基于Flexsim智能立體倉庫的供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)

刁麗慧++仲梁維++陳鑫

摘 要：為滿足客戶需求，提高各種設(shè)備利用率，減少不必要的成本，在Flexsim系統(tǒng)仿真軟件分析的基礎(chǔ)上搭建某智能立體倉庫的供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)。通過Flexsim系統(tǒng)仿真軟件的應(yīng)用，成功找出了方案的瓶頸所在，驗(yàn)證了方案的可行性并提出改進(jìn)優(yōu)化策略。使各個(gè)模型的利用率明顯提高，堆積貨物、AGV利用率不均衡的現(xiàn)象明顯減少，從而得出了優(yōu)化方案，避免在現(xiàn)實(shí)中搭建優(yōu)化方案模型的費(fèi)時(shí)費(fèi)力之舉，達(dá)到了良好的效果，為項(xiàng)目的實(shí)施提供了指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：Flexsim；供應(yīng)鏈配送；可行性；優(yōu)化策略

中圖分類號(hào)：F253.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： To meet the needs of customers， improve the utilization of various equipment， reduce unnecessary costs， in the Flexsim system simulation software analysis based on the construction of an intelligent three-dimensional warehouse supply chain distribution system. Through the use of Flexsim system simulation software， the bottleneck of the scheme is successfully found， the feasibility of the scheme is verified and the optimization strategy is proposed. The utilization rate of each model is obviously improved， and the phenomenon of unbalanced AGV utilization is obviously reduced， and the optimization scheme is obtained， which avoids the time and effort of the optimization scheme on the reality system. Effect， for the implementation of the project provides a guiding role.

Key words： Flexsim； supply chain distribution； sfeasibility； optimization strategy

0 引 言

隨著我國物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，小批量、多品種、高時(shí)效的貨物配送不斷增加，客戶的個(gè)性化需求也變得越來越多[1]。物流配送中心逐漸成為了物流界和學(xué)術(shù)界異常關(guān)注的熱點(diǎn)話題，但美中不足的是，現(xiàn)如今缺乏關(guān)于物流配送能力評(píng)價(jià)方面的研究。物流配送中心在進(jìn)行供應(yīng)、倉儲(chǔ)、揀選組盤以及、裝卸、配送等物流運(yùn)作環(huán)節(jié)時(shí)都會(huì)存在一定的能力限制，就像超過生產(chǎn)型企業(yè)生產(chǎn)能力的生產(chǎn)計(jì)劃無法按期完工一樣，超出物流配送能力的物流配送計(jì)劃也無法實(shí)現(xiàn)，不能滿足顧客的要求，所以需要研究配送中心，為其制定物流配送計(jì)劃變得尤為重要。同時(shí)，系統(tǒng)地研究配送中心的服務(wù)能力，有助于配送中心分析制約其發(fā)展的關(guān)鍵能力要素，通過制定和實(shí)施適當(dāng)?shù)奈锪靼l(fā)展方案策略，并對(duì)其有針對(duì)性地加以完善，使企業(yè)以較低的投入來獲得更具優(yōu)勢的運(yùn)營績效，因此研究配送中心有著非常重要的理論和實(shí)際意義[2]。物流配送中心是供應(yīng)鏈管理（scm）銷售物流的重要組成，它是根據(jù)用戶的訂單和對(duì)銷售的預(yù)測，進(jìn)行規(guī)?；少?、進(jìn)貨、保管，然后按照客戶訂單要求，在規(guī)定的時(shí)間準(zhǔn)時(shí)送達(dá)客戶的物流場所[3]。物流配送中心各個(gè)子系統(tǒng)間強(qiáng)調(diào)銜接順暢、協(xié)調(diào)運(yùn)行、均衡高效的原則。

1 Flexsim系統(tǒng)仿真軟件介紹

Flexsim軟件是由美國Flexsim公司開發(fā)的對(duì)倉儲(chǔ)系統(tǒng)仿真與建模的集成開發(fā)環(huán)境[4]。Flexsim軟件建模與仿真能力強(qiáng)大，不僅開發(fā)難度低，而運(yùn)行效率很高。同時(shí)，F(xiàn)lexsim能夠自主建立個(gè)性化模型，這些模型可以設(shè)置個(gè)性化的時(shí)間、位置以及運(yùn)動(dòng)形態(tài)。Flexsim仿真軟件研發(fā)了各種倉儲(chǔ)仿真需要的實(shí)體模型，用戶只需要拖入需要用到的模塊即可對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的操作，還可以利用C++編譯定義模型，方便、高效、快捷。在Flexsim中還可以方便地導(dǎo)入AUTO、CAD和3D模型。此軟件已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域的配送中心的揀選仿真、倉儲(chǔ)仿真、產(chǎn)品倉庫分揀仿真、生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真、集裝箱碼頭仿真、機(jī)場物流仿真等多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到成功運(yùn)用[5]。可以為各行各業(yè)量身定制個(gè)性化的仿真與建模，是管理策劃人員評(píng)估優(yōu)化方案的最有效的方法。本文是利用Flexsim軟件對(duì)某智能立體倉庫的供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)進(jìn)行了模型仿真，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及其優(yōu)化。

2 Flexsim物流仿真下倉儲(chǔ)作業(yè)系統(tǒng)仿真建模

本文運(yùn)用Flexsim軟件，針對(duì)某智能立體倉庫的供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真（見圖1），通過運(yùn)行模型，分析數(shù)據(jù)，找出瓶頸環(huán)節(jié)，并進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化的改進(jìn)策略。某供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)的模型以及主要的作業(yè)流程如下：

2.1 供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)流程

該智能立體倉庫的供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)整體工程分為：商品供應(yīng)區(qū)、商品存儲(chǔ)區(qū)、商品組盤區(qū)以及商品發(fā)貨區(qū)。

商品供應(yīng)區(qū)：商家1向配送中心發(fā)送A、B兩種類型的商品，占比為6：4，且時(shí)間到達(dá)服從均值為25，標(biāo)準(zhǔn)差為30的正態(tài)分布；商家2向配送中心發(fā)送C類商品，到達(dá)時(shí)間服從離散均勻分布20，30；商家3向配送中心發(fā)送B、D兩種類型的商品，占比為3：7，到達(dá)時(shí)間服從指數(shù)分布exp0.0，10，0。各個(gè)商家的商品將時(shí)間服從15，30的均勻分布，加工工位最大可以同時(shí)加工3種商品。endprint

商品存儲(chǔ)區(qū)：商品加工完畢后由兩輛穿梭車取貨送到商品暫存區(qū)等待被送到輸送線上進(jìn)行商品檢驗(yàn)，之后由電梯送達(dá)相應(yīng)的樓層，樓層上的樓層穿梭車提取商品再送達(dá)到相應(yīng)的貨位區(qū)。貨區(qū)是由4層10行8列的高位貨架組成。每一樓層都分配有1臺(tái)穿梭車，用于接相應(yīng)樓層的商品。

商品組盤區(qū)：根據(jù)組盤清單，商品由叉車取相應(yīng)的貨送到商品組盤區(qū)，由人工進(jìn)行組盤，設(shè)置人員的數(shù)量為2人，組盤速度為10s/盤。組盤清單見表1。

商品發(fā)貨區(qū)：組盤完畢之后，由分揀傳送帶按照訂單信息分別將商品存放于發(fā)貨存儲(chǔ)區(qū)，最后由運(yùn)輸車送到銷售存儲(chǔ)區(qū)。銷售存儲(chǔ)區(qū)的貨區(qū)是由3層9列的貨架組成。商品到達(dá)后，從第1層第1列開始存放。各種商品的最小停留時(shí)間服從40，80的均勻分布。

2.2 實(shí)體設(shè)備相關(guān)參數(shù)

用到的各種設(shè)備與對(duì)象的數(shù)量和參數(shù)見表2。

3 仿真模型運(yùn)行及數(shù)據(jù)分析

通過運(yùn)行模型，對(duì)穿梭車的使用進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集，得到相應(yīng)的報(bào)告和狀態(tài)圖，使得穿梭車的仿真結(jié)果信息直觀、全面地反映出來。穿梭車?yán)寐时硪姳?，AGV狀態(tài)餅狀圖見圖2。

運(yùn)行得出穿梭車的利用率，穿梭車?yán)寐试? 731s時(shí)，5臺(tái)穿梭車的平均利用率為59%，從小車的平均利用率來看，看似小車的使用較為合理，但是單看穿梭車1，穿梭車的利用率高達(dá)92%，而且持續(xù)時(shí)間很長，勢必會(huì)成為整個(gè)配送系統(tǒng)的瓶頸所在。不僅會(huì)使得該工位產(chǎn)生過度忙碌甚至出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，而且也會(huì)影響后續(xù)環(huán)節(jié)的使用效率。

4 模型優(yōu)化

4.1 模型優(yōu)化及優(yōu)化后數(shù)據(jù)分析

通過以上數(shù)據(jù)分析，穿梭車的利用極為不均衡，將會(huì)成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸，有待于進(jìn)一步優(yōu)化，應(yīng)該降低穿梭車1的利用率，所以可以將該工位的穿梭車設(shè)為兩臺(tái)。優(yōu)化模型后，穿梭車?yán)寐室姳?，AGV狀態(tài)餅狀圖見圖3。

4.2 模型優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比

通過對(duì)比表3和表4，穿梭車的整體利用率得到了提高，而且避免了穿梭車1的高忙碌狀態(tài)，使整個(gè)模型系統(tǒng)的繁忙率基本得到緩解，并處于較好的水平。

5 總 結(jié)

供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)是物流系統(tǒng)的重要組成部分，利用系統(tǒng)仿真的方法對(duì)倉儲(chǔ)作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和優(yōu)化，目的是為了提高倉儲(chǔ)作業(yè)效率，希望對(duì)于實(shí)際的規(guī)劃、建設(shè)與升級(jí)、優(yōu)化與改造起到一定的理論支持和借鑒作

用[6]。本文是對(duì)某智能立體倉庫的供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測錄、記錄各個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)和參數(shù)并使用Flexsim仿真軟件進(jìn)行建模，隨后通過分析仿真數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)穿梭車的利用不均衡，并對(duì)穿梭車提出了改良優(yōu)化方案，最終通過再次運(yùn)行優(yōu)化后的模型，并進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析證明了優(yōu)化后模型的可行性，達(dá)到了優(yōu)化穿梭車使用效率，避免了其他資源的浪費(fèi)，提升了整體模型的利用率，為項(xiàng)目的實(shí)施提供了指導(dǎo)作用。

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