基于Flexsim 的區域快遞共同配送模式研究

吳淑梅，趙劍偉，張志超 WU Shumei, ZHAO Jianwei, ZHANG Zhichao

（石家莊郵電職業技術學院，河北 石家莊050010）

0 引 言

隨著電子商務的日益成熟，電子商務的交易數額和成交量日創新高，電子商務的飛速發展對城市快遞配送寄予了更高的希望，快遞企業也蓬勃發展。但快遞企業在城區實施的“門對門”末端配送模式，配送成本高昂，配送效率低，而且各快遞企業對于同一需求區域需要分別建立設施點，實行交叉式重疊配送，社會資源重復性浪費嚴重。

為規范和引導快遞行業發展，解決快遞末端配送過程中帶來的城市和環境問題，我國逐漸意識到快遞企業互聯合作的重要性并給予大力支持。從2012年至2018年陸續頒布了《關于推進現代物流技術應用和共同配送工作的指導意見》、《關于推進電子商務與快遞物流協同發展的意見》等相關政策，提出將共同配送作為發展目標之一，鼓勵快遞企業開展聯收聯投，優化配送網絡，降低運營成本。這些政策的頒布實施使快遞行業打破各自為營的運營模式，建立互聯合作的企業聯盟，發展末端共同配送。

本文從分析特定區域現有配送狀況入手，在共同配送理論的基礎上，提出建立區域共同配送形式；然后運用Flexsim 軟件建立區域配送流程系統，建立模型并運行；最后對仿真結果進行分析，總結共同配送特點。

1 共同配送研究現狀

1.1 共同配送概念

共同配送，起源于日本，又稱協同配送、聯合配送。共同配送最原始的定義是指：有著固定貨物配送需求的供應商為促進物流運輸的合理化而進行合作，將原先分散的運輸線路整合為一個共同的運輸系統。我國國家標準《物流術語》將共同配送解釋如下：由多個企業合作組建聯盟實施的配送活動。相對于共同配送原始的概念，我國對共同配送的定義更加寬泛，強調共同配送是多個企業針對配送服務展開的合作。快遞配送服務的發展順應物流整合的趨勢，共同配送是現代物流配送發展的主要模式之一，對于整合物流資源包括配送設施節點、配送車輛等，并促使其趨于合理化配置，提升城市快遞配送服務效率，舒緩城市交通意義重大，共同配送是促進城市物流持續健康發展的有效途徑，同時也是快遞企業發展過程中的必然選擇。

1.2 共同配送國內外研究現狀

國內外學者分別從不同的角度出發，對共同配送的模式、策略進行了研究。其中包括共同配送的競爭合作演化、配送中心選址、車輛路徑優化、利益分配與成本分擔等問題。在共同配送合作模式的研究方面，Gunasekaran A 等構建了物流戰略聯盟的結構模型。在配送中心的選擇及線路優化研究方面，Tilanus B 定量分析了配送中心選址在整個配送系統中的作用。Yamada T 等將配送中心選址與車輛路徑問題相結合，對共同配送策略進行了優化。楊冬根據不同產業模式下共同配送的特點，建立了與之相對應的物流配送中心選址模型。Osvald A 等以總成本最小為目標，考慮服務時間的約束，求解了冷鏈物流配送的車輛路徑問題。雷挺建立了以最小運送成本為目標的混合整數規劃模型，通過網絡單純形法、拉格朗日松弛法，求得了拼車配送線路有效的近似解。在競合演化方面，鄭輝研究了基于預期收益角度的快遞企業合作演化博弈過程，結果表明影響快遞物流企業之間競爭與合作的關鍵因素是競爭成本、決策方采取競爭策略的概率、合作報酬。許宗萍建立了城市冷鏈物流共同配送合作競爭的演化博弈模型，據此得出：組建共同配送的初始投入、經營風險、共同配送收益、收益分配比例、企業之間依賴程度是影響城市冷鏈物流共同配送合作競爭演化的主要因素。

由上可見，國內外學者分別從共同配送的競爭合作演化、配送中心選址、車輛路徑優化、利益分配與成本分擔等角度進行了研究，但是對于末端配送的流程模型分析及仿真很少涉及，本文從末端配送的實際角度出發，以真實地調研數據為依據進行現有末端配送現在仿真統計分析，并構建共同配送模型進行仿真統計分析，總結共同配送模式的優勢。

2 以石家莊市裕華區某區域為例構建共同配送模式

2.1 目前區域配送現狀

2.1.1 快遞配送流程。快遞配送流程總體過程見圖1，具體包含以下環節：攬件環節：快遞員根據訂單信息上門取件或寄件人直接到就近的快遞末端配送服務網點寄件，末端配送服務網點的工作人員根據快件包裹的寄達目的地，對其進行集中分揀，整理制單，并統一發往當地轉運中心進行發件。中轉環節：始發地轉運中心對快件包裹進行進一步的集中分揀與包裝，根據目的城市，合理安排車輛及路線，通過干線運輸將快件統一發往目的城市轉運中心。派送環節：目的城市轉運中心根據快件包裹的收件地址進行分揀，統一派至對應的末端配送服務網點，再由末端配送服務網點的快遞員根據收件地址將快件安全準確地送至收件人手中或臨近的自提站點。

圖1 快遞運作流程

上述快遞基本作業流程充分體現了快遞末端配送服務網點在快遞企業實際經營中的作用和地位。在快遞運作流程中，除干線運輸以外的其他快遞活動幾乎都以末端配送服務網點為載體展開，快遞末端配送服務網點具有接收、聚集、轉運、分揀、配送等重要職能。

2.1.2 選取區域末端配送現狀。現有各類快遞公司10 余家開展配送服務，選取6 家快遞公司進行分析。為便于構建模型仿真，所選區域為一個快遞員負責區域，其有6 個小區，1 個學校，50 家店鋪。根據調研，具體參數見表1，6 家快遞公司配送、收件情況表。

表16 家快遞公司配送、收件情況表

2.1.3 選取區域末端配送環節分析。卸貨分揀：6 家快遞公司貨車到達時間不一，但均為每天兩趟，早晨一趟，中午一趟。6家快遞公司網點分揀作業形式以人工分揀為主，快遞員自行分揀自己片段內的貨物。分揀速度約20s 分揀一件。

配送：各家快遞員在此區域配置一名快遞員。負責表1 中涉及的學校、小區、商場的快遞貨品配送及攬收。經過調研，小區配送以菜鳥驛站、快遞柜等配送為主，平均單件配送時間約1 分鐘；學校配送以等待學生取貨為主要方式，平均單件配送時間約2 分鐘；商家配送以送貨上門為主要配送方式，平均每件配送時間約為5 分鐘。攬件按照5 分鐘每件計算。

為便于仿真分析，考慮實際配送數據和攬收數據及區域分布，攬收與投遞時效相當，本文只分析投遞數據，假設快遞員每天2 個頻次，每次配送貨物均為100 件，小區配送、校園配送、商區配送各占比60%、25%和15%。本仿真只仿真一個頻次。

發生器按照以上比例產生快件，分別用紅、綠、藍色標記。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，掃描、分揀、裝車一件平均操作時間30 秒完成。快遞員路途時間以傳送帶模擬，將路途時間假設消耗在傳送過程中，后續不再考慮路途時間，根據實際場地分布設定路途時間為45 分鐘。快遞員實際模擬投遞操作，處理器預制時間為各區域單件投遞時間。真實模擬實際操作。

經過多次運行分析，假設模型及參數真實模擬了實際快遞投遞作業過程如圖2 所示，快遞員實際投遞作業仿真統計數據如表2 所示。

經過多次仿真分析，得出表2 快遞員實際投遞作業仿真統計數據，該仿真模擬快遞員投遞100 件，整個過程選取從快件到達一直到投遞完畢的全流程操作，需要用時17155s 約4.76 小時，其中分揀用時3000s，路途用時2700s，投遞用時11455s，符合調研得出的實際投遞流程用時分布。說明仿真軟件所得數據跟實際數據一致。

表2 快遞員實際投遞作業仿真統計數據

2.2 共同配送模式構建

根據共同配送模式理論，整合以上涉及6 家快遞公司配送站點為一家配送站點，貨物統一分揀及配送。貨物量規模增大，場地可以配置小型分揀設備代替人工分揀，節省投遞員作業時間。配送區域快遞員分布及人員配置根據仿真結論優化。

3 以某區域為例共同配送仿真

3.1 站點分揀配送系統仿真

發生器按照以上比例產生快件，分別用紅、綠、藍、黃色標記。掃描分揀操作由處理器表示，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，此處引入分揀設備，小型分揀設備分揀效率可達到每小時3000 件，此處假設6 家公司一個頻次在該區域的快件數量按照上述假設累計600 件，仍然按照投遞區域成比例分布。分揀設備可達到1.2 秒每件的分揀速度，考慮到該網點其他區域的快件，設定模擬分揀速度為6 秒每件。分揀完畢后，用傳送帶模擬快遞員路途時間，經過多次仿真選擇小區分配兩名快遞員，學校分配一名快遞員，商業區分配2 名快遞員。根據實際場地分布設定路途時間分別為20 分鐘、20 分鐘、10 分鐘、10 分鐘。快遞員實際模擬投遞操作，處理器預制時間為各區域單件投遞時間。真實模擬實際操作。仿真模型如圖3 所示的共同配送投遞配送作業模型。

仿真數據如表3 所示的共同配送投遞配送作業仿真數據統計。

從仿真數據可知，分揀實際用時3600 秒，快遞員配送用時經過多次調整人員配比仿真，分揀配送600 件快遞，配備5 名快遞員，其中2 名快遞員配送6 個小區，分別用時12805 秒；1 名第1 小時先與另外2 名快遞員配送6 個小區之后負責配送校園用時13567 秒；2 名負責配送商業區用時13825 秒約3.84 小時。此種分配方案用時最短17425 秒，各快遞員空閑時間相當。為最優方案。

3.2 站點配置結論

人員配置：通過過以上仿真模型數據分析，多次調整人員配比方案，最終在某共同配送區域分揀配送600 件快遞，配備5名快遞員，其中兩名快遞員配送6 個小區，1 名快遞員在第一個工作小時內與另外兩名快遞員配送商業區，其后1 名負責配送校園，2 名負責配送商業區。此種分配方案用時最短17425 秒，各快遞員空閑時間相當。共同配送模式下，快遞員數量減少16%，每名快遞員工作時間縮短0.92 小時。該配送站點其他配送區域可以仿照此分配方案進行類似配置。

設備配置：共同配送后快遞規模上升，引入分揀設備，3000 件以內共同配送規模配置一套分揀設備，3000～6000 件規模配置2 套分揀設備，以保證分揀投遞時效。

4 結 論

本文以某區域物流配送為研究對象，在實際調研數據及理論研究基礎上進行共同配送模式構建，利用Flexsim 可視化仿真技術對快遞分揀配送流程進行設計，建立配送設備及配送人員的Flexsim 模型和仿真，通過仿真實驗得到各種動態活動及過程記錄，進而驗證共同配送的有效性、合理性，并進行效果優化，仿真分析得出共同配送的人員配置方案及設備配比方案。為真正實施共同配送奠定理論基礎。

圖3 共同配送投遞配送作業模型

表3 共同配送投遞配送作業仿真數據統計