基于Flexsim的應急物流配送中心規劃研究

梁瀟聆

(內江師范學院 計算機科學學院/人工智能學院，四川 內江 641000)

1 引言

物流作為當今社會最活躍的產業，全球化經濟活動的各個環節都離不開它，前不久發生的蘇伊士運河大擁堵更是體現了物資流通的重要性。我國自古以來就有的絲綢之路見證了物流從古至今的演化過程，對于它的定義也從最簡單的物品流通發展成以滿足顧客需求為目的，對產品、服務和相關信息在原產地和消費地之間有效且高效率地流動和存儲進行計劃、實施和控制。

物流根據目的的不同又可以分為不同的類型，以應急物流為例。應急物流研究的是在應急情況諸如海嘯、臺風、地震或洪水發生時，怎樣合理地對物資進行調度。許晴等人從區域物流的角度出發，結合實際案例探討了區域應急物流的服務模式[1]；溫春娟從管理、法律標準、統籌規劃、市場機制和智慧化這5個方面對應急物流的體系建設提出了建議[2]；夏清華，李勤通過研究各國應急物流的建設，對中國的應急物流建設給出指導意見[3]；高巖，王樹欣從我國應急物流體系的角度出發，結合遼寧省的應急物流管理體系實際情況，根據省內相關城市應急物流案例進行分析，為今后遼寧省建立應急物流管理體系提出見解[4]。

在物流的整個過程中，配送中心的規劃問題也是研究的重點方向。蔣璐針對布置區域規模大，功能區劃復雜，設備數量和類型多的配送中心為研究對象，通過SLP和遺傳算法對配送中心功能區的布局設計進行改進[5]；孫明偉等人以醫藥流通企業的配送中心為例，設計了高度自動化的配送中心[6]；宋書琴等人以仁寶集團成都配送中心為例，結合EIQ方法，得出優化后的布局結構[7]；張云帆等人利用FLexsim仿真軟件對布局方案進行仿真建模，運行模型后發現其瓶頸問題并進行優化分析，得出改進方法[8]；黃啟錄等人研究的卷煙物流配送中心問題，針對設備利用率不高、空托盤流程不合理等問題，提出了改進方案[9]；趙玉欣和張兵圍繞旭旺超市物流配送中心內部作業區布局，利用SLP方法，提出了配送中心內部作業區布局的優化方案[10]。

當然，應急物流與物流在目標的設置上會有明顯的區別。對于普通的物流來說，追求的是成本最小化，一切研究的目的都是為了降低成本。而對于應急物流來說，成本不是最重要的，如何將物資第一時間盡可能多的運送到目的地才是它最重要的目標。基于此，本文將從應急物流的角度出發，利用Flexsim構建一個新型的合理、高效的配送中心，以確保應急物資的出入庫工作流暢。通過結合現代化的管理手段，使新型配送中心更加的智能化。

2 當前應急物流配送中心存在的主要問題

(1)配送流程固化。緊急物資在抵達災區后可以直接分發，不一定要到倉庫再分發，可以就地發送。

(2)信息化程度低，效率低下。很多過程都依賴人工，當重大突發事件發生，貨物量巨大時，效率低。

(3)各部門銜接度小，消息不能互通，進而影響配送的效率。

3 物流配送中心規劃模式的改進

3.1 改進的目的

要明確應急物流配送中心的最終目的是實現周轉時間最小化，物流周轉量最大化。為達到此目的，就需對整個配送中心的流程進行規劃。傳統的配送中心的功能有：集貨、儲存、揀選、流通加工、配送和信息處理。根據應急物流配送中心的特點，將新的物流配送中心的功能整合成4個分區：收貨區、存儲區、分揀區和配送區。

3.2 改進的方案

3.2.1 收貨區

應急物流的運輸不同于一般物流，不一定都要運到配送中心再統一調配。為了節約時間，提高效率，緊急的物資可以就地分配。以公路運輸為例，把收貨區分成兩類，一類為固定收貨區(即配送中心)，一類為移動收貨區(適用于緊急物資)。兩類收貨區歸配送中心統一調度，信息共享。

3.2.2 存儲區

應急物資送達以后，除指定了送達地點的物資外，都需經由上級部門整合當前信息給出最優的配送方案，因此需要將到達的物資碼放到倉庫里。為使倉庫占地面積得到合理開發利用，采用自動化倉庫存儲，并從3個方面對倉庫進行規劃。

(1)合理地統籌規劃倉庫布局。合理的布局不僅能增加倉庫的利用率，還能實現配送的最短路徑。

(2)將存儲的物資按照數量、種類進行分類，以便能夠快速選擇合適的位置進行存儲，也方便后續分揀工作的進行。

(3)合理地選用存儲設施配備。通常存儲設備的挑選要從經濟和效率的角度出發，綜合各方因素，以確定最優設備型號。

3.2.3 分揀區

根據上級部門給出的最佳配送方案，按照方案里的數據進行分揀，為節省時間采用自動化分揀。

3.2.4 配送區

調度車輛對分揀好的物資進行配送。

3.3 方案的仿真

改進后的配送中心主要有4個子系統，本文將采用專業的仿真軟件Flexsim對該配送中心進行仿真模擬。

4 配送中心的仿真模擬

4.1 建立仿真模型

以配送藥品為例，有3000箱藥品，其中500箱為緊急藥品A，500箱為藥品B，1000箱為藥品C，1000箱為藥品D。配送中心面積300 m×400 m，擁有4個10 m×20 m的貨架，每層高2 m，寬1.5 m，每個貨架配有1臺叉車。現場共有4名工作人員，分4名負責貨物的入庫，1名分揀，3名負責出庫。配送方案如表1所示。

表1 配送方案 箱

傳統配送模式下，模擬配送時間為87171.85 s≈24.21 h。

根據改善后的布局重新進行模擬，數據不變，工作人數和裝備數量明顯減少，自動化程度顯著提高，工作效率大大提升。新的配送中心布局圖如圖1所示，該配送中心的作業流程如圖2所示。

圖1 配送中心布局

圖2 作業流程

4.2 Flexsim仿真

4.2.1 模型的建立

根據新的配送中心布局圖建立仿真模型，整體效果如圖3所示。

圖3 配送中心仿真模擬

4.2.2 參數的設置

(1)入庫區設置。

在將貨物存放進存儲區前，先判定到達的貨物類型，如為緊急藥品，則不需入庫，直接就地配送至目的地。案例中緊急藥品A為500箱，其他2500箱均為普通藥品B、C和D，在仿真中，用發生器模擬到貨，設置其產生4中類型的實體，用不同的顏色代表藥品A、B、C和D。具體操作為：設置到達方式為到達時間表，生成3×4的時間表，分別設置Quantity為：500，500，1000和1000。Type為：1，2，3和4。在觸發器選項卡選擇創建觸發：根據不同的case值設置顏色。根據到達藥品的緊急程度，新的入庫區分成兩類：一類是固定入庫區(即配送中心)；另一類為移動入庫區，急用藥隨到隨發。在設置時，用貨架1表示移動入庫，用貨架2、3、4表示固定地點入庫。用傳送帶1-4模擬貨物的入庫掃碼活動，每個處理器有1名工作人員負責，勾選發生器1的使用運輸工具選項，并設置根據不同case選擇中間端口。

(2)存儲區設置。

倉庫現有4個10 m×20 m的貨架，參數設置為10×20，寬1.5 m，高2 m的貨架。設置貨架的碼放規則：行和列都設置第一個可用，容量為5。在存儲過程中還需將藥品按照種類的不同將它們分別碼放到不同的貨架上，這樣做有利于后續分揀工作的進行。具體操作為：4個貨架都選中使用運輸工具，針對同種類型的藥品碼放到一個貨架，可以通過吸收器，設置根據返回值選擇輸出端口；也可以通過貨架，設置拉入策略，選擇每個貨架要拉入的藥品類型。

(3)分揀區設置。

分揀區則需要根據下達的訂單需求分揀藥品。倉庫現有4個10 m×20 m的貨架，4臺叉車，叉車1直接和貨架1用S連接，模擬的移動倉庫分揀配送過程；叉車2～4用任務分配器1來操作，先用A連接任務分配器和叉車2～4，再用S連接任務分配器和貨架2～4。由任務分配器統一調配模擬的是固定倉庫的自動化分揀，這樣可以避免出現工作還沒完成有的叉車就處于空閑狀態這類問題。

(4)配送區設置

配送方案可有Flexsim里面的合成打包來仿真模擬。具體步驟：將4個貨架與合成器A連接，此時在合成器的組成清單里就會自動生成4個輸入端口，只需將1個目的所需的所有藥品數量按類型分別輸入即可；1個合成器打包的藥品只發往1個目的地，因此需要建立3個合成器。為實現打包這一過程，需在添加3個發生器產生打包所需要的托盤，且產生托盤的發生器要是合成器的第一個輸入端口。由于此次仿真只針對2500箱藥品的配送，且3個目的地各自一個分揀好的包裹，發生器2～3可設置為按時間表到達，0時刻到達數量為1。

4.2.3 仿真結果分析

新配送中心的仿真終止時間為72668.46 s≈20.18 h，較傳統的配送模式少了4 h。在應急物流物資配送的大背景下，時間就是生命。新的配送中心從節約時間的角度出發，整體性的對配送中心布局和配送流程做了適當的修正，使其更適用于突發事件下的物流配送。

5 結語

本文基于應急物流大背景，分析了傳統物流配送中心的規劃模式所存在的問題，根據問題提出了改進方案，重新設計了一種新的配送中心的布局規劃。通過Flexsim軟件對改進前后的配送流程進行仿真，以配送同一批藥品完成為止的時間作為比對結果，驗證新布局的有效性。在仿真過程中，傳統的配送模式存在瓶頸問題，會使整個配送流程效率比較低。在改進后的配送方案中，工作人數和裝備數量明顯減少，自動化程度顯著提高，工作效率卻大大提升，比傳統的配送模式還減少了4 h。最終驗證了改進后的配送中心布局的有效性和實用性。