基于物流末端的分揀運輸流程仿真研究

劉定一　應毅　黃慧

[摘 要]隨著電子商務貿易額的逐年遞增，物流業快速發展也帶來了顧客對配送服務的質和量都有了很高的要求，針對物流末端配送提出一種基于物流末端的分揀運輸流程仿真方法，分別就分揀和運輸流程進行仿真研究，歸納出通用的物流仿真模型建立/運行的基本步驟，以提高快遞公司末端配送的成功率及效率。仿真實驗結果表明，文章提出的仿真研究方法可以很大程度上提高末端配送的效率。

[關鍵詞]物流末端;分揀流程;運輸流程;計算機仿真

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2020.30.168

1 引言

電子商務緊跟著通信技術的發展得到快速遞增， 因此物流業的配送效率也受到了極大的挑戰。為了提高物流終端配送的效率問題，近年來學者們展開了一系列的研究。周子一等在《基于Flexsim的某高校快遞聯盟服務站分揀系統仿真》和應毅在《基于Flexsim的校園共同配送服務站分揀流程仿真研究》章中運用Flexsim可視化仿真技術，針對分揀系統進行建模以提升末端配送的效率;房殿軍等在《基于Flexsim的工廠園區物流運輸仿真及優化》中基于工廠園區的物流數據，利用Flexsim建立仿真模型，將運輸車輛的使用效率以及訂單的運輸時間作為研究指標，以降低末端配送的時間成本和人工成本。

2 物流仿真研究現狀

仿真是研究物流運行系統的重要方法和技術手段，使用計算機軟件對物流運行系統和流程進行真實的環境模擬，通過仿真實驗結果記錄運行過程中活動，進而來驗證物流工程項目建設的有效性和合理性，并對仿真的實驗結果進行分析與優化。由此可見，物流仿真對物流系統運行是不可或缺的。

仿真建模Flexsim是當前比較熱門的一款現代物流建模軟件，具有面向對象的離散事件仿真建模工具及三維顯示功能，在倉儲管理、分揀配送、交通運輸等領域有大量的運用，是管理者統籌計劃安排的技術手段。

當前，物流末端配送問題尤為重要，對配送的模式和技術進行研究具有一定的必要性。文章在計算機仿真實驗室從物流服務站分揀流程仿真研究和園區物流運輸仿真研究， 提出基于物流仿真模型建立/運行的基本步驟，確定合適的分揀策略促使快遞公司末端配送效率提升。

3 分揀與運輸過程仿真

3.1 物流服務站分揀流程仿真研究

作為物流業務最末端的服務機構，物流服務站直接與客戶接觸，在快遞網絡中承擔了上游快件接收、快件最終派送的任務，其運作水平會影響到物流企業的服務質量、市場競爭力和可持續發展。當前，快遞的末端配送仍屬勞動密集型工作，人工分揀效率對物流服務站的運營有著舉足輕重的影響，分揀作業優化至關重要。

快件分揀流程是一個復雜的離散事件系統，分揀過程中容易受到諸多因素影響，并且有一定的隨機性和多樣性，資源的配置與優化很難用精確的數學模型來表示，比較適合用仿真模型來進行描述和驗證。

按照現代物流管理的要求，深入分析快遞企業人工分揀過程存在的問題，用系統思維及數學方法求解有針對性的分揀方案，綜合運用Flexsim仿真軟件對人工分揀系統進行仿真設計，通過分析比較各仿真結果，總結各方案的優劣勢，為人工分揀系統提供最優化的仿真模型提供參考。

3.2 園區物流運輸仿真研究

針對特殊的有限區域，如工業園區、科技園區，其末端配送具有快件體積大、貨品規模有序、運輸時間規律等特點，通常需要使用特定的運輸車輛進行定時定量派送。

通過在園區運輸過程中采用循環取貨（Milk-Run）模式，使運輸貨車沿著固定路徑按照發車時間往返運行，依次在每個站點進行卸貨或裝貨，拿出有效的運行調配方案，如所需要的貨車數量、發車次數、各貨車之間的運行時間間隔等，使得園區運輸的效率提高和成本利益最大化。利用Flexsim對園區物流運輸進行仿真，研究在不同運輸模型下，車輛調配方案的優化和實現。

4 仿真模型建立/運行的步驟與結果分析

4.1 物流仿真模型建立/運行

物流系統是復雜的離散事件系統，在系統設計與控制過程中存在許多優化問題，用傳統的解析方法難以獲得最優解或滿意解。系統仿真是指用計算機來運行建立的數學邏輯模型來進行仿真模型試驗的過程，它為解決復雜物流系統問題提供了一種有效手段，是管理者用于物流系統設計運行的重要策略。

在完成物流服務站分揀流程仿真和園區物流運輸仿真的基礎上，歸納出通用的物流仿真模型建立/運行的一般方法和基本步驟，其大致包括：確定建模仿真目標、進行調研、建立模型、確定算法、運行模型、仿真實驗結果分析。具體步驟如圖1所示。

4.2 仿真結果實驗分析

從分區按單、分區并行、不分區按單、不分區并行四個方案完成分揀策略的仿真模型，文章分別對這四種分揀策略仿真模型實驗10h（36000s），輸出仿真統計數據。

分區按單策略仿真結果：

分區并行策略仿真結果：

不分區按單策略仿真結果：

不分區并行策略仿真結果：

通過對四種不同分揀策略的效率由仿真實驗數據進行分析，如表9所示。

由表9可知，在分區、不分區的策略下， 并行分揀方案的分揀量都要高于按單分揀方案的分揀量，因此訂單并行處理策略更有效率。在按單連續、并行策略下，不分區方案的分揀量也都要高于分區方案的分揀量，因此在等同條件下，不區分策略更有效率。

綜上所述，從仿真實驗結果可以看出，不分區并行分揀策略優于其他三種方案，有助于提高物流末端配送的效率。

5 結論

文章基于物流末端的分揀運輸流程進行仿真研究，提出了基于物流仿真模型建立/運行的步驟和分揀仿真實驗，以提高快遞公司末端配送的成功率及效率。從仿真實驗結果可以看出，通過物流服務站分揀運輸流程仿真的不分區并行分揀策略方案可以提高末端配送的效率。

參考文獻：

[1] 周子一，趙小勇，董瑞娟.基于FlexSim的某高校快遞聯盟服務站分揀系統仿真[J]. 物流技術， 2015（14）：152-155.

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[3] 房殿軍，李偉，張新艷.基于FlexSim的工廠園區物流運輸仿真及優化[J].物流技術，2018（4）：53-57，111.

[4] 劉同娟 ，馬向國.配送中心不同分揀策略的仿真優化 [J].物流技術，2013（5）：439-444.

[5] 馬向國，梁艷，楊惠惠.現代物流系統建模、仿真及應用——基于Flexsim[M]. 北京：機械工業出版社，2017（8）：107.

[基金項目]江蘇高校哲學社會科學研究基金項目（項目編號：2019SJA0495）;江蘇省高等學校自然科學研究面上項目（項目編號：17KJB520033）;江蘇高校“青藍工程”資助（項目編號：蘇教師〔2018〕12號）。

[作者簡介]劉定一（1983—），男，江蘇靖江人，三江學院，高級實驗師，碩士，研究方向：計算機技術及網絡安全;應毅（1979—），男，江蘇南京人，三江學院，副教授，碩士，研究方向：大數據處理與計算智能;黃慧（1979—），女，江蘇南京人，三江學院，副教授，碩士，研究方向：大數據與數據挖掘。