基于Flexsim的应急物流配送中心规划研究

梁潇聆

(内江师范学院 计算机科学学院/人工智能学院，四川 内江 641000)

1 引言

物流作为当今社会最活跃的产业，全球化经济活动的各个环节都离不开它，前不久发生的苏伊士运河大拥堵更是体现了物资流通的重要性。我国自古以来就有的丝绸之路见证了物流从古至今的演化过程，对于它的定义也从最简单的物品流通发展成以满足顾客需求为目的，对产品、服务和相关信息在原产地和消费地之间有效且高效率地流动和存储进行计划、实施和控制。

物流根据目的的不同又可以分为不同的类型，以应急物流为例。应急物流研究的是在应急情况诸如海啸、台风、地震或洪水发生时，怎样合理地对物资进行调度。许晴等人从区域物流的角度出发，结合实际案例探讨了区域应急物流的服务模式[1]；温春娟从管理、法律标准、统筹规划、市场机制和智慧化这5个方面对应急物流的体系建设提出了建议[2]；夏清华，李勤通过研究各国应急物流的建设，对中国的应急物流建设给出指导意见[3]；高岩，王树欣从我国应急物流体系的角度出发，结合辽宁省的应急物流管理体系实际情况，根据省内相关城市应急物流案例进行分析，为今后辽宁省建立应急物流管理体系提出见解[4]。

在物流的整个过程中，配送中心的规划问题也是研究的重点方向。蒋璐针对布置区域规模大，功能区划复杂，设备数量和类型多的配送中心为研究对象，通过SLP和遗传算法对配送中心功能区的布局设计进行改进[5]；孙明伟等人以医药流通企业的配送中心为例，设计了高度自动化的配送中心[6]；宋书琴等人以仁宝集团成都配送中心为例，结合EIQ方法，得出优化后的布局结构[7]；张云帆等人利用FLexsim仿真软件对布局方案进行仿真建模，运行模型后发现其瓶颈问题并进行优化分析，得出改进方法[8]；黄启录等人研究的卷烟物流配送中心问题，针对设备利用率不高、空托盘流程不合理等问题，提出了改进方案[9]；赵玉欣和张兵围绕旭旺超市物流配送中心内部作业区布局，利用SLP方法，提出了配送中心内部作业区布局的优化方案[10]。

当然，应急物流与物流在目标的设置上会有明显的区别。对于普通的物流来说，追求的是成本最小化，一切研究的目的都是为了降低成本。而对于应急物流来说，成本不是最重要的，如何将物资第一时间尽可能多的运送到目的地才是它最重要的目标。基于此，本文将从应急物流的角度出发，利用Flexsim构建一个新型的合理、高效的配送中心，以确保应急物资的出入库工作流畅。通过结合现代化的管理手段，使新型配送中心更加的智能化。

2 当前应急物流配送中心存在的主要问题

(1)配送流程固化。紧急物资在抵达灾区后可以直接分发，不一定要到仓库再分发，可以就地发送。

(2)信息化程度低，效率低下。很多过程都依赖人工，当重大突发事件发生，货物量巨大时，效率低。

(3)各部门衔接度小，消息不能互通，进而影响配送的效率。

3 物流配送中心规划模式的改进

3.1 改进的目的

要明确应急物流配送中心的最终目的是实现周转时间最小化，物流周转量最大化。为达到此目的，就需对整个配送中心的流程进行规划。传统的配送中心的功能有：集货、储存、拣选、流通加工、配送和信息处理。根据应急物流配送中心的特点，将新的物流配送中心的功能整合成4个分区：收货区、存储区、分拣区和配送区。

3.2 改进的方案

3.2.1 收货区

应急物流的运输不同于一般物流，不一定都要运到配送中心再统一调配。为了节约时间，提高效率，紧急的物资可以就地分配。以公路运输为例，把收货区分成两类，一类为固定收货区(即配送中心)，一类为移动收货区(适用于紧急物资)。两类收货区归配送中心统一调度，信息共享。

3.2.2 存储区

应急物资送达以后，除指定了送达地点的物资外，都需经由上级部门整合当前信息给出最优的配送方案，因此需要将到达的物资码放到仓库里。为使仓库占地面积得到合理开发利用，采用自动化仓库存储，并从3个方面对仓库进行规划。

(1)合理地统筹规划仓库布局。合理的布局不仅能增加仓库的利用率，还能实现配送的最短路径。

(2)将存储的物资按照数量、种类进行分类，以便能够快速选择合适的位置进行存储，也方便后续分拣工作的进行。

(3)合理地选用存储设施配备。通常存储设备的挑选要从经济和效率的角度出发，综合各方因素，以确定最优设备型号。

3.2.3 分拣区

根据上级部门给出的最佳配送方案，按照方案里的数据进行分拣，为节省时间采用自动化分拣。

3.2.4 配送区

调度车辆对分拣好的物资进行配送。

3.3 方案的仿真

改进后的配送中心主要有4个子系统，本文将采用专业的仿真软件Flexsim对该配送中心进行仿真模拟。

4 配送中心的仿真模拟

4.1 建立仿真模型

以配送药品为例，有3000箱药品，其中500箱为紧急药品A，500箱为药品B，1000箱为药品C，1000箱为药品D。配送中心面积300 m×400 m，拥有4个10 m×20 m的货架，每层高2 m，宽1.5 m，每个货架配有1台叉车。现场共有4名工作人员，分4名负责货物的入库，1名分拣，3名负责出库。配送方案如表1所示。

表1 配送方案 箱

传统配送模式下，模拟配送时间为87171.85 s≈24.21 h。

根据改善后的布局重新进行模拟，数据不变，工作人数和装备数量明显减少，自动化程度显著提高，工作效率大大提升。新的配送中心布局图如图1所示，该配送中心的作业流程如图2所示。

图1 配送中心布局

图2 作业流程

4.2 Flexsim仿真

4.2.1 模型的建立

根据新的配送中心布局图建立仿真模型，整体效果如图3所示。

图3 配送中心仿真模拟

4.2.2 参数的设置

(1)入库区设置。

在将货物存放进存储区前，先判定到达的货物类型，如为紧急药品，则不需入库，直接就地配送至目的地。案例中紧急药品A为500箱，其他2500箱均为普通药品B、C和D，在仿真中，用发生器模拟到货，设置其产生4中类型的实体，用不同的颜色代表药品A、B、C和D。具体操作为：设置到达方式为到达时间表，生成3×4的时间表，分别设置Quantity为：500，500，1000和1000。Type为：1，2，3和4。在触发器选项卡选择创建触发：根据不同的case值设置颜色。根据到达药品的紧急程度，新的入库区分成两类：一类是固定入库区(即配送中心)；另一类为移动入库区，急用药随到随发。在设置时，用货架1表示移动入库，用货架2、3、4表示固定地点入库。用传送带1-4模拟货物的入库扫码活动，每个处理器有1名工作人员负责，勾选发生器1的使用运输工具选项，并设置根据不同case选择中间端口。

(2)存储区设置。

仓库现有4个10 m×20 m的货架，参数设置为10×20，宽1.5 m，高2 m的货架。设置货架的码放规则：行和列都设置第一个可用，容量为5。在存储过程中还需将药品按照种类的不同将它们分别码放到不同的货架上，这样做有利于后续分拣工作的进行。具体操作为：4个货架都选中使用运输工具，针对同种类型的药品码放到一个货架，可以通过吸收器，设置根据返回值选择输出端口；也可以通过货架，设置拉入策略，选择每个货架要拉入的药品类型。

(3)分拣区设置。

分拣区则需要根据下达的订单需求分拣药品。仓库现有4个10 m×20 m的货架，4台叉车，叉车1直接和货架1用S连接，模拟的移动仓库分拣配送过程；叉车2～4用任务分配器1来操作，先用A连接任务分配器和叉车2～4，再用S连接任务分配器和货架2～4。由任务分配器统一调配模拟的是固定仓库的自动化分拣，这样可以避免出现工作还没完成有的叉车就处于空闲状态这类问题。

(4)配送区设置

配送方案可有Flexsim里面的合成打包来仿真模拟。具体步骤：将4个货架与合成器A连接，此时在合成器的组成清单里就会自动生成4个输入端口，只需将1个目的所需的所有药品数量按类型分别输入即可；1个合成器打包的药品只发往1个目的地，因此需要建立3个合成器。为实现打包这一过程，需在添加3个发生器产生打包所需要的托盘，且产生托盘的发生器要是合成器的第一个输入端口。由于此次仿真只针对2500箱药品的配送，且3个目的地各自一个分拣好的包裹，发生器2～3可设置为按时间表到达，0时刻到达数量为1。

4.2.3 仿真结果分析

新配送中心的仿真终止时间为72668.46 s≈20.18 h，较传统的配送模式少了4 h。在应急物流物资配送的大背景下，时间就是生命。新的配送中心从节约时间的角度出发，整体性的对配送中心布局和配送流程做了适当的修正，使其更适用于突发事件下的物流配送。

5 结语

本文基于应急物流大背景，分析了传统物流配送中心的规划模式所存在的问题，根据问题提出了改进方案，重新设计了一种新的配送中心的布局规划。通过Flexsim软件对改进前后的配送流程进行仿真，以配送同一批药品完成为止的时间作为比对结果，验证新布局的有效性。在仿真过程中，传统的配送模式存在瓶颈问题，会使整个配送流程效率比较低。在改进后的配送方案中，工作人数和装备数量明显减少，自动化程度显著提高，工作效率却大大提升，比传统的配送模式还减少了4 h。最终验证了改进后的配送中心布局的有效性和实用性。