（管理科学与工程专业论文）物流配送中心RFID应用仿真研究.pdf

物流配送中心r f i d 应用仿真研究 摘要 物流配送中心在现代商品流通中处于枢纽地位，是实现物流现代 化的重要组成部分。物流配送中心通过对货物的存储、保管、分拣、 流通加工、配送、信息处理等工作的统一管理，满足现代物流多品种 少批量的市场需求，减少作业人员的劳动强度，降低流通成本，加速 商品流通。 信息采集是物流配送中心对信息进行管理的基础，传统的物流配 送中心通常以条形码来采集信息。由于条形码本身的技术限制，近年 来越来越多的物流配送中心被r f i d 技术的快速非接触识别、多目标 识别等特点所吸引，r f i d 技术运用于物流配送中心是一种趋势。 本文基于r f i d 技术的发展潜力，结合仿真技术在物流配送中心 的应用，以f l e x s i m 仿真软件建模及统计分析为工具，对r f i d 技术在 物流配送中心的应用效果进行定量分析。主要研究内容有： ( 1 ) 结合r f i d 技术和物流配送中心的特点，对r f i d 技术在物流 配送中心的进货、存储、出库和叉车调度模块应用进行可行性研究， 给出r f i d 技术的应用方法。 ( 2 ) 基于f l e x s i m 仿真平台，根据物流配送中心的作业流程，构 建物流配送中心模型，动态仿真运行发现其瓶颈；深入研究引进r f i d 技术后物流配送中心在作业流程和作业时间上的变化，建立物流配送 i 中心i i d 应用模型。 ( 3 ) 根据仿真运行结果，对统计数据进行分析和研究，给出物 流配送中4 , r f i d 应用的定量分析结果，为欲引进r f i d 技术的企业提 供参考。 ( 4 ) 结合相关算法及r f i d 技术在物流配送中心叉车调度中的应 用，运用f l e x s i m 可视化特点对其进行仿真模拟，为提高叉车利用率 的研究提供方法。 关键词：射频识别技术；物流配送中心；仿真；f l e x s i m s i n 丁i ，a t i o nr e s e a r c ho n t h ea p p l i c a t i o no fr f i di n l o g i s t i c sd i s t r i b u t i o nc e n t e r a bs t r a c t l o g i s t i c sd i s t r i b u t i o nc e n t e r ( l d c ) ，w h i c hi ss t a n d i n ga t t h ek e y p o s i t i o no ft h em o d e mc o m m o d i t yc i r c u l a t i o n ，p l a y sar e a l l yi m p o r t a n t r o l ei nm o d e r n i z i n gl o g i s t i c sa c t i v i t i e s c o n s i d e r i n gt h es p e c i a ld e m a n d o fm o d e ml o g i s t i c s ，s u c ha sv a r i o u ss p e c i e sw h i l es m a l lv o l u m e ，l d c c o n s o l i d a t e st h em a n a g e m e n to fs t o r a g e ，p i c k i n g ，r e m a n u f a c t u r i n g ， d e l i v e r y , i n f o r m a t i o np r o c e s s i n ge t c ，s oa st ol i g h t e nt h ew o r k i n gi n t e n s i t y , r e d u c et h ec i r c u l a t i o nc o s ta n ds p e e du pc o m m o d i t yc i r c u l a t i o n b a s e do nt h ee f f e c t i v ei n f o r m a t i o nc o l l e c t i o nw o r k ，l d cm a n a g e s c o m m o d i t yc i r c u l a t i o na c t i v e l y t r a d i t i o n a l l y , l d cg a t h e r si n f o r m a t i o n b yb a r c o d e c o m p a r e dw i t ht h eb a r c o d e ，r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ( r f i d ) t e c h n o l o g yh a st h ea d v a n t a g eo ff a s tn o n c o n t a c tr e a d i n ga n d w r i t i n g ，m u l t i t a r g e ti d e n t i f i c a t i o na n ds oo n s on o w a d a y s ，m o r ea n d m o r ec o r p o r a t i o n sf o c u so nr f i dt e c h n o l o g ya n dm a k ei tan e wt r e n di n l o g i s t i c sd i s t r i b u t i o nc e n t e r d u et ot h ep r o m i s i n gf u t u r eo fr f i dt e c h n o l o g y , t h ea r t i c l em a k e sa q u a n t i t a t i v ea n a l y s i so nt h ea p p l i c a t i o no fr f i dt e c h n o l o g yi nl o g i s t i c s d i s t r i b u t i o n c e n t e r , c o m b i n i n g w i t ht h e a p p l i c a t i o n o fs i m u l a t i o n t e c h n o l o g ya n df l e x s i ms o f t w a r e t h es t u d ym a i n l yi n c l u d e s ： f i r s t l y , a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e ro fr f i dt e c h n i q u ea n dl d ci t s e l f , t h i ss t u d yc o n c l u d e st h ef e a s i b i l i t yo fa d o p t i n gr f i dt e c h n o l o g yi nl d c i n c l u d i n gs t o c ki n ，s t o r a g e ，s t o c ko u ta n df o r k l i f tt r a c ks c h e d u l i n g ，a n d p r o v i d e sad e t a i lu s a g e s e c o n d l y , b a s e do nf l e x s i ms i m u l a t i o ns o f t w a r ea n dl d cp r o c e s s ， t h es t u d ys e t su pad y n a m i cs i m u l a t i o nm o d e lo fl d ca n df i n d st h e b o t t l e n e c k t h e nt h es t u d yb u i l d sar f i da p p l i c a t i o nm o d e li nl d ca f t e r t h ef u r t h e rr e s e a r c ho nt h ec h a n g e so fp r o c e s sa n dt i m ea t t r i b u t e dt ot h e r f i d t e c h n o l o g y t h i r d l y , a c c o r d i n g t ot h es i m u l a t i o nr e s u l t sa n dt h es t a t i s t i c a n a l i z a t i o n ，t h es t u d yp r o v i d e saq u a n t i t a t i v ea n a l y s i so fr f i dt e c h n o l o g y a n dg i v e sar e f e r e n c es u g g e s t i o nt ot h ec o r p o r a t i o n sw h oa r ei n t e r e s t e di n r f i d t e c h n o l o g y f o u r t h l y , c o m b i n e dr e l a t i v ea l g o r i t h m sa n dt h er f i da p p l i c a t i o ni n l d c ，t h es t u d ye s t a b l i s h e sas i m u l a t i o nb yf l e x s i mv i s u a l i z a t i o ns o f t w a r e a n dp r o v i d e sar e s e a r c hm e t h o da b o u ti m p r o v i n gt h ee f f i c i e n c yo ff o r k l i f t t r u c k k e y w o r d s ：r a d i o f r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ( r f i d ) ；l o g i s t i c s d i s t r i b u t i o nc e n t e r ；s i m u l a t i o n ；f l e x s i m i v 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律和学术责任由本人承担。 硌刻蛐l 眺冲年多月乡日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解浙江工商大学有关保留、使用学位论文 的规定：浙江工商大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内 容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名： 导师签名：隧。 日期：加汐7 年乡月乡e l 1 1 论文的研究背景 第1 章绪论 物流配送中心是集商流、物流、资金流、信息流于一体的现代综合流通机构， 在市场经济条件下，以加速商品流通和创造规模效益为核心。随着商业和流通业 的高度发展，物流配送中心在一些行业、一些区域、一些中心城市迅速崛起，如 海尔物流、华联超市、国美电器、上海一百配送、梅林配送等等。物流被认为是 “第三利润源泉，只有在合理、有效的物流运作管理下，才能提高运作效率， 降低物流成本，真正创造价值，而物流配送中心是其中一个重要的环节【l 捌。 为更有效的组织物流活动，控制物流费用，保持合理库存，提高服务质量， 物流配送中心引进了高级的物流设备，如叉车、托盘、分拣机、立体仓库等。但 是传统物流配送中心还有几个方面的不足：存货统计缺乏准确性；订单填写不规 范；货物的无端损耗或偷窃；清点货物效率低；劳动力成本较高。而传统的条形 码应用在大量货物需要扫描入库时出现货物堆积，条形码损坏导致不能扫描，扫 描设备的离线导致数据不能实时更新，限制了物流配送中心的进一步发展【3 训。 射频识别( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，r f i d ) 技术，又称为电子标签 ( e t a g ) ，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。非接触式数据读 取是r f i d 技术最大的优点，此外它还具有体积小、容量大、寿命长、便携带， 不怕灰尘污染等恶劣环境、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、 移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理【5 l 。 r f i d 技术对信息的非接触式读取、受环境影响的因素小、读取正确率高等 特点，能解决传统条形码应用上的缺陷。r f i d 技术在物流配送中心应用还可获 得的效益：缩短作业流程，改善各作业人员工作质量，增加配送中心的吞吐量， 降低运转费用，提高货物的周转速度，货物定位跟踪等等【6 】。r f i d 技术在物流 配送中心的应用，能有效弥补传统物流配送中心所存在的不足。 1 2 论文的研究意义 国内外虽有较多关于r f i d 技术应用于物流配送中心管理方案的研究，但只 是定性的研究并没有定量的说明该技术的应用能带来的效益。本文的研究内容基 于浙江省科技厅扶持的项目“r f i d 技术在物流配送中心的应用模式研究”，提 出物流配送中心r f i d 应用仿真研究，以仿真软件为工具评估r f i d 技术应用的 可行性。本文将探讨如何有效地将r f i d 技术运用于物流配送中心，把仿真技术 充分应用到物流配送中心运作效率分析中来，通过仿真数据分析评价物流配送中 心r f i d 技术的应用，为企业引进r f i d 技术的提供提供科学、合理的决策依据， 具有很大的研究价值和实践参考意义。 1 3 物流配送中心仿真现状研究 1 3 1 物流配送中心仿真研究现状 目前，国内外计算机仿真技术在物流配送中心的研究主要分以下几个方面： ( 1 ) 物流配送中心选址的仿真 在物流配送中心选址的经典模型是h a r v e yn s h u c o m 和r i c h a r db m a f f e i 在1 9 6 0 年提出的，为亨氏公司开发，后来用于雀巢公司的配送问题【7 1 。该仿真 模型为基本的物流配送中心选址问题提供了答案，且可以涉及多达4 0 0 0 个客户、 4 0 个配送中心、1 0 1 5 个工厂。2 0 0 7 年，北京科技大学的吴迪、赵宁、李苏建【8 】 等人采用混合整数规划建立最优化的数学模型，采用a h p 计算各评价指标的权 重进行定性分析，建立物流配送中心选址优化模型。 ( 2 ) 物流配送中心规划的仿真 在物流配送中心的规划方面，美国人查德缪瑟提出的系统布置设计理论， 设施布置研究进入定量分析的新纪元。系统布置设计理论依照相应的程序，结合 图表解决复杂问题，是一种条理性很强的科学方法。2 0 0 6 年，浙江大学的斯建 永【9 】在其论文配送中心设施规划及其仿真研究中，选择查德缪瑟的系统布 置设计方法作为配送中心设施布置的设计方法，并用f l e x s i m 仿真软件对该物流 配送中心进行仿真研究。 2 ( 3 ) 物流配送中心车辆调度的仿真 在解决车辆调度问题时，有不少学者利用启发式算法，包括模拟退火算法、 确定性退火法、遗传算法、神经网络算法和禁忌搜索算法。在9 0 年代，s o u l e 【1 0 】 以及砧f a 、h e r a g u 利用模拟退火算法求解车辆调度问题；g e n d r e a u 、h e r t z 和 l a p o n e 【1 1 】以及x u 和k e l l y 1 2 1 利用禁忌搜索算法求解车辆调度i h - j n 。2 0 0 3 年，浙 江大学的陈火根、丁红钢【1 3 】等人对带时间约束的物流配送中心车辆调度问题采 用采用遗传算法与启发式算法相结合的方法进行求解。 ( 4 ) 物流配送中心成本分析的仿真 物流配送中心成本的计算是一件极其细致、复杂的事情。传统的运作模型中， 往往将成本与供应或销售的成本混在一起计算，因此无法准确掌握成本，也就无 法根据物流成本的核算改进物流的流程。运用系统仿真方法主要是在物流系统运 行过程中动态地记录其物流成本的消耗，最终准确统计各项物流作业的成本。目 前利用计算机仿真进行物流成本计算的案例较少【1 4 】。国内的有2 0 0 7 年，吉林大 学的冯淑贞【1 5 】运用a r e n a q 了真软件对物流配送中心的成本运算，为物流配送中心 作业流程改善及资源优化配置提出了一种新思路。 ( 5 ) 物流配送中心内部作业效率的仿真 物流配送中心内部作业效率，主要是物流配送中心的存储能力、拣选能力、 作业流程、物流设备的利用率等方面的研究，通过仿真统计数据，分析结果，进 行指标评价。在物流配送中心内部作业效率的模型是1 9 9 4 年，j o l l i l s o n 【1 6 】等人采 用s i m a n 语言为h e w l e t t p a c k a r d 公司的北美新物流配送中心建模，建立了自动 分拣系统、订单采集、包装和订单出货四个子系统，得到优化后物流配送中心模 型，指导和加速了北美新物流配送中心的建设。1 9 9 5 年，s a b a hu r a n d h a w a 【1 7 1 和 r a js h r o f f 采取不同的仓库布局和不同的储位排列，利用仿真软件进行定量分析， 选出储位排列与拣选策略的最佳方案。2 0 0 1 年，昆明理工大学的詹跃东、骆瑛【l 8 】 对烟草行业引进a g v s 进行分析，并仿真验证其模型的合理性及高效性。2 0 0 4 年，华中科技大学的于虹【1 9 】运用集成化、面向对象、及仿真优化思想，建立综 合完整的仿真评价模型，并通过实例验证，发现其流程运行的瓶颈并给出优化建 议。2 0 0 5 年，上海海事大学的张贺、赵刚【玎等人把加强服务水平和降低库存成本 为目标，做了物流配送中心库存控制方面的仿真。2 0 0 6 年，陕西科技大学的刘 3 利掣2 川以某企业新建自动化立体仓库为研究对象，对自动化立体仓库的运行效 率进行评价，运用建模和仿真的方法对自动化立体仓库的可行性进行研究。2 0 0 7 年，北京物资学院的张启乾【2 1 运用f l e x s i m 仿真软件，深入研究物流配送中心拣 选策略对拣选作业效率的影响及影响程度的大小。 1 3 2 物流配送中心仿真软件应用现状 物流配送中心仿真是离散事件系统仿真。离散事件系统仿真主要采用两种方 法来建立模型：一种是运用高级程序设计语言或离散事件系统仿真语言进行自主 编程建立仿真模型；另一种是运用物流仿真软件建模【1 5 2 1 1 。 国外在物流仿真软件开发上的步伐较快，有较多应用于物流系统的先进仿真 软件【2 9 】，如英国l a n n e r 集团开发出的w i t n e s s ；日本人工智能服务有限公司提供 的r a l c ( 乐龙) 软件；美国a u t o s u m u l a t i o n 旗下b r o o k s 软件部门开发的a u t o m o d ， r o c k w e l l 公司开发的a r e n a 和f l e x s i ms o f t w a r ep r o d u c t s 公司开发的f l e x s i m 等。 在应用方面，2 0 0 0 年，s e o m o nt a k a k u w a 和h i r o k it a k i z a w a 2 2 】使用a r e n a 仿真 软件对非自动化物流配送中心仓库的布局及流程进行仿真评价。2 0 0 1 年，w h i t ek p r e s t o n ，j r b a r n e yb r i a n 和s c o t tk e l l e r 2 3 】利用a u t o m o d 仿真语言对邮局配送中心 模型进行研究，应用面向对象的方法来编写仿真程序。2 0 0 2 年，a n g l a n i t 2 4 】基于 u m l 建模语言和a r e n a 过程仿真语言，利用面向对象的技术建立了柔性制造系 统的仿真模型开发环境，并将概念模型转化为实际模型。 国内独立开发的仿真软件很少，大多是引进国外的物流仿真软件并进行二次 开发。除前面提到的浙江大学、吉林大学和北京物资学院的学者外，2 0 0 6 年，南 京林业大学的邵明习【2 5 1 对物流配送中心采用p e t r i 网建模方法，并运用a u t o m o d 仿真软件对其进行验证。2 0 0 6 年，北京科技大学的梁瑞凤，程国全，王转【2 6 】将 f l e x s i m 运用到了卷烟厂自动化辅料配送物流的研究中，实现a g v 小车的优化。 2 0 0 7 年，湖南大学的李俊，罗呈，熊巍【2 7 】运用f l e x s i m 仿真二次开发的功能完成 了高层货架入库策略仿真与比较。 论文的结构： 1 4 论文的结构及创新点 4 第1 章：绪论。介绍本文提出的背景及研究意义，概要性地介绍物流配送中 心的仿真研究现状及仿真软件的应用现状，最后给出论文的结构及创新点。 第2 章：r f i d 技术及物流配送中心仿真概述。概要性地介绍r f i d 技术、 物流配送中心，并结合离散系统仿真的特点阐述物流配送中心仿真的特点、步骤 及结果分析方法。 第3 章：r f i d 技术在配送中心应用研究。本章首先对r f i d 技术与传统的 条形码进行对比及优劣分析，简述r f i d 技术在物流配送中心的应用现状，阐述 r f i d 技术在物流配送中心进货、存储、出库、叉车调度模块应用的可行性及介 绍r f i d 设备在物流配送中心具体使用方法。 第4 章：物流配送中心的仿真模型。基于f l e x s i m 的仿真平台，对现有物流 配送中心的流程、数据进行分析，确立仿真目标，建立仿真模型。 第5 章：物流配送中心模型分析及r f i d 应用。本章首先是对物流配送中心 的仿真结果进行分析，发现其瓶颈并导入r f i d 技术的应用。对引进r f i d 技术 后物流配送中心在作业流程和时间效率上进行分析，得出r f i d 技术应用后的流 程及数据，对模型两次运行结果进行对比分析。最后运用f l e x s i m 可视化的特点， 呈现r f i d 技术在物流配送中心叉车调度中的可视化仿真模拟。 第6 章：研究结论与展望。对本文的研究做出结论，指出研究中的不足和进 一步开展研究的问题。 。 论文的创新点： ( 1 ) 针对我国物流配送中心量化分析欠缺，动态仿真物流配送中心整个作 业流程的研究较少。本文以物流配送中心为对象，分析其流程，采用f l e x s i m 仿 真软件对物流配送中心作业流程进行建模仿真。 ( 2 ) 国内外虽有较多关于r f i d 技术应用于物流配送中心方案的研究，但只 是定性的概述缺少定量数值上的呈现。仿真技术是一种可行性研究的重要方法， 基于r f i d 技术的发展潜力，本文将其运用到物流配送中心r f i d 应用研究中来， 给出定量的分析结果，为欲引进r f i d 技术的企业提供参考。 ( 3 ) 在传统经验行走的叉车运作中，存在有效利用率偏低的现象。本文对 r f i d 技术在物流配送中心叉车调度模块的应用中结合相关算法，运用仿真技术 对其进行动态模拟，为提高叉车利用率的研究提供方法。 5 第2 章r f i d 技术及物流配送中心仿真概述 2 1r f i d 技术概述 射频识别( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，r f i d ) 技术，是2 0 世纪9 0 年代 开始兴起的一种自动识别技术，是利用射频信号及其空间耦合实现和传输特征实 现对静止或移动物体的自动识别和数据交换。射频识别的距离可达几十厘米至几 米甚至更远，且根据读写方式的不同，可以传输数千、兆字节的信息，同时还具 有极高的保密性。本文从r f i d 技术原理【2 8 1 及硬件组成【2 9 1 两方面来介绍r f i d 技 术。 2 1 1r f i d 技术原理 r f i d 技术的基本工作原理是r f i d 读写器加电工作后发出定向查询的射频 信号，当r f i d 标签进入r f i d 读写器的有效读取范围时，将自身存储的电子信 息发送给r f i d 读写器，由r f i d 标签发送的信号经r f i d 读写器接收处理后获 得标签上所贮存的电子信息。r f i d 标签中所贮存的电子信息代表了待识别物体 的标识信息，r f i d 标签相当于待识别物体的身份象征，从而利用射频识别系统 实现了非接触识别物体的目的。 r f i d 标签与r f i d 读写器之间的数据传输是通过空气介质以无线电波的形 式进行的，可以用两个参数衡量数据在空气介质中的传播，即数据传输的速度和 数据传输的距离。由于r f i d 标签的体积、能量有限，从r f i d 标签发出的无线 信号是很弱的，因而信号传输的速度与传输的距离就很有限。为了实现数据远距 离、高速度传输，必须把要传输的数据信号叠加在一个规则变化的信号比较强的 电波上，这个过程就是调制，规则变化的电波即载波。在r f i d 系统中，载波一 般由r f i d 读写器发出并进行调制，而实现数据的调制也有许多方法，如用数据 信息改变载波的波幅即调幅、改变载波的频率即调频、改变载波的相位即调相等 等，射频识别系统一般采用调幅方式。 6 212r f i d 技术组成 r f i d 技术有三个部分组成：无线射频标签( r f i d 标签) 、读写器及读写器 天线。如下图2 一l 所示。 定4 写器主机 圈2 - 1r f i d 组成【2 q r f i d 标签、读写器及读写器天线是r f i d 的核心硬件设备。它们与一台计 算机主机相连，构成一个r f i d 系统：读写器天线向电子标签提供能量，r f i d 标签返回信息，固定式读写器向主机计算机传送数据。 ( 1 ) 无线射频标签( r f i d 标签) r f i d 标签由一个安装在p e t 柔性底层的芯片和一套内嵌的天线组成。供应 链中应用的标签有几种类型，一个区分标准是电子标签是主动的还足被动的。 主动式电子标签借自身电源发送无线电信号，其内部电池为微型芯片电路和 发射机提供电源。被动式电子标签没有自带的电池，只能从读写器上获取能量。 读写器发射出的电磁波会在标熊的天线罩产生感应电流，标签利用这些能量来 “应答”读写器。当没有接受到发向它们的读写器信号时被动式电子标签就是 “被动的”，其本身不能发射任何无线电信号，它们不会对周围的环境增加任何 多余的电磁噪声。 在物流中应用的绝大多数是被动式的电子标签。相对于主动式电子标签被 动式电子标签尺寸更小、重量更轻、使用寿命更长，受技术范围的影响较少。但 是，被动式的读写距离比主动式的短。 国鹧? 、； ( 2 ) 读写器 读写器根据应用的环境不同，可以分为手持设备、活动搭载式( 叉车或者手 推车) 及固定式。读写器利用它的天线发送已编入振幅或者脉冲调制波形的数字 信息。r f i d 标签里的接收电路能够探测到调制场及解码信息，并使用自身的天 线发送一个较弱的响应信号。 在一个典型的配送中心里，配置一套或者几套读写器天线组合，可以识别 通过他们中间的电子标签，这种设备称为入口读写器。入口读写器可以安装在接 收装卸门、包装线和运输装卸门上。活动搭载式和手持式读写器可以用于检查在 入口处未被识别的电子标签，或者用来定位配送中心、卡车上的货物。 读写器的读取范围里可能会有多个电子标签，所以它们必须能够同时接收和 管理多个响应，响应次数可能一秒数百次。选中一个电子标签后，读写器可以进 行多种操作，例如读取识别号码或将信息写入标签，然后读写器会扫遍标签列表， 在范围内所有的电子标签中收集所有信息。 ( 3 ) 读写器天线 读写器天线是r f i d 技术中最灵敏的部分。大多数读写器天线被放在一个容 易安装的容器里，看起来像个扁平的盒子。读写器的天线必须放在可令电子标签 获得能量和接收数据的效果最佳的位置上。鉴于政府规定限制读写器广播的能 量，因此天线的位置就是获得高读取速率至关重要的因素。 2 2 物流配送中心概述 2 2 1 物流配送中心分类 随着经济的发展，流通规模的不断扩大，流通速度的不断加快，物流配送中 心不仅数量增加也更加的细分化，根据服务功能和组织形式的不同细分出许多新 的类型，按照不同的分类标准有不同的分类结果【3 1 。3 2 1 。 ( 1 ) 以物流配送中心的经济功能分类 供应型物流配送中心，以向客户提供货物、提供后勤保障为特点。 销售型物流配送中心，以销售货物为目的。 储存型物流配送中心，以强化货物的储备和保管功能为目标。 8 加工型物流配送中心，以加工产品为主。 流通型物流配送中心，基本上没有长期储存，仅以暂存和直接转运方式配货。 ( 2 ) 按配送中心的归属和服务模式分类 自用( 有) 型物流配送中心，只为本企业提供服务，不对外开展配送业务。 共同配送物流配送中心，相同或不同类型的生产经营企业，为了提高物流效 率，建设物流配送中心把货物集中起来向顾客输送的物流组织。 公用型物流配送中心，面向社会开展后勤服务的配送组织。 ( 3 ) 按物流配送中心的辐射范围分类 城市物流配送中心，配送范围以城市为中心，运距较短。 区域物流配送中心，可以跨省、市甚至跨国展开业务。 ( 4 ) 按物流配送中心的服务专业化程度分类 综合物流配送中心，配送的货物品种类型丰富，且来源渠道不同，综合性强。 专业物流配送中心，是按产品性质和状态划分专业领域的配送组织。 2 2 2 物流配送中心流程 ( 1 ) 物流配送中心区域划分 物流配送中心是从流通型仓库演变和发展起来的，但它的内部结构和布局与 一般的仓库有较大的不同。通常物流配送中心的内部作业区域结构配置由以下几 个部分组成【3 2 】： 1 ) 进货区。在这个区域里完成接货及入库前的工作，如接货、卸货、验货 及入库分类的准备等。进货区的设施主要有：进货铁路或公路、卸货站台和暂存 区。 2 ) 存储区。在这个区域里存储或分类存储所进的货物。由于这是个静态区 域，进货要在这个区域中有一定时间的存放，所以和不断进出的进货区相比，该 区域的面积较大。在许多物流配送中心，这个区域占了总面积的一半以上。 3 ) 拣货、配货区。在这个区域里进行分货、拣货、配货作业，为送货作准 备。这个区域的面积随不同的配送中心而有较大的变化。例如，对多用户、多品 种、少批量、多批次配送的物流配送中心，需要进行复杂的物流作业，所以该区 占的面积会相对较大。 9 4 ) 理货分拣区。在这个区域里，按用户需要，将配好的货物暂时存放等待 外运，或根据每个用户要货多少，决定配车方式、配装方式，然后直接搬运到发 货站台装车。作业区域对货物是暂时保管，时间短、周转快，相对需要的面积不 大。 5 ) 发货待运区。在这个区域将根据客户需求配好的货物，装入外运车辆发 货。发货待运区结构和收货区类似，有站台、停车道路等设施。 6 ) 流通加工区。在这个区域里往往进行分装、包装、贴标签等各种类型的 加工增值活动。 7 ) 作业控制区。这个区域可集中在物流配送中心某一位置，有时也分散设 置在其他区域中。主要工作是营业事务场所、内部指挥场所、信息处理的场所。 ( 2 ) 物流配送中心流程分析 物流配送中心是现在物流流通中不可缺少的物流设施，是一种多功能集约化 的物流据点。根据其作业的侧重点不同，物流配送中心有不同的分类，但是其基 本的流程还是相通的【3 3 。3 5 1 ，如图2 2 所示。 物流配送中心 j li 上 7 i 进货li 配送 下 游 上t 游 供 l 验收ll 检查i 客 应 户 商 上丁 jl i 装卸li 出库l 上t r 采购订单 啊 入库存储拣选 一 订单处理 i 实体流 信息流 图2 2 物流配送中心的作业流程图 从供应商货车到达物流配送中心开始，通过“进货”流程确认货物后，依序 将货物“存储”入库。对客户的订单依其性质作“订单处理”，之后就可进行“拣 选”流程，即根据处理后的订单信息执行将客户订购的货物从仓库中取出。若发 现存储区的存量低于标准库存量，便向上游供应商进行采购进货。而从仓库拣出 的货物经整理后即可准备“出货 流程，等到一切出货动作就绪，司机便可将出 1 0 货物装上配送车，将货物“配送”流程到各个客户点交货。另外，在所有作业的 进行中，发觉只要牵涉到物的流动的作业，其间的过程就少不了搬运的动作，所 以我们亦将“搬运 当作一必要动作来讨论。在“存储 中，还有货物的“盘点 作业。 1 ) 进货 进货主要包括：实体货物的接收，即从货车将货物卸下，对该货物的数量及 质量进行检验，然后核对入库的货物是否与已发出的采购订单上面的货物相符 合。当质量或数量与订单不符时应进行准确的记录，及时给采购或存货控制部门 反馈信息，并更新人库数据。对已到的货物进行装盘，入库上架等操作。 2 ) 存储 储存主要任务在于把将来要使用或者要出货的货物进行保存，不仅要善用空 间，亦要注意存货的管理，更要注意空间运用的弹性及存量的有效控制。良好的 储存策略可以减少出入库移动距离，缩短作业时间，充分利用储存空间。 3 ) 拣选 每张客户的订单都包含一种或者一种以上的货物。根据客户订单上的要求， 将不同种类数量的货物由配送中心中取出集中在一起，这个过程称之为拣选。拣 选是根据客户的订单，将所需品种、规格的货物，按要货的数量从存储场所拣选 出来，并放置在相应地点的作业。拣选工作包括拣选之前的货物在库量核对，按 照送货规范要求进行按路线或按订单进行拣选。还包括拣货区域的规划布置、工 具选用及人员调派，拣选不只包括拣取作业，还需补充拣货架上货物，这包括补 货量及补货时点的制定、补货作业调度、补货作业人员调派。拣选是配送中一项 关键作业，货物拣选技术是影响配送效率的决定性因素。 4 ) 出库 出库是完成货物拣货及流通加工作业后、送货之前的准备工作，将拣选分类 完成的货物作好出货复点，将货物集中并做好标示，根据车辆趟次或订单指示将 货物运至出货准备区，最后装车配送。这一连串过程即为出货作业的内容。 5 ) 配送 配送是整个物流配送中心处于“终端运输的地位，是一种门到f - j 的服务形 式。配送是按照顾客订单的要求，以供给者送货到户的服务形式，将货物从物流 据点送到顾客指定的交货地点。配送作业包括送货路线的规划及与客户的即时联 系。由配送路线选用的先后次序来决定货物装车顺序，并在货物配送途中进行货 物跟踪、控制及配送途中意外状况的处理、送货后文件的处理。 6 ) 搬运 搬运作业是连接以上五个环节的中间动作。就物流配送中心而言，搬运流程 包括将货物从运输设备装上或卸下，从卸货点搬运至物流配送中心、物流配送中 心内的搬运和由配送中心取出货物等动作都属于搬运。搬运作业的策划和设计如 果不合理，势必造成物流成本的大幅度增加，货物在物流作业中的破损率上升。 因此，必须尽可能地减少货物的搬运次数，以降低物流配送中心的物流成本。 7 ) 盘点 盘点作业是指为了有效地控制货物数量而对各库存场所的货物进行数量清 点的作业。它是衡量物流配送中心经营管理状况好坏的标准尺度，它不仅可以实 现现有库存货物的清点，而且可以针对过去的货物管理状态进行分析，进一步为 将来货物管理的改进提供参考资料。但是，在传统的盘点作业所需要花的时间比 较长，所以一般都是周盘点、月盘点或者季度盘点。 8 ) 订单处理 物流配送中心的业务归根到底来源于客户的订单，它始于客户的询价、业务 部门的报价，然后接收客户订单，业务部门需了解当日的库存状况、装卸货能力、 流通加工能力、包装能力、配送能力等，以便满足客户需求。而当订单无法按客 户要求的时间及数量交货时，业务部门需进行协调。对于具有销售功能的物流中 心，核对客户的信用状况、未付款信息也是重要的内容之一。对于服务稳定的连 锁企业的物流中心，其业务部门也叫做客户服务部。每日的订单处理，与客户的 经常沟通是客户服务的主要功能。此外，还需统计该时段的订货数量，确定调货、 分配、出货程序及数量。退货数据也在此阶段处理。另外，业务部门需制定报价 计算方式，用于报价管理，包括：制定客户订购最小批量、送货间隔、订货方式 和订购结账截止日等。 2 3 物流配送中心仿真概述 根据上一节物流配送中心概述了解到，物流配送中心就是按客户的要求，将 1 2 物质资料( 包括原材料、半成品、产成品、货物等) 从供应地向需求地转移的过程。 主要包括进货、储存、出库、搬运、拣选、盘点、配送等作业，其各作业流程都 是一个离散的行为，所以物流配送中心的仿真也是一个离散事件的仿真过程。 2 3 1 物流配送中心仿真的特点 物流配送中心仿真目的是模拟物流配送中心的动态行为，辅助决策者实现对 物流配送中心的优化和控制。根据仿真模型具有的离散性、动态性、随机性等特 点，将其称为离散事件计算机仿真模型。物流配送中心是复杂的离散事件系统， 其特点如下【3 6 】： ( 1 ) 随机性 随机性存在于物流配送中心的每一节点，货物到达时间的不确定性，订单到 达时间的不确定性，服务时间的不确定性等等。它总是处在一个不确定的环境中， 受很多随机因素的影响，具有多目标、多因素、多层次的特点。 ( 2 ) 非线性 非线性是指个体以及它们的属性在发生变化时，并非遵从简单的线性关系。 组成物流配送中心系统的各个实体间的相互影响不是简单的、被动的、单向的因 果关系，每个实体的行为和决策又依赖于它自身的状态和一些有限的、相关的其 它实体的行为，且它们易受内部和外部环境的影响。物流配送中心系统的各个实 体主动改变自己的内部或外部结构，以适应环境的变化，从而呈现出物流配送中 心系统的非线性。 ( 3 ) 复杂性 物流配送中心是由若干个供应商、制造商、物流配送中心、销售商和终端客 户组成的系统。其复杂性主要体现在贯穿于物流配送中心中的不确定及各实体要 素间的非线性关系。 ( 4 ) 适应性 物流配送中心各对象为了适应市场环境的变化，与周围环境和其他对象间不 断进行交互作用。在这种持续不断交互作用的过程中，对象不断学习，积累经验， 并根据学到的经验改变自身的结构和行为方式，寻找合适的对象组成新的运行模 式，以适应环境的变化，从而促成供需过程不断重新组合改造。 1 3 ( 5 ) 多样性 由于物流配送中心各对象要素间处于不断作用和不断适应的过程，造成了对 象向不同的方面发展变化，从而形成了物流配送中心实体类型的多样性。 ( 6 ) 离散性 物流配送中心之所以是一个离散事件系统，是因为其物流活动大部分发生在 分散的时间点上。各种物流活动在分散的时间点上，从而主要解决了物质在时间 和空间上的差异问题。 ( 7 ) 动态性 现代物流配送中心比传统物流配送中心更为复杂，要求物流配送中心提供更 加完备，迅速和灵活的服务，并随时保持信息的畅通，这就使得现代物流配送中 心必须具有一定的柔性，随时根据环境和需求变化进行动态调整。 2 3 2 物流配送中心仿真一般步骤 对物流配送中心的仿真，一般分以下几个步骤【3 7 1 ，如下图2 3 所示： ( 1 ) 明确仿真目标，拟定问题和研究 计划。研究一个物流配送中心，可以提出各 种不同的问题，如管理调度策略、设备配置 问题、运作流程协调问题等等。针对所关心 问题的不同，建立的系统模型、设定的输入 输出变量等都各不相同。 ( 2 ) 系统调研。要求给出系统的详细 定义，明确系统的构成、环境、边界和约束， 根据问题确定系统的目标及其衡量标准，对 解决问题的途径进行分析。 ( 3 ) 建立系统的模型。离散事件的数 学模型难以采用某种规范的形式，而一般采 用流程图或网络图的形式才能准确地定义 实体在系统中的活动。因此离散事件仿真中 的数学模型是一张实体的流程图，它包括三 1 4 图2 - 3 系统仿真过程流程图 个部分：临时实体的到达模型( 如车辆的到达模式、概率分布) ，排队规则( 先 进先出或后进先出等) ，永久实体的服务模型( 服务时间的概率分布等) 。 ( 4 ) 建立仿真模型。建立仿真模型过程包括根据实际特点，确定模型和数 据的存储形式，选择建模的软件开发平台和程序设计语言。 ( 5 ) 验证模型。模型的验证即系统模型( 包括对系统的组成成分、系统结 构以及参数值的假设、抽象和简化) 是否能准确地由仿真模型和计算机程序表示 出来。若输入参数以及模型的逻辑结构在程序中是正确表达的，则模型验证通过。 ( 6 ) 仿真运行。仿真运行就是将系统的仿真模型放在计算机上执行计算。 在运行过程中了解模型对各种不同的输入数据及各种不同的仿真机制的输出响 应情况。通过观察获得所需的试验数据，从而预测系统的实际运行规律。 ( 7 ) 仿真结果分析。对仿真结果进行分析的目的是确定仿真实验中所得到 的信息是否合理和充分，是否满足系统的目标要求，同时将仿真结果分析整理成 报告，确定比较系统不同方案的准则、实验结果和数据的评价标准及问题可能的 解，为系统方案的最终决策提供辅助支持。 2 3 3 物流配送中心仿真结果分析 物流配送中心仿真是对一个系统在一定的时间系列中状态变化的动态写照。 主要通过对所研究的现实系统的周围环境、内部联系、各组成部分之间的定性关 系和定量关系的分析，拟定反应系统本质特性的仿真模型，进行计算机仿真运行， 获得一定的输出结果，并且从理论上把这些结果看成是现实系统在所设定的条件 下实际运行得到的结果。 由于物流配送中心在仿真中，许多输入变量为随机变量，