近、作业线路相似归类，分为室内仓储型和露天堆放型两大类。根据产品种类，又分为六类：室外铁道用材、室外型材、室外板材、室内板材、室内管材和室内货架产品。为了减少 平面布置的工作量，规划时按室内库产品和室外堆场产品两大类进行。华融钢铁物流园区的各类钢产品被划归为室内库产品和
13、室外堆场产品两大类。 钢材市场需求与国家的经济增长速度是紧密相连的，因为经济增长速度影 响与钢材市场需求领域密切相关的基础设施、交通、建筑、机械等行业的钢材 需求水平。一个国家的钢材消耗量是国家所处的工业化阶段的一个重要标志。 我国的 GDP 增长率与钢材需求增长率，如下图所示：年分 湖北 GDP 年份 湖北 GDP2009 10838.96 2011 13738.392010 12202.86 2012 15467.13本文对采用定性方法与定量方法相结合的方法，参照湖北省 GDP 和钢材消 费强度来预测湖北地区未来四年内的钢材需求量(华融钢铁物流园区建设工程 分为二期，第一期预计在 2008
14、 年投建，2009 年投入使用；第二期 2011 年开工，消费量(钢材消费量以湖北地区钢材 生产量为准，如下图所示:年分 湖北 GDP 年份 湖北 GDP2009 2276.18 2011 3159.832010 2684.63 2012 3712.11铁道用材、型钢和室外板材的比重和为 49，室内板材、管材与其 他钢材的比重和为 51，即室外与室内钢材量比例约为 1：l。因此设定华融钢 铁物流园区的室内交易量为 80 万吨年，室外交易量为 80 万吨年。设定华融钢 铁物流园区年周转 10 次，室内仓库和室外堆场的一次性存货能力为 16 万吨。具体如下图所示：（数据来源:湖北省统计“年鉴200
15、6，2007 年)（2）物流作业路线钢铁物流园区的 R 是指每一大类钢材产品在物流园区内各物流作业单元之 间的流动路线，是每类钢材在物流园区内各自的作业流程。 规划华融钢铁物流园区的物流作业流程之前，需要设定物流作业区域，根据华融钢铁物流园区功能设置，将园区的物流作业区域设置如下： 存储区：主要职能是为进入物流园区的各种型号、规格的钢材及其他金属 材料提供储存场所，提供仓储保管和出入库等作业服务。室外堆场布局在铁路 沿线两侧，主要存放铁道用材、厚板材、钢带等。室内仓库用于存放各类板材、 型材、管材、线材和有色金属材料等。 暂存区：考虑到钢材产品的笨重特性，其装卸搬运和倒库时效性较差，且火车在区
16、停留时间受限和整车货物有可能涉及两个以上仓储地点等因素，在物流园区中设置了暂存区，使一些不能及时入库的货物先堆放在暂存区，根据作 业时间安排再进行理货和入库作业，提高作业效率。 加工区：主要为满足客户不同钢材加工服务需求，提供平直、开平、横切、 分条等初加工服务，以及表面处理、折弯、成型和钢构制造等深加工业务，物 流园区以粗加工为主。加工区是主要产生废弃物的区域，钢材加工废弃物不多。拣货区：主要是为出物流园区的钢材进行分拣、检验、标注、装货等作业。 由于钢材产品较其他一般货物体积大、重量大，加上分拣和装货的设备一般为 门式起重机或桥式起重机，设备对位置也有要求。因此拣货区与仓储区设置在 一起，
17、室外堆场和室内仓库各辟出一块存储位置用于钢材发货前的临时存放， 此拣货区作为仓储区的附属区，规划时归到仓储区。 展示区：主要职能是为园区内需要展示交易的钢材产品提供展示的场所， 在展示区购买方可以观看样品，如果满意可以在展示区进行交易、结算。 废弃物区：钢材产品的废弃物不多，由加工中产生的废气铁屑、废气角料、包装等由加工区和储运区等转运到废弃物区进行集中储存和处理。 （3）华融钢铁物流园区作业单元物流关系分析物流关系分析就是做“PQ”分析，不仅要确定每一大类钢产品进入物流园 区的数量，还要确定它们在园区内部各物流作业单元之间流动时数量的变化。 根据图 46 规划的华融钢铁物流园区各作业单元之间
18、的作业流程，计算各作业 单元见的产品种类和各类产品的流量，确定作业单元的物流关系。 华融钢铁物流园区的建设相对滞后，物流作业流程、数据资料都无法通过 调研直接获得，因此本文参考历年一些数据对园区的一些条件做出如此假设： 进入华融钢铁物流园区的钢材种类比例，设定 为：室外堆场钢材量占50，入室内仓库钢材量占 50，其中，铁道用材 1， 型钢 36，室外板材 12，室内板材 43，管材 5，其他钢材 3。 华融钢材物流园区的年吞吐量为 320 万吨。年进货量 160 万吨，其中， 铁路运输占 80；公路运输占 15，水运占 5。年钢材发送量 160 万吨，其 中，经铁路发送占 15；公路发送占 7
19、0；水运占 15。 公路 R 均车辆流量 136 辆，铁路专线配备装卸设备 3 台。进入华融钢铁物流园区内经过加工的钢材总量占总流通量的 20，即 32 万吨(其中室外钢材 7 万吨，室内钢材 25 万吨)，加工后的钢材直接转车运 出的钢材量占加工量的 60，重新入库的量占总 NI 量的 40。华融钢铁物流园区作业单元物流量表如下：仓储区从至暂存区室外堆场 室内仓库加工区 展示区 拣货区 废弃物区暂存区 0 68 0 0 0 0室外堆场 0 0 7 0 75.545 0仓储区 室内仓库 12 0 25 0 65.178 0加工区 0 2.545 10.178 0.16 19.085 0.032
20、展示区 0 0 0 0 0.16 0拣货区 0 0 0 0 0 0废弃物区 0 0 0 0 0 0.032为了分析方便，各作业单元对之间的作业量分析时，将室内仓库和室外堆场的物流量合并分析，计算得出华融钢铁物流园区的作业单元物流“从一至表”见上表。在此基础上，根据物流强度等级符号比例划分物流强度等级，如表所示:作业单元对 作业量 承担的物流量比例% 等级仓储区-拣货区 140.732 49.39 A暂存区-仓储区 80 28.08 E仓储区-加工区 44.723 15.70 I加工区-拣货区 19.085 6.70 O加工区-展示区 0.16 0.06 U加工区-废弃物区 0.032 0.01
21、 U展示区-拣货区 0.16 0.06 U废弃物区-拣货区 0.032 0.01 U根据上表，绘制作业单元物流关系表如图:234561代号作业区域暂存区加工区仓储区展示区废弃物拣货区EUUUUIUUAUUOUUU（4）华融钢铁物流园区作业单元非物流关系分析 根据 RichardMuther 在 SLP 中的建议，每个项目中重点考虑的因素不过10 个。在华融钢铁物流园区平面布置规划中，影响非物流关系相互关系密承担的因素，按对物流作业商贸业务、环境等方面的影响，将影响因素分为六个：1作业流程连续性；2作业性质相似性；3使用相同的人员、设施或相近的管理方式；4人员联系频繁程度；5噪声、灰尘、振动等环
22、境卫生；6服务的频繁和紧急程度。不考虑各作业单元之间的物流关系，对各作业单元的相关密切程度进行等级划分，确定华融钢铁物流园区非物流作业对相互关系表。如上述，得下图：5结论1.SLP 分析结果根据作业单元间综合相互关系表中的数据，计算每个作业单元与其它作业单元间量化之后的综合相互关系等级的总和，即作业单元综合接近程度。将综合接近程度按照数值的大小进行排序，绘制综合接近程度排序表，按物流量从大到小定等级。综合接近程度值高的作业单元说明与其它作业单元的联系更加密切，在布置时应把该作业单元布置在中央。结合华融钢铁物流园区的地形特征，不考虑作业单元面积、道路等约束条件，绘制华融钢铁物流园区作业单元位置相
23、关图如图:道路道路道路道路6商务服务区5生活服务区4经销商业务区3加工区1室内仓库7停车场2室外堆场8 暂存区道路规划物流园区的面积相关图是在位置相关图的基础上，确定各作业单元的占地面积和几何形状，结合实际情况得出规划方案。因此，首先计算华融钢铁物流园区各作业单元的占地面积，并结合运营需求，确定作业单元大致位置。根据对华融钢铁物流园区物流量的预测知，园区的年钢材交易量为 160 万吨(即年钢材吞吐能力 320 万吨)。参照此数据，设计园区各作业单元的占地面积。以仓储面积为例，如下：为了提高仓储服务质量和安全性，初步设计在铁路专线两侧设有室外堆场和暂存库(用于缓冲室内仓库的装卸)，室内仓库作为各
24、类室内钢材存储的区域。基地仓库的一次性存货能力为 16 万吨，按钢材每年周转 10 次考虑，满足年钢材交易量为 160 万吨的要求。仓储区域的建筑面积：S=M/Q=16 万吨/2.4 万平方米=6.6 吨/平方米式中：M：仓储区域的一次性最大储存量(万吨)Q：储区域单位面积存货能力(万吨万平方米)即仓储区域的建筑面积不低于 66 万平方米。如上述方法：参照已建设的钢材加工配送中心，规划华融钢铁物流园区用于加工中心的平层厂房建筑面积为 185 万平方米经销商业务区面积为 144 万平方米。商务生活中心设在物流园区的北面，总占地面积为 303 万平方米2.系统设计与规划中，应用 SLP 法绘制作业单元位置相关图和面积相关图时，要不断地手工调整和修正原有方案以求符合相应条件，而且不同的设计人员对设计中多目标的矛盾的不同处理，使设计结果可能大相径庭。而计算机仿真在这一方面的应用还比较少。如何运用计算机仿真技术将 SLP 的布置方案建模并与其它方案的建模进行横行比较，是后继研究的发展趋势。鉴于水平有限，难免有错误之处.
