基于AnyLogic的校園菜鳥驛站排隊取件服務研究
——以南京財經大學為例

徐 雯

(南京財經大學管理科學與工程學院，江蘇 南京 210023)

一、引言

電商平臺陸續推出的“女王節”“開學季”等營銷活動刺激著學生的購買欲望，使大學生養成在線購物消費的習慣，現在在線購物已完全融入大學生的日常生活。?校園快遞行業發展報告(2019)?顯示，2019年中國內地高校快遞數量超過30億，大學生人均年收快遞78件，是同年全國人均快遞的1.8倍。此外，電商大促期間的校園快遞量激增也時常成為新聞熱點，由此產生的校園物流末端配送問題——“最后一公里”也存在較大爭議。在此背景下，校園菜鳥驛站應運而生，為師生購物提供了安全可靠的取件服務。

然而，考慮到成本問題，校園菜鳥驛站的正式工作人員數量一般較少，在快遞量爆發式增長的情況下，工作人員的工作強度極大，其服務效率、服務質量也會因此有所下降。菜鳥驛站營業網點取件出現了一定的排隊現象，特別在電商大促期間，排隊現象最為嚴重。針對上述問題，菜鳥網絡正式對外推出自助取件終端。自助取件終端可以在一定程度上緩解工作人員的工作壓力，提高服務效率。文章以南京財經大學為例，首先運用排隊理論對菜鳥驛站的取件排隊系統展開分析，描述菜鳥驛站取件排隊系統的具體流程；其次，運用AnyLogic建模仿真，探究在原有的人工服務基礎上增加自助取件終端之后工作人員的工作強度情況，據此優化營業網點的服務能力。

二、相關理論研究

排隊理論應用廣泛，它適用于一切服務系統，尤其是銀行排隊系統、醫院服務系統、交通服務系統、通信系統等方面。高顯彩等對傳統銀行排隊等待系統中多服務窗口下的排隊現象進行了分析，分別檢驗了傳統的銀行排隊模型(M/M/1)和叫號系統(M/M/n)中客戶的平均等待時間、等待隊長等指標，發現單一共享的排隊等候隊列顯著優于多個獨自的排隊等候隊列。同樣，在對醫院排隊取藥的研究中，曹振麗等發現采用M/M/n模型能更高效率地利用服務資源。但是，在優化門診的醫護人員配置、合理分流患者的過程中，王松建等考慮到患者病情存在差異這一現實情況，認為M/M/1隊列更具有反饋性。目前，部分學者將排隊理論運用于校園基礎設施服務的優化中，如食堂就餐、校園充電樁配置等方面，旨在幫助師生更好地享受便利的校園生活。為解決充電排隊問題、實現充電設施總費用最小化，周智文等對校園電動汽車的停放需求和未來增長率進行分析、預測，確定校園充電設施配備的數量，提高排隊效率。吳亞男等關注到學生食堂排隊擁擠現象，應用排隊理論的思想以及優化原理進行調整，得到食堂排隊系統的最佳方案，優化食堂資源，提高食堂經濟效益。

本文考慮菜鳥驛站取件排隊的特點，認為其與銀行排隊模型較為相似，且叫號模式性能較傳統有顯著優勢，因此采用M/M/n的排隊模式。

三、研究工具

(一)排隊理論基本原理

排隊理論是運籌學的一個主要分支，主要用于研究商業系統中的隨機聚散現象以及隨機服務體系的工作流程。通過對服務對象的到達或服務持續時間進行分析研究，找尋服務數量指標(如等待時間、排隊長度等)的數據變化規律，進而依據該變化規律改進服務系統的構造或者重新安排組織被服務對象，使得服務系統既能適應服務對象的需要，又可以令機構的相關支出最經濟，從而達到最和諧穩定的狀態。

一般來說，排隊理論大致包含以下三個部分(少數文獻認為有四部分):①輸入流程。從服務對象到達排隊系統的所有流程:服務對象的數量是否有限；服務對象相繼到達的間隔時間是否確定；服務對象的到達是否相互獨立；輸入流程是否平穩。②排隊規則。具體可以分成以下四種:先到先服務；后到先服務；隨機服務；具有優先權的服務。③服務機構。主要是指服務對象與服務機構的相關情況，包括為每個對象提供服務所需的時間概率分布、服務窗口數量、服務窗口安排方式(串、并聯)。排隊理論的排隊模型主要有4種，本文所研究的南京財經大學中苑菜鳥驛站網點適合于偏向單通道形式的模型一:單通道的單一排隊結構、單一排隊服務階段、無限的服務對象總體數量、符合泊松分布的服務對象到達概率、先到先服務的排隊規則、符合指數分布的服務時間以及無限的隊列長度。本文從實際出發，考慮到校園菜鳥驛站占地面積有限，隊伍容量設置為30。

(二)AnyLogic仿真技術

AnyLogic是專業虛擬原型環境工具，常用于對離散事件、系統動力學和Multi－Agent等復雜系統的仿真，主要應用領域為:供應鏈、行人交通仿真、業務流程、服務系統、應急管理系統、疾病擴散控制等。本文主要采用AnyLogic中的離散事件內容進行建模仿真。

四、基于AnyLogic的菜鳥驛站營業網點排隊取件的仿真

(一)菜鳥驛站營業網點的基本情況

本文選取南京財經大學仙林校區的菜鳥驛站營業網點為研究對象。中苑的菜鳥驛站位于學校中間區域，主要合作的快遞有申通、中通、圓通、中國郵政等，交通便利，客流量相比學校的西苑、北苑較大，主要客戶為該校學生、教職工和其他校內工作人員。前期，該營業網點共有3名工作人員，其中2名主要負責快遞信息核對、取件，另外1名人員負責快遞搬運，2名取件負責人員在工作時間相對空閑時會幫忙搬運、擺放快遞。由于前幾年學生的生活費相對較少，網購的開銷較少，網購數量不多，因此中苑驛站的3名工作人員的工作強度適中。但是近年來，在校師生參與網購的人數不斷擴大，每天的快遞量相對增加很多，為節約成本，驛站一直未雇傭新員工，工作人員壓力倍增，取件效率大打折扣，經常出現學生在網點取件需要長時間排隊的情況，客戶滿意度降低，尤其是近年各類電商大促頻頻，這一現象更甚。

基于上述情況，考慮引進自助取件終端。由于不確定引入后的具體情況，因此先考慮1臺自助取件終端與人工取件服務并行，本文對此情況進行相應的建模仿真并與純人工服務進行比較分析。

(二)前提假設

由于菜鳥驛站取件排隊系統在實際應用中受多種因素的影響，本文在研究之前先做出一些合理假設。

1.假設每個工作人員所提供的服務效率是一致的。現實生活中，每個工作人員提供的服務效率是存在差異的。

2.輸入規則:先到先服務，后到后服務。

3.排隊系統模型為M/M/n，這是公認的較為有效的排隊系統。

4.假設客戶的到達速率為Y，服從泊松分布；工作人員資源池的容量為Z；自助取件終端數量為1。

5.模型預設自助取件終端的等待排隊長度不超過X(X>1)人，否則模型將停止運行。

6.假設模型中客戶進入菜鳥驛站后選擇人工服務取件的概率為P＝0.5，選擇自助取件終端的概率為A＝1－P＝0.5，也就是說客戶對人工服務、自助取件終端設備沒有特殊偏好。

7.客戶在排隊過程中會安靜等待，不會因為排隊時間過長等情況離開隊伍，雖然這一條件在實際生活中很難成立。

8.據調查，南京財經大學中院菜鳥驛站實行10小時工作制，從9:00至19:00，每天準時營業、關門，仿真時長1個月(30天)。

(三)建模相關參數設定

建模仿真中相關參數的設置如表1所示。

表1 菜鳥驛站取件排隊系統的相關參數設置

續表

(四)營業網點的建模及運行

1.營業網點只提供人工取件服務

當菜鳥驛站只提供人工取件服務時，主要考慮當前工作人員的數量、效率，研究工作人員的工作強度和隊列長度。當客戶進入菜鳥驛站時，直接進入排隊隊列等待接受服務，快遞由工作人員提取并掃碼出庫，服務結束后客戶直接離開。

據調查，南京財經大學中苑菜鳥驛站的工作時間為每天9:00至19:00，因此可以設定模型仿真的單位時間為1分鐘，仿真時長1個月(30天)，共運行18000個仿真時間單位。只提供人工服務的菜鳥驛站取件排隊系統仿真情況如圖1所示，此時客戶從進入菜鳥驛站到離開菜鳥驛站的平均時間為31.671秒。

圖1 菜鳥驛站人工取件服務排隊系統的仿真模型

2.營業網點引入自助取件終端

營業網點引入1臺自助取件終端時，針對該網點進行建模仿真過程主要分為兩部分，一是針對自助取件終端，研究目前狀態下它的利用率、排隊長度、平均排隊長度；二是針對當前人工取件服務人員的數量，研究人工取件的利用率(工作強度)、排隊的隊列長度等。當客戶進入營業網點選擇服務時，系統對其進行判斷，如果選擇自助取件終端，就會加入自助取件終端隊列中，等待接受服務，此時快遞由客戶自行提取經自助終端掃碼出庫，服務結束后客戶直接離開；如果選擇人工取件服務，則直接進入人工服務的隊伍進行排隊，快遞由工作人員提取并掃碼出庫，服務結束后直接離開。

由上文可知，南財中苑菜鳥驛站的工作時間為每天9:00至19:00，因此可以設定模型仿真的單位時間為1分鐘，仿真時長1個月(30天)，共運行18000個仿真時間單位。同時提供人工取件服務和自助取件終端的菜鳥驛站取件排隊系統仿真運行結果如圖2所示，此時客戶從進入菜鳥驛站到離開菜鳥驛站的平均時間為15.456，自助取件終端的平均利用率為0.979。

圖2 菜鳥驛站2種取件方式下取件排隊系統的仿真模型

(五)模型對比分析

由運行結果可以發現，在同樣的時間內，增加一臺自助取件終端可以大大提升取件效率，此時菜鳥驛站服務的客戶數量比之前增加一倍，驛站的業務處理能力大大提升。客戶從進入菜鳥驛站到離開菜鳥驛站的平均時間，由純人工取件服務下的31.671秒下降到引入自助終端后的15.456秒，服務效率提升一倍，有利于提高客戶滿意度。運行結果表明，在一定時間內，引入1臺自助取件終端可以為工作人員承擔一半的工作量，極大減少工作人員的工作量，提高其工作效率。

1.針對工作人員的分析

在純人工服務的情況下，隊伍長度正常在25～30人范圍內，平均隊長為28.5，頻繁出現擁堵現象。引入自助取件終端之后，人工服務的隊伍長度在15～25人之間，偶爾會達到30，出現隊伍滿員的情況，但是相對于沒有引入自助終端輔助的情況，這種概率還是極低的。平均隊長為20.18，初始增長速度相對于自助取件終端，速度較快。工作人員的工作強度明顯降低，效率大幅提高，有利于提供更好的服務質量。

2.針對自助取件終端的分析

菜鳥驛站引進一臺自助取件終端后，通過仿真可以發現，因為設置客戶對取件方式沒有特殊偏好，因此仿真出來的結果可以發現進入網點取件的客戶選擇人工服務和自助取件終端的人數相差不大。該自助取件終端的利用率在97.6%～98.9%之間，利用率非常高，隊伍長度基本在10～20人范圍內，平均隊長為15.96。說明自助終端在一定程度上減輕了人工服務的壓力，但是，因為數量只有一臺，自助終端的運營時間過長，工作強度過大，長時間工作可能會存在損耗、故障，因此可以考慮再增加幾臺，使工作人員、自助終端的工作強度均處于合理工作強度范圍內。

五、結論

通過對菜鳥驛站取件排隊系統進行仿真，模擬出客戶進入菜鳥驛站網點選擇服務、排隊、接受服務的全過程。以南京財經大學中苑菜鳥驛站營業網點取件的排隊現象為例，研究菜鳥驛站營業網點是否增加自助取件終端這一問題。運用AnyLogic對菜鳥驛站營業網點進行仿真，對比傳統的人工取件服務和增加1臺自助取件終端這兩種情形，最終得出自助取件終端可以極大緩解取件排隊時間過長的問題，減輕工作人員的壓力這一結論。這就意味著，通過對資源的合理配置可以有效降低工作強度，從而改善工作人員的高強度工作狀態，這對菜鳥驛站取件排隊系統的研究具有重要的借鑒意義。

在現實生活中，工作人員的服務效率受到眾多因素的影響，如工資、福利、計件量等，所以未來可以進一步考慮調整自助取件終端的數量進行對比仿真分析，找出真正滿足當前取件排隊系統且工作強度友好的自助取件終端數量，進一步保證菜鳥驛站的服務質量和口碑。