徐文豪，佟巍，趙晨辰，楊冬輝，高珊

(東北林業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150040)

基于RFID技術(shù)的高?？爝f網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)作流程優(yōu)化

徐文豪，佟巍，趙晨辰，楊冬輝，高珊*

(東北林業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150040)

現(xiàn)針對高校快遞網(wǎng)點(diǎn)效率和自動化程度低、運(yùn)作流程粗糙等特點(diǎn)，本文以東北林業(yè)大學(xué)小麥公社為例，設(shè)計(jì)一套完整的高?？爝f網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化方案。具體基于RFID技術(shù)、應(yīng)用流程再造的思想和方法，對現(xiàn)有高?？爝f網(wǎng)點(diǎn)的操作流程和網(wǎng)點(diǎn)平面布局進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，為了驗(yàn)證這套優(yōu)化方案的可行性，在新設(shè)計(jì)的快遞網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)作模式的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Flexsim仿真軟件對整個操作流程進(jìn)行了仿真模擬并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：經(jīng)過改進(jìn)后的整個系統(tǒng)的分揀效率、自動化程度都得到了很大的提升，驗(yàn)證了這套優(yōu)化方案的可行性。

高?？爝f；運(yùn)作流程；RFID；流程再造；Flexsim仿真

0 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2012年國內(nèi)網(wǎng)上購物平臺交易規(guī)模1.26萬億元[1]，同期全國高校在校生達(dá)2 473.1萬人，約占網(wǎng)購用戶總?cè)藬?shù)的21.1%[2]，高校學(xué)生已逐漸成為網(wǎng)購的主要消費(fèi)群體[3-5]，因此如何做好校園最后一公里的配送成為許多快遞公司不容忽視的問題[6-8]。

RFID技術(shù)的運(yùn)用增強(qiáng)了物流作業(yè)的準(zhǔn)確性和快捷性，提高了服務(wù)質(zhì)量，降低了成本，將商流、物流、信息流、資金流整合到一起，有效地解決了如今物流管理上的弊端[9-15]。而現(xiàn)如今顧客和市場需求多樣以及多變，快遞企業(yè)為在高校市場中提高自己的競爭力，對于企業(yè)原有業(yè)務(wù)流程的改造就成為能否減少成本、提高利潤的關(guān)鍵因素[16-19]。因此，針對高?？爝f網(wǎng)點(diǎn)效率和自動化程度低等問題，本文以東北林業(yè)大學(xué)小麥公社為例，研究基于RFID技術(shù)、流程再造理論對高?？爝f網(wǎng)點(diǎn)操作流程和網(wǎng)點(diǎn)布局進(jìn)行改進(jìn)，并通過Flexsim軟件對改進(jìn)后的方案進(jìn)行仿真模擬，旨在建立一種新型流程完整的和高效的快遞網(wǎng)點(diǎn)，支持整合多家快遞公司來進(jìn)行分揀，以節(jié)約成本，避免延誤派件，提高運(yùn)作效率。

1 高?？爝f網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)作流程優(yōu)化

1.1 高?？爝f網(wǎng)點(diǎn)現(xiàn)狀分析

本文通過對東北林業(yè)大學(xué)里的多家快遞公司，如小麥公社、圓通、中通，順豐和韻達(dá)等校園快遞網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行走訪和調(diào)研，發(fā)現(xiàn)存在如下共性問題。

(1)工作效率低。由于整個分揀過程主要是人工操作完成，難免產(chǎn)生人因效率低。由于人員的長時(shí)間工作，難免存放操作疏忽，產(chǎn)生尋物、待物等時(shí)間延遲；工作人員的注意力受到周圍環(huán)境、人物的干擾以及自身工作疲勞，并不能完全做到準(zhǔn)確且高效的完成分揀和配送的任務(wù)。

(2)有效空間小。高?？爝f網(wǎng)點(diǎn)形式基本為不超過20平方米的房間，在這樣有限的空間里，擺放了貨架、電子秤、包裝箱、包裝袋等許多分揀必須裝置和物品。在貨物量增大時(shí)，會經(jīng)常存在擺放不下的現(xiàn)象，有些未被及時(shí)取走的快件也沒有固定的存儲區(qū)，容易導(dǎo)致錯揀或漏揀，從而影響服務(wù)質(zhì)量。

(3)自動化程度低。目前大部分網(wǎng)點(diǎn)的分揀主要靠人工完成，能夠配備有自動化分揀、數(shù)據(jù)系統(tǒng)的高?？爝f點(diǎn)屈指可數(shù)，但高校快遞在每日的快遞總額中也占有著很大一部分比例。由此可見，多數(shù)快遞公司還沒有意識到高校市場的開拓與建設(shè)，究其原因應(yīng)是高?？爝f市場份額的分散和利潤的低下，而份額分散也正是產(chǎn)生利潤低下的原因所在。

1.2 當(dāng)前快遞網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)作流程中存在的問題

目前，校園快遞網(wǎng)點(diǎn)基本運(yùn)作流程和相應(yīng)的校園終端網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)布局分別如圖1和圖2所示。從該系統(tǒng)中不難發(fā)現(xiàn)，從“入庫”到“簽收”的中間過程完全依賴于人工完成。

圖1 前運(yùn)作流程Fig.1 Current working flow

圖2 當(dāng)前網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)布局Fig.2 Layout schematic of current terminal branch

首先，在簽收環(huán)節(jié)，由工作人員對快件進(jìn)行人工編號，通常是用馬克筆在快件上寫上編號，此種做法并不規(guī)范，而且需要記憶編號，一旦當(dāng)快件量多時(shí)則容易混淆。

其次，在快件上架環(huán)節(jié)，由工作人員將快件擺放至貨架，而分類標(biāo)準(zhǔn)一般是根據(jù)快件尺寸大小不同，將快件擺放至不同貨架貨位，這樣的做法并不能在取件時(shí)快速定位快件，這也勢必不利于員工的最后尋件、選件。

最后，在通知取件環(huán)節(jié)，部分公司工作人員是通過手機(jī)短信通知取件人，另一部分公司則是使用“快遞達(dá)”之類的APP軟件進(jìn)行通知，這兩種方法都不能將快件編號和貨位進(jìn)行統(tǒng)一，在尋件時(shí)仍然不能快速定位，在高峰期時(shí)快件積壓會對工作人員產(chǎn)生負(fù)擔(dān)，降低效率。

1.3 快遞網(wǎng)點(diǎn)作業(yè)流程優(yōu)化

基于東北林業(yè)大學(xué)快遞網(wǎng)點(diǎn)普遍存在的問題，以提高效率和降低成本為目的，本文運(yùn)用流程再造的思想，將自動化技術(shù)與RFID設(shè)備融入整個作業(yè)流程，自主設(shè)計(jì)了一套比較完整的操作流程以及全新的網(wǎng)點(diǎn)布局，以實(shí)現(xiàn)快遞網(wǎng)點(diǎn)的業(yè)務(wù)重組和優(yōu)化。其優(yōu)化過程描述如下。

首先，針對入庫過程進(jìn)行優(yōu)化。①由貨車司機(jī)將快件擺放在門口的傳送帶上，入口安放固定RFID讀寫器；②快件隨著傳送帶到達(dá)時(shí)，讀寫器進(jìn)行自動掃描，讀取信息并上傳至電腦系統(tǒng)；③讀寫器未能識別信息的貨物，則由工作人員使用手持終端進(jìn)行識別；④系統(tǒng)記錄快件信息并自動生成暫存儲位序列號，序列號分別對應(yīng)貨架上的某一存儲位，并在傳送帶前方設(shè)置自動打印機(jī)，打印編號粘貼于快件上方；同時(shí)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向已記錄的電話號碼自動發(fā)送取件信息及快件編號，通知取件。

然后，針對分揀過程進(jìn)行優(yōu)化。①傳送帶末尾安排工作人員按照快遞的編號即可快速準(zhǔn)確的分揀、擺放快件；②收件人取快件時(shí)，只需要說明快件編號，工作人員便可以快速的找到快件的存儲位置；③收件人簽字后留下快遞單據(jù)按照公司名稱分類，晚間盤點(diǎn)貨物時(shí)再次掃描，更新貨物狀態(tài)，統(tǒng)一交還給快遞公司；④如果有未及時(shí)取走的快件，應(yīng)由工作人員將其重新編號，放至特殊的臨時(shí)存儲區(qū)內(nèi)，在第二天重新通知取件人取件，或者聯(lián)系公司退回。

校園網(wǎng)點(diǎn)終端優(yōu)化后的流程圖和小型快遞配送網(wǎng)點(diǎn)平面布局分別如圖3和圖4所示。

圖3 優(yōu)化后的流程圖Fig.3 Optimized working flow

圖4 高?？爝f快遞網(wǎng)點(diǎn)平面布局圖Fig.4 Plane layout of University delivery branch

2 系統(tǒng)仿真與優(yōu)化檢驗(yàn)

2.1 系統(tǒng)仿真的步驟

基于以上優(yōu)化后的校園網(wǎng)點(diǎn)終端操作流程和平面布局，應(yīng)用Flexsim軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真，以檢驗(yàn)優(yōu)化效果。本文通過運(yùn)用Flexsim系統(tǒng)仿真軟件來建立仿真模型，模擬將自動化技術(shù)與RFID設(shè)備融入整個流程系統(tǒng)后的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行研究。由于離散事件系統(tǒng)仿真是由事件驅(qū)動，受隨機(jī)事件影響，而物流配送中心也會受忙閑狀態(tài)、人員安排、排隊(duì)長度等變量影響，所以本文采用離散事件系統(tǒng)仿真。系統(tǒng)仿真主要步驟見表1。

表1 系統(tǒng)仿真的步驟

2.2 Flexsim仿真建模

2.2.1 仿真參數(shù)設(shè)定

通過走訪和調(diào)研，每家快遞公司每天到達(dá)東北林業(yè)大學(xué)校園的快件數(shù)量為200件左右，本文仿真模擬過程中取每家快遞公司日到貨量為220件，安排兩家快遞公司同時(shí)在卸貨點(diǎn)1#和卸貨點(diǎn)2#由司機(jī)進(jìn)行卸車，并負(fù)責(zé)將快件放置到傳送帶上。考慮到快遞寄取網(wǎng)點(diǎn)的場地大小和分揀員速率等因素的影響，設(shè)定環(huán)形輸送帶參數(shù)為總長27 m、寬0.5 m、輸送速度為1 m/s。為了使快件通過RFID閱讀器和標(biāo)簽打印機(jī)處理的時(shí)間足夠充分，設(shè)定快件之間擺放間隔為至少1 m，分揀員和司機(jī)的行走速度為0.67 m/s，司機(jī)拿貨時(shí)間需要計(jì)算在內(nèi)，卸貨點(diǎn)距離傳送帶約有2.5 m距離，設(shè)定司機(jī)裝載時(shí)間最短為1 s，最長為3 s，均值為2 s，服從triangular(1，3，2)之間任取一值的三角函數(shù)。分揀員由于需要進(jìn)行快件編碼的檢索，則設(shè)定裝載時(shí)間最短為8 s，最長為10 s，均值為9 s的triangular(8，10，9)的三角函數(shù)。

2.2.2 仿真模型建立

根據(jù)以上配送網(wǎng)點(diǎn)平面布局圖以及仿真參數(shù)設(shè)定內(nèi)容，建立仿真模型如圖5所示。

圖5 仿真模型示意圖Fig.5 The schematic diagram of simulation model

2.3 仿真實(shí)驗(yàn)

(1)第一次模擬，初步設(shè)定由2個操作員進(jìn)行分揀進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，RFID閱讀器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)如圖6所示。

圖6中RFID設(shè)備的空載率為58.5%，可知司機(jī)的供貨速度雖然大于分揀人員的速度，但卻使RFID設(shè)備時(shí)常出于閑置空載狀態(tài)，增加了成本。同時(shí)，暫存區(qū)積壓了大量貨物，本次模擬過程總用時(shí)3.6 h，在實(shí)際操作中并不適用，而分揀時(shí)間所占比例很大，所以考慮增加分揀員的數(shù)量再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

表2 第一次仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖6 第一次仿真RFID設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)Fig.6 The first time simulation for the operating status of RFID equipment

(2)第二次模擬，設(shè)置5個分揀員同時(shí)工作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3 第二次仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本次實(shí)驗(yàn)所得到的RFID設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)如圖7所示。

圖7中設(shè)備的空載率為19.7%，相比第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果已大大減少。經(jīng)過模擬數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知標(biāo)簽打印機(jī)在分揀過程中的貨物停留時(shí)間柱狀圖，如圖8所示，從圖8可知貨物在標(biāo)簽打印機(jī)處平均停留時(shí)間約為10～15 s，但考慮打印機(jī)傳送帶所經(jīng)過的時(shí)間，同樣也會造成快件大量滯留，影響分揀。另外，總體消耗時(shí)間則大大減少至1.48 h，但對于整個快遞網(wǎng)點(diǎn)的作業(yè)流程來說，仍然降低了總體效率?；谡w效率提高的原因，選擇再次增加分揀人員，并且在打印機(jī)附近設(shè)置工作人員將滯留的快件送至?xí)捍鎱^(qū)。

圖7 第二次仿真RFID設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)Fig.7 The second time simulation for the operating status of the RFID equipment

圖8 貨物停留時(shí)間Fig.8 Stay time of the goods

(3)第三次模擬，設(shè)定增加2個分揀員，現(xiàn)共有7名。另增加一名工作人員負(fù)責(zé)將快件送入暫存區(qū)，得到結(jié)果見表4。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，得到打印機(jī)處貨物停留時(shí)間柱狀圖，如圖9所示。從圖9中可以看到，等待時(shí)間已經(jīng)降至5～10 s，算上傳送帶輸送時(shí)間，已經(jīng)基本達(dá)到工作需求。

表4 第三次仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖9 第三次仿真貨物停留時(shí)間Fig.9 The third time simulation for the stay time of the goods

(4)第四次模擬：

第三次模擬已經(jīng)基本達(dá)到實(shí)際工作要求，但為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定，設(shè)定再次增加1個分揀員，現(xiàn)共有8名分揀員，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果見表5。從表5中可見，此時(shí)暫存區(qū)快件已經(jīng)基本和卸車速度保持了平衡，可以達(dá)到在卸貨的同時(shí)完成分揀，總用時(shí)0.67 h。圖10為暫存區(qū)貨物的停留時(shí)間柱狀圖，可以看出暫存區(qū)快件等待時(shí)間分布均勻，沒有太多等待時(shí)間過長的情況發(fā)生。

表5 第四次仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖10 第四次仿真暫存區(qū)快件等待時(shí)間Fig.10 The fourth time simulation for the stay time of the working area goods

綜上所述，基于節(jié)省人力成本的考慮，在物流淡季或者不太過忙碌的時(shí)間段可以選擇第三種方案，而在快件到達(dá)的高峰期，如節(jié)假日等，為了節(jié)約時(shí)間，提升分揀效率則可以選擇第四種方案。

3 結(jié)論

通過對學(xué)校周邊快遞網(wǎng)點(diǎn)的調(diào)研，可知一個高?？爝f網(wǎng)點(diǎn)每天分揀、搬運(yùn)、通知取件人的時(shí)間在兩個人完成的情況下都要花費(fèi)3 h左右，如果將所有公司整合起來，業(yè)務(wù)量將大大增加，導(dǎo)致整體工作效率低下。本文的優(yōu)化方案在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上將RFID技術(shù)應(yīng)用到整體運(yùn)作流程之中，在新構(gòu)建的運(yùn)作模型下進(jìn)行了仿真模擬，通過與傳統(tǒng)運(yùn)作流程模式對比發(fā)現(xiàn)，分揀的效率有了很大提高，若考慮如今高校快遞的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，安排快遞車輛分批運(yùn)作，可以在3 h以內(nèi)完成所有快遞公司的分揀工作，驗(yàn)證了它的可行性，結(jié)果證明改進(jìn)后的系統(tǒng)效率有了很大改善。

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Colleges and Universities Express Terminal NetworkOptimization Based on RFID Technique

Xu Wenhao，Tong Wei，Zhao Chenchen，Yang Donghui，Gao Shan*

(College of Engineering and Technology，Northeast Forestry University，Harbin 150040)

With respect to the characteristics of low efficiency and low degree of automation in colleges express distribution branch，Northeast Forestry University was taken as example site to design an optimization plan through process reengineering to improve the existing express process based on the existing RFID technique.At the same time，the network layout was further optimized，and the feasibility of the study was verified through applying Flexsim software to simulate the whole process and make experiment gradually.The results showed that the efficiency of the optimized system had been greatly improved.

college and university express；terminal network；RFID；process reengineering；Flexsim simulation

2016-05-05

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(2572015CA02)；黑龍江省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(C201403)

徐文豪，本科生。研究方向：物流工程。

*通信作者：高珊，博士，講師。研究方向：物流系統(tǒng)優(yōu)化。E-mail：gaoshan_2000@126.com

徐文豪，佟巍，趙晨辰，等. 基于RFID技術(shù)的高?？爝f終端網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J].森林工程，2017，33(1)：92-96.

F 259

A

1001-005X(2017)01-0092-05