醫(yī)藥物流配送中心系統(tǒng)優(yōu)化主要方法

□ 北京聯(lián)合大學(xué) 李平 高辰

醫(yī)藥物流配送中心系統(tǒng)優(yōu)化解決的核心問題
目前歐美和日本等國家醫(yī)藥物流配送的系統(tǒng)化、自動化、智能化應(yīng)用較為成熟，基于供應(yīng)鏈一體化醫(yī)藥物流管理，注重全過程的優(yōu)化。配送的方案主要是制藥企業(yè)庫房到配送中心的配送或是由制藥企業(yè)直接運送到醫(yī)院的服務(wù)，強調(diào)從生產(chǎn)到藥品使用的監(jiān)控管理。
我國的醫(yī)藥物流起步相對較晚，目前大多數(shù)的醫(yī)藥物流還處于簡單的進、銷、存階段。醫(yī)藥物流配送中心仍然采用傳統(tǒng)的揀貨策略，不能有效地解決醫(yī)藥物流配送中的重復(fù)揀貨和藥品積壓問題，導(dǎo)致配送中的揀貨效率不高。在配送的過程中，大多企業(yè)憑借著路程最短的目標(biāo)作為配送路線設(shè)計，往往忽略了藥品配送的需求度和緊急度，所以在成本增加的同時也損壞了藥品的品質(zhì)導(dǎo)致藥品的價格也會變高。
將醫(yī)藥物流配送中心揀貨和配送的經(jīng)驗進行理論化，將需求訂單組建為集合單、優(yōu)化揀貨策略和減少揀貨路徑、以藥品需求度和緊急度為維度的配送方案設(shè)計優(yōu)化配送路線、降低配送成本是我國醫(yī)藥物流配送重點研究的問題。
醫(yī)藥物流配送中心系統(tǒng)優(yōu)化研究方法
第一，醫(yī)藥物流配送中心系統(tǒng)優(yōu)化研究思路。
首先進行國內(nèi)外相關(guān)理論和應(yīng)用研究的分析，歸納可供醫(yī)藥物流配送優(yōu)化研究參考方法，并據(jù)此確定醫(yī)藥物流配送中心優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究路線。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合醫(yī)藥企業(yè)在物流配送業(yè)務(wù)的實際狀況，提出適合其物流特點的中心選址、倉儲揀貨、配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和設(shè)施規(guī)劃方法，進行定量和定性地研究和設(shè)計，建立以智能算法為核心、以關(guān)鍵因素指標(biāo)評價為方法，結(jié)合實際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對所提出的優(yōu)化方法進行實證研究，驗證其科學(xué)性和有效性。
第二，醫(yī)藥物流配送中心系統(tǒng)優(yōu)化主要方法。
依據(jù)企業(yè)實際需求，醫(yī)藥物流配送中心系統(tǒng)優(yōu)化從四個方面展開，分別為配送中心選址、揀貨策略分析、配送流程分析和配送中心設(shè)施規(guī)劃，應(yīng)用的具體研究方法如圖1所示。
醫(yī)藥物流配送中心系統(tǒng)優(yōu)化主要研究內(nèi)容
第一，醫(yī)藥物流配送中心選址規(guī)劃。
物流系統(tǒng)中的多配送中心選址問題本質(zhì)上就是一個多目標(biāo)的最優(yōu)化問題，在不考慮非物流因素的條件下，選擇基于聚類和蟻群尋徑的算法來進行選址。基本思路是將配送中心選址看成聚類問題，把算法中的螞蟻比喻成貨車，胞腔比喻成配送中心，將多個候選配送中心當(dāng)成聚類中心，各個配送點看作待分類量。目標(biāo)就是在多個預(yù)選配送中心中，以配送中心選址模型的系統(tǒng)成本最低為依據(jù)，選擇利用多配送車輛運輸形成蟻群，將各個配送點藥品需求分配到配送中心形成多個胞腔，若以配送中心為聚類中心的胞腔中不為空（即胞腔中含有配送點），則保留該配送中心。若胞腔為空（即胞腔中不含有配送點）則該配送中心是多余的，予以去除，從而確定配送中心的地址和數(shù)量。
第二，醫(yī)藥物流配送中心的揀貨策略分析與研究。（1）采用節(jié)約里程算法的集合單組建策略。
醫(yī)藥物流配送中心在商品分揀中主要針對的對象是對于醫(yī)院大宗訂單的組合，把所在儲位距離較近的訂單組建成一套組集合單進行揀貨，這樣可以有效減少取貨和搬運的路徑。本研究采用節(jié)約里程算法，選取行走距離最大的訂單作為初始訂單，然后依次計算其他訂單與初始訂單結(jié)合后的節(jié)約里程，將節(jié)約里程最大的訂單加入到原訂單并生成新的初始訂單，然后循環(huán)下去直到得到一定數(shù)量的訂單作為一個集合單。（2）基于集合單組策略的揀貨順序中最短路徑優(yōu)化
由于醫(yī)藥物流配送中心中貨架數(shù)量和種類較多，模型較為復(fù)雜，需要進行分揀順序最短路徑全局優(yōu)化，研究中選擇用蟻群算法對揀貨順序進行優(yōu)化。將物聯(lián)網(wǎng)中的傳感技術(shù)應(yīng)用于采集揀貨過程，集合單組中商品貨位的信息素，并通過網(wǎng)絡(luò)機制實現(xiàn)信息的傳遞，應(yīng)用正反饋的機制尋找商品貨位信息密度高的信息組，進行儲位編碼組合，以實現(xiàn)揀貨順序的最短路徑優(yōu)化。
第三，醫(yī)藥物流配送中心配送路線規(guī)劃。
在藥品的配送路徑規(guī)劃研究中對每輛貨車的路徑及其對不同醫(yī)藥公司的載貨量作以優(yōu)化，正確合理地安排車輛的配送路線，從而達(dá)到降低運輸及延誤成本的整體優(yōu)化目的。醫(yī)藥物流配送中心配送路徑規(guī)劃屬于非確定性多項式（NP）完全問題中的旅行商問題（TSP　Problem），需采取Dijkstra算法求解最優(yōu)路徑，主要可以通過最短路徑和藥品緊急度兩個維度來選擇最優(yōu)的路徑。
具體實現(xiàn)過程是應(yīng)用AnyLogic軟件可以將配送區(qū)域地圖添加到軟件中，添加GIS信息，并且同時考慮運輸成本、時間等因素。在路徑規(guī)劃中，不是依據(jù)物理地點兩點間距離，而是通過實際路網(wǎng)數(shù)據(jù)進行算法計算，用動畫的方式直觀地表現(xiàn)車輛的路線，并同時計算出配送運費。這樣可以為實際運輸提供決策數(shù)據(jù)，達(dá)到提高配送效率、降低配送成本的目的。
第四，醫(yī)藥物流配送中心設(shè)施規(guī)劃。
在選取了配送中心之后要對配送中心的設(shè)施進行規(guī)劃，在此需要通過EIQ的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、貨架基本信息和復(fù)核打包臺基本信息來計算貨架和單件、多件復(fù)核打包臺的數(shù)量。利用SLP根據(jù)設(shè)施布置的目標(biāo)對于各個設(shè)施的分布進行規(guī)劃，主要包括：貨架區(qū)、地堆區(qū)、打包區(qū)、收貨區(qū)、內(nèi)配區(qū)、恒溫區(qū)及其它非物流區(qū)域。在復(fù)合工藝過程要求的同時還要最有效的利用空間，并且應(yīng)用SHA方法進行分析，使物料搬運費用降到最少。
本研究是基于中國物流學(xué)會、中國物流與采購聯(lián)合會《醫(yī)藥物流配送中心系統(tǒng)優(yōu)化研究》課題（2015CSLKT3-173）以實際醫(yī)藥物流企業(yè)為背景，對全國數(shù)十個配送中心分析基礎(chǔ)上，對典型醫(yī)藥物流配送中心的2057個訂單組建成62個組集合單進行研究，并利用仿真軟件建立仿真模型對算法進行驗證。在選址的過程中，主要通過醫(yī)院對于過去的藥品的訂單進行分析和未來的預(yù)測，選出最適合對醫(yī)院進行配送的配送中心。在分揀策略中，主要是進行節(jié)約里程法的組集合單策略和蟻群算法的路徑規(guī)劃策略來進行優(yōu)化，兩種方案分別優(yōu)化了5%和13%。在配送過程中，主要是利用基于啟發(fā)式的旅行商（TSP）算法來對醫(yī)藥的配送過程中進行路徑規(guī)劃，優(yōu)化了近30%。該研究對醫(yī)藥物流配送中心系統(tǒng)優(yōu)化起到了顯著的作用，對于醫(yī)藥物流配送中心的建設(shè)和運作管理具有一定的應(yīng)用價值。