基于Ｆｌｅｘｓｉｍ的医药配送中心仿真应用研究

虞燕铭　高　俊

摘要：医药物流系统相对于其他物流系统而言具有一定的特殊性，医药配送中心的规划是一个复杂的系统工程，用传统的数理工具往往无法预测其规划过程中出现的各种瓶颈。Flexsim作为针对离散物流系统进行建模和仿真的软件平台，是配送中心仿真研究的理想选择。文中以一个医药配送中心规划为例，对其规划流程和各个详细步骤进行了研究，并通过Flexsim软件仿真，为配送中心系统的规划改进提供决策的依据。

关键词：Flexsim；配送中心；仿真

中图分类号：F253文献标识码：A

文章编号：1002-3100(2009)01-0052-04

Abstract: Pharmaceutical logistics system has its own characteristics compared with other logistics systems. The medical distribution center planning is a complicated systematic project. Using mathematical methods are unable to detect bottlenecks in the process. Flexsim can be used to build up the discrete logistics system. It is an ideal choice for the simulation of the distribution center. Overall flow and detailed steps of the simulation of distribution center are analyzed. Using Flexsim simulation software to plan and analyze the operation of the medical distribution center, evaluate the system and then provide decision-making to improve the distribution center.

Key words: Flexsim; distribution center; simulation

0引言

随着医药流通市场的改革不断深化，医药批发业利润空间逐渐被压缩。传统的商业调拨与药品分销策略也不再适应市场经济的需求，在这种背景下，很多大型医药企业都纷纷建立自己的配送中心，来谋求新的发展机会和空间。配送中心重视商品流通的全方位功能，同时具有商品储存保管、集散、分拣配送、流通加工、运输送达及信息提供的功能[1]。因此，配送中心不仅可以帮助企业扩大经营规模，提高市场占有率，还可以提高作业效率，降低库存，运输配送费用和提高服务水平。

建立配送中心，我们主要考虑的是：配送中心的操作设备的运行周期与利用率；配送中心在进行出库、入库、补货联合作业时有无阻塞产生；配送中心的出库和拣选作业的输送系统是否有阻塞产生这三个方面。

但是由于配送中心是一个复杂的物流系统，所以很难用传统的解析方法进行分析，而建立配送中心需要投入的成本很多，耗时也比较长，如果方案存在不合理的地方，可能会造成巨大的损失，降低配送中心的运营质量。所以为了更早的发现问题，使建好的配送中心的运营更有效率，有必要对配送中心的规划方案做深入的定量研究，而定量研究最常用的方法就是对实际问题进行建模，再对模型进行仿真，以得到较精确的结果，从而找到存在问题的瓶颈，可为加强管理及决策提供较科学的依据，并且能够多次的修改模型的参数，来进行比较，最后得出一个相对较好的涉及方案。运用仿真的方法来解决实际问题，其优点在于：

（1）模型比实体简洁得多。通过对配送中心系统进行合理的简化，用模型表达实际问题中的主要部分及因素，一方面可以减少系统分析的工作量，另一方面可以减少因不必要的干扰引起的误差。

（2）模型比实体风险要小的多。通过模型进行模拟，得出比较客观的结果，能够更好地验证方案是不是满足需求，然后比较精确的结果进行改善，可以降低投资风险。

当然，仿真技术在国内外应用的很广，如Soemon Takakuwa和Hiroki Takizawa使用仿真技术对非自动化配送仓库的布局及流程进行了仿真评价，建立了详细的仿真过程、数据流程图、数据输入输出文件列表等文档，最后得出了大型非自动化仓库吞吐能力的仿真结果[2]。Chiun-Ming Liu研究了配送中心内部的库存布局和订单拣选系统，并应用仿真软件模拟系统模型，验证新系统模型相对较优的结论[3]。宋伟峰利用仿真软件，对该物流中心包装车间设施规划进行了建模仿真，并根据对仿真结果的分析，找出了该物流系统存在的问题，并进行了优化改进[4]。

而医药物流由于它的独特性，如药品种类繁多复杂，不同的药品对温度和湿度的要求又各不相同，部分药品还会串味，药品对时间还有其特殊的要求，目前还很少有人研究，因此具有研究价值。

鉴于此，我们针对某医药物流中心规划，应用Fexsim仿真软件建立了医药配送中心的仿真模型，对仿真模型的数据结果进行了分析，并对配送中心的资源优化提出了建议。

1Flexsim在医药配送中心的仿真

1.1Flexsim简介

Flexsim是美国的Flexsim Software Production公司近年来新开发的一款商业化离散事件系统仿真软件，它集计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体[5]。Flexsim是迄今为止世界上惟一一个在图形建模环境中集成了C++IDE和编译器的仿真软件。在这个软件环境，C++不但能够直接用来定义模型，而且不会在编译中出现任何问题。该软件提供了原始数据拟合、输入建模、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真试验、对结果进行优化、生成3D动画影像文件等功能，也提供了与其他工具软件的接口。Flexsim软件的主要优势体现在建模快捷简单和仿真分析能力强大。Flexsim是一种可视化建模工具，使用Flexsim建模方便快捷，创建用户模型时，只需要用鼠标把将要使用的对象从库里拖出放到模型视窗即可。Flexsim有丰富的对象模型库，其中的对象参数可以表示几乎所有存在的实物对象，因此利用Flexsim可仿真现实中的各种实物模型。Flexsim具有强大的分析能力，可以解决服务、制造、物流等方面的问题，也可以按照操作人员的不同需求进行仿真分析。

1.2医药配送中心简介

南京某医药集团投建一个配送中心，需要对其设计的方案进行仿真分析，确定系统是否能满足需求和系统资源的最佳配置。该配送中心是集药品采购、储存、销售、配送、信息化为一体的现代综合性药品物流中心。

1.3医药配送中心的系统设施和布局概况

该医药配送中心的平面布置如图1所示。

对于常规库药品，运用ABC分类法进行分类，ABC库存分类是依据货物的出入库频率和货物本身的附加值高低来进行货物分类。出入库频率高或货物附加值高的A类的药品入横梁式货架，BC类的药品入阁楼式货架。横梁式货架储存区用于存储以托盘为存储单元的A类药品。整件分拣区采用托盘就地堆垛分拣，前后两个托盘位为一组，一个托盘位作为分拣用，另一个作为补货用。流利式货架分拣区处理A类药品散件分拣任务。对于根据GSP规定需要冷冻存储的药品，需要在冷冻库储存，冷冻库内还设置冷冻包装区实现对冷冻药品按订单的合包。串味药品库存放和管理串味药品出入库和储存。

1.4系统建模

配送中心的整个作业流程如图2。

1.5基于Flexsim的仿真建模

基于Flexsim的仿真建模，首先根据模型进行简化，并依照模型，进行布局的设置，再根据设计的物理模型，构建仿真模型。选择库中的合适的对象，并拖到仿真视图中合适的位置。

基于Flexsim环境的仿真模型中主要对象如下：

药品，订单，托盘 SOURCE生成

检验区 PROCESSOR

叉车，手推车 TRANSPORTOR

输送带 CONVEYOR

货架 RACK

包装机 PROCESSOR

托盘化 COMBINER

分解器 SEPARATOR

路径 NETWORKNODE及其连线

根据仿真模型，医药配送中心的仿真模型如图3所示。

1.6仿真结果分析

首先可以在仿真模型的运行过程中，通过直观的动画演示查看到系统运行的全过程，从而容易掌握和了解系统的概况，可以发现系统的瓶颈所在。在现有系统设计和配置下，系统主要设备的利用率如表1。

设备利用率的算法如下：

设备利用率=（载物送货时间+空车去取货时间）/系统总运行时间?鄢100%

货架的平均利用率=货架的平均库存/货架总的容量?鄢100%

系统模拟时间14 400（分钟），即10天，由于配送中心的作业时间是8小时，所以，操作设备满负荷的利用率是33%，而“瓶颈”就是系统中相对繁忙的元素，通过表格能够看出，此系统的货架暂存区利用率比较低，在近期可能有闲置浪费之嫌，但是却可以满足未来一段时间由于业务量扩大的需求。横梁式货架区的叉车和从整件分拣区的货架补货到流利式货架的手推车却相对较繁忙，从而影响了系统整体的工作效率，是整个流程的瓶颈。随着企业的发展，业务量的扩大，配送中心出入库处理药品数量的增加，这个瓶颈点势必影响业务流程的顺畅运行，导致堵塞的发生。企业应率先对这个瓶颈点采取措施，来缓解这一问题。针对横梁式货架区的叉车，可以考虑增加叉车数量或者可以考虑当整件分拣区缺货时，由入库暂存区直接对整件分拣区补货；针对流利式货架的手推车，我们一方面可以增加手推车的数量也可以在满足安全的前提下增加手推车的运能。这样不仅可以来缓解这

一问题，也能提高配送中心的运行效率，以确保企业的正常运营。

2结束语

医药配送中心流程仿真的本质就是以计算机支持的仿真技术作为前提，对医药配送中心的各个元素和流程进行统一的建模，在虚拟的环境中反映出配送中心运作的全过程，从而为配送中心的规划提供更全面可信的支持。

利用Flexsim进行医药配送中心的建模和仿真，得到的数据可以很好地为今后实际运行的参数提供依据，使得实际系统的设计更好地满足设计者的要求。

总之，对医药配送中心系统进行简化分析，建立仿真模型，利用Flexsim进行仿真，并对数据进行一些分析处理就能得到更可信和更可行的方案。

参考文献：

[1] 王转，程国全. 配送中心规划系统[M]. 北京：中国物资出版社，2003.

[2] Soemon Takakuwa, Hiroki Takizawa. Simulation and Analysis of Non-Automated Distribution Warehouses[C]//J. A. Joines, R. R. Barton, K. Kang, and P. A. Fishwick, eds Proceedings of 2000 Winter Simulation Conference, Orlando, FL, USA, 2000.Piscataway, N.J.: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2000:1177-1184.

[3]Chiun-Ming Liu. Clustering Techniques For Stock Location And Order-Picking In A Distribution Center[J]. Computers & Operations Research，1999(26):989-1002.

[4] 宋伟峰. Flexsim在物流系统规划中的应用研究[D]. 北京：北京交通大学（硕士学位论文），2007.

[5] 张晓萍，刘玉坤. 系统仿真软件Flexsim3.0实用教程[M]. 北京：清华大学出版社，2006.