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附录A 译文
基于Flexsim的冷链物流配送中心运营流程优化
X. Zhu1，R.Zhang*2，F.Chu3，Z.He4 和J. Li5
1, 4, 5北京交通大学机械电子与控制工程学院
北京100044
2, 3北京交通大学经济管理学院
北京100044
摘要
随着人们对食品安全的日益关注，冷链物流配送中心在防止食品变质方面发挥着重要作用。现在冷链物流配送中心存在运输过多，自动化程度低，布局规划不合理，配送过程复杂等问题。解决这些问题对于实现高效配送至关重要。首先利用Flexsim软件对果蔬冷链物流配送中心的运行过程进行建模和仿真。然后，本文分析了初步的输出数据，找出了瓶颈和闲置资源。最后本文对系统进行了调整，以获得更好的结果，希望能为其他冷链物流配送中心的运行过程建模和仿真提供参考。
关键词：冷链物流，配送中心，运作流程，建模与仿真，Flexsim，优化
1. 介绍
冷链物流是一项复杂的系统工程，它将冷藏和冷冻货物在生产，储存，运输，加工和销售过程中保持在特定的低温环境中，以保证货物的质量和性能[1] [2]。在这个供应链系统中，冷链物流产品具有新鲜度，易损性[3]，及时性，大成本[4]，物流性能[5]等特点。冷链物流配送中心减少加工非常重要是时候降低食物腐败的风险了。
目前，关于冷链物流配送中心的研究尚处于初期阶段。国内外专家主要关注配送模式选择[6] [7]，基于VRP方法的路径选择[8]，存储和拣选方法[9]等，主要涉及冷链物流配送中心的子系统。然而，关于冷链配送中心整体过程的研究很少。同时，国内冷链物流配送中心存在运输过多，自动化程度低，布局规划不合理，配送流程复杂等问题[10]。它利用建模仿真理论和Flexsim软件，首先分析了果蔬冷链物流配送中心的过程，然后建立了该配送中心的仿真模型;其次，利用Flexsim对关键设备和工人的效率进行了分析，从而对初步输出进行了分析;最后，本文找出了瓶颈和闲置资源，并进行了几项调整，以提高该果蔬冷链物流配送中心的运行效率。
为了实现有效的分配，解决这些问题非常重要。冷链物流配送中心的分析是一种典型的随机离散事件系统。分析方法不能完全分析和优化这样的系统。
然而，仿真技术可以显示具体状态，找出系统的瓶颈和闲置资源，详细描述该物流系统的实际过程和信息。现在专家主要关注配送中心的库存布局[11]，采购物流系统模拟策略。例如，哈西尼[12]确认了货物储存和分配的优化算法，并将算法成功应用于大型超市配送中心;Chiun [13]使用WITNESS软件模拟配送中心的库存布局和分拣系统;Zhao [14]建立了拣选过程的仿真模型，然后使用Arena软件对该模型进行优化。Fathollah.M [15]提供了汽车行业某供应网络的仿真框架，以研究共性的影响。
2. 使用Flexsim软件进行建模和仿真步骤
Flexsim软件是一套计算机三维图像处理技术，仿真技术，人工智能技术和数据处理技术。Flexsim适用于生产制造，存储和交付，运输系统和其他领域[16] [17]。Flexsim提供原始数据，进入建模，操作模型以实现模拟实验并优化系统。建模仿真通常遵循以下基本步骤：
a) 调查系统，然后确定模拟目标。
b) 收集系统的基本数据。模拟数据的收集涉及两个方面。一个是根据既定的模拟目标收集数据，以保持系统正常运行。另一个是数据涉及系统的起始条件和内部变量。
c) 构建系统模型。离散事件应使用流程图或网络图准确定义系统的实体。流程图包括三个部分：临时实体到达模型，排队规则，服务模型。
d) 构建仿真模型。该过程包括确认模型和数据的存储形式，根据系统的数学模型和特征选择软件开发平台和程序设计语言。
e) 模型验证。确定仿真模型和计算机语言是否可以显示每个部分精确的系统（系统组成，系统组织，参数设想）。
f) 模拟和运行。为了预测系统的实际运动原理，了解不同输入和不同仿真机制的输出响应是很重要的。
g) 输出和分析模拟结果。
具体步骤如图1所示。
图1. Flexsim建模和模拟步骤
3. 冷链配送中心运行过程的建模
3.1 冷链配送中心的运作过程
冷链物流配送中心通常具有集散，连接，低温运输，冷藏，分拣，装卸，低温处理，物流信息处理等功能。冷链物流配送的内部运作流程中心有六个基本步骤，包括订货，收货，加工，储存，分拣和分销等[18] [19]。在这些过程中可能会出现各种问题。涉及工作环境相关背景的问题很复杂[20]。
基于以上分析，结合实际，果蔬冷链配送中心拥有技术冷库，分拣包装设备，工人，信息服务等资源。
该配送中心分为五个区域：接收区域，循环和处理区域，理货和分拣区域，存储区域，分配和交付区域。冷链配送中心包括以下特定区域：
a) 收货区域包括卸货，检查和存放货物。考虑到该地区的保质期，水果和蔬菜仍然是很短的时间。该区域涉及检查设备，输送机和工人等要素。
b) 循环加工区主要从接收区域（洗涤，分区，包装等）处理水果和蔬菜。在这方面，资源包括加工设备，工人等。
c) 理货和分拣区主要是对水果和蔬菜进行分类和包装。该区域涉及分拣区域，输送设备，自动分拣机，工人等要素。
d) 存储区域包含冷藏和冷冻存储。该地区所需的资源是货架，叉车，工人，冷冻设备等。
e) 分配和交付区域：工人应根据客户需求，合理路线和时间限制发送水果和蔬菜。该区域的资源涉及车辆，工人，输送，设备等。如图2所示，具体操作程序如下
3.2 模拟目标
由于冷链产品具有易腐性，制冷周期短等特点。本文设定了两个模拟目标。一个是水果和蔬菜的运输周转量。另一个是配送中心的运行能力指标（工人，机器的效率），以找出该操作系统的瓶颈，改善果蔬冷链配送中心的运行过程平衡。
3.3 数据采集
通过收集数据，本文使用表示水果和蔬菜的更新时间的变量t（天）（t20）。本文根据变量t将水果和蔬菜分为三类。用于模拟的水果和蔬菜的种类包括商品的更新时间（更新时间t lt;3），冷藏商品（3 :: t :: 7）和冷冻食品（3 :: t :: 7）。水果和蔬菜的到达间隔遵循泊松分布（10,1）（min）。货物每批次达到4000，平均重量为每批1000千克。配送中心根据不同的流程安排机器，设备和人员。接收区配有输送机，工人，检查设备，每公斤处理水果和蔬菜的时间遵循统一分配（2,5）（分钟）;循环和加工区处理水果和蔬菜的时间遵循均匀分布（3,5）（分钟）;理货和分拣区配备分拣机和工人，每公斤水果和蔬菜的时间分类遵循均匀分布（1,3）（分钟）;分配和交付区域的工作时间遵循统一分布（5,10）（分钟）。
3.4 水果蔬菜冷链物流配送中心运作过程建模
通过对冷链配送中心运行过程的分析，本文采用流程图建立系统模型。该模型也是该冷链物流配送中心运营过程的模拟模块。与该冷链配送中心的实际工艺相比，仿真模块合理。图3显示了系统运行过程的仿真模型
4. 基于Flexsim的冷链物流配送中心运行过程仿真与结果分析
4.1 操作参数和仿真元素
设置模拟时间：模拟的单位时间为1分钟。确定模拟工作时间为8 /天（480分钟），并获得模拟结果。下面的表1显示了仿真模型的实体元素。
图2.水果和蔬菜配送中心的运作过程。
图3.水果和蔬菜配送中心运行过程的仿真模型。
4.2 设置假设
仿真模型是从实际系统到数学模型的抽象。因此，本文通过调查这个配送中心设定了几个假设。
1. 水果和蔬菜按固定批次送到配送中心，每天水果和蔬菜的到达时间遵循泊松分布。
2. 水果和蔬菜在模拟过程中不断到达。
3. 水果和蔬菜的重量是平等的，没有区别。
4. 不同的水果和蔬菜的清爽时间不一样，最长的清爽时间是7天。
5. 模拟模块包括接收区域，循环和处理区域，计数和分拣区域，存储区域，分配和传送区域。这些领域包括具体的操作过程。
4.3结果的输出和分析
通过使用Flexsim软件并运行仿真模型，本文得到了机器工作状态统计结果（表2），输送机工作状态统计数据（表3）和工人工作状态统计数据（表4）。
表2显示了处理器13（计数和排序区域的处理器）的繁忙率为39.94％。因此处理器13的使用效率低。
表3分别示出了输送机19，输送机22，输送机25的输送速度68.1％，84％和28.6％。但是，输送机25（分拣输送机）的输送速度仅为28.60％，输送机的堵塞率25是38.60％。它表示输送机25的人员或设备没有及时处理货物，换句话说，该区域的人员或设备是不够的。
表4显示了运输车20（配送中心的运输车），运营商29（运营商在存储区域），运营商28（运营商在配送和交付区域）的空闲率分别为59.1％，96.3％，56.9％。这表明系统存在瓶颈和分拣区域，存储区域到分配区域的瓶颈。
表1.仿真模型的实体元素
表2.机器的工作状态统计。
表3.传送带的工作状态统计
表4.工人的工作状况统计
表5.元素输入和输出的统计
第1项，第2项和第3项的总量由Sink 5吸收。表5显示了系统的周转率。
表5显示第1项的更替率为68.10％;第2项的更替率为10.35％;第3项的更替率为13.04％。
总周转率为38.38％。这意味着商品的周转率极低，配送中心的运作过程存在延迟和阻塞的问题。
从以上仿真结果分析可以看出，设备和工人等的利用率较低。本文采取多种措施提高冷链配送中心的运行效率。
5. 冷链物流配送中心运营流程的改进
5.1 问题分析
1.从计数和分拣区域到冷冻储存区域积压的货物导致项目2第3项的低流量。瓶颈是输送车辆的限制，这可以通过增加车辆数量来解决。
2.配送和配送区域的设备工作效率很低。原因是机器闲置很长时间等待输送工人，这可以通过增加一个集结区来解决。
3.操作员29（存储区域的操作员）的空闲率很高，叉车可以代替操作员29来解决这个问题
5.2 具体改进措施和优化仿真建模图
1. 调整机器和工人的数量。在存储区域增加车辆ASRSvehicle 29并增加。处理器30在分配和交付区域中，然后切割操作员29。
2. 更改冷冻仓库区货架的存放规则。在存放货物存放区域时，首先考虑距离而不是随意放置货物。
3. 增加分配和交付区域前的中转区域。优化的仿真建模图如下所示图（4）
5.3 对比分析
下面的表6显示了两个模拟结果的对比。系统优化后，各种水果和蔬菜每天的周转率超过87％。第1项（更新时间t lt;3）的周转率达到91.43％，提高了23.33％;第2项（冷藏货物3 :: t :: 7）的周转率达到88.24％;第3项（冷冻货物3 :: t :: 7）的周转率达到87.5％。
同时，配送中心的设备利用率得到极大提高。工人3（经营者28）的使用率提高了31.5％;输送机19（接收处理输送机）的使用率提高了16.70％;处理器29在分配和交付区域的使用率提高了12.96％。
图4.优化的仿真模型
表6.两个模拟结果的对比
6. 结论
在冷链物流配送中心研究现状的基础上，分析了果蔬冷链物流配送中心，收集了基础数据，建立了冷链物流配送中心运行过程的仿真模型. .通过使用Flexsim软件，本文获取设备和工人的基本数据，找出瓶颈和闲置资源。最后，本文提出了具体的改进措施，使冷链货物的周转率和设备和工人的使用率大大提高。
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