基于Flexsim智能立體倉庫的供應鏈配送系統

刁麗慧++仲梁維++陳鑫

摘 要：為滿足客戶需求，提高各種設備利用率，減少不必要的成本，在Flexsim系統仿真軟件分析的基礎上搭建某智能立體倉庫的供應鏈配送系統。通過Flexsim系統仿真軟件的應用，成功找出了方案的瓶頸所在，驗證了方案的可行性并提出改進優化策略。使各個模型的利用率明顯提高，堆積貨物、AGV利用率不均衡的現象明顯減少，從而得出了優化方案，避免在現實中搭建優化方案模型的費時費力之舉，達到了良好的效果，為項目的實施提供了指導作用。

關鍵詞：Flexsim；供應鏈配送；可行性；優化策略

中圖分類號：F253.9 文獻標識碼：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

隨著我國物流業的蓬勃發展，小批量、多品種、高時效的貨物配送不斷增加，客戶的個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術界異常關注的熱點話題，但美中不足的是，現如今缺乏關于物流配送能力評價方面的研究。物流配送中心在進行供應、倉儲、揀選組盤以及、裝卸、配送等物流運作環節時都會存在一定的能力限制，就像超過生產型企業生產能力的生產計劃無法按期完工一樣，超出物流配送能力的物流配送計劃也無法實現，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劃變得尤為重要。同時，系統地研究配送中心的服務能力，有助于配送中心分析制約其發展的關鍵能力要素，通過制定和實施適當的物流發展方案策略，并對其有針對性地加以完善，使企業以較低的投入來獲得更具優勢的運營績效，因此研究配送中心有著非常重要的理論和實際意義[2]。物流配送中心是供應鏈管理（scm）銷售物流的重要組成，它是根據用戶的訂單和對銷售的預測，進行規模化采購、進貨、保管，然后按照客戶訂單要求，在規定的時間準時送達客戶的物流場所[3]。物流配送中心各個子系統間強調銜接順暢、協調運行、均衡高效的原則。

1 Flexsim系統仿真軟件介紹

Flexsim軟件是由美國Flexsim公司開發的對倉儲系統仿真與建模的集成開發環境[4]。Flexsim軟件建模與仿真能力強大，不僅開發難度低，而運行效率很高。同時，Flexsim能夠自主建立個性化模型，這些模型可以設置個性化的時間、位置以及運動形態。Flexsim仿真軟件研發了各種倉儲仿真需要的實體模型，用戶只需要拖入需要用到的模塊即可對其進行相應的操作，還可以利用C++編譯定義模型，方便、高效、快捷。在Flexsim中還可以方便地導入AUTO、CAD和3D模型。此軟件已經在各個領域的配送中心的揀選仿真、倉儲仿真、產品倉庫分揀仿真、生產物流系統仿真、集裝箱碼頭仿真、機場物流仿真等多個領域內得到成功運用[5]。可以為各行各業量身定制個性化的仿真與建模，是管理策劃人員評估優化方案的最有效的方法。本文是利用Flexsim軟件對某智能立體倉庫的供應鏈配送系統進行了模型仿真，并進行數據分析及其優化。

2 Flexsim物流仿真下倉儲作業系統仿真建模

本文運用Flexsim軟件，針對某智能立體倉庫的供應鏈配送系統進行模擬仿真（見圖1），通過運行模型，分析數據，找出瓶頸環節，并進行系統優化的改進策略。某供應鏈配送系統的模型以及主要的作業流程如下：

2.1 供應鏈配送系統流程

該智能立體倉庫的供應鏈配送系統整體工程分為：商品供應區、商品存儲區、商品組盤區以及商品發貨區。

商品供應區：商家1向配送中心發送A、B兩種類型的商品，占比為6：4，且時間到達服從均值為25，標準差為30的正態分布；商家2向配送中心發送C類商品，到達時間服從離散均勻分布20，30；商家3向配送中心發送B、D兩種類型的商品，占比為3：7，到達時間服從指數分布exp0.0，10，0。各個商家的商品將時間服從15，30的均勻分布，加工工位最大可以同時加工3種商品。endprint

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

商品組盤區：根據組盤清單，商品由叉車取相應的貨送到商品組盤區，由人工進行組盤，設置人員的數量為2人，組盤速度為10s/盤。組盤清單見表1。

商品發貨區：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貨存儲區，最后由運輸車送到銷售存儲區。銷售存儲區的貨區是由3層9列的貨架組成。商品到達后，從第1層第1列開始存放。各種商品的最小停留時間服從40，80的均勻分布。

2.2 實體設備相關參數

用到的各種設備與對象的數量和參數見表2。

3 仿真模型運行及數據分析

通過運行模型，對穿梭車的使用進行了數據收集，得到相應的報告和狀態圖，使得穿梭車的仿真結果信息直觀、全面地反映出來。穿梭車利用率表見表3，AGV狀態餅狀圖見圖2。

運行得出穿梭車的利用率，穿梭車利用率在2 731s時，5臺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92%，而且持續時間很長，勢必會成為整個配送系統的瓶頸所在。不僅會使得該工位產生過度忙碌甚至出現堵塞現象，而且也會影響后續環節的使用效率。

4 模型優化

4.1 模型優化及優化后數據分析

通過以上數據分析，穿梭車的利用極為不均衡，將會成為整個系統的瓶頸，有待于進一步優化，應該降低穿梭車1的利用率，所以可以將該工位的穿梭車設為兩臺。優化模型后，穿梭車利用率見表4，AGV狀態餅狀圖見圖3。

4.2 模型優化前后數據對比

通過對比表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，使整個模型系統的繁忙率基本得到緩解，并處于較好的水平。

5 總 結

供應鏈配送系統是物流系統的重要組成部分，利用系統仿真的方法對倉儲作業系統進行建模、分析和優化，目的是為了提高倉儲作業效率，希望對于實際的規劃、建設與升級、優化與改造起到一定的理論支持和借鑒作

用[6]。本文是對某智能立體倉庫的供應鏈配送系統進行實際測錄、記錄各個設備的數據和參數并使用Flexsim仿真軟件進行建模，隨后通過分析仿真數據發現穿梭車的利用不均衡，并對穿梭車提出了改良優化方案，最終通過再次運行優化后的模型，并進行數據對比分析證明了優化后模型的可行性，達到了優化穿梭車使用效率，避免了其他資源的浪費，提升了整體模型的利用率，為項目的實施提供了指導作用。

參考文獻：

[1] 孔祥卓. 基于flexsim的自動化立體倉庫揀選作業優化及仿真[D]. 沈陽：沈陽工業大學（碩士學位論文），2009.

[2] 徐佳. 物流配送中心服務能力評價方法及實現[D]. 武漢：武漢理工大學（碩士學位論文），2006.

[3] 張威. 物流配送中心月臺功能區規劃設計參數確定研究[D]. 西安：長安大學（碩士學位論文），2015.

[4] 羅興榮. 基于Flexsim 物流仿真的倉儲作業系統優化設計[J]. 物流技術，2014（9）：440-442.

[5] 歷美岑，辛穎，邢美凈，等. 基于flexsim的林產品倉儲中心仿真與優化[J]. 物流技術，2015（7）：177-179.

[6] 朱小蓉. 基于Flexsim的倉儲作業系統仿真及優化[J]. 物流技術，2012（2）：137.endprint