件雜貨碼頭平面布局優(yōu)化(終稿)

1、件雜貨碼頭平面布局優(yōu)化方法研究專業(yè)班級：交通運輸（港口）三班姓 名： 吳海雄指導老師： 王軍交通運輸管理學院摘要件雜貨碼頭是港口的重要組成部分，件雜貨碼頭的通過能力、作業(yè)效率、作業(yè)成本的高低對整個港口的發(fā)展至關(guān)重要。由于件雜貨貨種及數(shù)量變化大、裝卸搬運工藝復(fù)雜多變的原因，件雜貨碼頭往往存在專業(yè)化、標準化程度不高、功能區(qū)布局不合理等現(xiàn)象，因此本文從件雜貨碼頭布局優(yōu)化的方面入手，探究更加合理的雜貨碼頭布局方案，以期提高件雜貨碼頭的作業(yè)效率。本文嘗試將SLP（Systematic Layout Planning）系統(tǒng)布置設(shè)計的方法運用于碼頭的總部平面布局中。首先按功能將碼頭平面分為幾個獨立的功能區(qū)，

2、如倉庫堆場、前方作業(yè)區(qū)等，而后按SLP法的基本步驟來評定個功能區(qū)的綜合密切程度，再根據(jù)綜合密切程度的高低，來確定各功能區(qū)之間距離的遠近，由此可得出碼頭各功能區(qū)的位置相關(guān)圖，結(jié)合各功能區(qū)的設(shè)計面積及幾何形狀，便可繪出碼頭大致的平面布局圖。最后，本文以天津港北港池某件雜貨碼頭為例，對SLP的具體實施做了簡要介紹。關(guān)鍵字：件雜貨碼頭；平面布局；SLP法AbstractCargo wharf is an important part of the port, its through capacity, efficiency, operation cost is very important for t

3、he development of the port. Because break-bulk cargo and quantity change, the cause of the handling process is complicated, a cargo wharf is often not high degree of specialization, standardization, the function layout is unreasonable wait for a phenomenon, therefore this article from the aspects of

4、 a cargo wharf layout optimization, explore more reasonable cargo wharf layout scheme, in order to enhance the efficiency of a cargo wharf.This article attempts to use SLP (Systematic Layout Planning) into the headquarters of the terminal Layout. First ,according to the function of the terminal ,it

5、is divided into several independent functional areas, such as working in the front yard, warehouse, etc., and then according to the basic steps of SLP method to assess the function of comprehensive close degree, according to integrated closely degree of discretion, to determine the distance between

6、each function, which can be concluded that the dock position of each function correlation diagram, combined with the design of each function area and geometry, can draw general plane layout diagram. Finally, the general cargo wharf of TIANJIN was seen as an example, to make brief introduction for th

7、e specific implementation of SLP.Keyword: general cargo wharf, plane layout, Systematic Layout Planning.目錄第1章 緒論11.1碼頭平面布局的背景及意義11.1.1件雜貨碼頭發(fā)展現(xiàn)狀11.1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析21.1.3平面布局的主要方法2第2章 碼頭平面的主要功能區(qū)介紹42.1 生產(chǎn)作業(yè)區(qū)42.2 輔助作業(yè)區(qū)4第3章碼頭平面布局SLP方法的應(yīng)用63.1基于SLP法的碼頭平面布局的步驟63.2 SLP的基本要素分析73.2.1作業(yè)對象P73.2.2 物流量Q73.2.3 物流作業(yè)路線R7

8、3.2.4 生產(chǎn)輔助服務(wù)部門S83.2.5 裝卸搬運技術(shù)水平T8本章小結(jié)8第4章SLP法的實施94.1各功能區(qū)物流關(guān)系分析94.2各功能區(qū)非物流關(guān)系分析114.3各功能區(qū)綜合相互關(guān)系分析134.4功能區(qū)位置的確定134.5各功能區(qū)占地面積和空間幾何形狀的確定144.6生產(chǎn)輔助服務(wù)部門的設(shè)計15第5章 方案評價175.1技術(shù)指標評價175.2綜合指標評價法加權(quán)因素比較法19第6章 案例分析21案例背景216.1 SLP的實施216.1.1 SLP基本要素分析216.1.2物流分析266.1.3功能區(qū)物流相關(guān)分析276.1.4各功能區(qū)非物流相互關(guān)系分析276.1.5功能區(qū)綜合關(guān)系分析286.1.6

9、功能區(qū)位置相關(guān)圖30結(jié)論與展望31（1）主要結(jié)論31（2） 存在的問題與不足31參考文獻32III件雜貨碼頭平面布局優(yōu)化方法研究件雜貨碼頭平面布局優(yōu)化方法研究第1章 緒論1.1碼頭平面布局的背景及意義碼頭平面包括供船邊作業(yè)的前方作業(yè)區(qū)，存儲貨物的倉庫堆場其他輔助服務(wù)區(qū)以及港內(nèi)道路和綠化設(shè)施。碼頭平面布局屬于港口總體規(guī)劃中港口陸域規(guī)劃的一部分，它與港口地理位置、自然條件、吞吐量、裝卸工藝設(shè)計港區(qū)面積等因素息息相關(guān)，因此進行碼頭平面布局時應(yīng)充分考慮這些因素。隨著中國經(jīng)濟社會及對外貿(mào)易的發(fā)展，我國港口也經(jīng)歷了一段快速發(fā)展的時期。截至2002年底，我國已有兩個港口躋身世界十大港口之列1。然而，件雜貨碼

10、頭作為港口的重要組成部份，其發(fā)展速度卻遠遠落后與集裝箱等專業(yè)化碼頭。同時，在適應(yīng)新的裝卸工藝、提高裝卸效率、綜合利用土地資源等方面件雜貨碼頭現(xiàn)有平面布置格局也難以適應(yīng)更高的要求。目前，傳統(tǒng)的雜貨泊位在許多港口仍占相當?shù)谋戎?，雜貨碼頭貨種多、批量小、變化大，平面布局需考慮的問題也相對集中。1.1.1件雜貨碼頭發(fā)展現(xiàn)狀1件雜貨碼頭平面布局優(yōu)化方法研究隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，港口貨物吞吐量一直呈穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢。其中件雜貨所占比重較為穩(wěn)定，因此其貨物量隨總的貨物吞吐量逐年上升。而與之相對應(yīng)的是，港口件雜貨泊位的數(shù)量卻鮮有上升，泊位等級也較小，加之設(shè)備老化、專業(yè)化標準化不足，功能區(qū)布置不合理等問題。此消

11、彼長下，許多碼頭便面臨設(shè)計通過能力與實際貨運量嚴重不符的尷尬局面2。以天津港北疆港區(qū)為例，其雜貨吞吐量自1990年以來的平均增速達到15.6%，而在北疆港區(qū)的23雜貨泊位中，10萬噸級泊位僅有一個。實際的雜貨吞吐量大大超出現(xiàn)有雜貨碼頭的設(shè)計通過能力3。解決上訴問題的主要途徑可以從提高裝卸船效率和泊位利用率或改善碼頭的作業(yè)流程兩方面入手，目前許多文獻也打都從這兩方面入手。而本文嘗試從碼頭平面布局的優(yōu)化方面入手，原因是原有雜貨碼頭的布局規(guī)劃常常是在港口規(guī)劃設(shè)計人員以及施工方根據(jù)往常經(jīng)驗及建筑物特性來進行的,這樣往往會造成港口內(nèi)的水平運輸距離過長、往返作業(yè)次數(shù)過多、貨流沖突和管理混亂等問題，因此對原

12、有碼頭進行優(yōu)化布局改造，使碼頭各功能區(qū)34相互配合更加協(xié)調(diào)合理，最大限度地發(fā)揮各功能區(qū)的應(yīng)有作用和降低作業(yè)成本，具有重要的意義。1.1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析碼頭的布局是否合理，直接影響著碼頭的貨物裝卸搬運作業(yè)及其他各項業(yè)務(wù)的展開。目前研究碼頭平面布置的文獻多關(guān)注于單個或幾個功能區(qū)的位置研究或功能區(qū)內(nèi)部相互協(xié)作的機械位置布置或裝卸工藝的優(yōu)化研究。在國內(nèi)，李慶和在碼頭平面布局探討中主要研究件雜貨碼頭前方作業(yè)區(qū)和鐵路線的位置布置問題，提出了在不同情況下雜貨碼頭前方作業(yè)區(qū)的寬度和鐵路線位置的選擇。李冠聲在上海港碼頭吞吐能力與設(shè)備配置優(yōu)化中，在雜貨量高速增長而碼頭吞吐能力不足的背景下，研究如何優(yōu)化港口機

13、械設(shè)備的配置，運用了計算機仿真技術(shù)建立模擬程序來解決這一系統(tǒng)的動態(tài)的問題。何小林，馬輝在液體化工品碼頭平面布置中則關(guān)注于碼頭前沿平面布置，討論了用“一大兼二小”的大平臺來替代傳統(tǒng)的“蝶式”布置形式。王素明在基于蟻群算法的港口調(diào)度問題研究中將問題著眼于優(yōu)化港口裝卸作業(yè)資源的配置優(yōu)化方面。其在論文中首先假設(shè)了兩種不同的船只卸貨時的機械調(diào)度問題模型，然后再基于蟻群算法對模型進行求解和仿真。薄萬明在港口件雜貨碼頭生產(chǎn)作業(yè)線優(yōu)化配置研究中圍繞裝卸工藝的確定、裝卸機械的匹配兩個主要問題，建立了基于系統(tǒng)效率匹配的生產(chǎn)裝卸工藝和機械相互協(xié)作輔助決策系統(tǒng)，從而開發(fā)出了一套用于解決此類問題的較為完整和系統(tǒng)的方法和

14、模型。董明望在件雜貨碼頭裝卸作業(yè)后方機械配置模型的研究在調(diào)查了件雜貨碼頭的機械設(shè)備配置現(xiàn)狀后，又分析了裝卸效率的主要影響因素，從而提出了一種較為通用的、對后方機械作業(yè)效率的優(yōu)化能發(fā)揮作用的整數(shù)規(guī)劃模型，最后采用動態(tài)規(guī)劃的求解方法法對模型進行求解。在國外，由于雜貨碼頭大多建成較早且專業(yè)化不足，故專門研究件雜貨碼頭的布置優(yōu)化的文獻較少。而多是集中在機械設(shè)備配置優(yōu)化、裝卸工藝優(yōu)化、泊位優(yōu)化以及對貨物作業(yè)的日常運營管理等方面。如Kim K H和Moon K C.在Berth scheduling by simulated annealing里主要研究泊位調(diào)度的優(yōu)化問題，通過建立計算機仿真模型來模擬實際

15、的船舶靠離泊問題，從而找到最佳的泊位分配模型；Andrew Lim, Zhou Xu在A Critical-Sharking Neighborhood Search for the Yard Allocation Problem中，著眼于雜貨碼頭的堆場機械配置問題，堆場是碼頭存儲貨物的重要場所，堆場機械配置的合理化將極大減少堆場的作業(yè)時間，從而也減少了貨物在港時間，防止船舶應(yīng)等待而浪費船期時間，一定程度上也提高了港口整體的作業(yè)效率。Andrew他們在文章里致力于利用一種啟發(fā)式的動態(tài)模型來優(yōu)化堆場的機械配置問題。1.1.3平面布局的主要方法平面布局主要是指在確定范圍內(nèi)對各功能區(qū)的位置設(shè)定，相互間

16、距進行合理規(guī)劃布局，從而達到提高作業(yè)效率和降低作業(yè)成本的目標4。目前在平面布局的研究方法有許多，其中大致可分三種，即純數(shù)學解析法、計算機模擬仿真和系統(tǒng)布置設(shè)計法（SLP）。系統(tǒng)布置設(shè)計法（SLP）最初是有美國人理查德·繆爾在1961年提出，他主要著眼于分析各作業(yè)單元或功能區(qū)的物流及非物流關(guān)系，并由此得出綜合相互關(guān)系，以減少作業(yè)成本為目標，確定各個作業(yè)單元的相對位置。SLP法最初被應(yīng)用于工廠平面布置領(lǐng)域，由于其條理性適用性強，因此在平面布局設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛5。碼頭平面布局屬于平面布置領(lǐng)域的一部分，這是一個多因素、綜合的、系統(tǒng)性的難題，目前將SLP方法運用于碼頭的平面布局的研究還較少

17、，但由于其便捷性及實用性的特點，本文將選擇SLP法作為研究碼頭平面布局的主要方法。第2章 碼頭平面的主要功能區(qū)介紹件雜貨碼頭功能區(qū)依照用途可分為生產(chǎn)作業(yè)區(qū)和輔助作業(yè)區(qū)兩大類，生產(chǎn)作業(yè)區(qū)主要是參與碼頭主要生產(chǎn)業(yè)務(wù)的區(qū)域，如裝卸船作業(yè)、倉儲、加工、理貨等；輔助作業(yè)主要就是對碼頭生產(chǎn)作業(yè)的支持，如機械設(shè)備維修保養(yǎng)、供應(yīng)水、電和燃料、單證處理、設(shè)備人員的管理和調(diào)度等。2.1 生產(chǎn)作業(yè)區(qū)第一，前方作業(yè)區(qū)，碼頭邊緣和前方一線庫場之間的場地稱之為前方作業(yè)區(qū)。它主要由岸壁機械作業(yè)區(qū)、貨物區(qū)和其他設(shè)備作業(yè)區(qū)等組成，是供貨物船邊作業(yè)及臨時堆放的主要場所。前方作業(yè)區(qū)是整個碼頭貨物流量最大的區(qū)域，幾乎所有進出港口的貨

18、物都要經(jīng)過前方作業(yè)區(qū)，雖然其本身位置較為固定，但其對其他功能區(qū)的位置布置具有重要的影響；第二，倉庫和堆場，是作為船運貨物和路上運輸貨物不能完全銜接的緩沖。件雜貨碼頭貨物種類繁多，批量小，變化大，因此碼頭倉庫也起到對貨物的臨時保管，防止貨物滅失、損壞的作用。根據(jù)貨類的不同，倉庫還可分為常溫庫、陰涼庫和冷藏庫，這在具體碼頭平面布局時應(yīng)加以區(qū)分。此外，部分件雜貨碼頭還可能配備專門的危險品運輸泊位，與之相對應(yīng)的是存儲場所中也應(yīng)該有專門的危險品存儲區(qū)域，并且在裝卸流程以及存儲管理等都要嚴格要求；第三，增值加工區(qū)，隨著我國港口的發(fā)展，多大數(shù)港口建設(shè)成為第三代港口并逐漸向第四代港口發(fā)展。港口的主要功能早已不

19、再局限于貨物裝卸和倉儲，同時也具備了加工增殖等功能，因此件雜貨碼頭的功能區(qū)分類中，加工增值區(qū)是必不可少的一部分。港口相對于鐵路、機場等運輸節(jié)點相比，在增值服務(wù)上具有更加明顯的優(yōu)勢，其中港口的增值服務(wù)可以分為以下幾類：1）貨物承運型的，主要范圍包括車輛的出租、代理攬貨等；2）貨代型的服務(wù)。包括代理租船訂艙、辦理相關(guān)單證、保險的辦理、報關(guān)等一系列服務(wù)；3）貨物加工型服務(wù)，這是本文主要討論的增值服務(wù)。第三代港口在港區(qū)內(nèi)一般都設(shè)有專門的增值加工區(qū)域，對進出口的貨物進行簡單的再加工，如組裝、重新包裝、貼商標等作業(yè)。這是港口發(fā)揮物流鏈重要節(jié)點所應(yīng)有的功能，因此增值加工區(qū)作為碼頭區(qū)域必不可少的一部分，在布局

20、規(guī)劃時也應(yīng)重點考慮14；2.2 輔助作業(yè)區(qū)第一，廢棄物和垃圾集中區(qū)，是碼頭生產(chǎn)作業(yè)過程產(chǎn)生的廢棄物及生活垃圾集中堆放的區(qū)域。第二，碼頭生產(chǎn)輔助服務(wù)區(qū)，這一區(qū)域主要提供貨物配載、機械修理廠、餐飲、流動機械庫、候工室及燃料供應(yīng)站、行政辦公大樓等服務(wù)。第三，理貨區(qū)，理貨區(qū)主要是應(yīng)船方或貨主的需要，對進出碼頭港區(qū)的貨物進行數(shù)量清點、包裝檢驗、質(zhì)量檢驗、張貼標簽等工作。第四，停車場。主要是進入碼頭的貨運車輛及其他車輛停放區(qū)域2。第3章碼頭平面布局SLP方法的應(yīng)用3.1基于SLP法的碼頭平面布局的步驟碼頭平面布局是港口總體規(guī)劃的重要內(nèi)容和初始階段，包括明確各作業(yè)單位、輔助服務(wù)部門、行政管理部門的功能，明確

21、個功能區(qū)之間的相互關(guān)系和運作流程，把雜貨碼頭的貨物流動模式和區(qū)域劃分結(jié)合起來進行布局。 根據(jù)SLP理論，碼頭平面布局可分為以下步驟:首先，對基本要素進行分析，查閱需要運用的資料。在利用SLP法之前，必須從P(作業(yè)對象)、Q(物流量)、R（物流作業(yè)路線）、S（生產(chǎn)輔助服務(wù)部門）、T（裝卸搬運技術(shù)水平）這幾個因素出發(fā)。其中P、Q、R是影響雜貨碼頭平面布局的極其重要的因素。其次，借助圖表確定各單元間的相互關(guān)系。主要有各個功能區(qū)之間的物流、非物流相互關(guān)系圖和綜合相互關(guān)系圖，這些圖都是通過圖表的形式表示的。SLP法將各功能區(qū)間的物流強度劃分為5個等級，并分別用5個字母表示。具體劃分如表3-1。依據(jù)各功能

22、區(qū)塊間承擔的物流量占總的物流量比例，確定各功能區(qū)塊間物流關(guān)系的等級。表3-1 物流強度等級劃分表物流強度等級符號承擔的物流量比例超高物流強度A40較高物流強度E30一般物流強度I20較低物流強度O10可忽略物流強度U0第三，繪制碼頭各功能區(qū)的綜合關(guān)系圖。綜合相互關(guān)系圖是在物流與非物流關(guān)系圖的基礎(chǔ)上來確定的，這是在充分考慮實際需求的前提下，借助于定量研究的方法，確保方案的嚴謹性與科學性。綜合相互關(guān)系圖的確立步奏如下：1，劃分物流關(guān)系與非物流關(guān)系的加權(quán)值，依據(jù)的是物流關(guān)系與非物流關(guān)系對碼頭日常作業(yè)的重要程度；2，分別將確定后的物流關(guān)系等級和非物流關(guān)系的等級進行量化。根據(jù)SLP理論，將功能區(qū)相互關(guān)系

23、的六個等級按以下定義量化，取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，量化后便得出各功能區(qū)對的相互關(guān)系值與非相互關(guān)系值； 3，計算需要量化的碼頭功能區(qū)的總對數(shù)，再將所有需要規(guī)劃的功能區(qū)塊間的綜合相互關(guān)系進行量化，具體實施細節(jié)見本文第六章。第四，確定各作業(yè)單元或功能區(qū)的位置相關(guān)圖。先將各功能區(qū)塊與其他功能區(qū)塊的密切程度進行排序后，確定各功能區(qū)塊的位置。密切程度高的功能區(qū)應(yīng)處于中間位置，密切程度排序低的功能區(qū)應(yīng)處于邊緣位置。在綜合關(guān)系表上幾乎不相關(guān)的功能區(qū)塊應(yīng)該遠離，反之應(yīng)該盡量靠近。第五步，初步方案的確定。 綜合考慮各種條件，如功能區(qū)建筑格局的特征、功能區(qū)內(nèi)各個職能部門之間道路的整體規(guī)劃

24、、生產(chǎn)與生活區(qū)域的綠化情況、每個功能區(qū)內(nèi)場地的環(huán)境要求、不同區(qū)域在建設(shè)初期規(guī)劃的建筑面積、每個功能區(qū)的建筑投入成本、當前企業(yè)的現(xiàn)有條件以及周邊的環(huán)境條件、政府及國家規(guī)定的相關(guān)法律法規(guī)等，再依據(jù)物流以及非物流的相關(guān)特性確定多個布局方案。 第六步，方案的整體評價與最終的優(yōu)化選擇。 結(jié)合當前的實際情況對所得出的布置方案進行評價，按評價所得來改進方案，最終得出最優(yōu)方案。3.2 SLP的基本要素分析由于碼頭陸域布局與工廠布置之間存在差異，在將SLP運用于碼頭平面布局時，就要從作業(yè)對象P、貨物吞吐量Q、貨物搬運路線R、生產(chǎn)輔助服務(wù)部門S、裝卸搬運技術(shù)水平T這幾個要素上出發(fā)，考慮布局問題。3.2.1作業(yè)對象

25、P在碼頭平面布局中，通過碼頭進行裝卸運輸?shù)呢浳颬是SLP的基本要素之一，貨物的自身的特性影響著對機械設(shè)備、倉儲條件及天數(shù)的要求，這在很大程度上左右著碼頭平面的總體布局。具體到件雜貨碼頭的布局規(guī)劃，作業(yè)對象P包括鋼材及鋼材制品、木制品、服裝、農(nóng)產(chǎn)品、袋裝糧食谷物、機械設(shè)備元件等各種雜貨貨品。根據(jù)這些貨品對存儲、搬運的要求，以及貨物本身具有的特點，可以把一些在搬運、存儲上要求相似，或者特點相似的貨物劃歸為一個大類。比如重大件類、箱裝類、裸裝類等等，從而把貨種繁多的件雜貨類別歸為幾個大類，碼頭平面布局可按照大類別進行，從而可以大幅度地降低平面布局的復(fù)雜度和工作量。3.2.2 物流量Q物流量Q也就是碼

26、頭平面區(qū)域內(nèi)部的裝卸搬運作業(yè)數(shù)量，從一定程度上決定了該區(qū)域的裝卸搬運設(shè)施設(shè)備的種類和數(shù)量等，對裝卸、運輸、存儲等港內(nèi)作業(yè)成本產(chǎn)生影響。碼頭區(qū)域內(nèi)的物流量一般以碼頭年貨物吞吐量為依據(jù)。在碼頭建設(shè)中，通常會對碼頭建成后及今后一定時期內(nèi)的吞吐量進行預(yù)測，通常對港口腹地的經(jīng)濟發(fā)展狀況、外貿(mào)進出口數(shù)據(jù)的調(diào)查，再借助于一定的預(yù)測技術(shù)。比較典型的有指數(shù)平滑法和二次移動平均法。具體預(yù)測方法實施會見第5章3.2.3 物流作業(yè)路線R在廠房設(shè)計中R是指產(chǎn)品的生產(chǎn)路線，也就是在制品的流動路線，一般來說工廠的各作業(yè)單位就是根據(jù)這條路線來布置的，因此生產(chǎn)路線R是工廠布置的基本要素之一。而在碼頭平面布局中，水平搬運路線R是

27、指碼頭貨物在各功能區(qū)之間的流動路線，這直接體現(xiàn)了碼頭各功能區(qū)之間的聯(lián)系。因此水平運輸路線R是碼頭平面布局的基本具體到件雜貨碼頭的布局一個基本要素。在件雜貨碼頭中，水平運輸路線R是指每一大類貨物在港區(qū)內(nèi)各個功能區(qū)之間的流動路線，是各類貨物在港區(qū)內(nèi)的流動路線，具體的作業(yè)流程圖見第六章的圖6-1。 3.2.4 生產(chǎn)輔助服務(wù)部門S碼頭的生產(chǎn)服務(wù)部門S是指提供貨物配載、機械修理廠、停車場、餐飲、流動機械庫、候工室及燃料供應(yīng)站等服務(wù)的功能區(qū)，這些單元主要是為碼頭生產(chǎn)提供支持與保障的，在一定程度上影響著碼頭的作業(yè)運輸效率，因此在碼頭平面布局時應(yīng)充分考慮。3.2.5 裝卸搬運技術(shù)水平T裝卸搬運技術(shù)水平T包括承

28、擔裝卸搬運的機械設(shè)備。在碼頭作業(yè)中，在其他基本因素不變的前提下，裝卸搬運技術(shù)水平?jīng)Q定著作業(yè)成本、作業(yè)效率、機械設(shè)備的數(shù)量、占地面積的大小以及作業(yè)人員的數(shù)量大小等，從而影響碼頭平面的布局結(jié)果。因此應(yīng)對裝卸搬運技術(shù)水平T作充分的考慮。本章小結(jié)根據(jù)以上SLP的基本要素分析，可作出SLP的基本應(yīng)用模型圖3-2 定量約束條件布局方案布局設(shè)計方法PQRST定性約束條件 圖3-2 碼頭平面布局模型第4章SLP法的實施SLP開始實施時，先要收集相關(guān)的原始資料。包括作業(yè)對象P、貨物吞吐量Q、裝卸搬運路線R、生產(chǎn)輔助服務(wù)部門S、裝卸搬運技術(shù)水平T等，這些都將作為碼頭平面布局規(guī)劃的出發(fā)點。4.1各功能區(qū)物流關(guān)系分析

29、物流分析主要是確定貨物裝卸搬運時在每個必要流經(jīng)的功能區(qū)的流動順序及流量。在碼頭區(qū)域內(nèi)，貨物的水平運輸是碼頭業(yè)務(wù)的重要組成部分，所以物流分析就成了碼頭平面布局的核心工作。一般的物流關(guān)系分析是從貨物P和貨物量Q出發(fā)的，所以物流分析也被稱為“P-Q分析”，具體的物流分析法有很多，但從件雜貨碼頭出發(fā)，最合適的方法是從一至表法，這是因為件雜貨碼頭的貨物類比較多、貨物量一般也比較大，可以用一張圖表來表示個功能區(qū)之間的物流流向和貨物量。一般用表中的行來表示功能區(qū)間物流的源點，稱之為從；列表示功能區(qū)間貨物流動的到達地，稱之為至；行和列的交叉點填入由源點到目的地的貨物量。通過物流分析,即能明確各個功能區(qū)間的物流

30、關(guān)系 ,即貨物流動的先后順序，同時也能從一定時間段內(nèi)各個功能區(qū)之間的貨物流動量來卻定功能區(qū)之間的密切程度，并按照貨物流量來劃分功能區(qū)對的物流強度等級。SLP中將物流強度化成五個等級,分別為A（absolutely important）超高物流強度、E（extremely important）特高物流強度、I（important）較大物流強度、O（ordinary important）一般物流強度、U（unimportant）可忽略物流強度。功能區(qū)之間的物流強度是按照它們之間的貨物流量占總的貨物流量的比例來確定的,如表3-1所示4。進行物流強度等級劃分時，通常情況下各個功能區(qū)的貨物流量的計量單位

31、應(yīng)相同（不區(qū)分物流方向），將各功能區(qū)對按貨物流量的多少排序，依據(jù)數(shù)據(jù)確定各自的物流強度等級。對于那些貨物流量不存在或很少的功能區(qū)對，其物流強度等級可劃分為U級。具體的做法是，在一個矩形表格總的行、列中標出所有的功能區(qū)并且不考慮物流流向的起點與終點，在相交的單元格中填入行功能區(qū)與列功能區(qū)的物流強度等級，即為原始物流相關(guān)表，如表4-1所示。表4-1 原始物流相關(guān)表功能區(qū)序號123N功能區(qū)序號功能區(qū)名稱功能區(qū)1功能區(qū)2功能區(qū)3功能區(qū)n1功能區(qū)12功能區(qū)23功能區(qū)3N功能區(qū)n由于上表的行的功能區(qū)與列的功能區(qū)排列順序相同，而且功能區(qū)之間只記總的貨流量不記貨流方向，因此表格的右上部分與左下部分完全對稱，在

32、實際的操作中可以只列一半的表格，如表4-2所示。表4-2物流相關(guān)表4.2各功能區(qū)非物流關(guān)系分析碼頭各功能區(qū)之間不僅存在這些關(guān)系無法在物流相互關(guān)系表中反映出來，但是卻也對碼頭的日常作業(yè)產(chǎn)生重要影響。因此在碼頭平面布局研究時，非物流因素也是必須重視的一方面。在SLP法中，各功能區(qū)之間的非物流關(guān)系是通過功能區(qū)相互關(guān)系分析來反映和表示的。各功能區(qū)相互關(guān)系分析是在作業(yè)對象P、貨物量Q和生產(chǎn)輔助服務(wù)部門S的基礎(chǔ)上出發(fā)的，當然裝卸搬運技術(shù)水平T在一定程度上也對非物流關(guān)系分析產(chǎn)生影響。各功能區(qū)相互關(guān)系的影響因素有很多，主要有以下幾方面：1.貨流；2.業(yè)務(wù)流程；3.操作及作業(yè)性質(zhì)相似；4使用相似或相同的作業(yè)設(shè)備

33、；5.使用相同的場所；6.使用相同或相似的單證或文件檔案；7.使用相同或相似的公用設(shè)施；8.使用同一組工人；9.工作聯(lián)系頻繁程度；10.監(jiān)督和管理方便。根據(jù)系統(tǒng)布置設(shè)計法的原理，一個項目中應(yīng)著重考慮的因素應(yīng)該在8-10個之間。依據(jù)確定的影響功能區(qū)相互關(guān)系的因素，可以對各功能區(qū)的相互關(guān)系密切程度進行等級劃分。一般來說，將功能區(qū)相互關(guān)系密切程度劃分為A、E、I、O、U、X六個等級，這其中的含義及比例見表4-3表4-3功能區(qū)相互關(guān)系等級表符號含義說明比例%A絕對重要絕對必要靠近2-5E特別重要特別重要靠近3-10I重要重要5-15O一般密切程度一般10-25U不重要不重要45-80X負的密切程度不希

34、望靠近在對各功能區(qū)相互關(guān)系等級進行評級時，通常是首先由設(shè)計人員根據(jù)業(yè)務(wù)來往密度、個人經(jīng)驗或者向?qū)I(yè)從業(yè)人員進行咨詢后制定一套“基礎(chǔ)相互關(guān)系”，然后再通過對照該“基礎(chǔ)相互關(guān)系”來確定其他功能區(qū)之間的相互關(guān)系。在確定了各功能區(qū)相互關(guān)系密切程度后，就可以利用與物流相關(guān)形式相同的表格來建立功能區(qū)相互關(guān)系表。表中的每一個格中填入相應(yīng)的兩個功能區(qū)之間的相互關(guān)系密切程度等級，上半部分用密切程度等級符號表明密切程度，下半部分用阿拉伯數(shù)字表示確定密切程度等級的理由，并附上等級評定理由解釋說明表。如表4-4所示：表4-4各功能區(qū)間非物流相互關(guān)系表4.3各功能區(qū)綜合相互關(guān)系分析在進行碼頭平面布局工作時，要綜合考慮功

35、能區(qū)之間的物流與非物流相互關(guān)系，因此功能區(qū)的綜合相互關(guān)系分析就成為必要。其主要方法是將功能區(qū)之間的物流相互聯(lián)系和非物流相互聯(lián)系進行整合，由此推導出功能區(qū)間的綜合相互關(guān)系，并得出綜合相互關(guān)系表，然后根據(jù)綜合相互關(guān)系表來實現(xiàn)各功能區(qū)的合理布置。在制作功能區(qū)綜合相互關(guān)系表時，可按下列步奏進行：首先，明確物流與非物流相互關(guān)系的相對重要性，即確定物流與非物流相互關(guān)系的比重。通常來說，物流與非物流關(guān)系之間的比重應(yīng)在1:3到3:1之間。當比值小于1:3時，就表示布局設(shè)計是否合理與功能區(qū)間的物流關(guān)系的關(guān)系不大。當比值大于3:1時，即說明物流相互關(guān)系在布局中占據(jù)主導地位，布置時應(yīng)著重考慮物流，對非物流關(guān)系不予考

36、慮或很少考慮。在實際應(yīng)用中，物流與非物流關(guān)系的比重值一般取m:n=3:1或2:1或1:1或1:3。其次，需要將物流強度等級與非物流強度等級進行量化。一般量化時取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1再次，繼續(xù)計算量化后的所有功能區(qū)之間的綜合相互關(guān)系。設(shè)兩功能區(qū)i與j，其量化后的物流強度關(guān)系的值MRij，量化后的非物流關(guān)系的值為NRij，則功能區(qū)i與j之間綜合相互關(guān)系密切程度的數(shù)值可按下式計算 TRij=m*MRij+n*NRij （4.1）最后，進行綜合密切程度等級的劃分。因為TRij是一數(shù)量值，只有在等級劃分之后才能夠建立功能區(qū)綜合相互關(guān)系表。依據(jù)TRij值的減少可將綜合相互關(guān)系等

37、級劃分為A、E、I、O、U、X 6個等級，每個等級都應(yīng)該含有一定數(shù)量的功能區(qū)對，且等級越低所占的比例越高，見表4-5。表4-5綜合密切程度等級與劃分比例關(guān)系等級符號功能區(qū)對比例%絕對必要靠近A1-3特別重要靠近E2-5重要I3-8一般O5-15不重要U20-85不希望靠近X0-104.4功能區(qū)位置的確定碼頭平面布局的最重要的一步就是確定各功能區(qū)的位置，這首先是從功能區(qū)的綜合相互關(guān)系等級出發(fā)。在綜合關(guān)系等級表上處于較高等級的功能區(qū)應(yīng)首先安排，而等級較低的功能區(qū)應(yīng)該較晚安排；處于同一等級的功能區(qū)安排的先后順序應(yīng)根據(jù)其綜合關(guān)系的具體分值高低來決定，分值高的功能區(qū)首先安排。此外，功能區(qū)綜合相互關(guān)系分值

38、越高，其安排的位置就應(yīng)該越靠近整個碼頭區(qū)域的中心位置，反之分值越低的功能區(qū)應(yīng)越處于邊緣位置。4.5各功能區(qū)占地面積和空間幾何形狀的確定在繪制了各功能區(qū)位置相關(guān)圖后，需要再確定各功能區(qū)的占地面積和空間幾何形狀，而后將占地面積和空間形狀結(jié)合到功能區(qū)位置相關(guān)圖上，形成功能區(qū)面積相關(guān)圖。具體到某個功能區(qū)的占地面積由功能區(qū)設(shè)備大小、工人數(shù)、貨物裝卸模式及功能區(qū)內(nèi)道路設(shè)計等因素決定。碼頭前方區(qū)面積可由前方作業(yè)區(qū)寬度和碼頭岸線長度決定，件雜貨碼頭前方作業(yè)地帶的寬度，應(yīng)根據(jù)裝卸船機械、工藝布置及作業(yè)方式確定，例如采用不同的起重機時，碼頭寬度大小要求就不同；采用船上起重機或岸上流動機械時，其寬度最好不要大于30

39、m,具體寬度及碼頭岸線長度可視具體規(guī)劃實施的碼頭而定，至于生產(chǎn)輔助服務(wù)區(qū)、廢棄物和垃圾集中區(qū)、停車場、辦公行政區(qū)等未直接參與貨物運輸?shù)膮^(qū)域的面積可在具體案例實施時參見所港口的港口建設(shè)規(guī)劃書而定；本文主要介紹件雜貨碼頭倉庫和堆場的面積確定： A=EqKk （4.2）式中：A倉庫或堆場的總面積（m2）； Q單位或有效面積的貨物堆存量（t/m2）； Kk倉庫或堆場總面積利用率，為有效面積占總面積的百分比（%）其中，單位有效面積的貨物堆存量應(yīng)根據(jù)庫場條件、貨物特性、堆垛要求及型式、所選用的機械和工藝要求確定。雜貨單位有效面積的貨物堆存量可采用表4-6中的數(shù)值。表4-6雜貨單位有效面積的貨物堆存量貨物名

40、稱包裝行式單位有效面積的貨物堆存量q（t/m2）庫場糖袋1.52.0-鹽袋1.82.5-化肥袋1.82.5-水泥袋1.52.0-大米袋1.52.0-面粉袋1.31.8-棉花袋1.52.0-純堿袋1.52.0-紙-1.52.0-小五金-1.21.5-橡膠塊0.50.8-日用百貨-0.30.5-綜合貨物0.71.01.52.0生鐵-2.54.0鋁、銅、鋅類-2.52.5馬口鐵、粗綱-4.06.0鋼板、鋼制品-3.45.04.6生產(chǎn)輔助服務(wù)部門的設(shè)計碼頭生產(chǎn)輔助服務(wù)部門為碼頭日常作業(yè)提供支持和保障，是碼頭整體的重要組成部分。在實際布置中，碼頭日常作業(yè)能否照常展開，以及碼頭的作業(yè)效率的高低很大程度上取

41、決于輔助服務(wù)部門的設(shè)計是否合理，因此這一類的部門的設(shè)計應(yīng)該在碼頭布局工作中受到重視，這些部門通常包括：1.碼頭區(qū)域出入口：包括碼頭區(qū)域道口、保安室、監(jiān)控室、郵件收發(fā)室等；2.行政管理部門：包括辦公大樓等；3.生活服務(wù)設(shè)施：包括員工宿舍、食堂、醫(yī)務(wù)室、休閑娛樂設(shè)施等；4.技術(shù)支持與服務(wù)部門：包括機械設(shè)備維修廠、網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)部等；5.交通服務(wù)設(shè)施：包括停車場、地磅等；6.碼頭生產(chǎn)服務(wù)設(shè)施：包括流動機械庫、候工室及燃料供應(yīng)站由于生產(chǎn)輔助服務(wù)部門與其他功能區(qū)基本不存在貨物流動，因此布局設(shè)計時應(yīng)該從人員聯(lián)系、信息交流、作業(yè)管理方便、服務(wù)對象方便、人員流動合理、工作環(huán)境對人員的影響小、社會聯(lián)系便利等方面出

42、發(fā)。具體設(shè)計原則主要包括以下方面：1.碼頭的管理行政部門應(yīng)該靠近港區(qū)大門或另設(shè)出入港區(qū)的小門，以便于與港區(qū)外部的聯(lián)系以及港口工作人員出入港區(qū)；2.各種管理服務(wù)部門的建筑在空間與平面上應(yīng)該盡可能集中，并力求靈活合理布置，以便于各個部門的人員相互協(xié)作和信息聯(lián)系。3.合理安排生產(chǎn)輔助服務(wù)區(qū)周邊的道路、停車場、綠化美化設(shè)施、廣場的規(guī)劃和設(shè)計，創(chuàng)造一個開闊、美觀、整潔、舒適的工作環(huán)境。4.應(yīng)盡量做到將人員流動道路與貨物流動的線路分開，員工出入碼頭區(qū)域的入口應(yīng)與貨物出入口區(qū)分開，并盡量靠近宿舍及管理行政部門。第5章 方案評價碼頭平面布局規(guī)劃的問題是一個多因素影響的、系統(tǒng)性的問題，既要考慮布局工作本身所面臨

43、的問題，又要關(guān)注各種影響布局工作合理性的因素；既要求要達到規(guī)劃所要求的主要經(jīng)濟指標，又要求滿足一定的技術(shù)目標的要求。這就決定了評價與選擇方案時的所需考慮的綜合性、系統(tǒng)性的特點。在評價布局規(guī)劃方案時，通常可分為兩種情況，一是單項的指標比較評價；二是綜合的指標比較評價。本文主要介紹單項指標評價中的技術(shù)指標評價和綜合指標評價中的加權(quán)因素比較法。5.1技術(shù)指標評價在碼頭平面布局規(guī)劃中，同一碼頭的不同平面布局方案的經(jīng)濟投入一般相差不大，對于以貨物裝卸搬運為主要業(yè)務(wù)的碼頭來說，應(yīng)用物流距離圖來作為技術(shù)指標評價碼頭平面布局方案的優(yōu)劣較為合適。假設(shè)不同物流作業(yè)功能區(qū)i與功能區(qū)j的物流量為fij，水平搬運路線長

44、度為dij，忽略不同種貨物、不同運輸路線上的貨物搬運成本的不同，假設(shè)各條路線上貨物搬運費用與fij*dij成正比，則總的貨物運輸費用C可用下式算出 C=i=1nj=1nfijdij （5.1） 假設(shè)不同功能區(qū)之間的貨物運輸量互不影響，為了使總的貨物運輸費用最小，當fij較大時，dij應(yīng)該盡量小一些，而當fij較小時，dij則可以較大一些，也即fij與dij成反比。這也從一定程度上說明了貨物搬運量大的功能區(qū)之間應(yīng)該相互靠近，而且道路簡潔，反之貨物搬運量小的功能區(qū)之間可以適當遠離，道路可以復(fù)雜一些。同時也從另一角度詮釋了SLP的基本思想 f1d （5.2） 對式（5.2）進行變形，就可以更加方便地

45、作出上述函數(shù)的曲線圖： f=DdH （5.3） 其中D、H為常數(shù)，且H>0。令a=lnD b=-H (5.4)x=lndy=lnf則函數(shù)變成了一元線性方程 Y=a+bx （5.5） 如果存在功能區(qū)之間無明顯貨物流量的fij時，將這些功能區(qū)所對應(yīng)的fij以及搬運距離dij去掉，再把剩余的數(shù)據(jù)按照d的遞增順序排序，得到d1,d2,dg,dmf1,f2,fg,fm將其帶入（5.4）式，可得 xk=lndkk=1,2,m (5.6) yk=lnfkk=1,2,m由線性回歸便可得 x=1mk=1mxk y=1mk=1myk Ixx=k=1m(xk-x)2 Ixy=k=1m(xk-x)yk-y (5

46、.7)Iyy=k=1m(yk-y)2 b=IxyIxx a=y-bx 由此可以解得 D=ea (5.8)H=-b 由式（5.2）可以畫出表示貨物量與水平運輸距離之間關(guān)系的物流距離基準曲線。如圖5-1所示： f d圖5-1物流距離基準曲線當某一個布局方案中，功能區(qū)之間存在dij大，fij也較大的情況，也即處于圖5-2的A區(qū)時，說明功能區(qū)i與j所安排的位置并不合適，應(yīng)該盡量靠近布置，且道路應(yīng)較簡潔。如果d、f的坐標的位于區(qū)域B時，這表明功能區(qū)i與功能區(qū)j之間的位置可以適當?shù)恼{(diào)整，它們的位置可以適當拉長，道路也可以適當拓寬。當對兩個不同的布局方案進行比較時，假如一個方案的物流基準曲線在另外一個方案的

47、物流基準曲線之上，則基準曲線在下的方案應(yīng)該更優(yōu)一些。這是因為物流基準曲線在下的方案對應(yīng)的搬運距離要短一些。假如兩條基準曲線是相交的話，通常來說應(yīng)選擇基準曲線與坐標軸所圍成的面積較小的方案。如圖5-2中的曲線C1與C2，C2所對應(yīng)的方案就要好于C1所對應(yīng)的方案7。dCAc1C2Bf 圖5-2基于基準曲線的方案評價比較5.2綜合指標評價法加權(quán)因素比較法綜合指標評價法顧名思義就是在充分分析了項目的各種影響因素的前提下，把這些影響因素都作為評價方案優(yōu)劣的指標，借助一定的方法來確定方案評分的高低。本文主要關(guān)注于綜合評價指標法中的加權(quán)因素比較法。加權(quán)因素比較法的基本內(nèi)容就是先確定用來評價方案的因素，然后再

48、根據(jù)方案的優(yōu)劣將這些因素都劃分出等級，不論其是定量的因素還是定性的因素。然后再按照一定的標準來量化每一個等級的影響因素。另外，由于每個因素的重要程度都不盡相同，所以必須給每個因素都賦予一定的加權(quán)值，最后就可以由每個因素的加權(quán)值及量化后的評價等級分值來確定方案的總得分8。各因素加權(quán)值的求法，通常可以先由多個專家做出評定，再對各個專家給出的評定值求平均值后得出。通常情況下，都是先確定較為重要的幾個因素的加權(quán)值，而后其他次要的因素再與這些因素比較來得出其加權(quán)值。每個被評價因素的等級的量化借鑒SLP按等級量化的方法，令A(yù)=4，E=3，I=2，O=1，U=0用來量化其分值。再將各因素的量化后的數(shù)值與其加

49、權(quán)值相乘并求和后，便可得到該方案的評價總分，即Ti=j=1nj*wij i=1,2,k （5.9）式中 n表示評價因素的個數(shù)； j第j個評價因素的加權(quán)值； wij第i個方案的第j個因素的評價值。如果出現(xiàn)某個方案的總分高出其他方案20%的情況，就可以認為這個方案為最佳的方案。如果所有方案的等分都很接近時，可以適當?shù)卦黾右恍┰u價因素。 第6章 案例分析案例背景本案例是以天津港的某個件雜貨碼頭為研究對象。近年來，天津港口規(guī)模與日益增長的貨運量之間的矛盾越來越突出，尤其是件雜貨碼頭，由于其貨種種類繁多，裝卸作業(yè)也涉及多種不同的裝卸工藝和裝卸機械、工屬具，加之碼頭裝卸搬運作業(yè)的隨機性與動態(tài)性，使得單純從

50、改進裝卸工藝和裝卸機械等方面入手并不能完全有效地提升雜貨碼頭的作業(yè)效率，從而在提高碼頭通過能力上也非常有限。因此本文嘗試運用上訴介紹的SLP系統(tǒng)布置規(guī)劃方法對天津北港雜貨的布局優(yōu)化進行探究。天津港雜貨碼頭在國內(nèi)件雜貨碼頭里占有舉足輕重的地位。它由2個10萬噸級以上泊位和2個4萬噸及以上泊位組成，地理位置優(yōu)越,碼頭岸線綿長，水深及自然條件良好。數(shù)據(jù)來源中國港口網(wǎng)。6.1 SLP的實施6.1.1 SLP基本要素分析1.作業(yè)對象P分析件雜貨通常包括包裝或者未包裝的成件的運輸貨物，如卷鐵、木材、機械設(shè)備、鋼材、裝箱的農(nóng)產(chǎn)品等。件雜貨種類繁多，批量小、變化大，如果對每一貨種單獨考慮的話不僅工作量大而且也不適合實際的建設(shè)需要。通過調(diào)查資料，可以將進出北疆港區(qū)的件雜貨進行分類。具體分類情況如下：1）箱/袋裝的普通貨物此類貨物主要包括袋裝的糧食谷物、箱裝的貨物如聽裝酒水飲料、紙質(zhì)品、機械零件等貨物。這些貨物在碼頭內(nèi)的裝卸搬運作業(yè)無特殊要求，且其對倉儲也無特殊的要求，只要在較為干燥且常溫的倉庫內(nèi)存儲即可。2）冷凍類產(chǎn)品這類貨物主要包括一些蝦、魚、蟹、貝等海鮮，以及速凍食品、茶葉和其他需要冷凍的貨物。此類貨物在運輸過程中通常都需要一條完整銜接的“冷鏈”來進行運輸，同時儲存時也應(yīng)在具備冷凍條件的倉庫中，以保證貨物始終處于冷凍狀態(tài)。3）生鮮類產(chǎn)品生鮮類產(chǎn)品主要包括各類水果蔬菜，雖然其種類繁多，但是由于其