基于物流末端的分拣运输流程仿真研究

刘定一　应毅　黄慧

[摘 要]随着电子商务贸易额的逐年递增，物流业快速发展也带来了顾客对配送服务的质和量都有了很高的要求，针对物流末端配送提出一种基于物流末端的分拣运输流程仿真方法，分别就分拣和运输流程进行仿真研究，归纳出通用的物流仿真模型建立/运行的基本步骤，以提高快递公司末端配送的成功率及效率。仿真实验结果表明，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。

[关键词]物流末端;分拣流程;运输流程;计算机仿真

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

1 引言

电子商务紧跟着通信技术的发展得到快速递增， 因此物流业的配送效率也受到了极大的挑战。为了提高物流终端配送的效率问题，近年来学者们展开了一系列的研究。周子一等在《基于Flexsim的某高校快递联盟服务站分拣系统仿真》和应毅在《基于Flexsim的校园共同配送服务站分拣流程仿真研究》章中运用Flexsim可视化仿真技术，针对分拣系统进行建模以提升末端配送的效率;房殿军等在《基于Flexsim的工厂园区物流运输仿真及优化》中基于工厂园区的物流数据，利用Flexsim建立仿真模型，将运输车辆的使用效率以及订单的运输时间作为研究指标，以降低末端配送的时间成本和人工成本。

2 物流仿真研究现状

仿真是研究物流运行系统的重要方法和技术手段，使用计算机软件对物流运行系统和流程进行真实的环境模拟，通过仿真实验结果记录运行过程中活动，进而来验证物流工程项目建设的有效性和合理性，并对仿真的实验结果进行分析与优化。由此可见，物流仿真对物流系统运行是不可或缺的。

仿真建模Flexsim是当前比较热门的一款现代物流建模软件，具有面向对象的离散事件仿真建模工具及三维显示功能，在仓储管理、分拣配送、交通运输等领域有大量的运用，是管理者统筹计划安排的技术手段。

当前，物流末端配送问题尤为重要，对配送的模式和技术进行研究具有一定的必要性。文章在计算机仿真实验室从物流服务站分拣流程仿真研究和园区物流运输仿真研究， 提出基于物流仿真模型建立/运行的基本步骤，确定合适的分拣策略促使快递公司末端配送效率提升。

3 分拣与运输过程仿真

3.1 物流服务站分拣流程仿真研究

作为物流业务最末端的服务机构，物流服务站直接与客户接触，在快递网络中承担了上游快件接收、快件最终派送的任务，其运作水平会影响到物流企业的服务质量、市场竞争力和可持续发展。当前，快递的末端配送仍属劳动密集型工作，人工分拣效率对物流服务站的运营有着举足轻重的影响，分拣作业优化至关重要。

快件分拣流程是一个复杂的离散事件系统，分拣过程中容易受到诸多因素影響，并且有一定的随机性和多样性，资源的配置与优化很难用精确的数学模型来表示，比较适合用仿真模型来进行描述和验证。

按照现代物流管理的要求，深入分析快递企业人工分拣过程存在的问题，用系统思维及数学方法求解有针对性的分拣方案，综合运用Flexsim仿真软件对人工分拣系统进行仿真设计，通过分析比较各仿真结果，总结各方案的优劣势，为人工分拣系统提供最优化的仿真模型提供参考。

3.2 园区物流运输仿真研究

针对特殊的有限区域，如工业园区、科技园区，其末端配送具有快件体积大、货品规模有序、运输时间规律等特点，通常需要使用特定的运输车辆进行定时定量派送。

通过在园区运输过程中采用循环取货（Milk-Run）模式，使运输货车沿着固定路径按照发车时间往返运行，依次在每个站点进行卸货或装货，拿出有效的运行调配方案，如所需要的货车数量、发车次数、各货车之间的运行时间间隔等，使得园区运输的效率提高和成本利益最大化。利用Flexsim对园区物流运输进行仿真，研究在不同运输模型下，车辆调配方案的优化和实现。

4 仿真模型建立/运行的步骤与结果分析

4.1 物流仿真模型建立/运行

物流系统是复杂的离散事件系统，在系统设计与控制过程中存在许多优化问题，用传统的解析方法难以获得最优解或满意解。系统仿真是指用计算机来运行建立的数学逻辑模型来进行仿真模型试验的过程，它为解决复杂物流系统问题提供了一种有效手段，是管理者用于物流系统设计运行的重要策略。

在完成物流服务站分拣流程仿真和园区物流运输仿真的基础上，归纳出通用的物流仿真模型建立/运行的一般方法和基本步骤，其大致包括：确定建模仿真目标、进行调研、建立模型、确定算法、运行模型、仿真实验结果分析。具体步骤如图1所示。

4.2 仿真结果实验分析

从分区按单、分区并行、不分区按单、不分区并行四个方案完成分拣策略的仿真模型，文章分别对这四种分拣策略仿真模型实验10h（36000s），输出仿真统计数据。

分区按单策略仿真结果：

分区并行策略仿真结果：

不分区按单策略仿真结果：

不分区并行策略仿真结果：

通过对四种不同分拣策略的效率由仿真实验数据进行分析，如表9所示。

由表9可知，在分区、不分区的策略下， 并行分拣方案的分拣量都要高于按单分拣方案的分拣量，因此订单并行处理策略更有效率。在按单连续、并行策略下，不分区方案的分拣量也都要高于分区方案的分拣量，因此在等同条件下，不区分策略更有效率。

综上所述，从仿真实验结果可以看出，不分区并行分拣策略优于其他三种方案，有助于提高物流末端配送的效率。

5 结论

文章基于物流末端的分拣运输流程进行仿真研究，提出了基于物流仿真模型建立/运行的步骤和分拣仿真实验，以提高快递公司末端配送的成功率及效率。从仿真实验结果可以看出，通过物流服务站分拣运输流程仿真的不分区并行分拣策略方案可以提高末端配送的效率。

参考文献：

[1] 周子一，赵小勇，董瑞娟.基于FlexSim的某高校快递联盟服务站分拣系统仿真[J]. 物流技术， 2015（14）：152-155.

[2] 应毅，刘定一.基于FlexSim的校园共同配送服务站分拣流程仿真研究[J].物流科技，2018（10）：37-39.

[3] 房殿军，李伟，张新艳.基于FlexSim的工厂园区物流运输仿真及优化[J].物流技术，2018（4）：53-57，111.

[4] 刘同娟 ，马向国.配送中心不同分拣策略的仿真优化 [J].物流技术，2013（5）：439-444.

[5] 马向国，梁艳，杨惠惠.现代物流系统建模、仿真及应用——基于Flexsim[M]. 北京：机械工业出版社，2017（8）：107.

[基金项目]江苏高校哲学社会科学研究基金项目（项目编号：2019SJA0495）;江苏省高等学校自然科学研究面上项目（项目编号：17KJB520033）;江苏高校“青蓝工程”资助（项目编号：苏教师〔2018〕12号）。

[作者简介]刘定一（1983—），男，江苏靖江人，三江学院，高级实验师，硕士，研究方向：计算机技术及网络安全;应毅（1979—），男，江苏南京人，三江学院，副教授，硕士，研究方向：大数据处理与计算智能;黄慧（1979—），女，江苏南京人，三江学院，副教授，硕士，研究方向：大数据与数据挖掘。