【文章內(nèi)容簡介】 港口物流的服務能級、拓展物流企業(yè)的服務功能與范圍、促進現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，已經(jīng)成為鎮(zhèn)江新區(qū)政府高度關注的核心問題?；谏鲜霰尘?，鎮(zhèn)江新區(qū)管委會委托上海海事大學物流研究中心對鎮(zhèn)江新區(qū)港口物流發(fā)展的項目開展研究。項目形成了“一條港口物流產(chǎn)業(yè)帶，三大港口物流集聚區(qū)”的鎮(zhèn)江新區(qū)港口物流發(fā)展思想，三大集聚區(qū)包括：臨港政策功能疊加集聚區(qū)、多式聯(lián)運中轉物流集聚區(qū)以及臨江產(chǎn)業(yè)增值物流集聚區(qū)。其中臨港政策功能疊加集聚區(qū)便是由港口綜合物流園和已存在的出口加工區(qū)組成。目前，鎮(zhèn)江新區(qū)政府主要針對港口綜合物流園的設計與建設進行前期規(guī)劃準備工作，但是如何成功規(guī)劃港口綜合物流園區(qū)，使其在今后能夠很好的運營，是擺在鎮(zhèn)江新區(qū)政府面前的一道難題。 問題的提出我國的物流園區(qū)規(guī)劃和建設尚處于初步探索階段，物流園區(qū)的規(guī)劃和建設仍然缺乏許多成功的經(jīng)驗和模式可以借鑒。我國從1999年起，一些地區(qū)開始規(guī)劃建設物流園區(qū)，2003年全國物流園區(qū)規(guī)劃建設達到了高潮，除了許多省份和經(jīng)濟中心城市積極規(guī)劃建設物流園區(qū)外，還有許多中小城市甚至一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)和街道辦事處也要規(guī)劃建設物流園區(qū)。但是，物流園區(qū)的規(guī)劃建設是一項重大的物流基礎設施投資項目，需要幾千萬、上億元乃至數(shù)十億元的投資，占用大片的規(guī)劃用地甚至耕地?？墒牵谶@些規(guī)劃的物流園區(qū)中，存在一些倉促上馬的物流園區(qū)項目，這些項目沒有經(jīng)過詳細的市場調研和論證，有些物流園區(qū)的規(guī)劃建設甚至是出于政府的“形象工程”目的或是有“圈地”之嫌，這些物流園區(qū)建成后沒有良性地運作，也沒能產(chǎn)生預期的社會經(jīng)濟效益。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，當前國內(nèi)物流園區(qū)的建設具有一定的泡沫成分，突出表現(xiàn)為部分物流規(guī)劃單位尤其是地方政府，單純地為物流而物流，盲目發(fā)展物流園區(qū)。目前我國的物流園區(qū)空置率高達60%，其主要原因表現(xiàn)為物流園區(qū)的功能定位不準確，缺乏對客戶需求的系統(tǒng)分析。物流園區(qū)盲目建設的危害已開始呈現(xiàn)，由于一些物流園區(qū)的服務功能定位規(guī)劃不科學，物流園區(qū)建成后其運營已舉步維艱。上述種種現(xiàn)象表明，探討科學的物流園區(qū)內(nèi)部功能區(qū)域規(guī)劃顯得十分必要。近年來，國內(nèi)外專家學者從宏觀方面對物流園區(qū)的規(guī)劃設計開展研究，比如在我國物流園區(qū)的整體布點是否合理，物流園區(qū)如何與港口協(xié)調發(fā)展，物流園區(qū)的選址等方面，取得了一定的研究成果，但從微觀方面對于物流園區(qū)規(guī)劃設計的研究仍然十分薄弱。對于物流設施的規(guī)劃設計，國內(nèi)外的研究主要集中在單企業(yè)物流中心的設計方面，傳統(tǒng)的設施規(guī)劃理論和技術可以運用，而物流園區(qū)是一種多企業(yè)的聚集空間，在物流作業(yè)上，多企業(yè)既有獨立的作業(yè)流程，企業(yè)間也有活動關系的交叉，同時大型物流園區(qū)還是一個集物流生產(chǎn)、生活、商務、娛樂、金融服務等多種功能的“物流社區(qū)”，其內(nèi)部布置設計的理論和方法與物流中心有很大的不同，是一個全新的課題。另外，對于臨港的物流園區(qū)來講，必須考慮其與港口、臨港產(chǎn)業(yè)等的聯(lián)動，所以綜合考慮的問題將更加復雜化。鎮(zhèn)江新區(qū)政府雖然已經(jīng)確定要在臨港地區(qū)打造一個綜合物流園區(qū)，帶動周邊地區(qū)的發(fā)展，強化港口經(jīng)濟的作用，但是如何深入開展此項目卻無從知曉。因此，要想成功打造港口綜合物流園區(qū)，前期規(guī)劃與設計的工作刻不容緩，而重中之重便是如何合理布局物流園區(qū)的功能區(qū)，使之物流效應最大。本文即在前人理論研究與實踐的基礎上，對鎮(zhèn)江新區(qū)港口綜合物流園區(qū)如何進行功能區(qū)布局開展研究。 研究的意義本文以鎮(zhèn)江新區(qū)港口物流發(fā)展現(xiàn)狀為依據(jù)，以導師項目為支撐，通過對國內(nèi)外物流園區(qū)功能區(qū)布局的理論研究，對鎮(zhèn)江新區(qū)港口綜合物流園區(qū)各功能區(qū)如何布局進行了探討，運用SLP布局方法，通過遺傳算法求解將其實現(xiàn)，并做優(yōu)化調整，以期為鎮(zhèn)江新區(qū)“以港興城”的發(fā)展需要做出貢獻。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀關于物流園區(qū)的優(yōu)化選址布局，國外研究成果較多。京都大學的Taniguch是最早提出城市物流概念，并在這方面作了較多貢獻的一位學者。他在文獻[12]、文獻[13]和文獻[14]中所描述的公共物流節(jié)點其實質就是物流園區(qū)，文章簡要分析了物流園區(qū)對于緩解交通堵塞、節(jié)省能源、降低勞動成本和環(huán)保的重要作用，重點借助排隊論和非線性理論研究了物流園區(qū)理想?yún)^(qū)位與規(guī)模問題，設計了雙層數(shù)學模型，并在考慮既有交通網(wǎng)絡條件下，求解物流園區(qū)的最佳位置。文獻[15]中，從社會運輸系統(tǒng)的角度，以環(huán)境和商業(yè)效率兩方面考慮，提出了兩個非線性數(shù)學規(guī)劃模型，來確定公共物流配送中心的最佳數(shù)量和位置，并詳細描述了其求解算法，其中運輸費用包括運輸費用、配送費用和設備營業(yè)成本，模型已在東京都市圈得到應用。文獻[16]和[17]都是研究供應鏈環(huán)境下整個物流的框架，從整體供應鏈流程方面設計物流節(jié)點布局模型。文獻[18]提出了一種基于服務水平的物流節(jié)點和配送路徑的優(yōu)化模型，在模型中考慮不同服務水平要求下其選址和配送策略。文獻[19]從第三方物流管理的角度分析物流流程，建立了網(wǎng)絡設計布置模型。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀物流園區(qū)內(nèi)部功能區(qū)規(guī)劃設計，必須從設施規(guī)劃說起。設施規(guī)劃起源于早期制造業(yè)的“工廠設計”，最初主要解決操作法工程（Methods Engineering)、工廠布置(Plant Layout)、物料搬運(Material Handling)。在此期間，主要憑經(jīng)驗和定性方法開展工廠設計。隨著管理科學、工程數(shù)學、系統(tǒng)分析的應用，工廠布局設計由定性分析轉向定量分析與計算，逐漸形成了較為先進的布局設計方法。具有代表性的是理查德繆瑟提出的系統(tǒng)布置設計（Systematic Layout Planning，SLP）方法。SLP 法使工廠布局設計從定性分析發(fā)展到了定量計算，形成了一種以大量的圖表分析為手段，以物流費用最小為目標，物流關系分析與非物流關系分析相結合，求得合理的設施布置的設計技術，推動了設施規(guī)劃廣泛應用于包括物流園區(qū)在內(nèi)的各種生產(chǎn)、服務領域[1]。我國在上世紀80年代引進了SLP規(guī)劃理論，國內(nèi)學者對設施布置規(guī)劃也進行了一些探索和研究，并取得了一定的成果。臺灣的林立千教授在他所著的《設施規(guī)劃與物流中心設計》[2]中，既對物流中心設施規(guī)劃的各個步驟分別進行了闡述，也對規(guī)劃程序的整體過程進行了系統(tǒng)分析；蔡林寧對物流系統(tǒng)規(guī)劃方法及建模進行了深入研究；劉昌棋教授在其主編的《物流配送中心設計》[3]一書中對物流配送中心規(guī)劃設計過程的各方面進行了系統(tǒng)詳細的闡述，其研究成果對配送中心系統(tǒng)內(nèi)部的規(guī)劃設計具有重要的指導作用和實用價值；北京科技大學王轉教授對配送中心系統(tǒng)內(nèi)部的規(guī)劃與設計也進行了較為深入的研究。焦建新、齊二石等在1997年提出了一種基于 AHP 的多目標設施布置算法[4]；2003年許高峰在《基于拉式系統(tǒng)的物流中心設施布置與優(yōu)化》[5]一文中，闡述了對物流中心設施布置規(guī)劃進行系統(tǒng)管理的觀點；程國全、李樹剛、王寧生等把遺傳算法運用到物流設施布局規(guī)劃中，增強了最終布局方案的實用性。劉淑紅[26]、閆振英[27]、郝紅艷[28]分別將遺傳算法引入到自己碩士論文關于物流中心功能區(qū)布局的研究，并通過不同的方法將其實現(xiàn)，典型的研究成果及觀點有：（1）借鑒系統(tǒng)布置設計(SLP)方法，結合物流中心自身的業(yè)務特點和運作要求，提出了一種適合物流中心設施規(guī)劃與設計的方法及其總體程序框架，進而提出了分層組合的物流中心布置設計方法與基于優(yōu)化模型的物流中心布置設計方法[6]。（2）以物流搬運量最低為目標，利用作業(yè)單位關系圖和空間布置關系圖，對部門內(nèi)設施進行布局設計[7]。以物料搬運費用最小為目標建立設施布置優(yōu)化模型[8]。（3）采用遺傳算法求解車間布局規(guī)劃模型[9][10]，利用蟻群算法來提高平面布局的優(yōu)化結果和效率[11]。 研究的思路與方法全文以“提出問題分析問題解決問題”為總體思路，共分為五個章節(jié)，第一章緒論，明確研究背景與意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及寫作的思路與方法；第二章主要對功能區(qū)布局進行理論綜述；第三章梳理物流園區(qū)功能區(qū)的布局思路，并設計模型與求解；第四章將第三章的理論運用于實際，研究鎮(zhèn)江新區(qū)港口綜合物流園區(qū)各功能區(qū)如何布局，運用遺傳算法工具箱將其實現(xiàn)，最后通過調整得出最優(yōu)布局方案；第五章為結論與展望，其中第三章和第四章為全文重點章節(jié)，分別對物流園區(qū)功能區(qū)布局進行建模與求解及實證分析。本文主要運用宏觀分析法、比較分析法、SLP法、遺傳算法等方法來支撐全文。第二章 物流園區(qū)功能區(qū)布局的理論綜述 物流園區(qū)及其功能區(qū)的基本概念物流園區(qū)﹙Logistics Park﹚也稱物流團地，是物流﹙配送﹚企業(yè)在空間上集中布局的場所，是具有一定規(guī)模和綜合服務功能的物流集結點。物流園區(qū)與工業(yè)園區(qū)、科技園區(qū)等概念一樣，具有產(chǎn)業(yè)一致性和相關性、且集中建設的物流用的空間。物流園區(qū)最早出現(xiàn)在日本東京，由于物流園區(qū)給物流企業(yè)和其所在城市帶來了極大的經(jīng)濟和社會效益，引起了人們的廣泛重視，之后在歐洲得到了快速的發(fā)展。隨著現(xiàn)代物流業(yè)在我國的起步和發(fā)展，許多城市也在紛紛規(guī)劃和建設物流園區(qū)，以促進區(qū)域及城市的物流業(yè)的發(fā)展。對于物流園區(qū)的概念，專家學者眾說紛紜，沒有確切的定義，作者認為吳瑋在其碩士論文《港口型物流園區(qū)規(guī)劃建設方法及應用研究》[46]中對物流園區(qū)的定義比較全面，并符合當今物流園區(qū)的發(fā)展趨勢：物流園區(qū)是指在幾種運輸方式銜接地形成的物流節(jié)點活動的空間聚集體，是在政府規(guī)劃指導下多種現(xiàn)代物流設施設備和多家物流組織機構在空間上集中布局的大型場所，是具有一定規(guī)模和服務功能的新型物流業(yè)務的載體。它按照專業(yè)化、規(guī)?；脑瓌t組織物流活動，園區(qū)內(nèi)各經(jīng)營主體通過共享相關基礎設施和配套服務設施，發(fā)揮整體優(yōu)勢和互補優(yōu)勢，進而實現(xiàn)物流積聚的集約化、規(guī)?；痛龠M載體城市的可持續(xù)發(fā)展。物流園區(qū)的功能區(qū)主要是指將某個物流園區(qū)劃分為承載著不同的功能的若干區(qū)域。例如，倉儲功能區(qū)主要承擔物流園區(qū)的倉儲職能；而配套服務功能區(qū)就是提供配套服務的區(qū)域，包括食堂、員工宿舍、停車場等。物流園區(qū)中的功能區(qū)通常包括倉儲中轉區(qū)、集散配送區(qū)、流通加工區(qū)、商務辦公區(qū)、生活服務區(qū)等，但對于一個特定的物流園區(qū)究竟需要規(guī)劃哪些物流服務功能區(qū)，應該以其腹地范圍內(nèi)的市場需求分析為基礎，以該園區(qū)所在地的現(xiàn)有物流資源和設施的整合和優(yōu)化為依托，在明確其物流服務對象、服務內(nèi)容及服務方式的基礎上，通過調查所需的物流服務需求功能，結合一定的原則來確定。本文中依照鎮(zhèn)江新區(qū)規(guī)劃部門所劃分的功能區(qū)開展研究。 物流園區(qū)功能區(qū)布局概述布局是指對有關事務的全面安排，應該包括物件的空間布置和活動的時空安排兩個方面。經(jīng)濟活動的布局問題一般是指前者，即空間布局問題。物流園區(qū)的功能區(qū)布局是指根據(jù)物流園區(qū)的戰(zhàn)略定位和經(jīng)營目標，在己確認空間場所內(nèi)，按照從貨物的進入、組裝、加工等到貨物運出的全過程，力爭將各功能區(qū)及相關因素做最適當?shù)姆峙浜妥钣行У慕M合，以獲得最大的經(jīng)濟效益。確定各功能區(qū)如何布局，需要聯(lián)系物流園區(qū)所在地區(qū)的實際情況，以物流總效應最大為目標做最優(yōu)安排。因此，求解物流園區(qū)功能區(qū)布局問題其實就是求解功能區(qū)組合最優(yōu)化問題。目前，我國在物流園區(qū)布局規(guī)劃方面可以參考的案例不多。歐洲物流園區(qū)最佳實踐案例可使國內(nèi)物流園區(qū)在布局方面有不少值得借鑒的經(jīng)驗：1．校園化的設計理念，分割不同的功能區(qū)域；2．按照物流密切程度來安排相關產(chǎn)業(yè)；3．地塊規(guī)劃面積能滿足柔性需求并有可選的擴展空間；4．多式聯(lián)運的設施規(guī)劃，如水路、鐵路、公路和航空；5．充分考慮地理和生態(tài)環(huán)境，有吸引力地設計并考慮環(huán)保預留用地；6．物流園區(qū)規(guī)劃與布局的合理性可以通過各種評價方法來進行檢驗，正確運用評價方法可以起到優(yōu)化規(guī)劃成果的作用。 物流園區(qū)功能區(qū)布局方法綜述完成物流園區(qū)選址、建設規(guī)模確定、作業(yè)流程設計、功能區(qū)設置及各功能區(qū)面積計算等工作之后，應該對功能區(qū)進行布局設計，即依據(jù)功能區(qū)布局規(guī)劃原則、規(guī)劃目標和規(guī)劃流程安排功能區(qū)的相對位置，形成物流園區(qū)總體平面布局設計方案。布局問題其實就是按一定的要求，把一些物體最優(yōu)地放置在一個空間內(nèi)，或者說，將一個空間劃分成許多小空間的組合，然后用這些小空間來放置一些物體。布局問題屬于非精確性問題，即當規(guī)模到達一定程度時，在合理的時間范圍內(nèi)無法求得其精確最優(yōu)解。人們研究了大量的方法，直接或間接的求得它的近似最優(yōu)解。布局方法就目前資料中所見，有如下幾類： SLP法(systematic layout planning)系統(tǒng)布置設計（SLP，Systematic Layout Planning）方法在近年應用較多。最初的工廠布局設計是憑經(jīng)驗和定性方法進行的。隨著管理科學、工程數(shù)學、系統(tǒng)分析的應用，工廠布局設計由定性分析轉向定量分析與計算，逐漸形成了較為先進的布局設計方法。SLP 法使工廠布局設計從定性分析發(fā)展到了定量計算，也推動了設施規(guī)劃廣泛應用于包括配送中心在內(nèi)的各種生產(chǎn)、服務領域。SLP 法以產(chǎn)品（P）、數(shù)量（Q）、路徑（R）、輔助服務（S）、時間（T）為基本作業(yè)資料，用圖表分析和圖形模型把量的概念引入設計分析的全過程，通過引入量化的關系密級概念，建立各功能區(qū)之間物流關系與非物流關系的相互關系圖表，從而構成區(qū)域布置設計的數(shù)學模型，是目前布局設計的主要方法。SLP 法布局過程如圖21所示[20]。 原始資料：P,Q,R,S,T及功能區(qū)布置,Y,Z圖2 1 SLP法布局過程SLP的輸入數(shù)據(jù)是P、Q、R、S、T，即P——產(chǎn)品和物料，包括其變化和特性；Q——每種物品的數(shù)量；R——加工流程或搬運路線，即工藝操作過程加工順序或加工方法；S——支持生產(chǎn)過程的服務部門或輔助部門；T——與上述四項有關的時間因素，以及與設計本身進度相關的時間因素。系統(tǒng)布置設計（SLP）法具有較強的科學性，其特點是：a．定性分析和定量分析有機結合；b．以圖表和圖形模型分析為手段，直觀、清晰；c．使物流系統(tǒng)分析模型化，便于把握系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律；d．操作性和實踐性較強，適用范圍廣。適用于多種類型企業(yè)的新建、改建、擴建及由于技術、安全、環(huán)境等因素而重新布局的情況。但由于目前使用的系統(tǒng)布置設計（SLP）法在對功能區(qū)進行相互關系分析時，只把影響因素分為物流關系和非物流關系兩種，實際上非物流關系包括的因素較多，這樣