李夢然（北京交通大學(xué)，北京 100044）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們的食品消費觀念也從傳統(tǒng)的單一型向現(xiàn)代化的多樣型、快捷型轉(zhuǎn)變，對于冷鏈物流市場的需求增速日益加快，冷鏈物流業(yè)正在廣泛興起。為進一步提高肉類和水產(chǎn)品冷鏈物流水平，增強食品安全保障能力，2010年7月29日國家發(fā)展和改革委員會正式頒布的《農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃》提出，到2015年建成一批運轉(zhuǎn)高效、規(guī)模化、現(xiàn)代化的跨區(qū)域冷鏈物流配送中心，健全農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流服務(wù)體系，達到果蔬、肉類、水產(chǎn)品冷鏈流通率分別達到20%、30%、36%以上，冷藏運輸率分別提高到30%、50%、65%左右，流通環(huán)節(jié)產(chǎn)品腐損率分別降至 15%、8%、10%以下的目標[1]。

作為物流體系中的一個關(guān)鍵節(jié)點，物流配送中心是實現(xiàn)產(chǎn)品快速、準確、按時配送的現(xiàn)代物流基礎(chǔ)設(shè)施。冷鏈物流產(chǎn)品具有鮮活性、易腐性、及時性和物流成本所占比重較大的特點，對冷鏈物流配送中心的作業(yè)效率提出了更高的要求。冷鏈物流配送中心是典型的隨機型離散事件系統(tǒng)，解析法難以對其進行全面的分析和優(yōu)化，為了避免在配送中心的優(yōu)化構(gòu)建上浪費大量的人力、物力和時間，系統(tǒng)仿真方法是必然的選擇。仿真技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代物流工程建設(shè)，其優(yōu)點是有相對的彈性和直觀性，可用于建立復(fù)雜大型系統(tǒng)，能夠反映系統(tǒng)中發(fā)生阻塞和瓶頸的位置和情況[2]。

目前我國冷鏈物流建設(shè)尚處于起步階段，尚未形成完整獨立的冷鏈物流體系，存在產(chǎn)品冷鏈流通率較低，損耗率較高等問題。通過對配送中心的業(yè)務(wù)流程進行仿真優(yōu)化來提高作業(yè)效率，一方面使農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流有效運作提高農(nóng)產(chǎn)品流通效率降低物流成本，另一方面有利于提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，保證食品安全從而減少產(chǎn)品在物流配送環(huán)節(jié)的損失，對提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益有深遠意義。

1 冷鏈物流研究現(xiàn)狀

Tarantilis，Kiranoudis[3]在2001年將易腐產(chǎn)品的配送問題歸類為混雜的固定車隊的VRP問題，并利用了metaheufisties算法來提高易腐產(chǎn)品配送的效率。

Charles.G等[4]在2004年對物流分揀系統(tǒng)研究時，為了提高揀選效率采用分類儲存的方法，把貨物按等級劃分，同時把儲存地點劃分面積，利用仿真方法驗證了這種儲存方法在實際應(yīng)用中的可靠性。

劉志勇等[5]在2007年分析了我國冷鏈物流存在的問題，對“共同配送”在冷鏈物流中的應(yīng)用做了研究。

趙艷艷[6]在2009年依據(jù)生鮮食品冷鏈配送存在的問題及其特殊性，在分析成本構(gòu)成因素的基礎(chǔ)上，以車輛固定成本、運輸成本、貨損成本、能耗成本及客戶懲罰成本共同構(gòu)成的綜合成本最低為目標，建立冷鏈物流配送優(yōu)化模型，最后利用啟發(fā)式算法解決實際問題，并驗證了模型的有效性。

當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者對于冷鏈物流配送中心的研究主要集中于比如冷鏈配送模式選擇、基于VRP方法的路徑優(yōu)化等配送中心各個子系統(tǒng)方面的研究，對配送中心整體作業(yè)流程建模仿真的研究相對比較少，因此急需對冷鏈配送中心的作業(yè)流程進行分析和優(yōu)化的研究。

2 冷鏈配送中心建模過程

2.1 冷鏈配送中心作業(yè)流程分析

對冷鏈物流配送中心的內(nèi)部作業(yè)流程進行分析，具體步驟主要分為訂單處理、收貨、加工、入庫、揀選、配送等環(huán)節(jié)[7]。本文選擇金農(nóng)果蔬配送中心作為建模仿真的研究對象，生鮮農(nóng)產(chǎn)品作為冷鏈產(chǎn)品的一個主要部分，其作業(yè)流程具有普遍性。

該配送中心物流基本業(yè)務(wù)主要包括以下環(huán)節(jié)：

（1）收貨區(qū)。包括卸貨和驗收入庫環(huán)節(jié)，工作人員需要完成卸貨、驗收入庫等工作，果蔬停留的時間較短。涉及的主要元素有：驗貨設(shè)備、搬運車、工作人員。

（2）加工區(qū)。在這個區(qū)域內(nèi)加工機器對從收貨區(qū)傳送的果蔬進行初步加工，如去除蔬菜老葉、清洗，以及分拆、包裝、抽氣等深加工作業(yè)，目的在于保持新鮮度。冷鏈食品的加工有助于企業(yè)對產(chǎn)品的品質(zhì)、成本及貨源的把握。

（3）理貨分揀區(qū)。在此區(qū)域人員進行分揀和配貨作業(yè)，主要包括對果蔬進行分揀、裝箱，再根據(jù)客戶訂單信息（包括所訂購的果蔬商品、要求送達的時間、客戶地理位置以及裝車配貨要求）將果蔬貨物挑選，主要包括揀選人員、傳送裝置、自動分揀機器等設(shè)備。

（4）儲存區(qū)。對分揀后的產(chǎn)品進行分類儲存環(huán)節(jié)。果蔬等冷鏈產(chǎn)品的儲存條件要求嚴格，溫度升高極易造成腐敗變質(zhì)。因此根據(jù)果蔬保鮮期和對溫度的要求不同，一般分為冷藏庫和冷凍庫兩種儲存方式，以保證安全、正確、簡捷、經(jīng)濟地保存冷鏈產(chǎn)品。在這個作業(yè)區(qū)內(nèi)應(yīng)配置貨架、叉車和人員、冷凍冷藏設(shè)備。

（5）配裝發(fā)貨區(qū)。發(fā)貨環(huán)節(jié)包括貨物裝車和配送活動，為適應(yīng)不同客戶的需要，配送中心在進行送貨作業(yè)時，可選擇不同的方式，如按照固定時間、固定路線為固定用戶送貨；也可不受時間、路線的限制，機動靈活地進行送貨作業(yè)。

圖1 冷鏈配送中心業(yè)務(wù)流程

具體作業(yè)流程如圖1所示：

2.2 設(shè)定假設(shè)條件

仿真是通過對所建立的模型進行分析來研究實際系統(tǒng)的特性，由于實際環(huán)境的復(fù)雜度，建立的模型不可能表現(xiàn)實際系統(tǒng)的全部結(jié)構(gòu)，就需要在一定的假設(shè)條件下對實際系統(tǒng)進行抽象得到數(shù)學(xué)模型，根據(jù)對該配送中心業(yè)務(wù)流程的調(diào)研設(shè)定了以下假設(shè)條件：

（1）果蔬以固定批量到達配送中心，每天到達配送中心的時間間隔服從泊松分布；

（2）系統(tǒng)仿真中運行時間內(nèi)果蔬連續(xù)不斷地到達；

（3）每個到達的果蔬重量幾乎相同；

（4）不同種類果蔬的保鮮期不同，假設(shè)保鮮期控制在一周之內(nèi)，根據(jù)保鮮期長短，設(shè)計仿真運行程序；

（5）仿真模塊包括收貨區(qū)、流通加工區(qū)、理貨分揀區(qū)、儲存區(qū)和配裝發(fā)貨區(qū)五個模塊，分別由具體的作業(yè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。

2.3 系統(tǒng)模型

依據(jù)上述冷鏈配送中心的作業(yè)流程分析，應(yīng)用實體流程圖將作業(yè)環(huán)節(jié)流程圖抽象化建立系統(tǒng)模型，即冷鏈配送中心業(yè)務(wù)流程的仿真模塊，如圖2所示。

3 建立仿真模型

3.1 確定仿真目標

研究對象是冷鏈配送中心作業(yè)流程的建模與仿真，根據(jù)冷鏈產(chǎn)品具有易腐性、保鮮周期短等特點，設(shè)定仿真目標包括：果蔬周轉(zhuǎn)量，配送中心作業(yè)能力指標（包括人員、機器設(shè)備等資源利用率狀況），以便檢驗機器設(shè)備和人員的數(shù)量是否滿足需要，確定系統(tǒng)中的瓶頸環(huán)節(jié)并且消除瓶頸提高貨物周轉(zhuǎn)量，提高作業(yè)流程的平衡度，提高設(shè)備的利用率，并最終提高工作效率。

3.2 仿真模型顯示

冷鏈配送中心作業(yè)流程仿真模型視圖如圖3所示。

圖2 冷鏈配送中心業(yè)務(wù)流程仿真模塊

圖3 冷鏈配送中心作業(yè)流程透視模型視圖

4 仿真結(jié)果分析與優(yōu)化

4.1 輸出結(jié)果分析

從仿真輸出結(jié)果可得設(shè)備利用率分別為69.87%、79.44%、39.94%和61.95%，其中理貨分揀機器的利用率偏低，配裝發(fā)貨機器有21.15%的時間在等待工作員運送冷藏冷凍產(chǎn)品從而影響其利用率。傳送帶利用率分別為68.1%、84%和28.6%，其中將保鮮期較短產(chǎn)品從理貨分揀區(qū)送到配裝發(fā)貨區(qū)的傳送帶利用率只有28.6%，發(fā)生了38.6%的阻塞，空閑率為32.8%，由于阻塞率和空閑率較高導(dǎo)致利用率偏低的情況，說明在這個過程中工作人員和機器設(shè)備沒能及時處理產(chǎn)品，或者是人員或設(shè)備數(shù)量不夠。收貨區(qū)的搬運車閑置率較高，為59.1%，從冷藏冷凍存儲區(qū)運送到配裝發(fā)貨機器的工作員2閑置率很高，為96.3%，從配裝發(fā)貨機器搬運產(chǎn)品到暫存區(qū)的工作員3閑置率也偏高，為56.9%，以上數(shù)據(jù)說明配裝發(fā)貨區(qū)處理的冷藏冷凍產(chǎn)品流通較少，在從流通加工區(qū)、冷藏冷凍存儲區(qū)至配裝發(fā)貨區(qū)以上作業(yè)環(huán)節(jié)存在瓶頸。

4.2 優(yōu)化方案

由上述分析可知，根據(jù)實際的冷鏈物流配送中心物流作業(yè)環(huán)節(jié)所建立的仿真模型存在運行效率較低，產(chǎn)品周轉(zhuǎn)率低，設(shè)備人員利用率偏低等問題。接下來將針對作業(yè)環(huán)節(jié)的瓶頸，對各個資源的配置進行調(diào)整，以提高配送中心的作業(yè)效率和產(chǎn)品周轉(zhuǎn)率。

（1）調(diào)整機器和工作人員的數(shù)量，在存儲區(qū)增加一個叉車ASRSvehicle29，增加一個配裝發(fā)貨機器Processor30，刪減工作員Operator29；

（2）更改冷藏冷凍區(qū)貨架的存儲規(guī)則，由之前的隨機擺放更改為距離優(yōu)先，即優(yōu)先放置貨品到距離較近的空位；

（3）配裝發(fā)貨機器前后各增加一個暫存區(qū)。

4.3 結(jié)果對比

將優(yōu)化前后各實體的輸出結(jié)果統(tǒng)計表進行匯總，得出表1所示的仿真優(yōu)化前后對比結(jié)果。

通過分析、對比仿真模型優(yōu)化前后數(shù)據(jù)輸出結(jié)果，可得出以下結(jié)論。如表1所示，經(jīng)過調(diào)整后，各類果蔬的日周轉(zhuǎn)率均達到了87%以上，其中保質(zhì)期較短果蔬（Item1）周轉(zhuǎn)率在優(yōu)化后提高了23.33%，達到91.43%；需冷藏的果蔬（Item2）的周轉(zhuǎn)率提高至88.24%；需冷凍的果蔬（Item3）的周轉(zhuǎn)率提高了74.5%，保證了果蔬類產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)完成周轉(zhuǎn)，按時保質(zhì)保量地送達至客戶。同時提高了配送中心作業(yè)流程各環(huán)節(jié)的設(shè)備利用率，改善了設(shè)備的阻塞情況。

表1 輸出結(jié)果對比

5 結(jié)論

本文完成了對冷鏈物流配送中心作業(yè)流程系統(tǒng)的分析建模，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用軟件進行了仿真優(yōu)化，最終得到了優(yōu)化方案。

本文將Flexsim仿真技術(shù)應(yīng)用于冷鏈配送中心作業(yè)流程中，應(yīng)用軟件對該果蔬配送中心的作業(yè)系統(tǒng)進行建模仿真，根據(jù)對果蔬配送中心作業(yè)流程調(diào)研、搜集、處理的數(shù)據(jù)運用于仿真模型中，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上進行了方案的優(yōu)化調(diào)整。最后從生產(chǎn)線平衡的角度對改進效果進行評價，得到了較優(yōu)方案。

通過對果蔬類配送中心作業(yè)流程的系統(tǒng)仿真分析，建模仿真技術(shù)對于提高配送效率、加快周轉(zhuǎn)速度以降低冷鏈產(chǎn)品腐爛變質(zhì)的風(fēng)險具有很大作用。但論文涉及的內(nèi)容較為復(fù)雜，限于水平有限還存在一些不足之處，比如對冷鏈產(chǎn)品溫度的控制進行仿真優(yōu)化等方向，在今后工作中有待進一步探討。

[1] 韓葆穎.國家發(fā)展改革委出臺農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2010(10):40.

[2] 蔣子龍.計算機仿真技術(shù)在現(xiàn)代物流中的應(yīng)用[J].物流技術(shù)，2010(3):53-56.

[3] C.D.Tarantilis,C.T.Kiranoudis.A meta-heuristic algorithm for the efficient distribution of perishable foods[J].Journal of food Engineering,2001,50:1-9.

[4] Petersen,Charles.G.Improving order-picking performance through the implementation of class-based storage[J].International Journal of Physical Distribution&Logistics Management,2004,34(7):534-544.

[5] 劉志勇，王侃.共同配送策略在冷鏈物流中的應(yīng)用研究[J].物流科技，2007,30(10):1-3.

[6] 趙艷艷.食品冷鏈物流軟時間窗配送模式優(yōu)化研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009,17:8235-8238.

[7] 李茜.低溫配送中心作業(yè)流程設(shè)計研究[D].北京：對外經(jīng)貿(mào)大學(xué)（碩士學(xué)位論文），2007.