基于Flexsim的工廠物流配送中心仿真及優化

□ 秦優培,楊 樂,信若飛,楊云珍

(1.徐工集團工程機械股份有限公司，江蘇 徐州 221000;2徐州重型機械有限公司，江蘇 徐州 221004;3.武漢理工大學 汽車學院，湖北 武漢 430070)

1 物流配送中心仿真

物流配送中心為典型的離散型隨機事件系統，系統的入庫、出庫事件為間斷性隨機事件，系統內部的卸貨、配送作業也很難通過建立連續事件數學模型求解。數字化模擬仿真成為研究掌握物流配送中心系統規律的有效工具。本文以物流配送中心的單容器件為對象，建立系統模型，通過模擬仿真，得出物流配送中心的庫存數量、設備負荷、作業等待等運行規律，為后期優化提升提供客觀依據。

1.1 物流配送中心系統邏輯模型

物流中心系統主要由供貨、卸貨、存儲、配送等構成。系統在外部入庫、出庫事件作用下，按系統內部規律運行，得到系統輸出結果。物流系統的邏輯建模過程即定義物流配送中心中各項要素、各類事件的邏輯關系。公司物流配送中心系統(僅小噸位產品單容器工件)由以下部分構成：95種工件、39家供應商、4個卸貨區、77個存放區、約12輛叉車牽引車。物流流程為：供應商生產備貨→供貨→卸貨→存放→配送→裝配線生產。工件以物流器具為載體在各環節存放周轉。根據以上情況建立系統邏輯模型，以卷揚等21種典型物料為例，邏輯模型如圖1所示。

圖1 物流中心系統邏輯模型

1.2 物流配送中心系統仿真模型建立

Flexsim具有物流資源實體庫，能夠快速搭建物流系統仿真模型。系統中“發生器→暫存區”作為物流系統入庫事件，模擬供應商生產備貨過程；“暫存區→卸貨區”模擬運輸過程；“卸貨區→貨架”模擬卸貨、存放過程；“合成器→吸收器”作為物流系統出庫事件，模擬生產線物料消耗；“貨架→合成器”模擬配送過程。根據公司物流系統邏輯模型、物流配送中心規劃布局，建立仿真模型如圖2所示。

1.3 仿真試驗及結果

公司物流配送中心系統的仿真參數包括3個部分：①入庫事件即徐工物流、東亞等39家廠商供貨的工件、數量及時間;②出庫事件即按生產計劃，裝配分廠需要配送的95種工件、數量及時間;③系統本身屬性包括：95種工件的器具容量、12臺物流設備參數、77個存放區庫存容量等。

項目統計了6月16日至26日共計10天的物料登到記錄及裝配生產計劃，得到系統入庫、出庫時間仿真參數，分析得出分布規律：多數供應商每天供貨工件數量約40臺套、80臺套或120臺套，配送周期多數為1天、2天或3天，系統入庫登記時間可近似服從離散型均勻分布duniform(1,3)；系統每天出庫工件數量約40臺套，時間間隔約為1天。

系統屬性參數設置：40臺套器具數量約為586個。物流設備參數：卸貨車容量為1個、行駛速度約5km/h。配送車平均容量為3個，行駛速度約7.2 km/h。

分別以統計數據、分布規律作為系統仿真輸入，運行模型進行仿真。仿真運行結束后，點擊仿真報告及統計，得出仿真結果。對以上兩個仿真結果分析如下：

1.3.1 物流配送中心庫存數量分析

根據“統計數據”仿真報告，物流中心平均器具庫存數量1368個，平均約95臺套庫存。按“分布規律”仿真報告，平均器具庫存數量1448個，平均約100臺套庫存。在庫存數量分析時，可大致認為系統出入庫事件符合該分布規律。

①對于卷揚、輪胎類大型工件，占用面積大，廠家每天多次供貨，平均庫存量為40臺套，最大80臺套；②對于粗細拉索、工具箱、燃油箱、液壓油箱、板簧中大型件，平均庫存量80臺套，最大為120臺套；③對于副吊鉤、貯氣筒、散熱器等中型件，平均庫存量為120臺套，最大為160臺套。

1.3.2 物流配送中心物流設備負荷分析

讀取仿真報告中物流設備相關數據。卸貨車4輛，平均負荷率47.67%。配送車8輛，平均負荷率45.94%。

1.3.3 供應商卸貨等待情況分析

根據仿真報告，物流中心排隊等待卸貨，最多10輛，最長2.4小時。一般情況等待卸貨1-2輛，等待時間18分鐘。

2 結論

本文建立了工廠物流配送中心系統模型，模擬典型產品的物流配送流程，反映了工廠生產能力瓶頸工序、生產庫存問題，并且可通過多次模擬試驗，尋找最佳物流配送時間和載具數量，可有效的提高生產效率，降低生產成本。

圖2 物流中心系統仿真模型-整體圖