基于flexsim的生鲜配送中心系统仿真与优化——以苏宁易购为例

内容摘要

随着中国经济的快速发展，居民的物质生活水平得到提高，消费者对食品的追求不再只是果腹，对食品安全问题也十分重视。生鲜产品由于其健康、营养丰富，因而受到消费者的喜爱，其流通也随之受到重视，因此企业开始对生鲜冷链物流进行大量投资。因生鲜产品的易腐、易变质的特性，对其流通过程中的保鲜措施的要求比较高，相较于普通产品物流，生鲜冷链物流的管理与资金投入会比较高。

配送作为生鲜物流的核心环节，对生鲜产品的质量起着关键作用。为减少在物流配送过程中企业的损失，降低企业经营成本，节约消耗在物流环节的时间，本文就以苏宁易购为例，根据其生鲜配送中心流程，运用flexsim软件进行模拟仿真，从仿真结果中找不足之处并加以优化，解决生鲜在配送中遇到的瓶颈。

关键词： 生鲜食品 冷链配送中心 flexsim仿真

      1. 绪论

      1.1研究背景与研究意义

1.1.1研究背景

据相关数据显示，中国生鲜的损耗率高达10%至30%，大量消耗在流通环节，而普通产品不到1%，因此每年造成的经济损失约2000亿元，高损耗、高成本让生鲜电商的发展岌岌可危。相对于普通产品，生鲜产品具有易腐、易变质的特性，在复杂的物流作业环节容易导致质量问题，为确保食品的新鲜度和安全性，减少生鲜在配送中心物流作业环节的损耗很有必要。

1.1.2研究意义

（1）理论研究意义

如今，生鲜产品配送对于大部分人来说依然是一个陌生的话题，人们在购买生鲜食品时，可能并未深究生鲜食品的配送时如何运作，食品流通过程是否可保证食品安全。本文将从各个方面向大家介绍生鲜配送中心物流作业环节，以苏宁易购的生鲜配送系统为例，了解生鲜食品的流通过程，探讨生鲜配送中心物流作业环节的优化。

（2）实践研究意义

众所周知生鲜配送环节离不开仿真方法（即完善提高物流系统的方法），仿真技术体现在物流环节的方方面面，比如进行系统运营的方案设计就离不开仿真方法，合理利用这种方法可以使生鲜物流的配送效率更高以此避免生鲜的腐烂，同时可以减少在物流配送过程中企业的损失，降低企业经营成本，节约消耗在物流环节的时间，并且减少浪费，增加企业效益和利润。

1.2研究目的与研究现状

1.2.1研究目

的我国的经济近几年突飞猛进，人们对于食物的要求不仅仅是可以用于果腹，消费者在追逐味道的同时也十分注重安全问题。在食品安全问题中，不得不提的就是生鲜产品，因为生鲜产品区别于一般产品的地方在于其十分容易变质和腐烂，产品流通过程十分复杂，那么在这个过程中生鲜产品的质量就变得不可控制起来，为了保证产品始终安全和新鲜，引进了生鲜产品配送环节优化这一概念。本文以苏宁易购为例，运用Flexsim软件对生鲜配送中心系统进行仿真模拟，优化物流作业环节，节约时间成本，减少浪费，提高配送效率。

1.2.2研究现状

随着科技越来越发达，仿真软件仿真方法在近年来被学术界广泛。

在2014年，张帆、艾丹丹、肖锋[1]三人以赣南脐橙为例子，运用Flexsim仿真软件，对农产品配送中心系统进行仿真，通过仿真数据结果，提供了优化方案。

在2016年，王海燕、孙涛[2]运用Flexsim仿真软件，通过对食品冷链物流配送中心作业流程进行仿真实验，分析结果，对环节中不合理的地方进行优化，为构建该类型配送中心打下了良好的基础。

在2017年，黄崴结合精确的方案,以ZM公司面向生鲜电商的冷链物流配送中心为研究对象,在优化过程中融入仿真技术和建模，构建了符合冷链配送中心物流需求的新模型。在同一年，赵会君[4]以冷鲜肉配送为研究对象，结合实际案例进行模拟仿真，运用 Flexsim仿真软件，分析冷鲜肉在配送过程中的问题，提出优化方案，得出在满足约束要求的满意配送方案。

在2018年，娄慧斌、李坤、陈洋[5]利用 Flexsim 仿真软件对某食品加工厂新建的配送中心进行仿真，同时使用SLP来优化各个区域的布局，有效降低企业成本，提高工作效率。

1.3研究内容与研究思路

1.3.1研究内容

本文将结合中国的生鲜食品配送现状，并结合苏宁易购生鲜超市配送作业环节，分析找出我国生鲜食品配送过程中还存在的问题与不足，同时想办法优化配送体系：采取仿真方法，对配送中心进行规划和仿真，优化不足之处，制定可实行的方案，以提高生鲜食品配送作业的效率。

1.3.2研究思路

本文将以中国目前生鲜配送体系为前提，以真实的物流系统为基础，结合苏宁易购生鲜超市的配送中心的例子，利用flexsim软件建模仿真，研究其生鲜配送中心物流作业过程，分析运行结果数据并进行优化。从而改进生鲜产品配送中还残留的各种问题，使资源配置变的更加科学合理高效，节约浪费，提高配送效率。

　2.理论概述

     2.1生鲜食品物流配送的基本概念

2.1.1生鲜物流的含义

生鲜物流：以消费者需求为前提，生产生鲜食品使其完成从卖家到买家的流动并体现生鲜产品价值的过程。更具体的说，生鲜物流包括生鲜食品的生产、运输、贮存、收购、装卸搬运、配送、包装、流通加工、信息活动和分销等一系列环节，在这一过程中生鲜产品价值并不是一成不变的，往往会增值。

2.1.2生鲜物流的基本特点

1.鲜活性

生鲜二字顾名思义对产品的新鲜度有要求，我们所说的生鲜食品一般是果蔬和肉类海鲜等等，人们在购买生鲜产品时不新鲜的产品常常无人问津，它们的价值就体现在新鲜上。如何保证产品的新鲜度鲜活性在生鲜物流中很重要。

2.易损性

在生鲜产品的运输和配送过程中，流程往往十分复杂，装卸货物中不可控的因素太多，而生鲜产品通常都很脆弱，对温度的变化也很敏感，所以这时候就容易出现产品变质腐烂不新鲜。

3.时效性

生鲜产品可以说是人们每天必不可少的，它们新鲜，营养价值高，有人体所需的各种维生素，我们的一日三餐都离不开它们，正是由于如此之大的需求量，所以对生鲜物流的时效性有要求。但是太过复杂的配送流程一是会造成时间的浪费，二是食物新鲜程度不能保证，会发生营养流失现象，所以生鲜必须要以最快速度配送给客户。

4.配送成本较高

生鲜产品有易损性，为了使生鲜产品始终新鲜，在运输过程中对运输车辆和仓储的温度要求极为严苛。问题由此产生，如此严苛的温度要需要科技支持，高科技的大量投入与使用使成本过高。

生鲜物流的配送简述物流字面意思来看是物体的流通，即货物从供应商到消费者的流动过程。在物流运送过程中包括货物的输送，货物的储存，货车的装卸搬运，还包括包装货物和信息处理等，他们各司其职，有机的结合到一起成为一个整体。

配送字面意思来看是发配和送达。一切都是以消费者的需求为前提，在不超过预算的情况下对货物进行选择，分门别类然后进行加工包装等，还有的配送包括对物流基地中进行分类然后配送等任务，将货物及时送给消费者。它以一种特殊的形式活动在物流整合过程中。值得注意的是物流配送作为一种非单一的业务形式离不开商流物流和资金流而独立存在，并且以这“三流”为主要活动形式，也是我国物流活动中的一种必要的业务形式。

物流配送的特点是其主要为电子商务服务，整个物流配送环节的管理和体制是以电子商务的特点为基础的，工作人员依照消费者的要求，在物流基地进行理货工作，然后将货物发出送到消费者手上。其特点是高效便捷简便，对于工作人员来说技术性不强，上手快，可以节省大量时间和资金成本，使货物的流通更加易于控制和具有组织性，提高配送效率。

2.2系统仿真的概述

2.1.4系统仿真的概念

系统仿真技术：是一种用于研究实际系统手段，研究过程中结合模型进行试验或定量分析。通过建立实体模型，并利用所构建的模型对实际系统进行实验。在物流业中，系统仿真是一种常用于解决物流难题的手段。

2.1.5系统仿真的作用

系统仿真有以下几个作用：

仿真和实验同步进行，同时信息在这个过程中也会不断积累。仿真技术的应用十分广泛，尤其是一些特别复杂的问题，只有仿真技术能解决；同时仿真模型还可以顺利的解决模型不好建立的系统的预测、分析和评价等问题。

仿真系统还可以起到简化的作用：将复杂难以理解的系统分解成若干个简便的子系统。

仿真系统还可以激发新创意，提高创造力和活力。仿真系统可以暴露原有系统的缺陷，为了进行系统的改进，就会产生许多新的创意和思想。

2.1.6系统仿真的基本步骤

建模仿真通常遵循以下基本步骤：

（1）调查系统，找出问题，制定目标并实现。在开始前，要对仿真系统有一个具体的了解，包括系统的结构、参数、流程；拿到这些数据后，对其进行多次分析研究，找出想要解决的问题，制定目标，实现目标。

（2）采集系统中的模拟数据。包括两个方面：一方面是以上一步制定的目标为前提收集实现目标所要用到的数据，另一方面是数据涉及系统的启动条件和内部变量。

（3）对系统进行描述。在上面两部的基础上建立系统模型，对系统的结构、流程进行大致描述。

（4）建立仿真模型。在系统模型的基础上建立仿真模型。这里要注意的是为了更加的规范化系统化和数字化以便于适应计算机的软件需要设置模型参数。

（5）对上面建立好的模型加以实际操作。即运行仿真模型。同时配备适合的仿真的软件

（6）得出结果并且加以分析。要提一点，为了保证实验数据更加真实有效，需要进行序偶次的运行，保证精确度和必然性。

2.3 flexsim软件简介

Flexsim是目前世界上唯一一个在图形建模环境中集成C++IDE和编译器的仿真软件，并且是一个真正面向对象的仿真软件。Flexsim软件是运用模拟人工智能数据处理技术来进行3D图像处理的， 在生产、制造、储存、输送过程中我们都可以看到Flexsim的身影。

3.苏宁易购生鲜超市配送中心物流系统

      3.1 苏宁易购生鲜配送中心作业流程

随着我国经济的繁荣发展，物流已经与零售业密不可分，成为了衡量一个企业是否先进是否现代化的重要指标，而近几年来，苏宁作为连锁企业发展十分迅速，他的发展离不开背后物流的支持，作为行业的佼佼者，苏宁易购生鲜超市肯定有着值得其他企业借鉴的地方，同时苏宁易购生鲜超市物流系统也存在缺陷，我们应该做的是吸收其精华，去其糟粕。

生鲜配送中心物流作业环节主要包括以下几个方面：

（1）订货。所谓订货重要的就是一个订字，离不开订单，当订单给到负责配送的机构后，首要任务就是确定这批货物的数量以及种类，然后还要检查货物是否递现货。如果是现货，进行下一个环节：挑拣；如果不是现货，或者库存数量不匹配所需的要求，则需要向供应商反应进行采购。

（2）收货。在这个过程中商品的所有权已经不再属于供货商了而是属于配送中心，货物被运送到配送中心后，接待员要检查商品的数量和质量。如果检验合格，商品会被工作人员进行分门别类去其该去的仓库进行储存；如果检验不合格，配送中心有权利拒绝接受商品并退回。

（3）加工。收货后，由于产品外表不够美观而影响销售，因此需要对这些产品进行加工：包括清洗、分选、包装等等。加工不仅可以提升产品的销售，还有助于对供货商产品质量的掌控。通常来说，生鲜食品经营规模和生鲜产品进行加工处理的区域大小成正比。

（4）储存。由于消费者对生鲜产品的喜爱，因此生鲜产品的需求量非常大，是人们生活中的必需品，为了能随时满足消费者的各种需求，及时给消费者提供他们所需要的生鲜产品，储存是很有必要的。但是储存并不是囤积货物越多越好，那样未免太过浪费，成本太高，要做到合理的预估然后存储相应数量的货物。这个过程中由于很多不确定因素，还要把产品的质量问题考虑进去。对于如何储存生鲜产品是个十分重要的问题，这时候需要合理建设储藏库。生鲜产品易损性太大，保质期通常都不长，对贮藏时候的温度和湿度都有着极为严苛的要求，储藏库显得尤为重要。以苏宁为例子，苏宁的储藏库有5个，分为不同的温度区间，包括10℃-15℃的恒温区，2℃-8℃的保鲜区，0℃-4℃的冷藏区，低于-18℃的冷冻区，低于25℃的深冷区。在存储时还要遵循先进先出的原则。

（5）配货。配货顾名思义就是把货物进行分配送到消费者们的手中，在配送过程中对配送人员有很多要求，根据客户要求的货物种类、数量进行挑拣、装箱，要注意配送时间，不可缺货漏货，也不可发质量不合格的货物。

（6）配装。这是为了充分利用运输工具的载量和容积，提高运输效率而产生的，分为单独装运和混载同运两种运输方式。

（7）送货。在送货路线的选择上，需要注意一点，选择最合理的路线，节约时间成本。在货物的运输过程中要注意保护措施，不能损害货物。

图1 生鲜配送中心物流作业流程图

3.2苏宁易购生鲜配送中心布局

根据生鲜配送中心作业流程将配送中心划分为五个作业区：

（1）收货区：在这个作业区，主要负责生鲜产品的卸货验收、暂存处理、入库检验等准备工作。主要配置有卸货工具、验货设备等。

（2）流通加工区：在此区域，主要负责生鲜产品的包装、清洗等加工作业，冷藏食品，主要配置有入库运输工具、加工台等。

（3）存储区：主要包括恒温区、保鲜区、冷藏区、冷冻区、深冻区五大温区。主要配置有各种货架、起重机等。

（4）理货分拣区：主要负责生鲜食品的分拣和配货，主要设备配置有出库运输工具、货物分拣暂存区、订单分拣器等。

（5）配装发货区：主要负责产品的分配装车活动，订单执行器对分拣的货物按照路线分配车辆。主要配置有配装工具、配装暂存区、运输工具等。

4.基于flexsim的生鲜配送中心仿真

      4.1  建立flexsim模型及仿真

配送中心布局仿真模型生鲜物流配送中心的实体设备对应的Flexsim仿真软件中的实体对象如表1。

表1

假设该生鲜配送中心以箱为单位进行收货到发货的过程，供应商用发生器表示，红色盒子表示为加工前的生鲜食品，黄色盒子表示加工后的生鲜食品。冷库房以托盘的形式进行储存，流通加工时，每一个托盘堆砌4箱货物。生鲜配送中心仿真模型如图2。

图2 生鲜配送中心仿真模型

参数设置收货区：货物到达检验暂存区的时间服从exponetial(0,10,0)，货物检验时间服从uniform(5s,10s,0)。见图3-图4。

流通加工区：传送带的运行速度均为1m/s，加工处理器加工时间服从uniform(10,20,0)，入库叉车时间每次运行托盘上数量为1，提升速度为1m/s，装载和卸载时间均为4s。见图5-图6。

存储区：货架放置逻辑遵循第一个可用列和第一个可用层。见图7。

图7 货架参数设置

理货分拣区：出库叉车每次运行托盘数量为1，起升速度为1m/s，装载和卸载时间均为5s；分解器分解时间为15s。订单分拣器分拣时间为6s。见图8-图10。

　　图10 订单分拣器参数设置

仿真模型运行仿真运行结果的数据输出现模拟其3h（即10800s）的工作过程，Flexsim仿真模型运行结束后进行数据收集，设备的工作状态以百分比的形式呈现，见表1-表2。

表1

表2

4.2.2仿真输出结果分析

根据仿真模型多次运行输出的数据可知，检验器的利用率为74%，闲置率为25%；加工处理器器的有效利用率为71%，等待运输率为29%，加工处理器的速度决定着整个生鲜配送中心设备的利用率，因其等待运输工具时间过长，由于生鲜食品的特殊性质，应该尽量减少其等待时间，尽快入库；分解器堵塞率占23%，表明理货分拣区的设备配置或参数设置存在问题。订单分拣器的收集率高达96%，可出库叉车闲置率为52%，因此应加快叉车运行速度或增加其运送数量。从以上两个表格我们可以知道整个生鲜配送系统的效率并未达到理想化，有各种各样的问题，因此该模型需要进一步优化。

4.3仿真结果优化

通过以上分析，为合理配置资源，对该配送中心几个地方进行优化：将供应商到达时间间隔调整为exponential(0,8, 0)，检验器检验时间调整为uniform(4.5s, 9.5s, 0)，加工处理器加工时间调整为uniform(9.5s,29.5s, 0)，将托盘堆砌数量增加至8箱，叉车的装载和卸载时间均调整为4s，分解器分解速度调整为10s。模型优化后输出的数据见表3。

表3

4.4优化后运行结果对比与分析

通过优化前后表格对比可知，检验器和加工处理器的加工率从74%和49%分别上升至88%和55%，设备的有效利用率得到提高；检验器的闲置率从25%下降为12%，加工处理器等待运输率从29%下降为16%，加快了生鲜食品入库的流通过程；分解器的堵塞率从23%下降为13%，随之订单分拣器的收集率得到提高，从而减少生鲜食品进行收集包装的等待时间。经过优化后，运输效率得到提高，资源配置更加合理。

5.结论

随着人们物质水平的提高，对生鲜产品物流的要求也越来越高，但是中国的生鲜配送物流系统忍让存在很多漏洞，比如：效率低，耗能大，资源配置不合理等等，因此为了优化这些问题，需要依靠仿真的方法。而仿真模拟软件有很多，其中的Flexism具有强大的分析能力，所以我们在优化生鲜产品物流系统时候通常采用这种方法，以Flessim为基础的生鲜产品配送仿真系统有两个主要的作用：一是可以将现实生活中生鲜配送流程在网络世界呈现出来，二是对生鲜物流中的各个环节进行还原，这样可以使生鲜配送物流系统中的每一步包括微小难以察觉的部分完全重现，方便人们观察这中间的漏洞和缺陷，找出了漏洞，针对这些缺陷，想办法加以优化和改进，最后使整个物流系统的各个环节都达到最完美的状态，使资源配置达合理利用最大化同时减少能耗和大量的时间，节约企业成本，提高效率，使物流企业充满活力和生机。进行生产、存储、运输、再加工和销售等一系列活动。其中，生鲜配送中心作为生鲜物流的一个关键节点，其整体作业效率的提高是改善生鲜物流水平的重要保障。本文也采用Flexsim软件进行仿真，动态模拟实时流程作业画面，依据模型的参数设置实现各个流程作业的功能要求，从仿真结果中分析制约生鲜产品配送中心整体运作效率提高的瓶颈，为生鲜产品配送中心的构建提供参考依据。

参考文献

[1]张帆,艾丹丹,肖锋.基于Flexsim的生鲜农产品配送中心建模与仿真研究[J].物流技术,2014,33(17):426-428+442.

[2]王海燕,孙涛.食品冷链物流配送中心作业流程仿真与优化[J].物流技术,2016,35(10):92-97.

[3]黄崴,董雅丽,付天琴,张鋆晔,武钰淳.ZM公司冷链物流配送中心平面布局设计研究[J].数字技术与应用,2017(06):179-182.

[4]赵会君. 基于Flexsim的冷鲜肉物流优化与仿真研究[D].河南农业大学,2017.

[5]娄慧斌,李坤,陈洋.基于Flexsim的食品加工厂配送中心的布局规划与仿真分析[J].现代制造工程,2018(08):20-26.

致 谢

时光荏苒，四年的大学生涯即将结束。在大学学习期间，我学习了很多理论知识，也进行了相应的实践，更多的学到了很多为人处世方面的道理，这都将成为我一生的财富，陪我走稳未来的每一步路。

在此，感谢老师对我的帮助和指导。在老师的帮助下，我完成了这次论文的撰写。由选题到开题报告，到文章的排版布局和内容修改方面，遇到的问题一一耐心为我解答，再一次对老师表达我深深的感激。

其次要感谢学院的老师和同学们，感恩老师的辛勤付出，感谢同学们的交流学习和相互陪伴。

　　最后，感激我的父母。感恩父母无私为我的付出，一直鼓励我勇敢前

基于flexsim的生鲜配送中心系统仿真与优化——以苏宁易购为例

价格 ¥9.90 发布时间 2022年11月10日

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