经济全球化背景下基于排队论的物流中心拣选作业优化
许琳 丁永慧 秦鹤 凡如意 刘晴晴（南通理工学院商学院）
摘要： 经济全球化迅速发展的大背景下，全球生产体系日益加强，随着社会分工的日益精细和经济全球化的发展，物流理念开始对传统生产组织方式进行挑战，企业的生产由封闭转为开放。由于“互联网+商贸”的崛起，我国物流领域近年来发展迅速。同时，由于“双十一”等阶段性高峰物流需求的产生，物流中心拣选工作面临巨大挑战。本文旨在对物流中心拣选作业进行优化，引入“排队论”理论，并应用于物流仿真系统，提高拣选作业效率。
关键词： 物流中心；拣选作业；排队论；物流仿真
一、引言
近年来，传统消费受到电商崛起的冲击，“互联网+商贸”成为一种新的消费升级，为物流业发展带来前所未有的机遇。物流行业受到越来越多重视[1]。从包括顺丰、四通一达等外包第三方物流企业[2]到京东物流、亚马逊物流等自有物流[3]等，优化组织物流各个环节已经成为增加利润、减少成本的重要举措。但是由于“双十一”等阶段性的高峰需求出现，物流中心拣选作业面临巨大挑战，优化拣选作业势在必行。
1.4统计学分析:对所有的数据都使用SPSS13.0软件进行统计和分析。组间资料使用t进行检验,计数资料则采用X2进行检验。差异有统计学意义(P<0.05)。
随着物流中心向着自动化、无人化方向发展，应用AGV小车的“货到人”系统成为一种充满前景的拣选方式。AGV小车的“货到人”拣选模式原理是AGV将货架搬运到拣选台前，人站在拣选台处将货架上的品项拣选出来。因此可以将AGV小车的“货到人”系统视为一个“排队系统”。排队论研究自然现象中排队现象，它主要包括以下两种模型结构：M/M/1系统和M/M/C系统[4-6]。调查发现，排队论在交通组织优化中应用广泛，而在物流中心拣选工作中尚未有深入地研究。
二、仿真设计
该研究使用百蝶（上海）电商物流仿真软件。在百蝶电商物流中心运营中，根据拣选站台的排队小件波次单数量来分配拣选作业任务，每个拣选站台均等作业，是按多路排队多通道系统服务（即采用C个M/M/1系统）来进行拣选作业的。在长期运营中发现，按多路排队多通道系统服务进行拣选作业会增加搬运距离，降低搬运效率，增加了拣选成本。单路排队多通道服务的M/M/C系统灵活方便，排在第一位的AGV小车可视哪个拣选站台有空就到哪个拣选站台，避免了各拣选站台忙闲不均的情形，充分发挥了各个拣选站台的服务能力，因此可提高搬运效率，降低拣选成本。
（一）基本假设及参数定义
假设排队系统中AGV小车的到达时间间隔为λ，而单位时间内拣选站台的服务AGV小车个数为μ，且各拣选站台的服务率相同。
（2）采用M/M/2型系统进行拣选作业时：
(2)作业人员单位时间成本T1，AGV单位时间成本T2，拣选站台单位时间成本T3；
(3)作业人员平均工作时间W1，AGV平均工作时间W2，拣选站台平均工作时间W3；
李站长说，这么大的树，挪来挪去的容易搞死，我栽的时候，已经用生根粉给你做了些处理，何况栽在我们院子的营养配肥土壤里，恢复得快，你干脆找好买家，直接来这里提走就是了，免得搬来搬去的，目标大风险也大，树要是真死了还得治你的罪，从我这里拖出去，别人不会说三道四，以为是正常合法的苗木流通，不过我要说清楚啊，在我这里保管，也不是白保管的，每天两百元。
来自意大利航天局、意大利国家天体物理研究所、意大利国家科研委员会及3所意大利大学的30多名研究人员组成的团队公布了一项研究成果。他们分析了欧洲航天局火星快车探测器上的雷达设备在2012年5月到2015年12月间的观测数据，发现在火星南极冰盖地区的雷达信号出现明显异常，形态与地球南极冰川下的液态水湖相似。
（二）成本函数建立
西双说，那简单，现在就可以还你。他将手里的借条折一下，再折一下，然后展开，问罗衫，是不是三等分？罗衫莫名其妙地看着他，搞不懂他接下来会有什么名堂。西双嗤地从借条上撕下一绺，弹一下，甩给罗衫，说，三万块钱的三分之一，正好一万，还你。
三、仿真结果分析
（一）优化前后排队系统指标分析
对于两个拣选站台构成系统：
两种系统的相应指标对比如表1所示。
假设物流中心内有2个拣选站台，每小时约有120个AGV小车通过2个拣选站台，平均每个货架的拣选时间为50s。
(1)C为拣选站台数，A为AGV小车数；
在拣选作业过程中，考虑的成本因素有作业人员的单位时间费用、AGV小车单位时间费用和拣选站台单位时间费用。考虑以上成本因素，以总成本最小作为目标，建立成本函数模型：
（1）采用2个M/M/1型系统进行拣选作业时，每个拣选站台有它各自的排队通道，排队的AGV小车不能从一条通道换到另一条通道上。把总的AGV小车数量二等分，就是引向每个拣选站台的货架数量，对于每个拣选站台有：
将含锌尾渣置入足量氢氧化钠溶液中，使溶液与尾渣充分反应，生成偏锌酸钠，该方法针对与锌源同时存在的SiO2等物质[24]。可以通过降低温度或调节浓度使锌以氢氧化锌形式浸出。析出的母液经浓缩处理后返回浸出矿。此法也成为“锌拜耳法”，化学反应见式(1)和式(2)。
表1 两种系统指标对比
由上表可见，在相同通道数目下，M/M/2系统明显优于2个平行的M/M/1系统。原因在于：2个平行的M/M/1系统表面上使得到达的货架被分散，但实际受着排队通道与服务通道一一对应的束缚，如果某一通道由于某种原因拖长了某个货架的拣选时间，显然要增加此通道后面排队的货架的等待时间，甚至会出现临近通道排队的货架后来居上的情形。而M/M/2系统要灵活得多，排在第一位的货架可视哪个服务台有空就到哪个服务台，避免了各拣选站台忙闲不均的情形，充分发挥了它们的服务能力，因而显得优越。
（二）优化前后作业时间、成本分析
对百蝶电商物流中心2018年9月10日某时段的订单进行拣选。优化前后的拣选作业过程中，配货员、AGV小车、拣选站台的平均工作时间如表2所示。假设作业人员的单位时间费用为0.3、AGV小车单位时间费用为1、拣选站台单位时间费用为1，拣选作业中AGV小车数为14。经过计算，优化前后拣选作业时长、作业成本的结果对比情况如表3所示。
表2 优化前后系统各要素平均工作时间对比
表3 优化前后作业时长、成本对比
由上表可以看出，未优化前拣选作业所用的时间为15.7分钟，作业成本为259.32，优化后拣选作业所用时间为11.9分钟，作业成本为196.5。优化后拣选作业所用的时间、作业成本都有所降低。当物流中心拣选作业量较大时，优化后所节约的时间和成本是不可忽视的，这将大大提高了拣选作业的效率，降低了拣选成本，从而提高物流中心的经济效益。
四、结论
本文系统地阐述了排队论在物流中心拣选作业的应用，并通过物流仿真进行了验证。分析发现，优化后的拣选作业排队系统，不仅提高了拣选作业效率，还降低了拣选作业成本。该研究为排队论引入物流拣选起到了借鉴作用。
参考文献
[1]杨继美， 李俊韬. 我国电商物流发展现状与趋势分析[J]. 物流工程与管理， 2014， 36(4):1-2.
[2]向坤. 第三方物流企业核心竞争体系及对策分析—以顺丰物流为例[J]. 湖南民族职业学院学报，2011(4):107-112.
[3]吴砚峰. 从京东终止与天天快递合作看自建电商物流的发展策略[J]. 对外经贸实务， 2018(3).
[4]王炜，过秀成. 交通工程学 [M]. 南京：东南大学出版色，2000：107-113.
[5]刘伟， 陈科全， 谢忠金. 大型公交站的动态排队论分析与优化[J].重庆交通大学学报(自然科学版)，2018， 37(8):75-80.
[6]姬杨蓓蓓， 周金凤. 基于成本分析的高速公路收费站车道配置研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版)，2018， 37(1):85-91.
标签：物流中心论文; 拣选作业论文; 排队论论文; 物流仿真论文; 南通理工学院商学院论文;