基于Flexsim的供應鏈信息共享對倉儲運營影響的建模與仿真

林騰飛，張 虹，辛 辰

（安徽大學，安徽 合肥 230601）

1 引言

系統(tǒng)仿真是系統(tǒng)分析的有效工具，它以建模理論、計算方法、評估理論為理論基礎；以計算機技術、網(wǎng)絡技術、圖形圖像技術、多媒體技術、軟件工程、信息處理、自動控制及系統(tǒng)工程等相關技術為支撐[1]。

近年來，隨著通信網(wǎng)絡的發(fā)展以及企業(yè)經(jīng)營外部環(huán)境的變化，企業(yè)在不斷地成長，由過去單打獨斗的局面轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蠛献鞴糙A的模式。要想實現(xiàn)合作共贏，建立供應鏈合作伙伴關系是必然選擇，而結成供應鏈合作伙伴關系最基礎的要求就是合作伙伴間的信息共享，以使得同一供應鏈上的企業(yè)聯(lián)結成整體，為了相同的目標共同努力，實現(xiàn)利益共享，風險公擔。

現(xiàn)今，供應鏈伙伴間信息共享問題越來越受到重視，但以往的相關研究還存在以下不足：①以理論研究為主，缺乏實證研究。②缺乏對供應鏈伙伴間信息共享影響因素的研究。未考慮到合作伙伴特性（企業(yè)文化、協(xié)調(diào)性與資源互補性）、伙伴間信息化水平落差等因素是否也會影響供應鏈伙伴間的信息共享。③盡管國內(nèi)外有許多文獻指出伙伴間信息共享對企業(yè)運營績效會有正面影響，并且這種正面影響已在國外許多跨國公司得到了驗證，如Wal-Mart、DELL 等，但中國的實際情況與其并不相同，因此伙伴間信息共享對中國企業(yè)運營績效的影響程度有待進一步證實[2]。

基于對某公司倉儲的調(diào)研，證明供應鏈合作伙伴信息共享對于倉儲成本的控制有著促進作用。一個基于供應鏈信息共享的倉儲管理系統(tǒng)能更好地發(fā)揮其作用，信息共享能更加合理地達到資源的有效配置，節(jié)約社會成本。

由于倉儲管理系統(tǒng)變得越來越復雜，為避免對倉儲系統(tǒng)進行盲目投資，造成不必要的浪費，物流仿真成為必然的選擇[3]。本文討論基于Flexsim 開發(fā)平臺的物流設備仿真建模方法，研究信息共享給物流倉儲系統(tǒng)帶來的效益，為倉儲系統(tǒng)的優(yōu)化提供依據(jù)。

2 問題描述

2014 年7 月10 日，某公司倉管員李師傅根據(jù)配送與定額清單，向總裝分廠發(fā)貨。待發(fā)物料名稱為上法蘭半精件C48（R410A 加長），編號16003237。配送與定額清單顯示需求數(shù)為7140 件，查當日盤點表后，得知該型號有生產(chǎn)結存，計算后發(fā)現(xiàn)只需再發(fā)2000 件左右該物料即可。

根據(jù)先進先出原則，李師傅備好A 公司6 月30 日批次的16003237 貨物2000 件，臨時收到生產(chǎn)車間的通知，由于生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)此批貨物不合格，要求換貨。李師傅根據(jù)先進先出原則，改發(fā)7 月3 日批次A 公司的貨物10 箱共7200 件編號為16003237 的物料。

但車間認為A 公司的貨物仍會有問題，要求更換該物料的廠家。因此，李師傅不得不再次備料，改發(fā)B 公司7 月5 日批次共8 箱7680 件該物料。

由于備貨重換次數(shù)過多，導致生產(chǎn)車間遲遲未收到貨物，從而認為倉管員李師傅拒絕發(fā)貨，生產(chǎn)經(jīng)營部領導發(fā)現(xiàn)此問題后，聯(lián)系倉管員李師傅了解情況，李師傅解釋之前因為并未收到質(zhì)量技術部門關于A 公司貨物檢驗不合格的通知，所以導致發(fā)出的貨物因質(zhì)量不合格而換貨，造成發(fā)貨延遲，并說明目前已根據(jù)生產(chǎn)車間的要求改發(fā)B 公司的貨。

因此，生產(chǎn)經(jīng)營部借助郵件聲明倉庫未接到相關檢驗不合格通知，已經(jīng)改發(fā)貨，并且要求質(zhì)量技術部門對A 公司編號為16003237 的貨物進行全面檢驗。

隨后，李師傅對16003237 貨物進行了盤點，得知共有該物料57640 件，其中A 公司29120 件，B 公司12320 件，C 公司16200 件。

從案例中發(fā)現(xiàn)，對于倉管部門，由于與質(zhì)量技術部門的溝通不暢，生產(chǎn)車間臨時要求更換廠家，易造成當需要B 公司的貨物時，出現(xiàn)貨物短缺，同時，也造成A 公司的貨物大量積壓。簡而言之，即對車間易造成缺貨停產(chǎn)，對倉庫易造成貨物積壓。

3 問題分析

對于上述問題進行簡化：問題中有1 種貨物，分別屬于3個公司，由于質(zhì)檢部門的疏忽，未及時將質(zhì)檢結果傳達給倉管員，當倉庫將貨物送到生產(chǎn)車間時，生產(chǎn)車間在生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)貨物不符合生產(chǎn)要求，需要倉庫換貨，導致倉庫需重新備貨。流程如圖1 所示。

圖1 倉庫配貨流程圖

假定該系統(tǒng)中有3 種公司的同種貨物，貨物到達的時間間隔服從均值為5s 的指數(shù)分布，到達的公司類型服從1～3 的整數(shù)分布，貨物入庫前需對貨物進行檢測，質(zhì)檢部門檢測的時間服從U（5,8）的均勻分布，倉管員處理車間貨物需求的速度服從均值為5s 的指數(shù)分布。在車間處進行生產(chǎn)，假設車間判斷貨物是否符合生產(chǎn)要求的時間服從U（5,10）的均勻分布，而貨物90%的概率是符合要求的，10%是不符合要求的，不符合要求的貨物退給倉庫，讓其重新發(fā)貨。主要相關數(shù)據(jù)見表1、表2，其他數(shù)據(jù)略。

表1 三家公司貨物相關數(shù)據(jù)

表2 其他相關數(shù)據(jù)

從企業(yè)的倉儲作業(yè)流程可以看出，該供應鏈上企業(yè)的信息共享程度是比較低的，而且該公司的質(zhì)檢部門、采購部門也存在一定的問題，質(zhì)檢部門未將質(zhì)檢結果及時地反饋給倉庫，采購部門的采購計劃不合理，而帶來一系列的問題，導致倉庫貨物堆積以及車間退貨。

（1）缺乏信息交流。缺乏信息交流是造成這一系列問題的最重要原因。質(zhì)檢部門因人為因素導致系統(tǒng)更新不及時，倉管員無法得知物料的具體信息，在發(fā)貨時也未向質(zhì)檢部門核實物料是否合格，導致物料狀態(tài)的信息流通不暢，使得車間無法及時獲得物料。

（2）采購計劃不合理。該公司的采購計劃也不合理，采購小組在制定采購計劃時，必須充分考慮提供物料的供應商的信用等級和物料采購的合理數(shù)量。在案例中，可以發(fā)現(xiàn)采購小組制定的采購計劃不盡合理，導致采購的物料不合格率高，并且導致了不合格的物料由于無法進行生產(chǎn)而成為呆料形成積壓，而急需的物料數(shù)量不足。

若是該企業(yè)和其供應商建立合作伙伴關系，部分與企業(yè)經(jīng)營無關的信息對合作伙伴公開，并且企業(yè)對內(nèi)部管理加強，在下游對供應商貨物了解的基礎上，簽訂一份大合同，讓供應商的貨物合格率保證在98%以上，企業(yè)選擇信任供應商，實行到貨不檢驗、直接入庫，然后倉管員根據(jù)車間需求進行備貨后，直接進入生產(chǎn)，將會提高倉儲的運作效率。在供應鏈信息共享的條件下，仿真模型就省去了質(zhì)檢部門質(zhì)檢的環(huán)節(jié)，而且貨物合格率在98%以上，車間退貨率也降低了，理論上會對企業(yè)的倉儲管理有很大的改善，至于事實是否如此，下面將對兩個模型進行建模仿真。

4 仿真建模

根據(jù)倉庫配貨的流程，以及對問題與參數(shù)的分析，通過Flexsim 建立模型，如圖2 所示，在圖2 中3 個車間需求處理分別對3 個不同公司生產(chǎn)的貨物進行處理，在車間生產(chǎn)時判斷貨物是否符合生產(chǎn)需求，若不符合需求，則退回到倉庫（為了便于觀察，退回的貨物變色）。

圖2 無信息共享下的Flexsim仿真布局

Flexsim 是一個面向物流系統(tǒng)的仿真軟件，通過對實體的拖放、連接，對參數(shù)與屬性的設置來完成物流系統(tǒng)仿真。仿真建模通常需要耗費仿真人員大量的時間和精力，而且許多仿真軟件即便在建立一個簡單的模型時也要編寫程序，這無疑提高了對使用人員的要求，而使用Flexsim 建模就容易很多，可以不編程就輕松地做出3D 模型。

該倉儲備貨系統(tǒng)是車間生產(chǎn)前的一個重要環(huán)節(jié)，它依據(jù)車間對貨物的需求，迅速、準確地將貨物從倉庫運送到車間，然而由于質(zhì)檢部門的疏忽以及采購部門的不合理采購，造成了倉管員的備貨不及時，導致車間對貨物質(zhì)量的要求不能很好地滿足，耽誤了生產(chǎn)，導致某品牌的貨物缺貨和某品牌貨物的堆積。

改進前的系統(tǒng)采用5 個處理器，分別對3 個不同公司生產(chǎn)的貨物進行處理，以及質(zhì)檢部門的驗貨和車間對貨物的生產(chǎn)。若是在供應合作伙伴信息共享的背景下，該備貨系統(tǒng)就可以得到簡化，只使用4 個處理器（如圖3 所示）。由于供應商已經(jīng)和企業(yè)簽訂合同，并且保證貨物的合格率，只要車間明確告訴倉庫貨物所需類型，倉庫便可及時備貨，減少了車間生產(chǎn)時貨物的不合格率，加快了供應鏈以及倉儲作業(yè)的反應速度。此外，由于倉庫的補貨條件不是本文考慮的重點，所以忽略。

圖3 信息共享下的Flexsim仿真布局

5 仿真模型運行及結果分析

完成兩種情況的仿真模型建模，運行仿真模型8h（28800s）后，輸出仿真統(tǒng)計數(shù)據(jù)。通過多次仿真模擬，得到相關數(shù)據(jù)。其中供應鏈信息不共享情況結果見表3，供應鏈信息共享情況見表4。

表3 無信息共享下的Flexsim 仿真結果

表4 信息共享下的Flexsim 仿真結果

由以上仿真結果可知：在沒有信息共享的情況下，車間生產(chǎn)在99.95%的情況下都在工作，同時貨物還有10%的情況是不滿足車間需求的，倉庫的閑置率僅為0.13%，所以倉庫大部分時間都是處于貨品積壓的狀態(tài)，并且倉庫中還有一部分從車間退回的貨物，實際中造成了人力、物力的浪費。

相反在信息共享的情況下，倉庫能很清楚地了解車間對于貨品的需求，這能使得倉庫的壓力得到釋放，貨物的堆積壓力減輕，從仿真結果的數(shù)據(jù)可知，倉庫空閑率達到58.90%。而且，供應商提供的貨物質(zhì)量也得到了保證，減少了因貨物質(zhì)量不合格而被車間退回的情況，解決了倉庫貨物積壓的問題。同時，車間的生產(chǎn)效率也得到提高，車間空閑率達到18.24%，使得車間可以考慮適當?shù)靥岣弋a(chǎn)能。

仿真分析表明，供應鏈信息共享比信息不共享的情況對于倉儲管理更加有利，信息共享不僅提高了倉儲作業(yè)的效率而且降低了倉儲作業(yè)的成本。

6 結語

在企業(yè)管理過程中，保證企業(yè)內(nèi)部的信息溝通流暢以及供應鏈合作伙伴的信息共享是保證企業(yè)運作高效的前提，當然信息共享的基礎是要保證信息標準化和規(guī)范化。信息共享技術的發(fā)展依賴于信息系統(tǒng)和信息傳輸，要想提高效率必須在保證信息安全和保密的條件下嚴格執(zhí)行。

[1]李暄,洪怡恬,鄭慧,陳小靜.Flexsim 系統(tǒng)仿真軟件在配送中心分揀系統(tǒng)設計中的應用[J].物流工程與管理,2009,(1)：37-39.

[2]葉飛,李怡娜,張紅,雷宣云.供應鏈信息共享影響因素、信息共享程度與企業(yè)運營績效關系研究[J].管理學報,2009,(6)：743-750.

[3]魏蘭,秦敘斌,孟令廣.基于Flexsim 的物流倉儲系統(tǒng)的建模與仿真[J].起重運輸機械,2009,(10)：57-60.