基于Flexsim的出版物倉儲物流系統仿真與優化研究*

□ 劉 碩，孫宇梅，馬銘岳

(北京印刷學院 經濟管理學院，北京 102600)

1 引言

我國“十三五”規劃綱要中明確提出要在“十三五”期間實現“文化產業作為國民經濟支柱性產業”這一目標。在這一國民經濟發展導向之下，作為我國文化產業核心的出版業也開啟了新技術融合背景下的轉型升級進程。本文即在我國大力發展文化產業的政策背景和新技術融合發展的產業背景之下，研究當前主流實體出版物經銷模式即“專業出版物經銷企業&電子商務平臺”的倉儲物流系統，在文獻資料研究和調研考察的基礎上進行出版物經銷企業和電商平臺倉儲物流系統抽象建模，并利用Flexsim進行該模型的仿真優化研究，為我國出版物倉儲物流系統的升級提供策略。本文對我國處于轉型升級進程中的傳統印刷出版業具有重要的理論和現實意義。

2 出版物倉儲物流系統模型

鑒于線上出版物平臺對傳統出版企業和圖書經銷企業的支撐，越來越多的出版物經銷模式開始向線上平臺分銷模式靠攏，相應的出版物自營物流逐漸輕質化，借助線上電商平臺的物流和第三方物流正在成為出版業發展的大趨勢，但是目前仍有大型圖書經銷企業利用自有倉儲物流系統完成出版物的分銷，因此，為保證本研究內容的時效性，選擇“專業出版物經銷企業&電子商務平臺”形式的出版物倉儲物流體系進行研究，將專業出版物經銷企業作為線上平臺倉儲物流系統的出版物來源，本文的出版物倉儲物流系統總體架構如圖1所示。

圖1 出版物倉儲物流系統總體架構

這種出版物倉儲物流系統研究相當于將兩個不同性質的相對獨立的倉儲物流系統進行對接，使研究范圍更廣、研究適用性更強，更符合當前出版物流體系發展趨勢。

2.1 專業出版物經銷企業倉儲系統布局分析

實際上專業出版物經銷企業和出版物集散中心的功能很類似，專業的出版物經銷企業除了不具備全面的出版物展示功能以外，兩者在倉儲物流方面的功能并不存在明顯的差異，通過實地考核和文獻研究[1]，幾乎所有的專業圖書經銷企業和圖書集散中心的倉儲物流元素均包括出入庫物流作業區、入庫出版物暫存區、打包區、立體貨架存儲區和待出庫運輸出版物暫存區，以及在各區域之間供叉車、AVG小車、作業人員等活動元素通過的通道，專業實體出版物倉儲物流元素和布局大致如圖2所示。

圖2 專業實體出版物倉儲物流元素和布局

從專業出版物倉儲布局和功能分析，其運作流程與普通商品物流并無本質差異，其主要區別在于“貨物”即圖書、光盤等傳統出版物在國家標準的約束下具有近似標準化的性狀，因此，相較于類別繁多、大小不一的普通商品而言，存儲、運輸、裝卸設備的種類相對單一，業務流程相對簡單且標準化程度較高。一般而言，專業出版物經銷企業的倉儲物流系統的運作也包括入庫、在庫和出庫三個環節，其中入庫和出庫是與外部物流銜接的環節，在庫的主要工作是對出版物的理貨、盤點等，由于本文研究的是專業出版物流倉儲系統與外部物流系統的銜接問題，因此這里主要討論專業出版物經銷企業倉儲系統的入庫與出庫環節，并通過優化布局、協調系統元素和調整元素參數來進行系統優化。

2.2 線上(電商)平臺倉儲系統布局分析

本文選擇某知名線上電商企業平臺的圖書(出版物)倉儲物流系統作為出版物倉儲物流系統的另一個主要組成部分，連接專業出版物經銷企業倉儲物流系統，最終形成“專業出版物經銷企業&電子商務平臺”的主流出版物倉儲物流系統。

某電商企業是國內知名的B2C電子商務企業，擁有線上商城和自營物流體系，今年又開始向金融領域積極擴展業務。該電商企業積極開展自營物流體系的建設，截至目前在全國已經建立了7個一級物流中心并設立中心倉，每個一級物流中心都有大型倉庫分別對不同類別的商品進行專項倉儲物流作業，如3C倉是針對手機、電腦、相機等3C產品的倉儲，家電倉是用于倉儲家用電器產品倉庫，同時，該電商擁有專業的圖書出版物平臺并在自營物流中建成了專門的圖書倉對圖書等實體出版物進行倉儲物流活動。通過實地調研考察和資料研究，該電商平臺實體商品倉儲布局具有較強的相似性，近似的倉儲布局設計一方面方便倉儲軟硬件設備的管理，同時也可以使得作業人員在任何一個倉庫中都能免去熟悉環境的麻煩，快速找到指定功能區域，提高工作效率。某電商圖書倉儲物流系統元素和總體布局如圖3所示[2]。某電商以圖書(出版物)線上平臺為業務目標構建其倉儲物流，其圖書倉容量非常可觀，除了傳統的規則出版物用的貨架區以外，還有專門存儲較大尺寸和包裝的中型和大型貨架，以及快進快出的圖書出版物地堆區、收貨暫存區和發貨暫存區，這些不同類型的貨架和存儲區域能夠容納各種類型的圖書和實體出版物；除了作為圖書倉倉儲主體的貨架和存儲區，還包括搬運設備存放區如叉車的整修和充電等工作、出庫訂單復核打包出庫區，以及辦公區域。這種異地同布局的管理方式最初由美國沃爾瑪使用，其初衷就是讓顧客進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，提升顧客購物感受。這種布局方式由于其管理效率高正逐漸為倉儲物流領域采用。

圖3 某電商圖書倉儲物流系統總體布局

通過實地考察和文獻研究對專業出版物倉儲物流系統和電商平臺圖書倉的運營流程研究不難發現，兩者在圖書出版物出入庫日常作業流程上不存在明顯差異，都是信息化倉儲物流系統的標準流程，但是流程中的細節特點還是有一定區別的。首先，由于兩者的服務對象和主要功能不同，圖書倉儲在作業頻次、訂單數量、一張訂單中涉及的圖書出版物種類數量和出版物數量都有較大差異。專業出版物經營企業以批發為主要業務，出版物一張訂單涉及的種類有限但數量較大，訂單的頻次較少；電商出版物平臺由于要面對大量的終端消費者，所以其訂單頻次高，單張訂單涉及的出版物種類數量不確定、出版物數量較少，當然，電商圖書倉也可以面向“集團用戶”進行批發式分銷。

3 基于Flexsim的出版物倉儲物流系統仿真與優化

3.1 仿真實體與理論模型對應關系

根據圖1、圖2和圖3所示的理論模型布局，結合Flexsim仿真平臺提供的仿真實體，經過抽象的仿真實體與理論模型對應關系如表1、表2和表3所示。

表1 Flexsim仿真實體與專業出版物經銷企業倉儲布局理論模型對應表

表2 Flexsim仿真實體與電商平臺圖書倉理論模型對應表

表3 連接專業出版物經銷企業倉儲和電商出版物倉儲物流的運輸系統

3.2 仿真模型布局與仿真參數設置

根據理論和概念模型的描述和假設，該仿真模型共分為三個區域，如圖4所示，下方區域對應理論模型的專業出版物經銷企業倉儲區域、右上方區域對應電商平臺圖書倉儲區域，而左上方對應連接兩者的交通運輸仿真區域。

圖4 專業出版物經銷企業&電商平臺圖書倉儲物流系統仿真模型布局

新聞出版廣電總局對傳統出版物的分類為圖書、期刊、報紙、音像制品、電子出版物共五大類[3]，為涵蓋所有出版物種類，加入“其他”(如適用于嬰幼兒的復合材料“書籍”和特殊功能出版物)合計六種不同種類的出版物，因此，本仿真模型即假定有六種不同的出版物產品生成，并在仿真模型中流轉；相應的，由于理論模型假定專業出版物經銷企業是電商平臺出版物的重要來源之一，那么就假定專業出版物經銷企業是這六種出版物的來源。

以典型的專業出版物經銷企業鳳凰圖書物流公司為例，該公司每天到貨5000～7000件出版物[4]，以目前倉儲物流行業每天10個小時的工作時間計算，每個小時處理的出版物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據為參考，將發生器生成出版物的時間間隔設定為5秒～7秒的均勻分布；同時為了與國家新聞出版廣電總局對傳統出版物的大類劃分，產生對應的6大類出版物，按照均勻分布隨機生成6大類出版物。

3.3 仿真模型運行

仿真模型建立完成以后就可以進行仿真模型的運行，本仿真模型的運行時間單位是秒，倉儲物流系統每天的工作時間約為10小時、每周7天均為工作日，那么仿真時間設定為10小時×7天即70小時總計252000秒來觀察該出版倉儲物流系統一周的演化情況。在實際仿真過程中可以調節模型運行的速率，在較短時間內完成系統仿真流程，大大降低了復雜系統研究的時間成本。仿真模型252000秒運行結束以后的系統在專業出版物經銷企業倉儲物流系統中出現了較大的阻塞問題，出版物在待出庫運輸出版物暫存區、組合傳送帶、出入庫物流作業區和運輸車輛均出現了較大程度的堆積；而電商圖書倉儲物流系統中的出版產品堆積阻塞問題并不明顯。

3.4 仿真模型優化

通過對仿真模型運行效果分析，可以考慮如下系統優化方案。第一，優化倉儲布局減少庫內貨物運輸距離；第二，運輸車輛運力提升；第三，托盤打包區打包策略調整；第四，增加一部入庫出版物運輸叉車。

優化仿真模型252000秒運行結束以后，如圖5所示，經過優化后的出版物倉儲物流系統總體未出現明顯的出版物堆積阻塞現象，只有專業出版物經銷企業倉儲物流系統中出版物出庫暫存區留存有一定數量的出版物等待運輸。通過改善模型布局、實施“多件大包”包裝策略、簡化倉庫內出版物流轉、添加叉車降低工作車輛負荷以及提升外界運輸車輛運力的方案有效提升了出版倉儲物流系統的運行效率，為現代出版物倉儲物流體系升級提供了可靠依據。

圖5 優化仿真模型運行結束后狀態

4 結論與對策

通過理論模型和仿真實驗研究，對于本文研究的“專業出版物經銷企業&電子商務平臺”模式出版物倉儲物流系統而言，通過優化倉儲布局減少庫內貨物運輸距離、運輸車輛運力提升、采用新的打包策略優化模型托盤打包區狀態、增加一部入庫出版物運輸叉車可以有效提升系統總體運行效率，降低出版物在轉移過程中發生堆積和阻塞的情況發生。從仿真研究的對策建議中可以提取出優化現實出版業倉儲物流系統的通用型對策，具體如下：

第一，出版物倉庫科學布局。要根據倉庫所在地的基礎條件合理設置倉儲區域和布置設備，保證出版物在倉庫內裝卸效率盡可能高，貨品轉移、輸送距離盡可能短，做到出版物“快進快出”，避免出版物長距離轉移造成堆積滯留。

第二，提升系統間外部運力。不同倉儲物流系統的連接是依靠外部運輸系統支撐的，一旦外部運輸系統運力不足，就會造成出庫出版物的快速積壓、爆倉，因此，要從運輸頻率、裝載能力等方面提升外部運輸系統運力，保證不同倉儲系統的順暢連接。

第三，優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儲和運輸過程中的總包數，簡化操作流程，提升倉儲物流效率，降低信息系統負荷。

第四，優化倉儲設備和人員配置。倉儲設備和操作人員在實際工作過程中也會出現“耗損”，機械設備如果滿負荷甚至超負荷運轉則容易造成損壞從而影響工作效率，同樣的，如果工作人員沒有休息持續大負荷工作則容易造成疲勞影響工作準確度和效率，甚至可能出現危險。因此，應合理配備倉儲物流系統的設備和操作人員，保證設備和人員在適當的強度下高效工作。

此外，隨著北京大興國際機場的投入使用，大型電商和物流企業的航空物流運力將得到很大提升，在后續的研究中，將重新審視本模型系統的外部接口，擴充模型涵蓋范圍，將更多現實因素納入到模型當中，提升仿真模型的現實性以提升研究結論和對策建議的實用性。