溫 豹（中國海外工程有限責任公司，北京 100044）

針對我國目前配送系統(tǒng)尚未形成，營運成本較高，第三方冷鏈物流公司缺乏，服務質(zhì)量較低。物流配送模式的選擇，先進的配送技術的采用等都是冷鏈物流發(fā)展需要研究的問題。我國學者在冷鏈物流配送模式和配送技術方面取得了一定的研究成果。

陳然、蘭洪杰、殷悅在發(fā)展冷鏈物流共同配送的探討中提到我國冷鏈物流的各個環(huán)節(jié)都比較落后，在我國目前所處的物流環(huán)境下，建立先進的大型配送中心，很難適應現(xiàn)實。面對冷鏈物流需求大增，提出在大多數(shù)冷鏈配送企業(yè)規(guī)模都較小的情況下，利用共同配送作為過渡手段解決我國冷鏈配送問題。將冷鏈物流共同配送分為冷鏈產(chǎn)業(yè)間的共同配送、異產(chǎn)業(yè)間的共同配送、共同集配。最后得出我國的冷鏈配送需要多個第三方配送企業(yè)來滿足一個大的區(qū)域內(nèi)多家中小型銷售商。即利用虛擬的共同配送中心對形成合作關系的中小型冷鏈配送企業(yè)統(tǒng)一調(diào)控，完成各自負責的配送區(qū)域內(nèi)的多家銷售公司的冷鏈食品供應模式[1]。趙玉國在冷鏈物流配送模式選擇探析中將供應商直接配送、企業(yè)自營配送、共同配送及第三方冷鏈物流企業(yè)的優(yōu)劣進行比較，得出有多達60%的食品生產(chǎn)企業(yè)希望得到專業(yè)化的冷鏈第三方物流服務[2]。姚卓順的配送在冷鏈物流中的應用研究中提出冷鏈物流具有高協(xié)調(diào)性、高投資成本、高技術含量等特點。又由于冷鏈物流配送系統(tǒng)尚未形成，營運成本較高，第三方冷鏈物流公司缺乏，服務質(zhì)量較低。提出建立一體化冷鏈物流配送模式、先進配送設備提高冷鏈物流效率、實施共同配送提高冷鏈物流作業(yè)效率、實施標準化作業(yè)鼓勵冷鏈物流企業(yè)發(fā)展[3]。

1 冷鏈物流的概念

所謂冷鏈物流泛指溫度敏感性產(chǎn)品在生產(chǎn)、貯藏運輸、銷售，到消費前的各個環(huán)節(jié)中，始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，以保證物品質(zhì)量，減少物流損耗的一項系統(tǒng)工程。它是以冷凍工藝學為基礎、以制冷技術為手段的在物流技術，制冷技術的發(fā)展中建立的低溫物流過程。冷鏈由冷凍加工、冷凍貯藏、冷藏運輸及配送、冷凍銷售四個方面構(gòu)成。冷鏈產(chǎn)品多為易腐食品和藥品等，其對于溫度和對時效性的要求很高，主要表現(xiàn)在對整個鏈條中溫度的控制上，要求在整個過程中都要達到無縫銜接。

冷鏈物流的范圍包括：初級農(nóng)產(chǎn)品（禽、肉、蛋；水果、蔬菜、花卉產(chǎn)品；水產(chǎn)品），加工食品（熟食制品、烘焙；速凍食品；快餐原料；奶制品和冷飲），特殊商品（藥品）。

2 Petri網(wǎng)理論的概述

Petri網(wǎng)是一種可以用網(wǎng)狀圖形表示的系統(tǒng)模型。它不僅僅是一種可以用數(shù)學圖形表示的數(shù)學對象，它首先是一種物理對象，因為它把尊重自然規(guī)律作為第一要義，這樣可以確保以Petri網(wǎng)為模型描述的系統(tǒng)可以實現(xiàn)。Petri網(wǎng)包括事件和條件兩個節(jié)點類型，在這樣的圖形中，分布著表示狀態(tài)資源或信息的托肯（Token），按照觸發(fā)規(guī)則進行狀態(tài)的演化，從而反映系統(tǒng)運行的全部過程。事件一般用“變遷”表示，條件用“庫所”表示，托肯用庫所內(nèi)的小黑點表示，庫所和變遷之間用有向弧連接[4]。

下面將對Petri網(wǎng)定義以及其常用的一些元素做簡單的介紹。

網(wǎng)定義：三元組N=（P,T;F）成為有向網(wǎng)必須具備以下的幾個條件：

P∩T=Ψ（表示庫所和變遷是兩類不同的元素）；

P∪T≠Ψ（表示網(wǎng)中至少包含一個元素）；

F∈P×T∪T×P（表示變遷只能與庫所有直接的流關系）；

Dom（F ）∪cod（F）=P∪T（規(guī)定網(wǎng)中不能存在孤立元素）。

P：被用來描述有向網(wǎng)中的庫所，在這里是指該有向網(wǎng)中所有庫所的集合，用圓圈或橢圓表示。

T：被用來描述有向網(wǎng)中的變遷，在這里是指該有向網(wǎng)中所有變遷的集合，用方框或粗線表示。

F：用來描述有向網(wǎng)中庫所和變遷的關系，也叫流關系，一般用箭頭表示兩者之間的關系。

此外，在有向網(wǎng)中，我們需要對庫所的狀態(tài)（托肯）進行描述，一般是用庫所中的黑點來描述。在Petri網(wǎng)的圖形表示中，一般采用圓圈表示庫所，用方框表示變遷，庫所之間不能有有向弧，同樣，變遷之間不能有有向弧，而庫所和變遷之間可以存在有向弧，這是Petri網(wǎng)表示的基礎原則。

3 冷鏈物流配送流程建模、仿真和分析

冷鏈食品客戶提供集倉儲、運輸、配送、流通加工、信息等一體化物流解決方案。本文以北京市冷鏈物流公司A公司的配送流程為例[5]。A公司的配送流程如圖1所示：

圖1 簡單的冷鏈物流結(jié)構(gòu)圖

3.1 應用CPNTOOLS建立仿真模型

Petri網(wǎng)的圖形模型通常由三種元素構(gòu)成：表示狀態(tài)的庫所（Place）和表示變化的變遷（Transition）和托肯（Token）。根據(jù)圖1所示的流程圖使用Petri網(wǎng)對其進行建模。

當你打開CPN工具時，首先映入你眼簾的是一個窗口，其中窗口的左邊是索引部分，右邊是工作區(qū)域。索引區(qū)域位于CPN Tools窗口的左邊部分。

索引包括以下幾部分：工具箱：使用的所有工具的列表。幫助：鏈接到幫助Help，主頁Homepage，錯誤報告Report Bug和其他的網(wǎng)頁。選項：不同的選項，如：仿真等。

索引區(qū)入口左邊的藍色三角形表示這個入口可以被打開從而顯示更多有關這個入口的細節(jié)。單擊三角形以打開和關閉索引區(qū)入口。

網(wǎng)絡入口包含下述部分：步：在仿真過程中已經(jīng)執(zhí)行過的步的數(shù)目。時間：當前模擬時間。聲明：顏色集的聲明、功能的聲明、常量的聲明等。所有的聲明都是以CPN ML語言的方式來書寫的。

建立后的模型如圖2所示、圖2冷鏈配送流程Petri網(wǎng)模型中各元素含義如表1所示。

圖2 冷鏈配送流程Petri網(wǎng)模型

冷鏈公司在接到客戶的配送要求后，同時進行三項作業(yè)：一方面由聯(lián)絡人員將要配送的食品種類、數(shù)量等信息通知超市準備收貨，超市收到信息后安排自己的收貨員準備收貨；一方面，食品從倉庫中由作業(yè)組進行出庫、搬運、裝卸等作業(yè)，直至到達月臺，準備裝車；另一方面，由單據(jù)組打印好貨物清單后，交給隨車押運員，同時食品已經(jīng)到達月臺開始和押運員共同清點食品數(shù)量，接受押運員簽字的確認單。在清點無誤后，進行后續(xù)的配送作業(yè)、到達、排隊、等待、卸貨。當食品卸載完畢和超市收貨員就位兩個條件都滿足時，開始驗貨作業(yè)，由收貨員和廠家的押運員共同清點貨物數(shù)目，清點無誤后收貨員簽單，準確無誤后，收貨員簽單并返還給押運員，押運員隨車返回，而食品則搬運到超市的冷藏柜（如圖3所示）。

表1 冷鏈配送流程Petri網(wǎng)中各元素含義

圖3 配送業(yè)務流程圖

3.2 仿真結(jié)果分析

通過上面的仿真可以看出，冷鏈物流公司進行三項作業(yè)完成從接到客戶要求開始到車輛返回結(jié)束的配送業(yè)務流程，大概需要155分鐘（P1開始P20結(jié)束），其效率是不高的。另外，食品從冷庫出庫到食品進入超市的冷藏柜，除去通知、出庫作業(yè)和運輸，整個食品在非冷庫環(huán)境下的時間為100分鐘（P3開始，P20結(jié)束，拋去T9環(huán)節(jié)），時間也是比較長的。

在上述各種并行業(yè)務流程中，一方面與貨物有關的環(huán)節(jié)P1→P2→P3→P4→P5→P9→P10→P11→P12→P13是一條關鍵路徑，提高該并行流的工作效率將有助于提高整個業(yè)務流程的效率。另一方面，流程中存在兩個等待時間較長的環(huán)節(jié)，一個是暫存區(qū)暫存，一個是排隊交貨。對這兩個環(huán)節(jié)進行改進，可以有效提高整個流程的效率。

3.3 對優(yōu)化后的流程進行建模與仿真

通過改進措施的實施，可以得到新的流程：其中，由于調(diào)整發(fā)貨時間，出庫商品不再需要等待，原有流程中的P3（暫存區(qū)），T3（暫存區(qū)暫存），P4（暫存區(qū)），T4（搬運）得以取消；通過和超市加強溝通，排隊卸貨現(xiàn)象取消，原有流程中的T10（等待卸貨），P12（收貨區(qū)）得以取消；通過改串行流程為并行流程，實行卸貨和驗貨并行操作后，原有流程中的P13（卸貨完畢）取消，而增加了新流程中的T9（表示并列關系）；推動信息化建設，使原流程中T12（聯(lián)絡組通知超市準備收貨），P15（超市）得以取消。如圖4所示。

圖4 優(yōu)化后的配送流程Petri網(wǎng)表示

各變遷耗時也有所改變，改變后的元素含義及變遷從上述結(jié)果可以看出，通過效率提高和流程重構(gòu)兩種手段的實施，整個流程的耗時從原有的155分鐘降低到81分鐘，效率提高52.26%。

4 結(jié)論

本文利用Petri網(wǎng)具有獨特的優(yōu)勢，其縝密的圖形和數(shù)學分析方法，以及嚴謹?shù)膶哟伪磉_方式和CPNTOOLS的仿真優(yōu)化功能，對某冷鏈物流企業(yè)的配送流程進行建模和優(yōu)化，通過流程合并、取消、簡化、重排、新增等業(yè)務流程優(yōu)化方法，提高了企業(yè)的配送效率，降低了企業(yè)的配送成本。

本文雖對配送業(yè)務流程優(yōu)化與仿真的研究有一定的進展，但是還有許多問題需要做更深入的討論與研究。針對本文目前的研究成果，還有如下問題需進一步研究與改進：

（1）流程仿真中有些參數(shù)的設定都是很理想化的，如變遷和庫所等參數(shù)。理想情況下，不同變遷活動都是服從均勻時間分布的，并且?guī)焖娜萘渴菦]有限制的，然而在實際中以上情況發(fā)生的概率很小。因而，在理想情況下得到的研究結(jié)果與現(xiàn)實還是有一定的差距。

（2）仿真參數(shù)必須增加和細化。在實際情況下，僅通過周期時間不能夠準確地將配送業(yè)務流程的瓶頸體現(xiàn)出來。但是，要想更好地解決這一問題，還必須對企業(yè)的實際問題做進一步了解，才能準確發(fā)現(xiàn)企業(yè)在實際配送業(yè)務流程中的問題。

[1] 陳然，蘭洪杰，殷悅.發(fā)展冷鏈物流共同配送的探討[J].物流工程與管理，2009(4):62-64.

[2] 趙玉國.冷鏈物流配送模式選擇探析[J].現(xiàn)代商業(yè)，2008(24):12.

[3] 姚卓順.配送在冷鏈物流中的應用研究[J].物流工程與管理，2009(8):104-106.

[4] 吳哲輝.Petri網(wǎng)導論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[5] 郭磊，蘭洪杰.基于Petri網(wǎng)的冷鏈配送流程仿真優(yōu)化研究[J].物流科技，2010(2):9-14.

[6] 吳淞耿，徐燕潔.冷鏈物流配送中心在“農(nóng)超對接”中的作用[J].合作經(jīng)濟與科技，2011(16):80-82.

[7] 繆小紅.基于GIS的生鮮食品冷鏈物流配送路徑優(yōu)化研究[D].福州：福建農(nóng)林大學（碩士學位論文），2010.

[8] 劉溢.供應鏈環(huán)境下的奶制品冷鏈物流問題研究[D].長沙：湖南大學（碩士學位論文），2007.

[9] 孫小婷.中國冷鏈物流模式選擇與發(fā)展對策研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學（碩士學位論文），2011.

[10] 王秀芬.基于隨機時間Petri網(wǎng)的第三方冷鏈物流流程優(yōu)化研究[D].北京：北京交通大學（碩士學位論文），2011.

[11] 何鵬，李文鋒.基于隨機Petri網(wǎng)的物流配送流程建模與分析[J].武漢理工大學學報（信息與管理工程版），2010(3):434-436.

[12] 張乳燕，賈利民，蔡國強.基于時間Petri網(wǎng)的物流系統(tǒng)建模與仿真實例[J].物流技術，2008(10):83-84.

[13] 王慧.基于Petri網(wǎng)的物流配送業(yè)務流程優(yōu)化與仿真研究[D].武漢：武漢理工大學（碩士學位論文），2011.

[14] 劉小華.基于Petri網(wǎng)的物流配送系統(tǒng)模型研究[J].煤礦機械，2006(6):964-966.

[15] 孫亮，王光臣，孫建鎮(zhèn).Modeling and Analysis of Logistics System Base donStochastic Petri Net under Supply Chain Circumstances[J].Journal of South west Jiao tong university（English Edition）,2009(3):253-258.