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基于Flexsim的山区生鲜农产品冷链物流配送网络仿真分析

2018-05-21王典雪,尹科

物流科技 2018年4期
关键词:物流配送冷链生鲜

0 引言

近日,科技部发布了《“十三五”食品科技创新专项规划》,其中多次提到发展冷链物流的重要性,冷链物流已成为我国“十三五”规划的一个重要指标[1]。冷链物流配送在整个冷链物流中占据很重要的位置,优化冷链物流配送路径、减少配送成本、提高客户满意度是冷链物流配送的关键。目前,贵州省正在大力兴建农产品生产基地,鲜活农产品由于要保鲜,时效性要求就更高,运输的成本高于普通物流,因此,对于生鲜农产品产业的发展,物流无疑成为痛点。由于贵州地处山区,很多农产品基地交通不便,加之技术落后,配送网络不健全等因素,造成物流成本更高;合理的配送网络不仅可以降低运输成本,还大大提高配送效率,保证了生鲜农产品的品质,更好地服务顾客,提高顾客满意度。对于国际冷链物流来说,加拿大农产品冷链物流位居世界先进水平,冷藏运输率高达90%,冷链物流损耗5%,物流成本不足30%,至今积累许多宝贵经验,值得我们学习借鉴。主要体现在:冷链物流法律体系完善,政府扶持力度大;冷链物流体系多样化;冷链物流模式多元化:产地加工企业模式、批发市场与配送中心模式、第三方物流模式;信息技术应用全面:EDI技术、自动识别技术、无线射频技术、GPS等,实现冷链物流系统电子化管理;同时还实现了低温加工、低温贮藏、低温运输与配送、低温销售的全程监控管理;冷链协会推动发展[2]。Jevsnik等调查了从零售商到消费者的食品安全意识,大部分消费者缺乏冷链意识,没想过使用冷藏袋运输,也不知道如何正确的调整冰箱温度来存储易腐食品[3]。Ju-Chia Kuod等提出温度的监测和控制是维持冷链食品安全的必要条件,基于多温度共同配送体系,建立了一种新的物流服务模式[4]。我国有关冷链物流的研究起步较晚,首次出现是在20世纪90年代,比国外相对落后。目前也有学者对此进行研究。

张平[5]等对我国果蔬低温贮藏保鲜的发展进行了概述,文章不仅对各类冷藏库进行了介绍,还介绍了相关的制冷工艺、制氮方法和保鲜技术。该研究对于冷链物流的发展和冷链基础设施的建设提供了一定的理论支持。

王忆南[6]在农超对接背景下冷链物流配送中心面临问题及对策探析一文中,介绍了以超市企业直接通过农民专业合作社(或农产品生产基地)采购生鲜农产品的农超对接的冷链物流配送模式,研究了“农超”对接和冷链物流配送中心的关系,分析了我国生鲜农产品冷链物流的现状和存在的主要问题,并结合浙江实际,就如何完善生鲜农产品冷链物流配送体系提出对策建议。

马铁良[7]在基于GPS的山区物流配送系统的设计与实现一文中,通过研究某山区城市烟草行业的物流配送,介绍了山区物流配送系统的设计与实现。表明了山区配送作业由于受地貌、经济等影响因素更加突出,得出山区物流配送信息系统使用的重要性。并提出对于系统开发主要涉及到的相关技术(GPS、GIS、JAVA等)的应用。

曹倩[8]等人对生鲜农产品的配送中心选址、配送网络的优化做了理论研究,并采用仿真模拟,得出优化的配送网络。文中通过建立数学模型对生鲜农产品的网络节点进行选址研究,并研究了如何搭建合理的配送网络。通过仿真模拟,表明了Flexsim仿真在企业进行优化改良方案上的重要作用。

1 山区冷链物流运营模式

1.1 山区冷链物流特点

一般来说,冷链物流泛指冷藏冷冻类农产品在生产、贮藏运输、销售,到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下,以保证农产品质量,减少农产品损耗的一项系统工程。而农产品冷链物流即是对肉、禽、水产、蔬菜、水果、蛋等生鲜农产品从产地采收(或屠宰、捕捞)后,在产品加工、贮藏、运输、分销零售环节始终处于低温控制环境下、最大限度保证产品品质和质量安全、减少损耗、防止污染的特殊供应链系统[9]。

我国每年约有4亿多鲜活农产品进入流通领域,但是绝大多数的农产品是在没有冷链或者局部冷链保证的情况下运输与销售,只有极少数的鲜活农产品是按照预冷——加工生产——冷库——冷藏车运输——批发站冷库——超市冷柜——消费者冰箱这种冷链模式进行的,这就使得货损浪费极其严重,造成了巨大的经济损失。以蔬菜水果为例,发达国家产后损耗率为5%,而我国高达25%~40%[10]。

当前我国山区冷链物流业存在许多问题和挑战,主要表现为:

(1)山区冷链物流基础设施能力不足。基础设施相对滞后,冷库、冷藏车数量远远不够,无法适应现代物流的发展。功能完善、布局合理的物流园区体系尚未形成;缺乏合理的配送中心,共同配送模式更是没有体现。物流基础设施之间衔接合理性、配套完善性等问题比较突出。

(2)山区冷链物流管理意识薄弱。由于山区物流发展相对滞后, 很多山区企业对物流的认识较为狭隘, 其认识还停留在物流即仓储、运输的传统物流上缺乏系统性的管理,有的企业对冷藏设备以及农产品的贮藏缺乏认识,笔者对贵州省黔东南丹寨哈密瓜生产基地调研发现,当地瓜农在对哈密瓜的贮藏方面缺乏常识,导致哈密瓜腐烂率很高。此外,由于地处山区,交通不便利,加之缺乏专业人士的指导,当地哈密瓜销往外地渠道单一,配送模式老化,导致物流成本很高,瓜农收益率较低。目前贵州省山区农产品生产基地大部分依靠农户自行联系商家收购,甚至物流环节依靠农户自己将农产品运出山区,导致了农户工作量增加,生产效益降低,物流成本升高,收益减小。当地真正专门做第三方物流的企业实为罕见,没有成立专门的配送中心,缺乏系统性的配送管理,很多物流企业没有意识到物流作为“第三利润源”的重要性,没有意识去开发其背后的巨大利润[11]。舍不得下成本去建设合理完善的物流配送体系,然而,合理的物流配送网络能使企业降低很大的物流成本,从而提高企业的收益。因此,本文将通过Flexsim仿真展现对配送体系优化后,配送网络的作业效率大大提高的表现,直观地给企业更好的建议。

(3)山区冷链物流成本较高、物流企业效率普遍偏低。山区由于受到地域偏远、市场环境不好、自然条件恶劣等因素影响,开发难度大,造成许多山区道路不通,造成山区物流成本居高不下且物流作业效率低下。另外,由于经济条件落后,山区冷链物流设施设备不齐全,管理模式落后,加之受到交通条件影响,冷链物流资源周转慢,从而造成企业物流成本较高。

(4)冷链物流技术落后。目前我国冷链物流正处于发展初期,许多技术还尚待改进,山区由于地理、历史、经济条件等诸多因素,物流技术与发达地区相比存在很大差距,主要体现在网络化设施、自动化设备、信息技术以及一些先进管理技术的普及率低下。导致冷链物流技术落后,成为影响山区冷链物流业发展的重要原因之一。

(5)物流管理和经营人才的缺乏。山区地区在物流管理模式上,很多企业仍然按照陈旧的物资管理模式进行经营,而传统的物资管理和操作已跟不上现代冷链物流发展的步伐和管理体制,因此,物流企业经营和管理的专业人才成为山区冷链物流发展的重要突破口。由于山区的经济环境落后、地理条件因素较差、各类设施落后等因素,很多人才不愿意留在山区发展,人才流失大。此外,政府在培养人才、吸纳人才、留住人才的相关政策和指导意见还不完善。物流人才的缺乏成了制约山区发展冷链物流业的最大障碍。

山区由于地理位置限制,交通不便,导致物流成本居高不下。山区生鲜农产品品种很多,一般主要包括肉、禽、蔬菜、水果类,还有一些特色产品。拿贵州省来说,目前主要有猕猴桃、蓝莓、草莓、金刺梨、茶叶、蔬菜类、肉、禽、蛋类等。在电子商务发展的驱动和大数据的环境下,越来越多农产品生产基地开始利用电商平台推广农产品,依靠网络使得黔货出山,但目前该产业发展遇到很多瓶颈。其中,物流技术的落后以及配送成本居高不下就是一个重要的因素。因此,本文将以贵州省某市某农产品配送中心的配送模式入手,研究其配送模式,并通过仿真模拟找到问题所在,从而进行改进。

1.2 目前生鲜农产品现有物流运作模式介绍

配送网络是由网络节点及路径构成,只有确定网络节点的位置,才能形成配送网络的大致布局,因此,根据生鲜农产品网络节点选址方法的理论研究,确定生鲜农产品配送网络的各个节点的位置,结合我国生鲜农产品冷链物流的发展状况及运作模式,初步构建生鲜农产品冷链物流配送网络的概念模型。目前我国生鲜农产品冷链物流运作模式主要有三种:

(1)农产品+批发商+零售商+终端市场模式

该模式主要是农场生产出农产品后经过干线运输发送到批发商,再经过批发商配送到城市的各大菜市场,最后送达餐饮企业或者家庭餐桌。其流程如图1所示:

图1 我国目前农产品运作模式1

(2)源头直采+平台直销+终端配送模式

该模式是采购方直接到农产品生产地采购,经过干线运输到企业的餐饮平台,消费者通过平台采购,最后经过最后一公里配送到各餐饮门店或家庭餐桌。流程如图2所示:

图2 我国目前农产品运作模式2

(3)批发市场自采+餐饮门店+终端消费模式

该模式是餐饮门店或超市直接到农产品批发市场采购,经过短驳运输到餐饮门店或超市,最后经过最后一公里配送到各餐饮门店或家庭餐桌,这种模式是目前很多小型超市和餐饮店使用的模式。流程如图3所示:

图3 我国目前农产品运作模式3

2 某市某超市配送网络仿真模拟

本文主要探讨贵阳市W超市生鲜农产品配送网络,通过Flexsim对现有配送网络中的配送路径进行仿真研究,检验配送网络的运行效率,如果存在问题则给出相应的优化方案。由于W超市的门店较多,根据贵阳市的区域划分,分为南明区、云岩区、乌当区、观山湖区、白云区、花溪区,清镇市、修文县、开阳县、息烽县,本文只考虑城区,也就是南明区、云岩区、乌当区、观山湖区、白云区、花溪区的配送情况。根据要求对W超市生鲜农产品配送网络进行仿真模拟。

本文仿真模型的仿真目标:

(1)检测配送车辆是否满足配送需要;

(2)确定网络中是否存在瓶颈,在实际情况允许的条件下,消除瓶颈,提高配送网络的运行效率。

W超市是目前贵阳市较大的超市,目前开始着力发展冷链物流,并取得了一定的成绩,但由于冷链物流处于发展的起步阶段,在生鲜农产品配送方面,遇到很多瓶颈,超市自身也在不断地做出相应的改革。本文主要是从超市配送模式上进行研究,根据超市主要采取的自营模式,做相应的仿真模拟实验。

图4 W超市配送网络模型

2.1 模型建立

W超市目前冷链物流运作模式主要是农产品从生产地采摘后直接运往农产品批发市场,然后由超市自己的配送系统派送车辆到农产品批发市场将需要的产品运往超市配送中心,再从配送中心将农产品依次运往各门店,模型如图4所示:

2.2 仿真模型实体确定

由于农产品生产地到农批市场的系列数据不容易采集,因此本文主要模拟“农批市场—超市配送中心—超市各零售门店”这个过程中的路径,并进行仿真以及优化。在Flexsim仿真模型中针对每个实体对象由以下对应关系表示:

(1)农批市场是在此仿真模型中的源头,因此用 source(发生器)来表示,因而农批市场 1、2、3、4分别对应 source1、2、3、4;

(2)超市配送中心即处理中心,因此用processor(处理器)来表示;

(3)整个配送过程中涉及到运输车辆和操作员,分别用operator和transporter表示,每个作业阶段的操作员和运输车辆都不同,其中,农批市场到配送中心的操作员有operator1,operator2,operator3,operator4;运输车辆有transporter1,transporter2;而负责门店配送的车辆则对应transporter3、transporter4、transporter5,操作员对应operator5;

(4)超市各零售门店在仿真模型中相当于一个暂存区,因此由用queue(暂存区)表示,零售门店1~8分别对应queue1~8。

2.3 参数设置

由于上述概念模型是由简化的配送网络所形成,而农户、供应商的相关数据较难获得,门店数据是以S市区域划分,较难得到准确的数据,因此仿真模型中农户和供应商的相关数据主要是根据实际情况大致估算出相应的数值,仿真模型中配送中心的相关数据主要是调研而来,而仿真模型中门店的数据则是对各个区域内的大型超市的实际数据进行相应处理所产生。

(1) 农产品源实体source(发生器) 参数设置

农产品用每个托盘装好运到配送中心,假设配送中心每天最多可以加工处理的农产品为1500个托盘,假设配送中心每天工作时间为9小时,如果要完成任务,则每个托盘到达配送中心的时间间隔应为22秒,服从指数分布。

(2)配送中心处理器prosser参数设置

通常装卸一个托盘的作业时间在1~2分钟,假设处理器不发生故障,按照最快的处理速度进行,即处理时间为60s。

(3) 各门店即queue(暂存区) 参数设置

暂存区用来表示各零售门店的自有仓库,配送中心车辆将农产品送达各零售门店后,一部分农产品直接上到门店货架进行销售,另一部分则需要存放到仓库里面,为降低储存费用,且保证产品质量,提高货物的流转速度,暂存区的容量不能过高,假设定为需求量的60%。

(4) 操作员

操作员在这里主要是协助叉车装卸货物,每个农批市场有一个操作员负责,而配送中心则安排一位操作员,并且该操作员不是指定操作,而是哪辆车需要就去协助哪辆车作业。

(5) 叉车

叉车在此主要任务是装卸货物,其速度不能过快,因此假设叉车速度为12m/s。

(6) 网络节点

网络节点主要用来构建车辆配送路径,可以在构建的虚拟配送路径中设置配送中心到各零售门店的距离以及行驶路径,相关数据如表1所示:

表1 超市零售门店到配送中心的距离 单位:m

2.4 目前配送网络存在的问题

根据仿真结果分析发现按照原来的配送模式,效率较低,配送中心出现作业瓶颈,也就是说配送中心处理速度慢,车辆利用率低,因此应该考虑增加处理作业台,并且考虑采取共同配送模式来进行配送。图5是假设以某超市某天配送情况,用传统自营配送模式和共同配送模式进行作业得到的结果分析图:

图5 自营配送模式与共同配送模式对比结果

3 改进后的配送网络仿真分析

经过分析,对W超市原来的自营配送模式进行改革,采用共同配送模式进行作业,并且在第三方配送企业作业时,仿真模拟增加了处理器也即配送作业台,加快了配送速度,也提高了资源利用率,从而降低超市配送成本。配送中心作业场景仿真模拟如图6所示。

4 结论

本文主要对W超市实际配送网络进行仿真研究,根据W超市冷链物流配送网络的实际数据,应用 Flexsim仿真软件建立超市的配送网络仿真模型,并对其运行,找出现有配送网络中的瓶颈。通过对仿真模型中的参数调整,优化瓶颈,不仅使W超市能从直观的角度审视改进后的配送网络的运行效率,而且节约了超市的投资成本,缩短了优化周期。根据对仿真模型运行结果的分析提出了改进的具体措施,并通过改进措施的实施,有效地提高了W超市的配送效率,减少了资源浪费现象。

参考文献:

[1]王武强.科技部:《“十三五”食品科技创新专项规划》将于近期发布[J].中国农村科技,2017(3):46-47.

[2]王微微.国内外农产品冷链物流发展的比较与借鉴[J].中外物流业,2012(4):25.

[3]M.Jevšnika,V.Hlebecb,P.Rasporc.Consumers'awareness of food safety from shopping to eating[J].Food Control,2008,19(8):737-745.

[4]Ju-Chia Kuo,Mu-Chen Chen.Developing an advanced Multi-Temperature Joint Distribution System for the food cold chain[J].Food Control,2010,21(4):559-566.

[5]张平,陈绍慧.我国果蔬低温贮藏保鲜发展状况与展望[J].制冷与空调,2008,8(1):5-10.

[6]王忆南.农超对接背景下冷链物流配送中心面临问题及对策探析[J].科技与经济,2014(2):47-50.

[7]马铁良.基于GPS的山区物流配送系统的设计与实现 [D].北京:北京工业大学(硕士学位论文),2009.

图6 配送中心作业场景仿真模拟

[8]曹倩.生鲜农产品冷链物流配送网络优化及仿真研究[D].江苏:苏州科技学院(硕士学位论文),2015.

[9]李建春,吴立鸿.农产品冷链物流[M].北京:北京交通大学出版社,2014.

[10]杨蕊.物联网技术下的我国农产品冷链物流优化研究[D].山西:山西财经大学(硕士学位论文),2015.

[11]黄小敏.山区烟草商业企业精益物流评价体系构建[D].贵州:贵州大学(硕士学位论文),2016.

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