基于Arena的供應(yīng)鏈建模研究

方源

摘要：墨西哥灣沿岸一個化學(xué)工廠的工程師們需要對一條生產(chǎn)線的擴(kuò)建計劃進(jìn)行測試，該生產(chǎn)線由許多生產(chǎn)單元組成，這些生產(chǎn)單元的產(chǎn)品是用于生產(chǎn)聚氨酯的中間體。主要擴(kuò)建的計劃已經(jīng)完成，但還沒有對現(xiàn)有的儲罐和運(yùn)輸能力進(jìn)行驗(yàn)證。該化學(xué)品制造商需要確定其工廠擴(kuò)張對其倉儲和運(yùn)輸設(shè)施產(chǎn)生的影響，這樣就能提早發(fā)現(xiàn)潛在的問題，方便在施工完成之前進(jìn)行設(shè)計變更，并確定在這些領(lǐng)域是否還需要額外的資本支出。

關(guān)鍵詞：Arena;供應(yīng)鏈;仿真;倉儲;運(yùn)輸

中圖分類號：F590 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ?文章編號：1672-7517（2019）03-0051-02

Arena仿真軟件建立了詳細(xì)的供應(yīng)鏈仿真模型，用來檢查并分析分析生產(chǎn)線，包括相關(guān)的儲罐和運(yùn)輸活動，該模型通過每個單元的生產(chǎn)計劃表以及訂單運(yùn)輸計劃表來控制產(chǎn)品進(jìn)出生產(chǎn)線儲罐的流程。基于供應(yīng)鏈仿真模型的結(jié)果，該化工廠能夠研究多個工藝參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，并做出明智的決策以提高系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和績效。

1 流程分析

根據(jù)工廠出現(xiàn)的問題問題繪制流程圖，如圖1所示。

2 相關(guān)數(shù)據(jù)

現(xiàn)已知生產(chǎn)一化學(xué)產(chǎn)品共需A、B、C三種原料，擴(kuò)產(chǎn)后這三種產(chǎn)品的生產(chǎn)速度大致為：每35分鐘生產(chǎn)3噸A;每45分鐘生產(chǎn)4噸B;每22分鐘生產(chǎn)3噸C。且據(jù)以往的數(shù)據(jù)顯示，該工廠生產(chǎn)原料A的合格率為90%;生產(chǎn)原料B的合格率為80%，生產(chǎn)原料C的合格率為85%。該工廠原有三種類型的儲罐，分別為小型、中型和大型，三種儲罐的容積分別為20噸、30噸和50噸。在該工廠擴(kuò)產(chǎn)之前A、B、C三種原料分別被分配到大型、中型和小型的儲罐中進(jìn)行存儲，存儲完后再將這些原料運(yùn)輸?shù)街付ǖ牡攸c(diǎn)。現(xiàn)需考慮該工廠擴(kuò)建后原有的倉儲設(shè)施是否能夠滿足現(xiàn)在的需求，若不能滿足是否需要重新購置新的儲罐。

3 建立仿真模型

建立仿真模型如圖2所示。

從運(yùn)行報告中可以看出，當(dāng)該仿真模型趨于穩(wěn)態(tài)后，在一天的生產(chǎn)時間內(nèi)，本系統(tǒng)中生產(chǎn)原料A（實(shí)體1）的均值為110.4噸，經(jīng)船舶運(yùn)輸走的數(shù)量均值為100.7噸。生產(chǎn)原料B（實(shí)體2）的均值為120.4噸，經(jīng)船舶運(yùn)輸走的數(shù)量均值為99.7噸;生產(chǎn)原料C（實(shí)體3）的均值為174.3噸，經(jīng)船舶運(yùn)輸走的數(shù)量均值為156.8噸;在檢查原料A（資源1）、檢查原料B（資源2）、檢查原料C（資源3）的過程中，資源的利用率分別為25.297%，48.642%和26.570%。

從各隊(duì)列等待時間的報告中可以看出，Hold3的隊(duì)列等待時間過長，平均為12小時，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其余的隊(duì)列等待時間。Hold3表示的是生產(chǎn)的原料3用小型儲罐進(jìn)行倉儲的排隊(duì)等待時間，因此可以說明在該工廠擴(kuò)產(chǎn)后，原有的倉儲結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的需求，因此需要考慮在現(xiàn)有的儲罐中重新配置產(chǎn)品分配，或增加倉儲設(shè)施來滿足擴(kuò)產(chǎn)后的需求。

4 模型改進(jìn)

通過上述仿真模擬的結(jié)果，更改原模型中對于不同產(chǎn)品的儲罐分配，即將大型儲罐分配給原料C進(jìn)行儲存，中型儲罐依舊分配給原料B，將小型儲罐換給原料A進(jìn)行儲存后再次運(yùn)行模型，得到結(jié)果。

從改進(jìn)后的報告中可以看出，更換了儲罐分配后，模型內(nèi)各隊(duì)列的等待時間都大幅減少，說明該方法對于提高模型的效率是可行的，因此該工廠不必再購買新的儲罐，在原有的儲罐中重新進(jìn)行產(chǎn)品分配即可滿足現(xiàn)在的需求。

5 總結(jié)

本報告通過Arena系統(tǒng)仿真模擬軟件模擬了某工廠在擴(kuò)產(chǎn)后對其倉儲運(yùn)輸?shù)挠绊憽？梢钥闯鲈摴S在擴(kuò)建以后，原有的倉儲設(shè)施分配方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的需求，原料3在存入儲罐進(jìn)行存儲的過程中等待的時間過長。因此本模型通過改進(jìn)現(xiàn)有儲罐中的產(chǎn)品分配來滿足需求、提高效率。可以看到，當(dāng)將原料A用小型儲罐存儲，原料C換為用大型儲罐進(jìn)行存儲時，各個隊(duì)列的排隊(duì)時間都會相應(yīng)地減少，因此可以說明通過更改原料在儲罐中的分配方式來滿足現(xiàn)有需求的方法是可行的，該工廠不需購買額外的儲存設(shè)置。

通過該仿真模擬過程可以看到Arena仿真模擬軟件可以對未來的設(shè)施設(shè)備建設(shè)過程的供應(yīng)鏈進(jìn)行模擬，以判斷能否滿足各方需求，從而可以節(jié)省大量成本并早期發(fā)現(xiàn)潛在問題為該化學(xué)公司提供了足夠的時間來糾正這些問題。Arena模擬的最大好處是能通過運(yùn)行模型，并進(jìn)行未來的產(chǎn)品預(yù)測，以便盡早發(fā)現(xiàn)潛在問題，為化學(xué)公司提供了足夠的時間來糾正這些問題。

【通聯(lián)編輯：李雅琪】