基于Flexsim的低價值貨物進出庫仿真與優(yōu)化

廣東東軟學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）基于Flexsim的低價值貨物進出庫仿真與優(yōu)化SIMULATIONANDOPTIMIZATIONOFOUTANDINSTORAGEABOUTLOW-PRICEPRODUCTBASEDONFLEXSIM

內(nèi)容摘要隨著物流行業(yè)的蓬勃發(fā)展，物流業(yè)成為衡量我國綜合實力的重要指標(biāo)之一。而倉儲是當(dāng)今物流行業(yè)運輸中不可或缺的部分，進出入庫是倉儲運作的流程之一，所以優(yōu)化它是提高倉儲效率的好辦法。本文同時介紹Flexsim軟件和倉儲的作用與低價值產(chǎn)品的意義，通過圖解步驟來介紹如何使用Flexsim軟件。通過使用Flexsim軟件，對實際倉庫中的進出入庫流程進行模擬，生成三維的立體仿真模型。使用模型優(yōu)化不合理的部分，逐漸通過不同的仿真結(jié)果對比，將問題一一改善。記錄下優(yōu)化前后的差異，提出改進建議，減少企業(yè)實際改進的試驗成本。一次次仿真結(jié)果上看，優(yōu)化有效緩解了貨架堆積、設(shè)備超負(fù)荷運作與人員工作強度大的問題，為進行優(yōu)化決策管理者找到問題提供方法并模擬效果。關(guān)鍵詞：倉儲；Flexsim；物流仿真；優(yōu)化AbstractWiththelogisticsindustryofboomingdevelopment,thelogisticsindustryhasbecomeoneoftheimportantindicatorsofChina’scomprehensivestrength.Andwarehousingplaysansignificantpartinthelogisticstransportation.Inandoutofwarehouse,whichisoneoftheprocessinthewarehouseoperation.So,itisthebestideatoimprovethewarehousingefficient.Firstly,thispaperintroducesthefunctionofFlexsimsoftwareandstorage,andthenillustratedhowtouseFlexsimsoftwarethroughillustratedsteps.UsingFlexsimsimulationsoftwaretosimulatethein-or-outwarehouseprocessesintheactualwarehouse,optimizesthemtogeneratea3Dsimulationmodel.Usethemodeltooptimizetheunreasonablepart,improvetheproblemonebyonegraduallythroughthecomparisonofdifferentsimulationresults.Recordingthedifferencesbeforeandaftertheoptimization,raisingtheimprovementsuggestions,andreducingthetestcostoftheactualimprovementoftheenterprise.Accordingtothesimulationresultsbymanytimes,theoptimizationcanalleviatestheproblemsofshelfstacking,equipmentoverloadoperationandhighpersonnelintensityeffectively,thenprovidesthemethodsandsimulationresultsformanagerswhomakeoptimizationdecisions.Keywords：Storage；Flexsim；Logisticssimulation；Optimization廣東東軟學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄1引言 引言機器化大生產(chǎn)時代的到來帶領(lǐng)著物流行業(yè)迅速發(fā)展，我國已經(jīng)成為了制造業(yè)大國，性價比高、產(chǎn)量大是我們?nèi)缃裰圃鞓I(yè)的優(yōu)點。與此同時，用戶對產(chǎn)品的個性化需求越來越高，物美價廉的低價值產(chǎn)品深受用戶青睞。低價值的產(chǎn)品，通常以數(shù)量大、價格低為特點，銷售量越大，毛利也越大，可以說是靠量致勝，其產(chǎn)品生產(chǎn)加工對于人員的需求量較大。因為個性化需求的增加，企業(yè)多以多品種、小批量的模式生產(chǎn)商品，并能夠開展線上線下的零售方式來增加產(chǎn)品的銷量。多品種與小批量的管理模式與單一產(chǎn)品并不相同，企業(yè)管理難度加大。由于用戶對產(chǎn)品有著巨大的需求與更高的服務(wù)質(zhì)量要求，企業(yè)對于成本增加和服務(wù)不滿足用戶質(zhì)量的需求問題，產(chǎn)生了巨大矛盾。企業(yè)的競爭壓力不斷增加，如何節(jié)省成本的同時并提升自身競爭力成為每個企業(yè)日思夜想的難題。如今中國的倉儲系統(tǒng)正在不斷更新完善，正向著自動化發(fā)展，高效進出入庫流程伴隨著成本優(yōu)化的趨勢已是必然。自動化倉儲中心是現(xiàn)代物流系統(tǒng)一重要部分，越來越多的運用于各個行業(yè)，自動化倉儲的運行同時影響著整個物流程序的效率。當(dāng)今倉儲中心的建設(shè)，并不能滿足企業(yè)與用戶的需求，必須對其進行改良升級，找出問題所在并解決。本文通過運用Flexsim軟件，將低價值產(chǎn)品的進出入庫的流程進行模擬，對模型進行研究并優(yōu)化，在不增加成本的情況下，通過模型來達到改造升級的目的。研究背景當(dāng)今科技與經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，物流業(yè)作為一項新興產(chǎn)業(yè)日益壯大著，各物流企業(yè)的倉儲配送干線也在不斷鋪設(shè)與更新，不斷促進著國家物流業(yè)的發(fā)展。物流是由多各環(huán)節(jié)構(gòu)成，有運輸、倉儲、包裝、裝卸搬運、流通加工配送、相關(guān)物流信息服務(wù)等。而倉儲由當(dāng)初普通放置貨物的功能，作為貨物進出入庫的重要棧點，已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)化為集倉儲、分揀、配送于一體的倉配中心。訂購的產(chǎn)品根據(jù)不同類別入庫，對其進行接收、盤點檢查與上架。出庫時亦根據(jù)客戶的不同訂單，對產(chǎn)品進行打包包裝整理、申請出庫并進行登記。對進出入庫的進行精細(xì)化管理，有利于協(xié)調(diào)整個物流運輸?shù)牧鞒?，采用合適的方法更能優(yōu)化它，提高企業(yè)的運行效率。如何管理，怎樣保證管理效果能得到預(yù)期效果成為重點。在考慮成本的同時還要預(yù)測后期效果，這時候仿真軟件便派上用場。Flexsim在各方面優(yōu)化有趙金萍[1]、張李威[2]、徐香玲[3]、婁慧斌[4]、王建青[5]對其進行研究優(yōu)化。Flexsim，作為一種仿真軟件，對于該倉儲中心存在問題的研究有著重大作用。同時它也是離散型系統(tǒng)，離散系統(tǒng)就是指系統(tǒng)的狀態(tài)變量在某些離散的時間點瞬時變化。按照系統(tǒng)仿真的術(shù)語，稱狀態(tài)的瞬間變化為事件，將發(fā)生時間的時刻稱為事件時間。如果事件時間是一些非均勻離散時點，這樣的時間成為離散事件，相應(yīng)的系統(tǒng)則稱為離散型系統(tǒng)。離散事件系統(tǒng)具有隨機性，排隊系統(tǒng)就是一個離散系統(tǒng)，因為顧客人數(shù)這個狀態(tài)變量，只有當(dāng)有顧客達到或者離開時才會發(fā)生變化[6]。我們通過觀察現(xiàn)實設(shè)備分布狀況與數(shù)據(jù)收集，將其模擬在系統(tǒng)中，在系統(tǒng)幫助下，能夠清楚看到系統(tǒng)中的阻塞堆積和其他瓶頸狀態(tài)，希望通過模型來模擬現(xiàn)有的設(shè)施設(shè)備，改變設(shè)備參數(shù)，來提高產(chǎn)品的進出入庫效率，對問題的解決有更直觀的判斷分析。研究目的與意義倉儲是物流的重要環(huán)節(jié)之一，隨著電商行業(yè)的發(fā)展，我國的倉儲配送中心的建設(shè)如火如荼，雙十一的銷售額破紀(jì)錄速度越來越快，隨著倉儲中心的投入建設(shè)，倉儲網(wǎng)點越來越多，快遞配送時效也在不停優(yōu)化。但倉儲內(nèi)部也存在許多問題：進出入庫路線堵塞、產(chǎn)品損失率高、數(shù)量無法對上、產(chǎn)品堆積、產(chǎn)品混亂擺放造成的進出庫效率低下、人員的忙閑不均等。倉儲管理系統(tǒng)因為構(gòu)建較復(fù)雜，與其他系統(tǒng)關(guān)系緊密，合理的配置資源有利于成本管理。而物流仿真系統(tǒng)能夠更好地模擬現(xiàn)實，對倉儲系統(tǒng)進行預(yù)演預(yù)設(shè)置、預(yù)修改和預(yù)優(yōu)化。物流系統(tǒng)是當(dāng)今企業(yè)生產(chǎn)的重要組成工具，是提高企業(yè)生產(chǎn)效率一重要方法。本文希望通過Flexsim軟件建模，能夠構(gòu)建一個簡易的產(chǎn)品進出入庫的模型來反映運行狀況，得到仿真數(shù)據(jù)，并對其改善，提高倉庫的運行效率。Flexsim仿真軟件Flexsim仿真軟件，是用于建立離散事件流程過程，作為相似度較高的三維VR模式，能夠很好的運用于制造業(yè)的生產(chǎn)模擬中。仿真是對客觀世界中存在的客觀事物，在運行了一段事件后的模擬。在Flexsim中，其建模簡單，顯示效果出色，以多種統(tǒng)計學(xué)科和理論為基礎(chǔ)，擁有著強大數(shù)據(jù)分析功能，能夠很好的運用于制造型企業(yè)的仿真模擬中，每個對象都有其坐標(biāo)（x，y，z）、速度（x，y，z），并能使用鼠標(biāo)右鍵將其旋轉(zhuǎn)。離散事件流程仿真是根據(jù)實際的工作流程，在規(guī)定時間內(nèi)改變狀態(tài)的實體或設(shè)備。是一種穩(wěn)態(tài)模型，變量隨即符合現(xiàn)實存在的隨機事件。進出入庫是所有制造型企業(yè)必經(jīng)流程，運用Flexsim能很好的分析機器與操作員合作狀態(tài)，尋找最佳路徑。日常貨物進出入庫中，會遇到貨物積壓、訂單積壓、工位空閑等等的不平衡問題，由于在現(xiàn)實中操作，成本高、投資風(fēng)險大、時間周期較長且極可能造成現(xiàn)實業(yè)務(wù)停止。而運用Flexsim則有成本低、僅需在軟件上進行操作、模擬時間短且無需停止現(xiàn)實設(shè)備運行的優(yōu)點。系統(tǒng)模型是對實際設(shè)備的一種抽象，并向決策者反映設(shè)備的本質(zhì)。本文則是通過Flexsim軟件模擬貨物進出入庫狀態(tài)，對其進行仿真模擬試驗，運用數(shù)據(jù)和仿真模型找出分析現(xiàn)有問題并解決，減少不必要的設(shè)備調(diào)試時間，提高整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，這對于制造業(yè)效率的提高具有重大意義。在傳統(tǒng)進出庫流程中，我們無法有效得出問題的數(shù)據(jù)以及各種改變后優(yōu)化方案的效果，人們可以以不同的用途與目的建立各種心儀的模型，通過Flexsim軟件來建模，根據(jù)現(xiàn)實實體繪制系統(tǒng)構(gòu)造圖，通過分析設(shè)備、運作參數(shù)設(shè)置模型，模型僅是現(xiàn)實中必須設(shè)備的原型簡化，可以通過ExpertFit與MicrosoftExcel，實現(xiàn)模型與實體之間的數(shù)據(jù)交換，盡可能的接近真實數(shù)據(jù)，并能以“Fly-Throughs”以藝術(shù)模型形象展現(xiàn)給使用者。通過對于實地的考察，收集真實數(shù)據(jù)來分析數(shù)據(jù)得到規(guī)律，仿真可以模擬整個進出庫的加工、分揀和配送流程，找出過于不合理的成本支出與累贅路線等等不合理的設(shè)計，使之降低分揀配送成本來達到利潤最大化的目的，還能提高進出入庫的效率，為企業(yè)提供實際的數(shù)據(jù)參考與優(yōu)化方案。一個理想的模型既要反應(yīng)實際設(shè)備的特點，又要準(zhǔn)確和簡潔。倉儲倉則是指倉庫，是保管、儲存物品的建筑物和場所的總稱。從現(xiàn)代物流系統(tǒng)的角度來看，倉庫也是從事包裝、分揀、流通加工等物流作業(yè)活動的物流節(jié)點設(shè)施。而倉儲，則是倉庫的儲存功能，為貨物進行防止、保護、管理。[7]倉儲主要是對流通中的商品進行檢驗、保管、加工、集散和轉(zhuǎn)換運輸方式，并解決供需之間和不同運輸方式之間的矛盾，著力保護商品的所有權(quán)和使用價值，同時使得商品流轉(zhuǎn)速度加快，物流效率和質(zhì)量得以提高，最終促進社會效益的提高。物品的進出、庫存、分揀、配送及其信息管理等都是倉儲的基本功能，所以倉儲的管理對于企業(yè)的效益起著重要的作用。[8]倉儲的有效管理，通過優(yōu)化路線，能夠提高貨物的運輸效率，從而減少運輸成本的支出。貨物的進出庫效率提高，有利于及時滿足訂單的需要，是供應(yīng)方與需求方一重要結(jié)點。運輸成本的降低，有利于企業(yè)保持優(yōu)勢，將精力放在更需要優(yōu)化的地方，在增加企業(yè)的自身優(yōu)勢的同時也增加了自身的競爭力。從谷曼[9]的立體倉儲一文中得知，倉儲規(guī)劃一般遵循以下原則：“全局規(guī)劃原則：要從全局的角度出發(fā)，對于倉儲內(nèi)的各種設(shè)備，都要考慮對其存在進行綜合分析，得到大致設(shè)計的結(jié)構(gòu)。作業(yè)距離優(yōu)先原則：作業(yè)距離減少，減少設(shè)備的移動與作業(yè)人員的走動，能使作業(yè)時間減少從而提高倉儲流程的效率。空間利用最大化原則：有限的空間里，將空間運用到極致，空間的利用率高，能夠減少浪費場地的可能性?！盵9]低價值貨物低價值貨物在文獻中沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義，其特點在實際操作中，相較于高價值貨物來說，價值較低、品類眾多，容易忽視而導(dǎo)致管理難度加大。低價值貨物繁多，多種低價值貨物入庫時需要大量人力、物力進行搬運、分配配送。作為制造業(yè)大國的我們，低價值貨物是十分常見的，絕大多數(shù)物品都由低價值貨物組合合成。無論是離散型制造業(yè)在慢慢傾向于產(chǎn)品種類多且冗雜，生存批量較小且多變，實時性要求高的生產(chǎn)方式。而傳統(tǒng)的離散型制造業(yè)交貨時間較緊、低價值貨物的原材料種類多、生產(chǎn)過程復(fù)雜導(dǎo)致生產(chǎn)成品質(zhì)量問題頻發(fā)、管理倉儲難度加大的問題。[10]制造型企業(yè)進出入庫的原材料主要為低價值貨物，受傳統(tǒng)制造業(yè)的影響，制造業(yè)的發(fā)展方式仍存在較強的路徑依賴，制造業(yè)的需求結(jié)構(gòu)和需求層次不利于拉動以滿足中間需求為主的生產(chǎn)性服務(wù)部門發(fā)展。我國一直在推進傳統(tǒng)制造型企業(yè)向數(shù)字化、與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的模式進行轉(zhuǎn)變。[11]通過仿真模型模擬低價值貨物，能夠推動制造型企業(yè)與仿真軟件的結(jié)合，實現(xiàn)制造型企業(yè)管理方式的轉(zhuǎn)變。Flexsim簡介物流仿真軟件是現(xiàn)代一熱門話題，它是系統(tǒng)模擬仿真技術(shù)在物流中的應(yīng)用，是系統(tǒng)模擬、計算機仿真、特別是工業(yè)工程、物流等多學(xué)科交叉的新學(xué)科和研究領(lǐng)域。系統(tǒng)仿真軟件是物流系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、評估與改進的有效方法和工具，從其問世到目前為止，不同國家、公司，在不同背景和發(fā)展階段下，推出了許多仿真軟件。但是，我國工業(yè)工程學(xué)科發(fā)展和物流熱之后，特別是高校引進的、流行的、使用的，主要有美國的Flexsim仿真軟件，英國的老牌工業(yè)工程Witness仿真軟件，日本的RaLC(樂龍)仿真軟件，還有一些所謂主流的物流仿真軟件，如ProModel仿真軟件。[12]Flexsim是一種用于現(xiàn)實物流所需的仿真系統(tǒng)，作為一個分析工具，以C語言為基礎(chǔ)，通過對模型的設(shè)計和運行，為使用者提供更明智的決策。它是一款功能強大的數(shù)據(jù)分析工具，使用Flexsim來建造系統(tǒng)3D模型比研究現(xiàn)實中的系統(tǒng)更能節(jié)約成本和時間。通過設(shè)計多種方案，反饋多種不同的信息來找到最佳決策，使用軟件中虛擬動畫的功能更容易找到問題所在并解決它。我們可以通過各種角度觀察圖形，按住鼠標(biāo)右鍵就可移動界面，滑動滾輪即可對其進行放大縮小。一般仿真建模軟件需要編寫程序，這對于使用者的代碼能力要求較多，而Flexsim不變成就能脫出3D模型，將模型從實體庫拖出，以拖動圖形界面的方式自動生成C++代碼，通過預(yù)編譯的C++庫進行控制，并將其屬性進行設(shè)置與修改，仿真的建模環(huán)境集合了C++IDE編輯器和編譯器的仿真軟件，使用者也可用C++語言在軟件內(nèi)編程，給特定設(shè)備建模并以代碼形式代替軟件中A、S連接。[13]Flexsim的優(yōu)越性模擬型軟件一般分為結(jié)構(gòu)型和分散型兩大類，F(xiàn)lexsim屬于分散型，是由美國的FlexsimSoftwareProduction公司出品的一款商業(yè)化離散事件的系統(tǒng)仿真軟件。它可以幫助使用者建立三維立體仿真模型，操作簡捷同時顯示功能強大是其重要特點。該軟件提供了原始數(shù)據(jù)的擬合、系統(tǒng)簡略建模、圖形優(yōu)化、模型仿真試驗、數(shù)據(jù)結(jié)果優(yōu)化、生成運行影像、最優(yōu)路線等等功能，同時也為其他軟件的連接提供接口（通過socket接口），交互性功能強大，如Excel、Visio、CAD等可以用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的軟件。Excel將多次記錄測試的數(shù)據(jù)或者設(shè)備自身數(shù)據(jù)導(dǎo)出，數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中，再用Flexsim單表導(dǎo)出，根據(jù)規(guī)律得到函數(shù)運用于模型參數(shù)中。運用CAD制圖能將現(xiàn)實中的場地圖紙導(dǎo)入，運用可視化中的模型地板選項，就能將場地、設(shè)備大小、外觀和占地面積，盡可能的接近真實外觀，通過工具箱中的可視化，可將模型運行過程與視野轉(zhuǎn)變錄成視頻，更有利于非專業(yè)認(rèn)識觀察模型，使仿真結(jié)果接近現(xiàn)實。Flexsim應(yīng)用包括對物流行業(yè)的資產(chǎn)項目進行評估、運行有規(guī)律的模型，盡可能結(jié)合真實數(shù)據(jù)來來測試生產(chǎn)計劃、物流行業(yè)的更新管理與對于更改方案進行評估。根據(jù)仿真報告對仿真實體流程進行優(yōu)缺點評估，為其改造提供一個科學(xué)手段。如今Flexsim廣泛應(yīng)用于交通路線規(guī)劃分析（A星避障功能）、交通流量分析（模型運行的Dashboards）、生產(chǎn)能力的仿真與分析（模型建立）、物流倉儲中心、港口、機場等多個領(lǐng)域。對于物流行業(yè)來說，其收益主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①評估設(shè)備流程設(shè)計的多種方案的可行性;②提高物流公司的運行效率；③減少不必要的庫存；④縮短產(chǎn)品的制造時間和增加產(chǎn)量；⑤優(yōu)化運行設(shè)備；⑥運行時，模型可隨意更換與優(yōu)化，不局限于金錢與時間；⑦模型在建立的時候就能對其進行測試和修改。相比于Witness、Automod等仿真軟件來說，F(xiàn)lexsim對于使用者技能要求不高，使用者可以較快入門并運用與實際中，更好理解該軟件的使用方法和腳本語言。從黃銀娣[14]研究得知，Automod仿真軟件是一款比較成熟的離散事件系統(tǒng)仿真軟件，可完成對制造系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)、物料處理、企業(yè)內(nèi)部物流、港口、車站、空港、配送中心，以及控制系統(tǒng)等的仿真分析、評價和優(yōu)化設(shè)計等。AutoMod是一個具有精確三維建模功能、可進行虛擬現(xiàn)實動畫顯示、在物料操作方面具有優(yōu)勢、同時可仿真連續(xù)系統(tǒng)的仿真軟件，從仿真策略上看，它是一個基于進程交互策略的、流動實體驅(qū)動的仿真軟件。但建模操作過程較復(fù)雜，需要軟件使用者懂得程序語言，并需要對全部設(shè)備和其他對象物進行程序命令語言。Witness是平面離散系統(tǒng)生產(chǎn)線仿真器，同樣具有三維立體功能，但并不適合模型從大致輪廓的概念設(shè)計開始依次建構(gòu)下去的動態(tài)過程中使用。[15]Flexsim仿真系統(tǒng)的組成Flexsim仿真系統(tǒng)的組成：實體模型庫、菜單欄、視圖界面、工具欄、仿真控制欄組成。實體對象庫分為固定類實體、執(zhí)行類實體、流體。主要分為兩個部分：離散型對象與流動型對象。在菜單欄的文件中，我們可以重新打開新的模型也可以關(guān)閉，也可以打開以前做好的模型，也可打開全局設(shè)置的窗口，或?qū)δＰ偷木_度、角度等等進行設(shè)置。當(dāng)然最主要的是，我們可以通過菜單欄打開腳本窗口、控制臺、樹結(jié)構(gòu)和ExpertFit，樹結(jié)構(gòu)功能十分強大。原本傳統(tǒng)方法里，將產(chǎn)品合成則需要合成器，然而在運用樹結(jié)構(gòu)，找到箱子的代碼并賦值到其他分支選項下，就可以不通過合成器，貨物直接以合成的數(shù)量運轉(zhuǎn)。通過腳本和模型樹結(jié)構(gòu)，找到所需控制的模型代碼，讓會編程的使用者把軟件的功能發(fā)揮的更加強大。而ExpertFit選項，是可以用來通過excel表格輸入現(xiàn)實數(shù)據(jù)，得到最佳匹配的統(tǒng)計概率，并用于模型的參數(shù)設(shè)置中。當(dāng)然有所疑問的可通過菜單欄幫助尋找用戶手冊來解決。通過Flexsim的仿真時間控件，可將模型整體復(fù)位，無論運行的如何，也可讓其運行、暫停、使模型按事件步行，通過運行時間RunTime，可將時間設(shè)定成一個固定值，并轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實環(huán)境中運行的真正時間，還可調(diào)試仿真模型的運行速度，直接看到調(diào)試結(jié)果。系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)收集與分析基本情況、存在的主要問題：首先對倉儲中心設(shè)施、系統(tǒng)布置進行仿真，前期要做好對進出庫環(huán)境進行調(diào)研，選定相對應(yīng)的實體變量來確定仿真目標(biāo)，分析現(xiàn)有設(shè)備的利用情況、利用效率，手機實際運行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，判斷系統(tǒng)的工作效率是否能滿足要求，將仿真模型盡可能接近實體，不同的模型建立關(guān)系。產(chǎn)品的入庫作業(yè)：入庫作業(yè)是指物品做實體上的接受，包括從車上卸下、核對產(chǎn)品數(shù)量、記錄信息等等。入庫作業(yè)的分析：產(chǎn)品進入倉庫的大概時間、日期、產(chǎn)品數(shù)量、車輛的到達時間。產(chǎn)品入庫作業(yè)應(yīng)考慮的因素：各種產(chǎn)品的種類數(shù)量、產(chǎn)品的尺寸形狀、入庫作業(yè)時所需的人員數(shù)量與設(shè)施設(shè)備、車輛臺數(shù)、卸貨時間、信息錄入系統(tǒng)時間等等。產(chǎn)品的驗收：產(chǎn)品入庫就要對產(chǎn)品進行檢查，根據(jù)檢驗標(biāo)準(zhǔn)，對于體積、重量、形狀、大小、損壞狀況與程度等方面進行檢查，并核對入庫單信息，將其進行分類標(biāo)記。將有問題的產(chǎn)品提前重點標(biāo)記出來，記錄需要補料的產(chǎn)品數(shù)量并反饋。出庫作業(yè)分析：產(chǎn)品出庫路線進行規(guī)劃，出庫時對產(chǎn)品進行包裝、標(biāo)識、再次檢查，對照出庫單的數(shù)量、產(chǎn)品類別、包裝等一一進行核對。系統(tǒng)模型的建立系統(tǒng)模型的建立，要識別系統(tǒng)的基本要素才能滿足軟件的建模需要。Flexsim模型基本由對象、連接和參數(shù)設(shè)置三種組成。模型的基本要素識別實體：臨時實體：低價值產(chǎn)品1、產(chǎn)品2；永久實體：貨架、操作員、叉車；特殊實體：等待揀選的貨物隊列。狀態(tài)：操作員、堆垛機、加工處理器、貨物：排隊狀態(tài)、分揀狀態(tài)、堆積狀態(tài)；貨架：空狀態(tài)、有貨狀態(tài)、滿倉狀態(tài)、堆積爆倉狀態(tài)。事件：貨物分揀事件、貨物達到事件、貨物離開事件。排隊規(guī)則及倉儲配送中心規(guī)劃配送中心內(nèi)處理的貨物共2種，分別是產(chǎn)品1和產(chǎn)品2；配送中心對訂單的處理方式為先到先處理；配送中心內(nèi)布局分為三個部分，分別為入庫區(qū)、暫存區(qū)、出庫區(qū)。產(chǎn)品進出入庫實體流程圖圖1實體流程圖輸入數(shù)據(jù)與處理模擬暫停時間設(shè)定為10000s，使系統(tǒng)能夠測試模型運行一段時間后的效果。倉庫入口兩種產(chǎn)品到達時間按照正態(tài)分布時間間隔到達，均值20，方差5，normal（0,20,5），設(shè)定發(fā)出兩種不同類型，分別為產(chǎn)品1與產(chǎn)品2，并設(shè)置不同的顏色。到達暫存區(qū)的是不同類型與顏色的兩種產(chǎn)品，暫存區(qū)容量設(shè)定為1000，需要一名操作人員將產(chǎn)品協(xié)助搬運到加工設(shè)備上，預(yù)置時候需要操作員，加工處理器的預(yù)置時間為3s，預(yù)置結(jié)束后開始加工處理產(chǎn)品，處理時間為10s，最多能同時處理3個產(chǎn)品。貨物隨著傳送帶，傳送帶速度為2m/s，在傳送帶末端由叉車放入兩排貨架上。進入貨架，根據(jù)不同的貨架，貨物擺放在不同的位置，且從第一行第一列開始擺放進行入庫，最小停留時間服從指數(shù)分布（位置參數(shù)是0，尺度參數(shù)2000為平均時間）。貨物經(jīng)由傳送帶出庫，到達倉庫出口（吸收器模擬）使其出庫。系統(tǒng)仿真基本組成初始模型的構(gòu)建構(gòu)建仿真模型，首先要對系統(tǒng)實體進行一一識別，如表1所示。表1實體識別表實體Flexsim實體庫對象對應(yīng)實體倉庫入口、產(chǎn)品1與產(chǎn)品2發(fā)生器（Source）入庫區(qū)暫存區(qū)（Queue）加工處理設(shè)備處理器（Processor）傳送帶傳送帶（StraightConveyor）產(chǎn)品1貨架貨架1(Rack1)產(chǎn)品2貨架貨架2(Rack2)叉車叉車（Transporter）倉庫出口吸收器(Sink)機械手機器人(Robot)升降機升降機（Elevator）第二，按照收集數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對仿真實體的參數(shù)進行設(shè)置，如表2所示。表2參數(shù)設(shè)置表實體名稱對象說明參數(shù)設(shè)置產(chǎn)品1、產(chǎn)品2代表庫存和入庫的產(chǎn)品分別服從Exponential(0,20,0)，Exponential(0,20,0)，Exponential(0,10,0)的負(fù)指數(shù)，共生成2種產(chǎn)品貨架貨物存放的位置貨架最大容量暫存區(qū)貨物暫時存放的位置暫存區(qū)設(shè)置最大容量為1000升降機將傳送帶傳遞的產(chǎn)品放入不同的貨架中裝貨與卸貨時間為固定值移動時間為固定值機械手將貨物從貨架取下送至處理器裝貨與卸貨時間為固定值移動時間為固定值叉車將傳送帶傳遞的產(chǎn)品放入不同的貨架中裝貨與卸貨時間為固定值移動時間為固定值處理器將產(chǎn)品進行加工處理加工預(yù)置時間為3s，設(shè)置加工時間為固定值10s，且最多能同時加工三個產(chǎn)品模型說明發(fā)生器負(fù)責(zé)模擬產(chǎn)品入庫，發(fā)生器可向下一流程發(fā)出不同類型的產(chǎn)品至?xí)捍鎱^(qū)等待加工，叉車、升降機、操作人員是幫助產(chǎn)品在各流程運作的輔助設(shè)施，傳送帶可模擬流水線生產(chǎn)的運轉(zhuǎn)流程。從實體庫中按住左鍵從對象庫拖拽出一個發(fā)生器、一個暫存區(qū)、一個處理器、兩條傳送帶、一名操作員、兩排貨架、一臺叉車與一個吸收器放置于仿真視圖窗口的正投影視圖中，根據(jù)臨時實體的路徑連接端口，固定實體之間的連接是“A”，移動實體與固定實體的連接用“S”，A鍵連接具有方向，正投影視圖如圖3所示。雙擊每個實體，彈出實體屬性，將實體名稱與形狀進行修改。發(fā)生器命名為倉庫入口，吸收器命名為倉庫出口，并將兩個貨架分為產(chǎn)品1貨架與產(chǎn)品2貨架。根據(jù)連接類型，判斷連接鍵是“A”還是“S”，取消則相對應(yīng)是“Q”或“S”。用鼠標(biāo)左鍵點擊倉庫入口的右端口并按住“A”鍵，拖拽至?xí)捍鎱^(qū)1左端連接，形成線條說明連接成功，依次用“A”連接加工處理器、傳送帶、貨架與吸收器。同樣方法，運輸工具與固定實體，如工作人員與暫存區(qū)1、叉車與兩個貨架用“S”鍵連接，且需要運輸工具操作人員1與叉車的協(xié)助搬運，入庫時，是傳送帶至貨架，出庫時是貨架至傳送帶，傳送帶與貨架之間使用到叉車，叉車與傳送帶用“S”鍵連接。在對象的屬性窗口General選項卡中，可看到對象的端口連接并對其進行調(diào)整。模型設(shè)定Flexsim所有實體雙擊后會出現(xiàn)屬性框，提供渠道給使用者進行參數(shù)修改。屬性框中一般由多個選項卡：實體設(shè)置（對應(yīng)實體名字）、Flow（臨時實體流設(shè)置）、Triggers（設(shè)置觸發(fā)事件）、Labels（設(shè)置標(biāo)簽）、General（常規(guī)），在設(shè)置實體名字旁邊有個感嘆號，在右邊是個統(tǒng)計選項，選擇這個選項就可以看到該實體的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其結(jié)果以各種形式如條形圖、甘特圖和餅狀圖呈現(xiàn)。在發(fā)生器中設(shè)置到達時間間隔為normal(0,20,5)，并在觸發(fā)器選擇中選擇一個創(chuàng)建觸發(fā)，設(shè)置臨時實體的類型和顏色，兩種類型并用兩種不同的顏色加以區(qū)別。在暫存區(qū)與兩個貨架需設(shè)定：使用交通工具運輸，否則無法使用交通工具，直接通過A連線傳輸產(chǎn)品，無法確切模擬到實際運行。兩個貨架分別放不同類別的產(chǎn)品分別設(shè)置根據(jù)產(chǎn)品類型進入貨架，故在貨架1中設(shè)置成拉式，僅能接收類型1（Type1）也就是產(chǎn)品1，同理，貨架2也設(shè)置成拉式，僅能接收類型2（Type2）的產(chǎn)品2，達到分類進入貨架的目的。圖2實體擺放圖3實體連線為了在運行模型前和參數(shù)能恢復(fù)到初始狀態(tài)，需要點擊仿真時間控件中的Reset，再按Run將模型運行起來。模型運行與分析經(jīng)過運行固定時間10000s后，模型運行結(jié)果主視圖分析如下圖4圖4模型主視圖從模型運行結(jié)果圖可以很清楚看到三類問題問題①貨物進出入庫效率不高②暫存區(qū)有略微堆積現(xiàn)象。③貨架1與貨架2堆積嚴(yán)重，超出倉庫的容量。接下來我們通過實體屬性圖進行數(shù)據(jù)分析。實體屬性的餅狀圖分析數(shù)據(jù)結(jié)果如下圖5。圖5叉車的餅狀圖叉車的空閑時間僅6.8%，其中叉車途中裝卸搬運時間分別占30%、1.9%與37%，由此可看出，叉車運行時間中一直處于高負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，一刻不停地運轉(zhuǎn)。這對于叉車的使用壽命以及效率是極大挑戰(zhàn)，雖然叉車無時無刻都在運作，但叉車在有限的時間內(nèi)能搬運的產(chǎn)品數(shù)量卻是一個固定值。圖6工作人員效率餅狀圖圖7加工處理器的餅狀圖圖7中加工處理器的空閑時間僅占0.57%，處理時間占65%，放置時間占35%。從數(shù)據(jù)分析圖6上看分析：工作人員空閑率極低，僅有0.61%的休息時間，工作強度較大，運輸工具與加工處理設(shè)備存在超負(fù)荷運作，產(chǎn)品貨架的堆積可能與叉車的運行效率和能力有關(guān)。通過以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析表明工作人員、叉車工作負(fù)荷大，導(dǎo)致貨物在暫存區(qū)與貨架堆積，因此將首先要考慮對叉車進行調(diào)試。改進方案一運用Flexsim軟件分別建立并優(yōu)化原始仿真模型，通過統(tǒng)計圖來對比優(yōu)化方案的指標(biāo)以及優(yōu)化的有效性和合理性。由方案一運行結(jié)果圖可知，叉車屬于高負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，利用率接近100%，由此可通過改變產(chǎn)品進出入貨架的搬運設(shè)備，換成升降機來分析改變結(jié)果。將叉車換成升降機，由圖8-9可見。圖8方案一改進倉庫出口效果圖經(jīng)過方案一的改進，產(chǎn)品出庫的數(shù)量從441增加至936，出庫效率得到顯著的提高。圖9方案一改進倉庫入口效果圖改進思路：運行模型發(fā)現(xiàn)貨架貨物堆積嚴(yán)重，暫存區(qū)存在堆積情況，叉車負(fù)責(zé)搬運貨架中，且兩種產(chǎn)品要對應(yīng)放在貨架中，而從叉車的餅狀分析圖看，叉車的工作強度較大，負(fù)責(zé)進出入庫的工作較繁瑣，由此分析，產(chǎn)品進出入貨架的效率需求大于叉車的效率，故考慮將叉車換成效率更高的升降機。并從運行后的模型分析貨物堆積情況以及升降機的工作情況，來判斷其改變是否起到作用。通過運行效果，我們可以得知改進方案1效果，自動升降機的運作效率為68%，加工處理器的工作時間占比為99.43%，工作人員工作時間占99.39%。改進前出庫數(shù)量為441，改進后為936，對比看來，產(chǎn)品的進出入庫效率提升了112%由于更改方案僅設(shè)置于后方運輸，故前方的數(shù)據(jù)并未有任何變化。方案一改進方案數(shù)據(jù)結(jié)果分析由此叉車餅狀圖可看出，叉車的忙碌狀態(tài)得到緩解，貨架的堆積嚴(yán)重情況亦得到了緩解，通過倉庫出口的出庫數(shù)量可看出，倉庫產(chǎn)品進出入庫的數(shù)量也得到了提升，說明了起重機的效率高于叉車，該方案對于原始模型具有優(yōu)化效果。方案一改進后效果圖可看出，在貨物高峰期，暫存區(qū)貨物仍有堆積狀況，模型分析結(jié)果看出，工作人員的工作強度較大。改進方案二改進思路：后方貨架堆積情況得到緩解，前方暫存區(qū)存在堆積情況，根據(jù)工作人員1的餅狀圖分析，操作人員工作強度大，觀察搬貨效率以及工作人員的工作強度餅狀圖分析來看，適當(dāng)增加一個工作人員，運行模型后來分析結(jié)果。從模型實體庫選項中，拖拽出一個工作人員實體放入投影視圖中。由于需要兩個以上運輸工具時，需要用任務(wù)分配器來分配任務(wù)才能使二者以上的運輸工具運行。則放置一個任務(wù)分配器，分配任務(wù)給兩個工作人員操作，任務(wù)分配器與工作人員選擇A連接，任務(wù)分配器與暫存區(qū)用S連接。圖10改進方案二效果圖直接通過運行結(jié)果圖10可看出暫存區(qū)貨物堆積情況得到有效緩解。通過運行后各實體對象的餅狀圖得知，工作人員的工作強度高的問題得到了緩解，兩名工作人員休息時間占32%與65%，加工處理器的工作時間也降至90%。產(chǎn)品進出入庫的數(shù)量分別增加至1212與976，產(chǎn)品進出入庫的效率提升，加工處理器工作強度較大的問題得到了緩解，產(chǎn)品工作人員的工作強度在減少，與此同時也出現(xiàn)了較大的閑置率。方案二改進方案數(shù)據(jù)結(jié)果分析方案二在方案一的基礎(chǔ)下進行改進，增加了一名操作人員，通過操作人員餅狀圖圖示可知，方案二能一名操作人員的工作強度，一位操作人員的精力有限，暫存區(qū)的貨等待處理器的加工較多。通過改進，暫存區(qū)堆積的貨物減少。長期以來，貨物堆積的減少有利于為庫容節(jié)省空間，這樣可以減少不必要的庫存占比與積壓，增加產(chǎn)品進出入庫的效率。與此同時，增加了一名操作人員，也出現(xiàn)了人員較大的閑置率，增加額外的成本。通過方案二的改進中，可以看到暫存區(qū)與貨架堆積情況得到了有效緩解。建立了系統(tǒng)仿真模型，模型運行結(jié)束后，對輸出仿真結(jié)果進行了分析，找到了系統(tǒng)中存在問題并進行了相對應(yīng)的優(yōu)化，優(yōu)化后的系統(tǒng)得到了改善甚至不存在“瓶頸”問題，產(chǎn)品能夠進行有效周轉(zhuǎn)，周轉(zhuǎn)率增加有利于減少庫存的占有率，減少倉庫的面積，更有利于節(jié)省成本，是產(chǎn)品混亂的可能性降低，從而驗證了改進方案二的可行性。改進方案三往往人們普遍認(rèn)為，高科技運輸設(shè)備使用越多，效率越高。而在張改英的成本效益分析中[16]，并不是要對設(shè)備盲目投資，效益就會提高。而是要降低設(shè)備投資的盲目性，提高生產(chǎn)設(shè)備使用效率，為企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備購置提供科學(xué)依據(jù)?，F(xiàn)在通過Flexsim軟件，模型就可以模擬現(xiàn)實中無法模擬或是模擬支出成本較大的狀況。在不考慮成本的情況下，一直增加升降機、將操作人員換成叉車來比較產(chǎn)品進出入庫的數(shù)量與周轉(zhuǎn)狀況，如圖11-12。圖11改進方案三效果圖圖12改進方案三入庫數(shù)量方案二改進方案數(shù)據(jù)結(jié)果分析數(shù)據(jù)顯示，盡管不顧資金的大力投入先進的設(shè)備，出庫的產(chǎn)品并沒有增加，數(shù)據(jù)保持在974。貨架與暫存區(qū)的堆積情況，通過效果圖數(shù)據(jù)分析看，并未與方案二的運行結(jié)果有太大差異，反而加大了設(shè)施設(shè)備的投入，增加成本與設(shè)備在倉庫中的占用區(qū)域。改進方案的優(yōu)勢產(chǎn)品的擁擠狀況的解決使其進行有效周轉(zhuǎn)，運作效率達到期望值。產(chǎn)品周轉(zhuǎn)率增加有利于減少庫存的占有率，從而減少倉庫的面積，更有利于節(jié)省成本，使產(chǎn)品混亂的可能性降低。工作人員的負(fù)荷降低使員工離職率降低，人員流動率下降能夠減少企業(yè)對新員工的培訓(xùn)成本。設(shè)施設(shè)備的負(fù)荷降低能夠降低機器的損壞幾率，減少維修維護成本。建議與對策該軟件主要運用于離散型事件中，模型在建立前期，介紹了模型的適用范圍、使用方法與大概的作業(yè)流程并提出方案解決“瓶頸”。首先，要對實地設(shè)備進行勘察，記錄設(shè)備運作規(guī)律。當(dāng)自身無法統(tǒng)計出時，也可將數(shù)據(jù)接口導(dǎo)入軟件，通過軟件自帶即可得到相應(yīng)的擬合函數(shù)規(guī)律并使用。將所有模型放置在合適的位置，再考慮不同模型對象使用不同的連接類型，這樣可以減少因連接鍵使用錯誤而導(dǎo)致無法正常使用實體功能的可能性。仿真模型的操作步驟需要提前構(gòu)思，運行時，若有連接不當(dāng)、設(shè)置錯誤時，控制臺會主動報錯，我們可通過報錯文字來找到錯誤源頭并及時修正。運行過程中能看到不同區(qū)域之間的運行狀況：通行流暢或產(chǎn)品堆積嚴(yán)重均可直觀看到。通過模型運行狀況，找出運行問題，若在入庫區(qū)發(fā)現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，今天通過觀察協(xié)助運輸?shù)慕煌üぞ?、人員或輸入產(chǎn)品速度等，一步步的運行并提出具體方案，具體看是人員數(shù)量、效率，運輸設(shè)備負(fù)荷狀況、加工設(shè)備的處理速度、產(chǎn)品入庫數(shù)量是否大于倉庫入庫時能承受的數(shù)量等等來對其進行優(yōu)化，使運輸設(shè)備、人員、加工設(shè)施的作業(yè)效率達到理想化的狀態(tài)。當(dāng)人員或運輸工具時間距離較長且有優(yōu)化空間時，可通過該軟件提供的A*避障功能，對象到達目的地時，該功能會自動將地圖分為網(wǎng)格，找到每個點的最小距離并循環(huán)找路，直到到達終點。當(dāng)決策者對于該軟件并不熟悉時，操作者可將運行完成后的效果圖可通過漫游路徑錄制，通過旋轉(zhuǎn)3D立體模型，對于該建模的效果有更直觀的仿真感受。對于三種方案而言，方案一將操作設(shè)備升級換成升降機，解決了后端進出入庫時的貨架堆積難題，但是仍存在前端工作人員與加工設(shè)施工作強度大的問題。人員負(fù)荷大極易挫敗員工的工作效率，同時也不利于貨物進出入庫效率。加工設(shè)施運作強度大，易導(dǎo)致機器原有的使用年限降低、機器維修與支出成本加大、出錯率增加、等待加工的產(chǎn)品隊列過長均不利于整個流程的運行。隨著方案二的推進，在后端貨架堆積緩解的同時，增加一名操作人員，從分析結(jié)果的餅狀圖分析在能直觀的看到前方操作人員的工作強度降低以及使暫存區(qū)貨物堆積減少，有效的緩解了加工設(shè)備超負(fù)荷的狀態(tài)，在增加適當(dāng)?shù)娜藛T設(shè)備就能達到優(yōu)化的效果。同時也可以對操作人員進行專業(yè)化的培訓(xùn)，提高操作人員的作業(yè)效率。方案三中，在不計成本的情況下增加運輸設(shè)備，得到運行效果來判斷好壞。然而與方案一二相比，盲目增加設(shè)施設(shè)備并沒有產(chǎn)生為進出入庫產(chǎn)生太多效益，產(chǎn)品的進出入庫數(shù)量未得到有效改善，效果并沒有高于方案二，反而存在成本支出較大、設(shè)備高度閑置的問題。在各方案運行中，通過分析各個系統(tǒng)實體的統(tǒng)計圖，能夠判斷該流程是否需要進行優(yōu)化。因此，通過系統(tǒng)仿真模擬結(jié)果對比，方案二的改進效果最好，優(yōu)化后能使系統(tǒng)基本達到高效運行的要求，最終選擇方案二對進出入庫進行優(yōu)化。結(jié)語與展望本文主