□ 張瑩瑩，鮮英子，余可祺，黃 薇

(重慶大學(xué) 自動化學(xué)院，重慶 400044)

醫(yī)藥物流行業(yè)由于其藥品種類繁多、批量小、分類原則復(fù)雜，存儲要求不同、藥品對有效期有嚴格要求、出入庫頻繁、出入庫的正確率要求高等特點，對物流中心的效率有很高要求。并且隨著客戶訂單的多樣化和客戶對服務(wù)質(zhì)量要求的提高，零貨庫的揀貨問題成為了研究的熱點之一[1]。然而，影響醫(yī)藥物流中心發(fā)展最重要的因素——倉庫作業(yè)流程存在很大問題，資源配置不合理，作業(yè)效率不高。物流作為醫(yī)藥零售商和醫(yī)藥供應(yīng)商之間的重要橋梁，同時作為整個醫(yī)藥業(yè)快速發(fā)展的重要動力之一，提高醫(yī)藥物流的運作效率刻不容緩。

仿真是物流優(yōu)化的重要方法，其優(yōu)點在于:可量化各指標，能在不投資或少投資的情況下對系統(tǒng)進行模擬，通過不斷修改參數(shù)得到優(yōu)化的方案[2]。

1 基于Flexsim的醫(yī)藥物流揀選優(yōu)化的仿真建模

重慶醫(yī)藥集團和平物流公司是重慶醫(yī)藥集團股份有限公司直屬的醫(yī)藥專業(yè)物流分公司，負責(zé)重慶醫(yī)藥集團覆蓋區(qū)域營銷網(wǎng)絡(luò)相匹配的配送體系建設(shè)與運營管理，同時提供醫(yī)藥行業(yè)第三方物流服務(wù)。通常情況下，重慶市內(nèi)客戶訂單會在24小時內(nèi)送達，市外客戶48小時送達。面對醫(yī)院緊急送貨要求，運輸時間更短，對物流效率有很高要求。

1.1 揀選作業(yè)流程及揀選數(shù)據(jù)概述

該物流中心擁有多排貨架，藥品遵循存儲溫度要求分別存放，每一種藥品沒有固定的貨位。揀選作業(yè)區(qū)有4個，每個揀選作業(yè)區(qū)分配2個揀選人員和各1臺的合成器和復(fù)核器，作業(yè)區(qū)布置有多個指示燈，分布在托盤處、貨架頂部、貨架層板處，當(dāng)訂單到達需要揀選人員作業(yè)時，訂單與周轉(zhuǎn)箱綁定，作業(yè)區(qū)的指示燈亮起，顯示揀選藥品的種類及數(shù)量，揀選人員接受任務(wù)，拿揀貨籃去尋找指示燈光亮的區(qū)域并在完成任務(wù)后熄滅指示燈，將揀貨籃放入周轉(zhuǎn)箱，再進行復(fù)核包裝操作后，訂單出庫。揀選流程圖如圖1所示。

利用WMS倉儲管理系統(tǒng)得到部分實際訂單的出貨種類及規(guī)格，如表1所示。

表1 訂單出貨種類及規(guī)格表

圖1 揀選流程圖

1.2 實體對象及參數(shù)設(shè)置

建立醫(yī)藥物流揀選仿真模型，平面布局如圖2所示。

圖2 Flexsim仿真平面布局圖

Flexsim模型中的對象都可以對應(yīng)到現(xiàn)實醫(yī)藥物流揀選實體，對應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表2 實體系統(tǒng)與仿真模型對象對應(yīng)關(guān)系

仿真模型中，各對象的參數(shù)設(shè)置如下：

發(fā)生器：共有80個發(fā)生器，分別產(chǎn)生不同種類的藥品，到達時間服從(0，10)的指數(shù)分布，不同藥物用不同顏色進行區(qū)分。

傳送帶：有7條傳送帶，分為直線型傳送帶和側(cè)彎型傳送帶，傳送速度均為1m/s，寬度為1m。

貨架：共有80個貨架，對應(yīng)發(fā)生器的數(shù)目，不同藥品存放在不同貨架上，最大儲存容量為50。

揀選人員:有8位揀選人員，揀選最大速度為5，最大揀選數(shù)量為11。當(dāng)訂單到達時，去其負責(zé)的揀選區(qū)的貨架中間選對應(yīng)的藥品。

復(fù)核人員：有4位復(fù)核人員，只能同時對一件訂單進行復(fù)核，復(fù)核最大速度為2。默認是復(fù)核人員1進行工作，當(dāng)人員1狀態(tài)不為空時，訂單經(jīng)由傳送帶到達人員2，由人員2進行復(fù)核，以此類推。當(dāng)4位復(fù)核人員狀態(tài)均忙時，復(fù)核任務(wù)需要等待。

包裝人員：有3位包裝人員，同時只能對一件訂單進行包裝，包裝速度為2，默認是包裝人員1工作，當(dāng)人員1狀態(tài)不為空時，由人員2工作，以此類推。

復(fù)核儀器：有4臺復(fù)核儀器，由相應(yīng)的復(fù)核人員進行操作，對一件訂單的復(fù)核時間為6。

包裝儀器：有3臺包裝儀器，由相應(yīng)的包裝人員進行操作，對一件訂單的包裝時間為120。

合成器：合成一件訂單的時間為1，無準備時間，根據(jù)全局表對訂單的規(guī)定來進行合成。

4臺合成器合成訂單遵循4個不同全局表，設(shè)置揀選區(qū)1的全局表如表3所示，規(guī)定每個訂單中藥品的種類及規(guī)格。其他3個全局表也同理設(shè)置。

2 仿真模型運行及數(shù)據(jù)收集

利用Flexsim軟件中的數(shù)據(jù)分析功能進行分析，設(shè)置模型運行28800個單位時間，單位時間為1s。為了盡可能取得較為準確的結(jié)果，降低誤差的影響，設(shè)置模型運行5次。實驗5次模型平均處理的訂單數(shù)為440。揀選人員、復(fù)核人員、包裝人員的利用率如表4、表5、表6所示。

表3 揀選區(qū)1全局表

表4 揀選人員利用率表

表5 復(fù)核人員利用率表

表6 包裝人員利用率表

3 數(shù)據(jù)分析與仿真優(yōu)化

通過Flexsim仿真軟件建立了醫(yī)藥物流仿真模型，得到各個重要組成部分的利用率，可以直觀地反映出該仿真模型中存在的問題，并有助于我們進行優(yōu)化改進。在此模型中，以人員利用率和訂單完成率作為評定標準，可在設(shè)施布置、設(shè)施選擇、人員配置等方面進行改進。

由數(shù)據(jù)分析可知，8位揀選人員中有2位利用率在90%左右，利用率較高，其余均為50%左右，這是由于默認由揀選人員1首先進行揀選工作造成的。工作強度過高易導(dǎo)致工作積極性下降，因此揀選人員間可實施工作輪換規(guī)則，使平均工作量較均勻分布。同理也可對包裝人員進行相同操作，或?qū)b人員3替換成實習(xí)生，也可將包裝儀器3替換成處理速度相對較慢的儀器，使人員及儀器得到充分利用。

但也可看出復(fù)核人員的利用率均在9%左右，不超過10%，這說明復(fù)核人員的工作閑置率非常高，雖能保證模型中復(fù)核環(huán)節(jié)得以快速進行，但人員閑置率過高導(dǎo)致人力資源浪費，人工成本占企業(yè)經(jīng)營運轉(zhuǎn)支出成本的很大一部分，這會直接導(dǎo)致企業(yè)營收下降、利潤降低。因此合理減少復(fù)核人員的數(shù)量，對復(fù)核人員的工作進行合理的時間安排都是極為重要的。

因此，可做改進，將四個復(fù)核人員精簡為一個，優(yōu)化后復(fù)核人員利用率提升至23.18%，較之前有較大提升，且在相同時間內(nèi)處理訂單數(shù)由440上升到442，有一定的提升。

與此同時，在揀選人員的揀選藥品的速度短時間得不到明顯提升、倉儲設(shè)施短時間得不到明顯更新迭代的情況下，傳送帶在傳送訂單的效率方面起著決定性作用。傳送帶速度的快慢直接影響到復(fù)核包裝任務(wù)完成的時間早晚，人員處理訂單的間隔時間越短，在訂單總量不變的前提下，全天的總工作時間就會集中，因此人員利用率就會明顯上升，且管理層有可能縮短工作人員的要求工作時間，人員的工作積極性有較大可能得到提升。

而在提升傳送帶的速度方面，可利用Flexsim軟件中的優(yōu)化器來進行。

系統(tǒng)實體間存在“效益背反”關(guān)系，實體間相互制約，而在仿真模型中，實體間存在著顯著的邏輯關(guān)系，并且其某個屬性會在一定范圍內(nèi)波動，使用優(yōu)化器可在無法直覺判斷的情況下取得最優(yōu)解。

優(yōu)化器可以自動創(chuàng)建方案并對其進行測試，嘗試找到滿足目標函數(shù)的最佳方案。在優(yōu)化前，需在Flexsim中的simulation experiment創(chuàng)建變量和績效指標，然后使用優(yōu)化器(optimizer design)。使用優(yōu)化器時，需要指定類型，因為變量的類型決定了變量的值。而其它類型的變量，則需要在定義了上下限之外，定義步長，規(guī)定兩個相鄰值的距離。對于排序變量，還可能定義組。

在這次仿真中，在參數(shù)設(shè)置中選取傳送帶，以吸收器的吸收量及訂單的處理數(shù)目作為績效評定標準，設(shè)置傳送帶速度的上下限為(0，3)，不需要設(shè)置步長和分組，并選擇目標函數(shù)，得到優(yōu)化結(jié)果如圖3所示。

圖3 仿真結(jié)果優(yōu)化圖

運行模型得到各傳動帶的最佳速度如表7所示。

表7 傳送帶最佳運行速度表

進行傳送帶速度優(yōu)化之后，相同訂單處理數(shù)目由440上升到443，有一定的提升。

而綜合兩種優(yōu)化方法，相同時間訂單處理數(shù)目達到452，提升幅度明顯。

在優(yōu)化過程中，并未對現(xiàn)有設(shè)施做出過多的更新淘汰，降低了企業(yè)在提升效率方面需提供的成本，僅是使人員配置更為合理，并使庫房機器運行更配合工作人員的工作節(jié)奏，勞動力資源得到更充分利用，也能降低機器空轉(zhuǎn)率。由此可見，在物流行業(yè)尚未普及全自動化或半自動化較低的現(xiàn)階段，可通過科學(xué)的人員配置、設(shè)施選擇及布置實現(xiàn)物流效率最大化。

4 結(jié)論

揀選是決定物流流程的效率與質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，高效準確度高的揀選環(huán)節(jié)能降低訂單交付時間和運營成本，提高物流企業(yè)面向社會的信譽度，樹立良好的企業(yè)形象，并且在改善客戶服務(wù)體驗的同時，提高物流企業(yè)在同行業(yè)的競爭力，擴大市場占有率。而醫(yī)藥及醫(yī)療服務(wù)在社會運轉(zhuǎn)中必須得到良好及時的供給，它牽系著無數(shù)的民眾的健康和正常生活，因此提高醫(yī)藥物流揀選效率與準確度更為迫切。運用Flexsim仿真軟件，將實體系統(tǒng)盡可能全面地仿真為虛擬模型，分析其不足之處，將無法在實體系統(tǒng)一一實行的各個優(yōu)化方案逐一在仿真界面上實現(xiàn)，能清晰直觀地得到優(yōu)化數(shù)據(jù)，給現(xiàn)實中醫(yī)藥物流管理層和技術(shù)層優(yōu)化系統(tǒng)提供了良好的數(shù)據(jù)來源與支撐。