基于Flexsim的出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)仿真與優(yōu)化研究*

□ 劉 碩，孫宇梅，馬銘岳

(北京印刷學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 102600)

1 引言

我國(guó)“十三五”規(guī)劃綱要中明確提出要在“十三五”期間實(shí)現(xiàn)“文化產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱性產(chǎn)業(yè)”這一目標(biāo)。在這一國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)向之下，作為我國(guó)文化產(chǎn)業(yè)核心的出版業(yè)也開(kāi)啟了新技術(shù)融合背景下的轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)程。本文即在我國(guó)大力發(fā)展文化產(chǎn)業(yè)的政策背景和新技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)業(yè)背景之下，研究當(dāng)前主流實(shí)體出版物經(jīng)銷(xiāo)模式即“專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)&電子商務(wù)平臺(tái)”的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)，在文獻(xiàn)資料研究和調(diào)研考察的基礎(chǔ)上進(jìn)行出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)和電商平臺(tái)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)抽象建模，并利用Flexsim進(jìn)行該模型的仿真優(yōu)化研究，為我國(guó)出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的升級(jí)提供策略。本文對(duì)我國(guó)處于轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)程中的傳統(tǒng)印刷出版業(yè)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

2 出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)模型

鑒于線(xiàn)上出版物平臺(tái)對(duì)傳統(tǒng)出版企業(yè)和圖書(shū)經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)的支撐，越來(lái)越多的出版物經(jīng)銷(xiāo)模式開(kāi)始向線(xiàn)上平臺(tái)分銷(xiāo)模式靠攏，相應(yīng)的出版物自營(yíng)物流逐漸輕質(zhì)化，借助線(xiàn)上電商平臺(tái)的物流和第三方物流正在成為出版業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，但是目前仍有大型圖書(shū)經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)利用自有倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)完成出版物的分銷(xiāo)，因此，為保證本研究?jī)?nèi)容的時(shí)效性，選擇“專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)&電子商務(wù)平臺(tái)”形式的出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流體系進(jìn)行研究，將專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)作為線(xiàn)上平臺(tái)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的出版物來(lái)源，本文的出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)總體架構(gòu)

這種出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)研究相當(dāng)于將兩個(gè)不同性質(zhì)的相對(duì)獨(dú)立的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，使研究范圍更廣、研究適用性更強(qiáng)，更符合當(dāng)前出版物流體系發(fā)展趨勢(shì)。

2.1 專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)布局分析

實(shí)際上專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)和出版物集散中心的功能很類(lèi)似，專(zhuān)業(yè)的出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)除了不具備全面的出版物展示功能以外，兩者在倉(cāng)儲(chǔ)物流方面的功能并不存在明顯的差異，通過(guò)實(shí)地考核和文獻(xiàn)研究[1]，幾乎所有的專(zhuān)業(yè)圖書(shū)經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)和圖書(shū)集散中心的倉(cāng)儲(chǔ)物流元素均包括出入庫(kù)物流作業(yè)區(qū)、入庫(kù)出版物暫存區(qū)、打包區(qū)、立體貨架存儲(chǔ)區(qū)和待出庫(kù)運(yùn)輸出版物暫存區(qū)，以及在各區(qū)域之間供叉車(chē)、AVG小車(chē)、作業(yè)人員等活動(dòng)元素通過(guò)的通道，專(zhuān)業(yè)實(shí)體出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流元素和布局大致如圖2所示。

圖2 專(zhuān)業(yè)實(shí)體出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流元素和布局

從專(zhuān)業(yè)出版物倉(cāng)儲(chǔ)布局和功能分析，其運(yùn)作流程與普通商品物流并無(wú)本質(zhì)差異，其主要區(qū)別在于“貨物”即圖書(shū)、光盤(pán)等傳統(tǒng)出版物在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的約束下具有近似標(biāo)準(zhǔn)化的性狀，因此，相較于類(lèi)別繁多、大小不一的普通商品而言，存儲(chǔ)、運(yùn)輸、裝卸設(shè)備的種類(lèi)相對(duì)單一，業(yè)務(wù)流程相對(duì)簡(jiǎn)單且標(biāo)準(zhǔn)化程度較高。一般而言，專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的運(yùn)作也包括入庫(kù)、在庫(kù)和出庫(kù)三個(gè)環(huán)節(jié)，其中入庫(kù)和出庫(kù)是與外部物流銜接的環(huán)節(jié)，在庫(kù)的主要工作是對(duì)出版物的理貨、盤(pán)點(diǎn)等，由于本文研究的是專(zhuān)業(yè)出版物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)與外部物流系統(tǒng)的銜接問(wèn)題，因此這里主要討論專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的入庫(kù)與出庫(kù)環(huán)節(jié)，并通過(guò)優(yōu)化布局、協(xié)調(diào)系統(tǒng)元素和調(diào)整元素參數(shù)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

2.2 線(xiàn)上(電商)平臺(tái)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)布局分析

本文選擇某知名線(xiàn)上電商企業(yè)平臺(tái)的圖書(shū)(出版物)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)作為出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的另一個(gè)主要組成部分，連接專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)，最終形成“專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)&電子商務(wù)平臺(tái)”的主流出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)。

某電商企業(yè)是國(guó)內(nèi)知名的B2C電子商務(wù)企業(yè)，擁有線(xiàn)上商城和自營(yíng)物流體系，今年又開(kāi)始向金融領(lǐng)域積極擴(kuò)展業(yè)務(wù)。該電商企業(yè)積極開(kāi)展自營(yíng)物流體系的建設(shè)，截至目前在全國(guó)已經(jīng)建立了7個(gè)一級(jí)物流中心并設(shè)立中心倉(cāng)，每個(gè)一級(jí)物流中心都有大型倉(cāng)庫(kù)分別對(duì)不同類(lèi)別的商品進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)倉(cāng)儲(chǔ)物流作業(yè)，如3C倉(cāng)是針對(duì)手機(jī)、電腦、相機(jī)等3C產(chǎn)品的倉(cāng)儲(chǔ)，家電倉(cāng)是用于倉(cāng)儲(chǔ)家用電器產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)，同時(shí)，該電商擁有專(zhuān)業(yè)的圖書(shū)出版物平臺(tái)并在自營(yíng)物流中建成了專(zhuān)門(mén)的圖書(shū)倉(cāng)對(duì)圖書(shū)等實(shí)體出版物進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)物流活動(dòng)。通過(guò)實(shí)地調(diào)研考察和資料研究，該電商平臺(tái)實(shí)體商品倉(cāng)儲(chǔ)布局具有較強(qiáng)的相似性，近似的倉(cāng)儲(chǔ)布局設(shè)計(jì)一方面方便倉(cāng)儲(chǔ)軟硬件設(shè)備的管理，同時(shí)也可以使得作業(yè)人員在任何一個(gè)倉(cāng)庫(kù)中都能免去熟悉環(huán)境的麻煩，快速找到指定功能區(qū)域，提高工作效率。某電商圖書(shū)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)元素和總體布局如圖3所示[2]。某電商以圖書(shū)(出版物)線(xiàn)上平臺(tái)為業(yè)務(wù)目標(biāo)構(gòu)建其倉(cāng)儲(chǔ)物流，其圖書(shū)倉(cāng)容量非常可觀，除了傳統(tǒng)的規(guī)則出版物用的貨架區(qū)以外，還有專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)較大尺寸和包裝的中型和大型貨架，以及快進(jìn)快出的圖書(shū)出版物地堆區(qū)、收貨暫存區(qū)和發(fā)貨暫存區(qū)，這些不同類(lèi)型的貨架和存儲(chǔ)區(qū)域能夠容納各種類(lèi)型的圖書(shū)和實(shí)體出版物；除了作為圖書(shū)倉(cāng)倉(cāng)儲(chǔ)主體的貨架和存儲(chǔ)區(qū)，還包括搬運(yùn)設(shè)備存放區(qū)如叉車(chē)的整修和充電等工作、出庫(kù)訂單復(fù)核打包出庫(kù)區(qū)，以及辦公區(qū)域。這種異地同布局的管理方式最初由美國(guó)沃爾瑪使用，其初衷就是讓顧客進(jìn)入任何一家沃爾瑪超市都能像在自己熟悉的沃爾瑪超市里面一樣快速找到自己想要的商品，提升顧客購(gòu)物感受。這種布局方式由于其管理效率高正逐漸為倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域采用。

圖3 某電商圖書(shū)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)總體布局

通過(guò)實(shí)地考察和文獻(xiàn)研究對(duì)專(zhuān)業(yè)出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)和電商平臺(tái)圖書(shū)倉(cāng)的運(yùn)營(yíng)流程研究不難發(fā)現(xiàn)，兩者在圖書(shū)出版物出入庫(kù)日常作業(yè)流程上不存在明顯差異，都是信息化倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)流程，但是流程中的細(xì)節(jié)特點(diǎn)還是有一定區(qū)別的。首先，由于兩者的服務(wù)對(duì)象和主要功能不同，圖書(shū)倉(cāng)儲(chǔ)在作業(yè)頻次、訂單數(shù)量、一張訂單中涉及的圖書(shū)出版物種類(lèi)數(shù)量和出版物數(shù)量都有較大差異。專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)營(yíng)企業(yè)以批發(fā)為主要業(yè)務(wù)，出版物一張訂單涉及的種類(lèi)有限但數(shù)量較大，訂單的頻次較少；電商出版物平臺(tái)由于要面對(duì)大量的終端消費(fèi)者，所以其訂單頻次高，單張訂單涉及的出版物種類(lèi)數(shù)量不確定、出版物數(shù)量較少，當(dāng)然，電商圖書(shū)倉(cāng)也可以面向“集團(tuán)用戶(hù)”進(jìn)行批發(fā)式分銷(xiāo)。

3 基于Flexsim的出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)仿真與優(yōu)化

3.1 仿真實(shí)體與理論模型對(duì)應(yīng)關(guān)系

根據(jù)圖1、圖2和圖3所示的理論模型布局，結(jié)合Flexsim仿真平臺(tái)提供的仿真實(shí)體，經(jīng)過(guò)抽象的仿真實(shí)體與理論模型對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1、表2和表3所示。

表1 Flexsim仿真實(shí)體與專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)布局理論模型對(duì)應(yīng)表

表2 Flexsim仿真實(shí)體與電商平臺(tái)圖書(shū)倉(cāng)理論模型對(duì)應(yīng)表

表3 連接專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)和電商出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流的運(yùn)輸系統(tǒng)

3.2 仿真模型布局與仿真參數(shù)設(shè)置

根據(jù)理論和概念模型的描述和假設(shè)，該仿真模型共分為三個(gè)區(qū)域，如圖4所示，下方區(qū)域?qū)?yīng)理論模型的專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域、右上方區(qū)域?qū)?yīng)電商平臺(tái)圖書(shū)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域，而左上方對(duì)應(yīng)連接兩者的交通運(yùn)輸仿真區(qū)域。

圖4 專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)&電商平臺(tái)圖書(shū)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)仿真模型布局

新聞出版廣電總局對(duì)傳統(tǒng)出版物的分類(lèi)為圖書(shū)、期刊、報(bào)紙、音像制品、電子出版物共五大類(lèi)[3]，為涵蓋所有出版物種類(lèi)，加入“其他”(如適用于嬰幼兒的復(fù)合材料“書(shū)籍”和特殊功能出版物)合計(jì)六種不同種類(lèi)的出版物，因此，本仿真模型即假定有六種不同的出版物產(chǎn)品生成，并在仿真模型中流轉(zhuǎn)；相應(yīng)的，由于理論模型假定專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)是電商平臺(tái)出版物的重要來(lái)源之一，那么就假定專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)是這六種出版物的來(lái)源。

以典型的專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)鳳凰圖書(shū)物流公司為例，該公司每天到貨5000～7000件出版物[4]，以目前倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)每天10個(gè)小時(shí)的工作時(shí)間計(jì)算，每個(gè)小時(shí)處理的出版物500～700件，即5秒～7秒完成1件出版物的物流，本仿真模型便以該數(shù)據(jù)為參考，將發(fā)生器生成出版物的時(shí)間間隔設(shè)定為5秒～7秒的均勻分布；同時(shí)為了與國(guó)家新聞出版廣電總局對(duì)傳統(tǒng)出版物的大類(lèi)劃分，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的6大類(lèi)出版物，按照均勻分布隨機(jī)生成6大類(lèi)出版物。

3.3 仿真模型運(yùn)行

仿真模型建立完成以后就可以進(jìn)行仿真模型的運(yùn)行，本仿真模型的運(yùn)行時(shí)間單位是秒，倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)每天的工作時(shí)間約為10小時(shí)、每周7天均為工作日，那么仿真時(shí)間設(shè)定為10小時(shí)×7天即70小時(shí)總計(jì)252000秒來(lái)觀察該出版?zhèn)}儲(chǔ)物流系統(tǒng)一周的演化情況。在實(shí)際仿真過(guò)程中可以調(diào)節(jié)模型運(yùn)行的速率，在較短時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)仿真流程，大大降低了復(fù)雜系統(tǒng)研究的時(shí)間成本。仿真模型252000秒運(yùn)行結(jié)束以后的系統(tǒng)在專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中出現(xiàn)了較大的阻塞問(wèn)題，出版物在待出庫(kù)運(yùn)輸出版物暫存區(qū)、組合傳送帶、出入庫(kù)物流作業(yè)區(qū)和運(yùn)輸車(chē)輛均出現(xiàn)了較大程度的堆積；而電商圖書(shū)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中的出版產(chǎn)品堆積阻塞問(wèn)題并不明顯。

3.4 仿真模型優(yōu)化

通過(guò)對(duì)仿真模型運(yùn)行效果分析，可以考慮如下系統(tǒng)優(yōu)化方案。第一，優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)布局減少庫(kù)內(nèi)貨物運(yùn)輸距離；第二，運(yùn)輸車(chē)輛運(yùn)力提升；第三，托盤(pán)打包區(qū)打包策略調(diào)整；第四，增加一部入庫(kù)出版物運(yùn)輸叉車(chē)。

優(yōu)化仿真模型252000秒運(yùn)行結(jié)束以后，如圖5所示，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)總體未出現(xiàn)明顯的出版物堆積阻塞現(xiàn)象，只有專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中出版物出庫(kù)暫存區(qū)留存有一定數(shù)量的出版物等待運(yùn)輸。通過(guò)改善模型布局、實(shí)施“多件大包”包裝策略、簡(jiǎn)化倉(cāng)庫(kù)內(nèi)出版物流轉(zhuǎn)、添加叉車(chē)降低工作車(chē)輛負(fù)荷以及提升外界運(yùn)輸車(chē)輛運(yùn)力的方案有效提升了出版?zhèn)}儲(chǔ)物流系統(tǒng)的運(yùn)行效率，為現(xiàn)代出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流體系升級(jí)提供了可靠依據(jù)。

圖5 優(yōu)化仿真模型運(yùn)行結(jié)束后狀態(tài)

4 結(jié)論與對(duì)策

通過(guò)理論模型和仿真實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)于本文研究的“專(zhuān)業(yè)出版物經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)&電子商務(wù)平臺(tái)”模式出版物倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)而言，通過(guò)優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)布局減少庫(kù)內(nèi)貨物運(yùn)輸距離、運(yùn)輸車(chē)輛運(yùn)力提升、采用新的打包策略?xún)?yōu)化模型托盤(pán)打包區(qū)狀態(tài)、增加一部入庫(kù)出版物運(yùn)輸叉車(chē)可以有效提升系統(tǒng)總體運(yùn)行效率，降低出版物在轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)生堆積和阻塞的情況發(fā)生。從仿真研究的對(duì)策建議中可以提取出優(yōu)化現(xiàn)實(shí)出版業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的通用型對(duì)策，具體如下：

第一，出版物倉(cāng)庫(kù)科學(xué)布局。要根據(jù)倉(cāng)庫(kù)所在地的基礎(chǔ)條件合理設(shè)置倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域和布置設(shè)備，保證出版物在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)裝卸效率盡可能高，貨品轉(zhuǎn)移、輸送距離盡可能短，做到出版物“快進(jìn)快出”，避免出版物長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移造成堆積滯留。

第二，提升系統(tǒng)間外部運(yùn)力。不同倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的連接是依靠外部運(yùn)輸系統(tǒng)支撐的，一旦外部運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)力不足，就會(huì)造成出庫(kù)出版物的快速積壓、爆倉(cāng)，因此，要從運(yùn)輸頻率、裝載能力等方面提升外部運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)力，保證不同倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的順暢連接。

第三，優(yōu)化出版物打包上架策略。“多件大包”的打包策略能有效降低倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中的總包數(shù)，簡(jiǎn)化操作流程，提升倉(cāng)儲(chǔ)物流效率，降低信息系統(tǒng)負(fù)荷。

第四，優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備和人員配置。倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備和操作人員在實(shí)際工作過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)“耗損”，機(jī)械設(shè)備如果滿(mǎn)負(fù)荷甚至超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)則容易造成損壞從而影響工作效率，同樣的，如果工作人員沒(méi)有休息持續(xù)大負(fù)荷工作則容易造成疲勞影響工作準(zhǔn)確度和效率，甚至可能出現(xiàn)危險(xiǎn)。因此，應(yīng)合理配備倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的設(shè)備和操作人員，保證設(shè)備和人員在適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度下高效工作。

此外，隨著北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)的投入使用，大型電商和物流企業(yè)的航空物流運(yùn)力將得到很大提升，在后續(xù)的研究中，將重新審視本模型系統(tǒng)的外部接口，擴(kuò)充模型涵蓋范圍，將更多現(xiàn)實(shí)因素納入到模型當(dāng)中，提升仿真模型的現(xiàn)實(shí)性以提升研究結(jié)論和對(duì)策建議的實(shí)用性。