物流系統(tǒng)建模與仿真（第三部分）

Flexsim

物流系統(tǒng)建模與仿真第三部分（配送部分）01第一部分 生產(chǎn)物流02第二部分 倉儲物流03第三部分 配送物流目錄配送物流89101112鋼材配送中心設(shè)計與仿真零售配送中心設(shè)計與仿真食品配送中心設(shè)計與仿真配送分揀系統(tǒng)設(shè)計與仿真制藥企業(yè)多功能區(qū)域設(shè)計與仿真第章8鋼材配送中心設(shè)計與仿真配送中心的目的配送中心是從事貨物的配備（集貨、儲存、加工、分貨揀貨、配貨）和組織對用戶的送貨（運輸），以高效率、在一定區(qū)域范圍內(nèi)實現(xiàn)對生產(chǎn)、銷售等物流活動支持的物流節(jié)點和組織。建設(shè)配送中心的主要目的包括：1擴大市場占有率競爭的需要；2降低成本；3提高服務(wù)質(zhì)量。配送中心的功能①采購功能；②存儲功能；③分揀功能；④集散功能；⑤加工功能；⑥信息處理功能。案例描述該配送中心是從事鋼材配送的鋼材流通設(shè)施。其主要功能包括：倉儲、倒裝、裝卸搬運、揀選配貨、鋼材維護、展示、銷售、流通加工、運送及信息管理?，F(xiàn)某鋼材生產(chǎn)制造企業(yè)計劃在A地擬建一鋼材配送中心，基本資料信息如下所示：配送中心的總吞吐量為20萬t/年，總流動量為100萬t/年（工作天數(shù)300天/年，每天工作8h），庫區(qū)不平衡系數(shù)為1.4；鋼材品種及貨流量如表1鋼材配送中心設(shè)計能力如下表所示，鋼材額定堆放量如表2所示；，此配送中心內(nèi)預(yù)計入駐客戶150戶，平均每戶面積6m×4m。鋼材配送中心設(shè)計能力類別鋼種儲存區(qū)域吞吐量（萬噸）儲量（萬噸）加工量（萬噸）建筑鋼材線材鋼材堆492.724.9螺紋鋼場140.78

其他

70.39

總計

703.89

工業(yè)用材薄板鋼材庫181.52.7中厚板區(qū)1.50.130.23型材鋼材堆7.50.631.13棒材場1.50.130.23其他

1.50.130.23總計

302.52

總量

100

鋼材平均定額堆放量類別鋼種定額堆放量(t/(t/建筑鋼材

線材2螺紋鋼2.5其他按照2計算2計算工業(yè)用材

薄板4-6（庫內(nèi)）（庫內(nèi)）中厚板4型材2.5棒材2其他按照2計算2計算研究過程主工藝流程如下圖所示：相互關(guān)系分析將該接貨區(qū)、檢驗區(qū)、鋼材庫存區(qū)、露天堆場、鋼材加工區(qū)、發(fā)貨區(qū)、管理交易區(qū)按序號1、2、3、4、5、6、7排列，通過分析鋼材配送中心主工藝流程，得到下物流強度分析。如下：由此鋼材配送中心內(nèi)，以公路運輸和水運為主，物流關(guān)系占主導地位，非物流關(guān)系影響很小，可以忽略不計。通過對物流作業(yè)單位相互關(guān)系的分析，形成物流作業(yè)單位相互關(guān)系如下圖所示:作業(yè)單位綜合接近程度表作業(yè)單位位置相關(guān)圖4351267面積確定由鋼材配送中心設(shè)計能力可知，鋼材配送中心對堆場的要求是4.26萬t，假定庫場的不平衡系數(shù)是1.4，則配送中心對堆場的要求面積是[是否缺東西]：S=4.26*10000*1.4/3=19880m2鋼材庫區(qū)：鋼材配送中心對鋼材庫區(qū)的儲放要求是1.63萬t，取平均額定值5t/[對嗎]m2假定庫場不平衡系數(shù)是1.4，則鋼材庫區(qū)要求的面積是[是否缺東西]：S=1.63*10000*1.4/5=4564m2鋼鐵配送中心作業(yè)位置相關(guān)圖9零售配送中心設(shè)計與仿真案例描述某零售企業(yè)擬在B地建設(shè)一總面積為994的配送中心，用以分揀商品并配送到各零售分店，配送中心平面流程圖如圖：揀選區(qū)暫存暫存暫存貨架貨架分揀區(qū)暫存貨架發(fā)貨區(qū)、接貨區(qū)面積為10m2，揀選區(qū)面積為168m2，暫存區(qū)總面積為66m2，儲存區(qū)為100m2（共3個貨架，每個貨架均有10層，10個貨位，貨架長20m，過道寬為3m），分揀區(qū)560m2。零售企業(yè)配送中心以摘果式分揀模式分揀供應(yīng)商送達的A、B、C、D類產(chǎn)品。其中A、B、C三類產(chǎn)品由同一家供應(yīng)商送達，D產(chǎn)品由另一家供應(yīng)商送達。研究過程產(chǎn)品到達：A、B、C產(chǎn)品以整箱的形式到達配送中心，平均每15秒到達一箱產(chǎn)品，標準差為2秒；D產(chǎn)品以平均每20秒，標準差為3秒到達暫存區(qū)。產(chǎn)品運送：使用兩輛叉車，分別對產(chǎn)品進行放置和取出的工作，舉起和放下速度均為3秒。產(chǎn)品揀選：使用兩個揀選工作人員，揀選A、B類產(chǎn)品各2個進行捆包，由傳送帶送出；揀選C、D類產(chǎn)品各2個進行捆包，由傳送帶送出。建立Flexsim模型--模型實體設(shè)計表模型元素系統(tǒng)元素備注Source發(fā)生器

Separator分離器將A、B、C三類產(chǎn)品按其類型進行分離A、B、C三類產(chǎn)品按其類型進行分離Conveyor產(chǎn)品傳輸帶

Queue產(chǎn)品暫存區(qū)

Rack貨架3個Rack分別存放A、B、C三種產(chǎn)品個Rack分別存放A、B、C三種產(chǎn)品Transporter叉車2個叉車分別將三種產(chǎn)品放置和取出貨架個叉車分別將三種產(chǎn)品放置和取出貨架Operator操作人員2個操作人員根據(jù)訂單揀選產(chǎn)品個操作人員根據(jù)訂單揀選產(chǎn)品Combiner合成器將揀選后的產(chǎn)品進行捆包Sink吸收器實體布局及其參數(shù)設(shè)置--產(chǎn)品送達部分的模型視圖實體布局及其參數(shù)設(shè)置--Source的參數(shù)設(shè)置

實體布局及其參數(shù)設(shè)置--

分布函數(shù)的選擇視圖單擊后，編輯為StatisticalDistribution：normal（15,2,1）。這個指令的意思Source將會在均值為15秒，標準差為2秒的時間內(nèi)產(chǎn)生一個實體。改編數(shù)值后編輯頁如圖5所示在Tiggiers中的OnCreation選擇SetColor，對產(chǎn)品實體的顏色進行設(shè)置，如圖所示：Separator參數(shù)設(shè)置頁Layout的屬性頁的傳送帶形狀設(shè)置1Layout的屬性頁的傳送帶形狀設(shè)置2Layout的屬性頁的傳送帶形狀設(shè)置3分別在3個傳送帶的Triggers屬性中的OnEntry中選擇SetColor，對分離后的產(chǎn)品（顏色）進行設(shè)置傳送帶上產(chǎn)品實體的顏色設(shè)置更改Queue參數(shù)設(shè)置Flow屬性中叉車使用的設(shè)置分別雙擊打開Transporter的參數(shù)設(shè)置頁。在Transporter屬性中，點擊選取LoadTime（舉起速度）下拉菜單中的ByExpression,編輯Expression：3叉車屬性設(shè)置頁分別雙擊Rank，在Flow屬性中選擇UseTransportFlow屬性設(shè)置頁D產(chǎn)品入庫暫存設(shè)置分布函數(shù)設(shè)置圖圖Source下的Inter-Arrivaltime設(shè)置頁點擊Inter-Arrivaltime下拉菜單后的參數(shù)編輯按鈕進行編輯，選擇normal的正態(tài)分布分布函數(shù)的選擇單擊后，編輯為StatisticalDistribution：normal（20,3,1）。這個指令的意思是Source將會在均值為20秒，標準差為3秒的時間內(nèi)產(chǎn)生一個實體。改編數(shù)值后編輯頁如圖所示點擊OK關(guān)閉編輯窗口。在Tiggiers中的OnCreation選擇SetColor，對貨物的顏色進行設(shè)置，如圖所示Tiggiers屬性中的OnCreation設(shè)置頁更改Queue的參數(shù)設(shè)置分別雙擊Queue,在Flow屬性中選擇UseTransport，即使用叉車，這樣才能在搬運過程中使用叉車，如圖所示給Combiner指定捆包產(chǎn)品的數(shù)量和類型FlexsimBox的設(shè)置Combiner的參數(shù)設(shè)置合成器的參數(shù)設(shè)置模型運行某零售企業(yè)配送中心平面視圖某零售企業(yè)配送中心立體視圖小結(jié)本章選取零售行業(yè)在配送中心建設(shè)過程中的典型案例，旨在探討仿真方法在配送中心的規(guī)劃設(shè)計的應(yīng)用與效果。本章案詳細論述了零售配送作業(yè)流程分析、功能區(qū)域分析以及相互關(guān)系分析，在此基礎(chǔ)上確定平面布置方案，最后介紹了動態(tài)仿真過程以及效果。10食品配送中心

設(shè)計與仿真案例描述客戶是一家大型食品加工廠的配送中心,，為了縮短從訂貨到交貨的時間,計劃改善其業(yè)務(wù)流程，改善前的業(yè)務(wù)流程分別如圖所示。改善后的業(yè)務(wù)流程分別如圖所示。10.2研究過程--10.1.1作業(yè)流程系統(tǒng)作業(yè)流程圖由于仿真的目的驗證自動分揀輸送機的能力，所以上述作業(yè)流程圖的前半部分可以忽略，假定5100箱/日是不間斷的搬運到各個投入口。10.1.2布置圖從物理位置上，整個分揀系統(tǒng)允許最大投入口數(shù)為5，輸出線15條。輸出線將靠重力往下滾滑，中間分揀輸送機需要從一層合流后邏旋向上延升至二層，從二層位置分流。輸送機布局圖10.1.2參數(shù)設(shè)置輸入數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)投入口輸送機速度0.6m/s籠車裝載時間平均6秒,標準偏差4秒的正態(tài)分布輸出線輸送機速度0.8m/s輸出線取貨時間2s分揀輸送機速度0.2-1.0m/s作業(yè)員步行速度1m/s投入口貼標簽時間6s/箱出貨量5100箱/日箱/日10.1.2仿真分析仿真結(jié)果方案1：投入15人的卸載作業(yè)員，每人負責一條出口線的卸載作業(yè)。首先查看“Max_Content”全局表，結(jié)果如下圖。出口輸送帶上的最大滯留數(shù)其次查看作業(yè)員稼動率，其合計就是稼動率。整理結(jié)果如下表所示：卸載作業(yè)員稼動率分揀所需時間13992.07615sObjectidle稼動率Operator3054.09%45.91%Operator4955.53%44.47%Operator5053.03%46.97%Operator5155.60%44.40%Operator306757.42%42.58%Operator496953.05%46.95%Operator507052.85%47.15%Operator517155.43%44.57%Operator30677255.73%44.27%Operator49697449.91%50.09%Operator50707556.09%43.91%Operator51717653.67%46.33%Operator8158.36%41.64%Operator8255.57%44.43%Operator8351.31%48.69%平均54.51%45.49%方案1結(jié)果方案1的仿真結(jié)果顯示15人的卸載作業(yè)員的平均働動率不足50%，所以15人的卸載作業(yè)員是不合理。方案2：投入8人的卸載作業(yè)員，7人每人負責兩條、1人負責一條出口線的卸載作業(yè)。出口輸送帶上的最大滯留數(shù)（8人）卸載作業(yè)員稼動率(8人）10.3

）分揀所需時間14557.2806sObjectidle稼動率Operator304.89%95.11%Operator501.54%98.46%Operator512.40%97.60%Operator30674.56%95.44%Operator496951.07%48.93%Operator3067727.12%92.88%Operator4969745.79%94.21%Operator5070752.56%97.44%方案2結(jié)論出口輸送帶上的最大滯留數(shù)有的出口線達到34箱，大多數(shù)也都在27、28箱左右，由于出口輸送帶上的滯留數(shù)太多而影響整個效率，整個分揀作業(yè)時間比方案1多出了約600秒，作業(yè)員的稼動率有7人將近達到100%滿負荷運轉(zhuǎn)，現(xiàn)實不太可能。所以方案的8人的卸載作業(yè)員也是不合理。方案3：投入10人的卸載作業(yè)員，每兩人負責三條出口線的卸載作業(yè)出口輸送帶上的最大滯留數(shù)（10人）卸載作業(yè)員稼動率13987.18秒

Objectidle稼動率Operator3018.28%81.72%Operator4925.33%74.67%Operator5021.43%78.57%Operator5116.77%83.23%Operator496931.52%68.48%Operator507019.82%80.18%Operator517122.74%77.26%Operator51717632.97%67.03%Operator8130.18%69.82%Operator8221.82%78.18%平均24.09%75.91%方案3結(jié)論方案3的仿真結(jié)果如圖13-86和表13-5，與方案2比較，出口輸送機的滯留多的問題得以改善，而且總的分揀作業(yè)時間是13987秒（3小時53分鐘）滿足要求，作業(yè)員的平均稼動率為76%，既不過分也沒浪費，比較合理。10.2小結(jié)本章選取食品配送中心建設(shè)過程中的典型案例，旨在探討仿真方法在配送中心的規(guī)劃設(shè)計的應(yīng)用與效果，詳細分析了食品配送中心作業(yè)流程，在此基礎(chǔ)上確定平面布置方案，通過設(shè)置仿真試驗參數(shù)，對不同方案運行效果進行比較分析。11配送分揀系統(tǒng)設(shè)計與仿真第11章案例描述配送中心為服裝公司配送三種產(chǎn)品，其類型分別記為A、B、C。而這三種產(chǎn)品由不同的供應(yīng)商供應(yīng)，下表是主要數(shù)據(jù)。表11.1三種產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)產(chǎn)品初始存量補貨條件補貨速度儲運單位顏色A100小于100100exponential(0，1，，1，1)箱紅B100小于1001003箱綠C100小于100100exponential(0，2，，2，1)箱藍

訂單組合數(shù)據(jù)其他相關(guān)數(shù)據(jù)產(chǎn)品訂單11訂單22訂單33訂單44訂單55A25408B184100C60402名稱屬性數(shù)據(jù)分揀車輛數(shù)量3人人分揀能力1箱/車箱/車訂單到達間隔exponential(0，10，1)，10，1)各類分布dunifrom（1，5）（1，5）配送中心分揀系統(tǒng)布局初始分揀策略方案訂單處理數(shù)量摘果式不分區(qū)（Ⅰ）按單揀選：多訂單可并行處理摘果式分區(qū)（Ⅱ）每人一區(qū)：多訂單可并行處理播種式不分區(qū)（Ⅲ）按單揀選：多訂單可并行處理播種式分區(qū)（Ⅳ）每人一區(qū)：多訂單可并行處理研究過程--實體選擇所需實體表模型元素系統(tǒng)元素備注Source發(fā)生器4個，分別是貨物和托盤的發(fā)生器個，分別是貨物和托盤的發(fā)生器Mergesort分揀帶對五種不同訂單組合的分揀Conveyor產(chǎn)品傳輸帶5條，對應(yīng)不同的訂單組合條，對應(yīng)不同的訂單組合Queue產(chǎn)品暫存區(qū)5個，訂單的存放區(qū)個，訂單的存放區(qū)Transporter叉車2輛，負責訂單的揀選輛，負責訂單的揀選Dispatcher分配器車輛揀選的分配Combiner合成器1-2個，訂單的處理器個，訂單的處理器Sink吸收器研究過程--供應(yīng)商以及補貨系統(tǒng)設(shè)置

雙擊其中一個發(fā)生器，在其Inter-Arrivaltime的下拉選項中選擇第一個，單擊它，此時則對A產(chǎn)品的補貨時間進行設(shè)置。發(fā)生器的設(shè)置（1）接下來，在接下來，在Tiggiers選項中SetColor下對貨物的顏色進行設(shè)置，此時的A產(chǎn)品是紅色，因此選擇colorred。發(fā)生器設(shè)置圖（2）初始存貨的設(shè)置拖入另一個發(fā)生器，將其用A線分別連接至三個貨架，然后雙擊進行設(shè)置。在ArrivalStyle下拉選項中選擇ArrivalSchedule，將數(shù)量改為3種類型，按照下圖進行設(shè)置。初始存貨的設(shè)置圖（1）同時，在OnCreation中對itemtypeandcolor和lable進行設(shè)置。初始存貨的設(shè)置圖（2）研究過程--訂單處理器的設(shè)置托盤發(fā)生器的設(shè)置托盤發(fā)生器的設(shè)置圖合成器的設(shè)置在合成器的多訂單生成中，應(yīng)用excel表導入的方法，因此將訂單繪制成一張excel表格，其數(shù)字部分的格式為“數(shù)值”。excel表導入表表頭圖訂單11訂單22訂單33訂單44訂單552540818410060402訂單導入全局表設(shè)置研究過程--分揀傳送帶的設(shè)置分揀線連接分揀帶設(shè)置傳送帶設(shè)置研究過程--暫存區(qū)和吸收器的設(shè)置拖入3輛叉車和一個分配器到模型視圖中，用S線由貨架到分配器和由分配器到合成器分別連接起來，作為信息流的傳遞，隨后用A線將分配器和叉車分別連接起來。叉車和分配器的使用圖→仿真結(jié)果--方案1方案1運行數(shù)據(jù)/%操作工具作業(yè)數(shù)據(jù)/%實體輸出量空閑率處理率收集率平均停留時間Combiner54601013.586.56.25Source8390

實體搬運量空閑率空行率載行率偏移空行率偏移載行率Transport21142221.611.229.131.96.2Transport22140021.212.329.331.36.0Transport23139021.512.630.730.75.8仿真結(jié)果--方案2方案1運行數(shù)據(jù)/%操作工具作業(yè)數(shù)據(jù)/%實體輸出量空閑率處理率收集率平均停留時間Combiner5277308.291.810.39Source8236

實體搬運量空閑率空行率載行率偏移空行率偏移載行率Transport21108157.0014.622.95.5Transport2256468.24.412.512.82.1Transport2389336.413.826.320.23.3兩種分揀方案的分揀效果Loremipsumdolorsitamet,consecteturadipisicingelit,seddoeiusmodtemporincididuntutlaboreetdoloremagnaaliqua.Utenimadminimveniam,quisnostrudexercitationullamcolaborisnisiutaliquipexeacommodoconsequat.項目方案1方案2分揀量箱數(shù)46012773訂單數(shù)390236車輛作業(yè)情況平均搬運量%1404846平均空閑率%21.4353.86平均空行率%12.036.06平均載行率%29.3017.8小結(jié)當下信息時代發(fā)展較快，隨著智能化產(chǎn)業(yè)的不斷增強，配送中心自動揀選系統(tǒng)，在提高揀選策略方面必然有較大的發(fā)展空間。企業(yè)必須重視自動分揀系統(tǒng)的研發(fā)與優(yōu)化，以提高整體效益。本文以配送中心訂單揀選運作模式為背景，以揀選策略的比較為研究對象，綜合運用Flexsim仿真軟件對自動分揀系統(tǒng)進行了設(shè)計仿真，對配送中心如何選擇訂單揀選策略做出參考模型，通過比較分析，指出不同揀選策略的使用范圍、利弊所在，對配送中心揀選策略的選擇具有一定的參考作用。ONE第12章制藥企業(yè)多功能區(qū)域設(shè)計與仿真問題描述某國際醫(yī)藥大型企業(yè)擁有先進的生產(chǎn)線以及自己的物流配送中心，由此形成了集生產(chǎn)、倉儲和配送為一體的醫(yī)藥物流中心，主要從事醫(yī)藥生產(chǎn)、包裝、藥品存放保管、裝卸搬運以及組織各分銷商運送藥品，包括以下功能區(qū)域：收發(fā)貨區(qū)、高架庫、冷庫、生產(chǎn)區(qū)、包裝區(qū)、抽檢室和碼垛區(qū)，其中高架庫共有兩層樓高，因此該醫(yī)藥物流中心在規(guī)劃作業(yè)區(qū)域時要考慮到不同樓層的影響因素。研究過程--作業(yè)流程分析作業(yè)流程圖研究過程--物流關(guān)系計算物流量研究過程--物流關(guān)系分析物流強度分析序號區(qū)域11區(qū)域22物流量（托盤/天）/天）物流量比例（%）%）物流強度等級11250033.7A26730020.2E32730020.2I42517011.5O52615010.1U624604.1U71310.1U83510.1U物流相關(guān)圖研究過程--非物流關(guān)系分析非物流強度分析序號區(qū)域11區(qū)域22理由等級114（1）、（3）1）、（3）X215（1）、（3）1）、（3）X324（1）、（3）1）、（3）X425（1）、（3）1）、（3）X534（1）1）X635（1）1）X745（1）1）E856（2）2）E非物流相關(guān)圖綜合相互關(guān)系表

作業(yè)單位間關(guān)系密切程度

序號區(qū)域AA區(qū)域BB物流因素（權(quán)重：2）2）非物流因素（權(quán)重：1）1）綜合相互關(guān)系

等級分數(shù)等級分數(shù)分數(shù)等級112A4

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