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    基于Flexsim的出版物仓储物流系统仿真与优化研究

      信息来源:   发布时间:2021-07-31  点击数:

    1 引言

    我国“十三五”规划纲要中明确提出要在“十三五”期间实现“学问产业作为国民经济支柱性产业”这一目标。在这一国民经济发展导向之下,作为我国学问产业核心的出版业也开启了新技术融合背景下的转型升级进程。本文即在我国大力发展学问产业的政策背景和新技术融合发展的产业背景之下,研究当前主流实体出版物经销模式即“专业出版物经销企业&电子商务平台”的仓储物流系统,在文献资料研究和调研考察的基础上进行出版物经销企业和电商平台仓储物流系统抽象建模,并利用Flexsim进行该模型的仿真优化研究,为我国出版物仓储物流系统的升级提供策略。本文对我国处于转型升级进程中的传统印刷出版业具有重要的理论和现实意义。

    2 出版物仓储物流系统模型

    鉴于线上出版物平台对传统出版企业和图书经销企业的支撑,越来越多的出版物经销模式开始向线上平台分销模式靠拢,相应的出版物自营物流逐渐轻质化,借助线上电商平台的物流和第三方物流正在成为出版业发展的大趋势,但是目前仍有大型图书经销企业利用自有仓储物流系统完成出版物的分销,因此,为保证本研究内容的时效性,选择“专业出版物经销企业&电子商务平台”形式的出版物仓储物流体系进行研究,将专业出版物经销企业作为线上平台仓储物流系统的出版物来源,本文的出版物仓储物流系统总体架构如图1所示。

    图1 出版物仓储物流系统总体架构

    图1 出版物仓储物流系统总体架构   下载原图


    这种出版物仓储物流系统研究相当于将两个不同性质的相对独立的仓储物流系统进行对接,使研究范围更广、研究适用性更强,更符合当前出版物流体系发展趋势。

    2.1 专业出版物经销企业仓储系统布局分析

    实际上专业出版物经销企业和出版物集散中心的功能很类似,专业的出版物经销企业除了不具备全面的出版物展示功能以外,两者在仓储物流方面的功能并不存在明显的差异,通过实地考核和文献研究[1],几乎所有的专业图书经销企业和图书集散中心的仓储物流元素均包括出入库物流作业区、入库出版物暂存区、打包区、立体货架存储区和待出库运输出版物暂存区,以及在各区域之间供叉车、AVG小车、作业人员等活动元素通过的通道,专业实体出版物仓储物流元素和布局大致如图2所示。

    图2 专业实体出版物仓储物流元素和布局

    图2 专业实体出版物仓储物流元素和布局   下载原图


    从专业出版物仓储布局和功能分析,其运作流程与普通商品物流并无本质差异,其主要区别在于“货物”即图书、光盘等传统出版物在国家标准的约束下具有近似标准化的性状,因此,相较于类别繁多、大小不一的普通商品而言,存储、运输、装卸设备的种类相对单一,业务流程相对简单且标准化程度较高。一般而言,专业出版物经销企业的仓储物流系统的运作也包括入库、在库和出库三个环节,其中入库和出库是与外部物流衔接的环节,在库的主要工作是对出版物的理货、盘点等,由于本文研究的是专业出版物流仓储系统与外部物流系统的衔接问题,因此这里主要讨论专业出版物经销企业仓储系统的入库与出库环节,并通过优化布局、协调系统元素和调整元素参数来进行系统优化。

    2.2 线上(电商)平台仓储系统布局分析

    本文选择某知名线上电商企业平台的图书(出版物)仓储物流系统作为出版物仓储物流系统的另一个主要组成部分,连接专业出版物经销企业仓储物流系统,最终形成“专业出版物经销企业&电子商务平台”的主流出版物仓储物流系统。

    某电商企业是国内知名的B2C电子商务企业,拥有线上商城和自营物流体系,今年又开始向金融领域积极扩展业务。该电商企业积极开展自营物流体系的建设,截至目前在全国已经建立了7个一级物流中心并设立中心仓,每个一级物流中心都有大型仓库分别对不同类别的商品进行专项仓储物流作业,如3C仓是针对手机、电脑、相机等3C产品的仓储,家电仓是用于仓储家用电器产品仓库,同时,该电商拥有专业的图书出版物平台并在自营物流中建成了专门的图书仓对图书等实体出版物进行仓储物流活动。通过实地调研考察和资料研究,该电商平台实体商品仓储布局具有较强的相似性,近似的仓储布局设计一方面方便仓储软硬件设备的管理,同时也可以使得作业人员在任何一个仓库中都能免去熟悉环境的麻烦,快速找到指定功能区域,提高工作效率。某电商图书仓储物流系统元素和总体布局如图3所示[2]。某电商以图书(出版物)线上平台为业务目标构建其仓储物流,其图书仓容量非常可观,除了传统的规则出版物用的货架区以外,还有专门存储较大尺寸和包装的中型和大型货架,以及快进快出的图书出版物地堆区、收货暂存区和发货暂存区,这些不同类型的货架和存储区域能够容纳各种类型的图书和实体出版物;除了作为图书仓仓储主体的货架和存储区,还包括搬运设备存放区如叉车的整修和充电等工作、出库订单复核打包出库区,以及办公区域。这种异地同布局的管理方式最初由美国沃尔玛使用,其初衷就是让顾客进入任何一家沃尔玛超市都能像在自己熟悉的沃尔玛超市里面一样快速找到自己想要的商品,提升顾客购物感受。这种布局方式由于其管理效率高正逐渐为仓储物流领域采用。

    图3 某电商图书仓储物流系统总体布局

    图3 某电商图书仓储物流系统总体布局   下载原图


    通过实地考察和文献研究对专业出版物仓储物流系统和电商平台图书仓的运营流程研究不难发现,两者在图书出版物出入库日常作业流程上不存在明显差异,都是信息化仓储物流系统的标准流程,但是流程中的细节特点还是有一定区别的。首先,由于两者的服务对象和主要功能不同,图书仓储在作业频次、订单数量、一张订单中涉及的图书出版物种类数量和出版物数量都有较大差异。专业出版物经营企业以批发为主要业务,出版物一张订单涉及的种类有限但数量较大,订单的频次较少;电商出版物平台由于要面对大量的终端消费者,所以其订单频次高,单张订单涉及的出版物种类数量不确定、出版物数量较少,当然,电商图书仓也可以面向“集团用户”进行批发式分销。

    3 基于Flexsim的出版物仓储物流系统仿真与优化

    3.1 仿真实体与理论模型对应关系

    根据图1、图2和图3所示的理论模型布局,结合Flexsim仿真平台提供的仿真实体,经过抽象的仿真实体与理论模型对应关系如表1、表2和表3所示。

    表1 Flexsim仿真实体与专业出版物经销企业仓储布局理论模型对应表     下载原表

    表1 Flexsim仿真实体与专业出版物经销企业仓储布局理论模型对应表

    表2 Flexsim仿真实体与电商平台图书仓理论模型对应表     下载原表

    表2 Flexsim仿真实体与电商平台图书仓理论模型对应表

    表3 连接专业出版物经销企业仓储和电商出版物仓储物流的运输系统     下载原表

    表3 连接专业出版物经销企业仓储和电商出版物仓储物流的运输系统

    3.2 仿真模型布局与仿真参数设置

    根据理论和概念模型的描述和假设,该仿真模型共分为三个区域,如图4所示,下方区域对应理论模型的专业出版物经销企业仓储区域、右上方区域对应电商平台图书仓储区域,而左上方对应连接两者的交通运输仿真区域。

    图4 专业出版物经销企业&电商平台图书仓储物流系统仿真模型布局

    图4 专业出版物经销企业&电商平台图书仓储物流系统仿真模型布局   下载原图


    资讯出版广电总局对传统出版物的分类为图书、期刊、报纸、音像制品、电子出版物共五大类[3],为涵盖所有出版物种类,加入“其他”(如适用于婴幼儿的复合材料“书籍”和特殊功能出版物)合计六种不同种类的出版物,因此,本仿真模型即假定有六种不同的出版物产品生成,并在仿真模型中流转;相应的,由于理论模型假定专业出版物经销企业是电商平台出版物的重要来源之一,那么就假定专业出版物经销企业是这六种出版物的来源。

    以典型的专业出版物经销企业凤凰图书物流企业为例,该企业每天到货5000~7000件出版物[4],以目前仓储物流行业每天10个小时的工作时间计算,每个小时处理的出版物500~700件,即5秒~7秒完成1件出版物的物流,本仿真模型便以该数据为参考,将发生器生成出版物的时间间隔设定为5秒~7秒的均匀分布;同时为了与国家资讯出版广电总局对传统出版物的大类划分,产生对应的6大类出版物,按照均匀分布随机生成6大类出版物。

    3.3 仿真模型运行

    仿真模型建立完成以后就可以进行仿真模型的运行,本仿真模型的运行时间单位是秒,仓储物流系统每天的工作时间约为10小时、每周7天均为工作日,那么仿真时间设定为10小时×7天即70小时总计252000秒来观察该出版仓储物流系统一周的演化情况。在实际仿真过程中可以调节模型运行的速率,在较短时间内完成系统仿真流程,大大降低了复杂系统研究的时间成本。仿真模型252000秒运行结束以后的系统在专业出版物经销企业仓储物流系统中出现了较大的阻塞问题,出版物在待出库运输出版物暂存区、组合传送带、出入库物流作业区和运输车辆均出现了较大程度的堆积;而电商图书仓储物流系统中的出版产品堆积阻塞问题并不明显。

    3.4 仿真模型优化

    通过对仿真模型运行效果分析,可以考虑如下系统优化方案。第一,优化仓储布局减少库内货物运输距离;第二,运输车辆运力提升;第三,托盘打包区打包策略调整;第四,增加一部入库出版物运输叉车。

    优化仿真模型252000秒运行结束以后,如图5所示,经过优化后的出版物仓储物流系统总体未出现明显的出版物堆积阻塞现象,只有专业出版物经销企业仓储物流系统中出版物出库暂存区留存有一定数量的出版物等待运输。通过改善模型布局、实施“多件大包”包装策略、简化仓库内出版物流转、添加叉车降低工作车辆负荷以及提升外界运输车辆运力的方案有效提升了出版仓储物流系统的运行效率,为现代出版物仓储物流体系升级提供了可靠依据。

    图5 优化仿真模型运行结束后状态

    图5 优化仿真模型运行结束后状态   下载原图


    4 结论与对策

    通过理论模型和仿真实验研究,对于本文研究的“专业出版物经销企业&电子商务平台”模式出版物仓储物流系统而言,通过优化仓储布局减少库内货物运输距离、运输车辆运力提升、采用新的打包策略优化模型托盘打包区状态、增加一部入库出版物运输叉车可以有效提升系统总体运行效率,降低出版物在转移过程中发生堆积和阻塞的情况发生。从仿真研究的对策建议中可以提取出优化现实出版业仓储物流系统的通用型对策,具体如下:

    第一,出版物仓库科学布局。要根据仓库所在地的基础条件合理设置仓储区域和布置设备,保证出版物在仓库内装卸效率尽可能高,货品转移、输送距离尽可能短,做到出版物“快进快出”,避免出版物长距离转移造成堆积滞留。

    第二,提升系统间外部运力。不同仓储物流系统的连接是依靠外部运输系统支撑的,一旦外部运输系统运力不足,就会造成出库出版物的快速积压、爆仓,因此,要从运输频率、装载能力等方面提升外部运输系统运力,保证不同仓储系统的顺畅连接。

    第三,优化出版物打包上架策略。“多件大包”的打包策略能有效降低仓储和运输过程中的总包数,简化操作流程,提升仓储物流效率,降低信息系统负荷。

    第四,优化仓储设备和人员配置。仓储设备和操作人员在实际工作过程中也会出现“耗损”,机械设备如果满负荷甚至超负荷运转则容易造成损坏从而影响工作效率,同样的,如果工作人员没有休息持续大负荷工作则容易造成疲劳影响工作准确度和效率,甚至可能出现危险。因此,应合理配备仓储物流系统的设备和操作人员,保证设备和人员在适当的强度下高效工作。

    此外,随着北京大兴国际机场的投入使用,大型电商和物流企业的航空物流运力将得到很大提升,在后续的研究中,将重新审视本模型系统的外部接口,扩充模型涵盖范围,将更多现实因素纳入到模型当中,提升仿真模型的现实性以提升研究结论和对策建议的实用性。

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