基于FlexSim的校園共同配送服務站分揀流程仿真研究

應 毅，劉定一 （三江學院，江蘇 南京 210012）

YING Yi,LIU Dingyi (Sanjiang University,Nanjing 210012,China)

0 引言

隨著信息通信技術的快速發展和基于互聯網/移動互聯網的各類應用的普及，以商品購銷為核心的電子商務逐漸成為經濟增長的新亮點，消費結構的變化對物流行業提出了更高要求。整體來看，國內物流體系滯后于電子商務的發展需求，特別是末端配送問題較為突出，已經成為物流行業發展的“瓶頸”。有必要對物流末端配送模式及技術進行更深入的研究。

仿真是研究物流作業系統的重要方法和技術手段之一，它借助計算機技術對物流系統和流程進行真實模擬，通過仿真實驗得到各種動態活動及過程記錄，進而驗證物流工程項目建設的有效性、合理性，并進行效果優化。因此，物流仿真具有重要的現實意義。

在成熟的仿真建模系統中，FlexSim作為面向對象的離散事件仿真建模工具[1]，在倉儲管理、港口集裝箱裝卸[2]、配送分揀、交通運輸[3]等眾多領域得到大量運用，可以為各行各業量身定制個性化的仿真模型，是管理決策人員評估策略、優化方案的有效手段。

本文從分析電商客戶特點入手，在共同配送理論的基礎上，提出建立校園物流服務站的措施；然后運用FlexSim軟件設計服務站分揀流程仿真系統，建立模型并運行；最后對實驗結果進行分析，確定最佳人員配置。

1 基于校園物流服務站的共同配送模式

物流是開展電子商務活動的基礎設施，但服務于電子商務領域的物流不同于傳統物流，對包裹配送的時效性、服務質量和物流信息的追蹤都有較高要求。針對這些特點，國內基本形成了企業自營物流（例如京東、蘇寧易購）和第三方物流（例如順豐、匯通等）兩種電子商務物流模式。無論哪種物流模式，其基本流程一般都由倉儲系統、運輸主干網、“最后一公里”配送三個階段組成[4]，如圖1所示。

圖1 物流基本流程階段

其中，當前的“最后一公里”物流配送狀況并不理想，主要存在配送服務質量不高、配送信息可追溯性差等問題[4]。針對這些問題，一些創新嘗試通過自助提貨和共同配送兩大手段逐步解決。

根據電商客戶的特點和不同需求，可將客戶分為四大群體：學生、在職人員、農村客戶、其他人員[4]。學生群體主要指在校大學生及部分高校教師，這類人群居住在校內，集中度很高；網購交易量較大，但大部分商品體積和價值不大；收件地址一般為不允許快遞人員隨意進入的學生公寓或教學樓。

顯然，學生群體不具備直接送貨上門的條件。目前，大都采用的終端配送方式是自助提貨，如：學生到校外快遞營業網點取件；物流公司快遞員在學生公寓附近或校門口“擺地攤”進行快件分發[5]；物流公司租用校內門面開設校園營業廳，學生利用課后或課間時間收取快件包裹。以上各種配送方式都存在諸多問題：校外取件大大降低了網購的便利性；“擺地攤”方式一次配送成功率低、安全隱患嚴重；物流公司自建校內網點規模小、成本高、盈利困難、資源浪費。

建立校園物流服務站，作為校園末端共同配送的運作主體，是解決上述問題的有效手段。共同配送的基本思路是：貨物進入目的地后，各物流企業不再各自派件，而是通過專門的末端配送公司，通過對待配送貨物整體的統籌和整合，實現統一配送，從而降低物流企業的總運營成本，緩解由各物流企業獨立配送造成的資源浪費、交通壓力等社會問題。校園物流服務站是共同配送和自助提貨相結合的產物，在校內的學生生活區內設置一定規模的物流服務站，物流公司和電商企業在指定時間內將待配送的貨物送至服務站，再由校園物流服務站進行統一配送，通常是通過短信或微信通知收件人在合適時間前來取件。

校園物流服務站在實現規?；\營的同時，能有效整合社會資源，以較小的單位環境代價滿足互補經營的要求，為物流末端共同配送模式起到一定的示范作用，引導城市物流朝第三方物流基礎的共同配送方向發展。

2 校園共同配送服務站分揀流程仿真模型構建

2.1 配送服務站分揀流程概述

某高校主校區共有師生12 000余人，據調查，目前校內快遞的收件數量平均每月在25 000件左右。上述傳統的快件配送方式給校園管理帶來了很多問題，現計劃由學校后勤部門牽頭，與各第三方物流公司商議并簽訂協議，建立校園物流服務站，統一負責校內快件的配送工作。

學校主校區面積較大，大致可分為三個學生宿舍區域：南區、西區、東區。由于南區宿舍樓最多且靠近學校后門，計劃在南區建立校園服務主站，并在西區、東區各設置一個物流分站，便于學生就近取件。

現需要設計快件達到后的分揀入庫運作流程。分揀作業的主要流程為：每天上午各物流公司的運輸車輛在指定時間由學校后門進入，?？吭谖锪鞣罩髡拘敦泤^，之后由服務站的工作人員對快件包裹進行檢查、分揀和入庫?？旒竭_檢查的工作包括：快件目的地檢查（目的地有誤的立即退回運輸車輛）、快件是否完好、條形碼掃描?？旒謷饕鶕肇浀刂范逊趴旒習捍鎱^，其中校園西站、校園東站的快件在當日快件全部達到后（上午11:30左右）由分站工作人員取走，校園主站的快件搬進服務點依次擺好。

2.2 分揀流程FlexSim建模

快件分揀流程是一個復雜的離散事件系統，作業過程中受到較多的內外不確定因素影響，具有一定的隨機性和離散性，資源的配置與優化不太容易用精確的數學模型來表示，比較適合于用仿真模型進行描述和驗證。

因為校園封閉管理，只允許物流公司車輛在上午約定時間段將快件運往服務站，學生12:00下課將會迎來第一個取件高峰，所以，物流服務站每天有4個小時的時間（7:30～11:30）進行快件的檢查、分揀和入庫。學校師生平均每月收取快遞25 000件，約有一半的快件會通過校園物流服務站配送，即大約每天要處理400個快件。快件到達由發生器模擬。操作人員（檢查、分揀、上架）由處理器表示，因為處理器的配置參數較多，可以較好地仿真操作人員的各種效能設置。其中，檢查操作45至50秒完成一件；分揀操作30秒完成一件；上架操作1分鐘完成一件。據以往數據統計，校園南區、西區、東區的快件數量大約占總到達快件的55%、25%、20%。

校園物流服務站分揀流程的FlexSim仿真模型如圖2所示，分揀過程中的模型元素及功能如表1所示。

圖2 服務站分揀流程FlexSim仿真模型圖

3 仿真結果輸出及分析

3.1 仿真模型運行及結果輸出

以4個小時（14 400s）為一個仿真周期，以任一周期的運行結果作為實例進行分析。將時間設置好后，重置、運行。模型運行結束后，對模型中的臨時實體（快件）狀態數據進行統計，如表2所示；對人工操作的效率數據進行統計，如表3和圖3所示。

3.2 仿真結果定量分析

仿真模型實現了校園物流服務站分揀流程的基本功能，包括檢查、分揀、上架等人工操作。仿真模型基本符合實際情況。

由表2數據可以看出，模型運行14 400s后，發生器產生了400個臨時實體（模擬快件），校園物流服務西站暫存區、東站暫存區和主站貨架各存有109件、81件、202件臨時實體，合計392件，其它暫存區存放的臨時實體數量很少，說明整個系統一直處在正常的工作狀態，沒有出現擁堵情況。

在人工操作方面，由于快件的檢查操作耗時且量大，所以安排了2個工作人員；分揀操作和上架操作各安排1個工作人員。由表3數據可以看出，每個人工崗位的工作效率基本都在70%以上，利用率較高。按空閑率計算，檢查、分揀、上架人員每小時各能休息18.5分鐘、10分鐘、9分鐘。

考慮到檢查操作需要從運輸車輛搬運快件，附加一定的體力勞動，利用率相比其他而言略低（圖3所示）有利于體力的恢復和持久工作?？傮w上看，各人工的效率基本上在合理的范圍。

表1 服務站分揀流程模型元素及功能

表2 仿真模型運行結果實體數量統計

表3 人工操作數據統計

圖3 人工操作效率狀態圖

4 結論

以高校末端物流配送為研究對象，提出基于共同配送理論的校園物流服務站構建方案，利用FlexSim可視化仿真技術對快件分揀流程進行設計，建立校園物流服務站的人員與設備FlexSim模型和仿真，對運行結果進行定量分析，驗證設計的正確性。

對于復雜的物流作業系統，借助于計算機仿真軟件可以高效的進行設計，通過模擬運行直觀研究整個系統的活動及效率，及時得到設計上和管理上的各項關鍵數據，為管理人員的相關決策奠定基礎，研究思路與方法在企業生產與管理的其它領域也具有較強的現實指導意義。