優(yōu)化方案下的倉儲出庫效率提升研究

文/ 王志強 李曉東

物流業(yè)是我國的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，“十九大”報告指出要加快物流產(chǎn)業(yè)的升級換代，要不斷縱深發(fā)展研究倉儲系統(tǒng)，致力打造智慧物流、智慧倉儲。優(yōu)化取貨、揀貨、裝車環(huán)節(jié)可有效提高貨品出庫效率。關(guān)于倉儲出庫效率優(yōu)化，各方進行了廣泛研究。針對目前倉儲效率研究尚存在的問題，本文以A企業(yè)為例，提出了一種按訂單歸類優(yōu)先取貨的方案并利用LOADMASTER 軟件使貨品出庫車載率最大化，最后通過FLEXSIM仿真，通過仿真數(shù)據(jù)的比較分析，驗證了所提方案的可行性及能有效提高貨品出庫效率。

圖1 出庫流程

一、A企業(yè)概況

1. A企業(yè)倉儲目前存在的問題

AS/RS系統(tǒng)取貨依訂單順序取貨，出庫區(qū)需人工揀選所需裝特定車的貨品，揀選效率慢，隨著訂單數(shù)量增加，貨品在出庫區(qū)堆積，倉儲成本高，裝車速度慢，配送效率慢，逐漸失去了競爭力。

2. A企業(yè)出庫流程分析

A企業(yè)按照訂單順序，先進先出的規(guī)則取貨，倉管員反復(fù)核對出庫貨品信息并確認保護措施完備，無誤即可出庫，有誤則上報管理人員處理和更正，流程如圖1所示。

二、優(yōu)化前貨品出庫數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

1. FLEXSIM模型建立

設(shè)定傳送帶為1m/s，貨架為10層10列，裝卸車工人卸車（整托）時間為20s，裝車（整托）時間為40s，建立系統(tǒng)仿真模型布局如圖2所示。

2.出庫實體設(shè)備元素

FLEXSIM中實體設(shè)備及作用，如表1所示。

3.數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

FLEXSIM仿真統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如表2所示。

根據(jù)仿真統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析得出，全部出庫暫存區(qū)堆積率高，出現(xiàn)貨品堆積。整體倉儲出入庫作業(yè)完成需要15114.87秒。

三、改進方案的實施

1. AS/RS系統(tǒng)取貨規(guī)則

改變AS/RS取貨規(guī)則，不再按照訂單順序取貨，令A(yù)S/RS系統(tǒng)按照配送車輛編號所需裝車貨品進行取貨，即等待中的車輛需要裝哪些貨物，AS/RS系統(tǒng)就會先取這些貨品。

2.基于LOADMASTER的最大化車載率

（1）產(chǎn)品信息

產(chǎn)品A和產(chǎn)品B同一輸送路線，同裝1號車；產(chǎn)品C和產(chǎn)品D同一輸送路線，同裝2號車，該四種產(chǎn)品信息，如表3所示。

（2）最大化車載率

測試各100件產(chǎn)品裝車方案，LOADMASTER中設(shè)置好貨品和貨物的信息，根據(jù)優(yōu)化目標自動選擇容器。

測試產(chǎn)品A、B各100件裝載概況及配載結(jié)果，如表4、表5所示。

第1輛貨車、第2輛貨車、第3輛貨車中產(chǎn)品A及產(chǎn)品B以立放-水平旋轉(zhuǎn)方式擺放，產(chǎn)品A以1行1列1層方式進行堆碼，產(chǎn)品B以8行2列2層方式進行堆碼；第4輛貨車產(chǎn)品A及產(chǎn)品B以立放-水平旋轉(zhuǎn)方式擺放，產(chǎn)品A以9行2列2層方式進行堆碼，產(chǎn)品B以1行2列2層方式進行堆碼；第5輛貨車產(chǎn)品A以立放-水平旋轉(zhuǎn)方式擺放，以10行2列2層方式進行堆碼；第6輛貨車產(chǎn)品A以立放-水平旋轉(zhuǎn)方式擺放，以4行2列2層方式進行堆碼。

測試產(chǎn)品C、D各100件裝載概況及配載結(jié)果，如表6、表7所示。

圖2 倉儲系統(tǒng)平面布局

表1 出庫實體設(shè)備元素及作用

表2 未改進的暫存區(qū)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

圖3 優(yōu)化后倉儲布局

表3 A、B、C、D四種產(chǎn)品信息

表4 產(chǎn)品A和產(chǎn)品B各100件裝載概況

表5 產(chǎn)品A、B各100件裝車的具體配載結(jié)果

第1輛貨車、第2輛貨車中產(chǎn)品D以立放-水平旋轉(zhuǎn)形式擺放，以9行2列2層方式進行堆碼；第3輛火車中產(chǎn)品C和產(chǎn)品D以立放-水平旋轉(zhuǎn)方式堆碼，產(chǎn)品C以2行2列2層方式進行堆碼，產(chǎn)品D以7行2列2層方式進行堆碼。第4輛貨車、第5輛貨車中產(chǎn)品C以立放-水平旋轉(zhuǎn)方式進行擺放，堆碼方式為9行2列2層；第6輛貨車中產(chǎn)品C以立放-水平旋轉(zhuǎn)方式擺放，堆碼方式為5行2列2層。

四、優(yōu)化后貨品出庫數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

1.優(yōu)化后FLEXSIM模型建立

為了體現(xiàn)所提方案取貨規(guī)則，并有效簡化倉儲設(shè)備數(shù)量，更加簡化高效，同時，為了實現(xiàn)堆垛機直接能按照裝車順序取貨的功能，將合成器取代出庫傳送帶，裝車工人改成1名，出庫暫存區(qū)改為1個，優(yōu)化后倉儲布局圖如圖3所示。

2.優(yōu)化后出庫實體設(shè)備元素

采用所提方案后的倉儲實體設(shè)備對應(yīng)元素及作用，如表8所示。

表6 產(chǎn)品C和產(chǎn)品D各100件裝載概況

表7 產(chǎn)品C、D各100件裝貨車2的具體配載結(jié)果

表8 優(yōu)化后倉儲實體設(shè)備元素對應(yīng)表

表9 模型優(yōu)化前和優(yōu)化后整體運行時間比較

表10 優(yōu)化前暫存區(qū)1、2、3、4及優(yōu)化后暫存區(qū)1、2的利用率和空閑率比較

3.優(yōu)化后FLEXSIM仿真數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用依裝車順序取貨的改進方案，主要針對A企業(yè)倉儲系統(tǒng)出庫過程中貨物在出庫暫存區(qū)存在堆積的問題。因此，在仿真結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析中，對模型整體運行時間以及改進方案后的暫存區(qū)1和暫存區(qū)2的空閑率和堆積率進行統(tǒng)計，優(yōu)化后模型整體運行時間為13526.41秒。

優(yōu)化前和優(yōu)化后模型整體運行時間比較及暫存區(qū)利用率、空閑率比較，分別如表9、表10所示。

仿真數(shù)據(jù)比較分析如下：

（1）倉儲產(chǎn)品出庫時間：對于A企業(yè)傳統(tǒng)的裝車方式，由裝車工人按照最大化裝車規(guī)則在出庫暫存區(qū)揀選貨物并進行裝車優(yōu)化為AS/RS依裝車順序取貨方法，裝車時既不需要考慮裝車工人的綜合素質(zhì)，又不需要裝車工人手動揀選貨物，這樣既節(jié)省了裝車時間，也解決了貨物在出庫暫存區(qū)堆積的問題。根據(jù)模型運行結(jié)果得出，當產(chǎn)品A、B、C、D各100件整托盤形式出庫并裝車時，產(chǎn)品出庫時間縮短，倉儲效率整體提高。

（2）出庫暫存區(qū)：根據(jù)未優(yōu)化的模型和優(yōu)化后的模型運行數(shù)據(jù)對此得出模型優(yōu)化后的出庫暫存區(qū)1、出庫暫存區(qū)2堆積率降低，堆積問題有效改善。

五、結(jié)束語

采用完善的物流信息系統(tǒng)和出庫策略是提高貨品出庫效率的重要方式之一。本文以優(yōu)化貨品出庫效率為研究方向，提出一種按訂單歸類優(yōu)先出庫的優(yōu)化方案，調(diào)整堆垛機取貨規(guī)則及利用LOADMASTER軟件實現(xiàn)車載率最優(yōu)化，旨在實現(xiàn)取貨和裝貨有效銜接，最后通過FLEXSIM仿真驗證了模型及優(yōu)化方案的可行性，為物流企業(yè)提供有限的技術(shù)手段和優(yōu)化方案。