張?jiān)品?，?莉，阿麗米熱木·阿合買提江

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 交通與物流工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊830052）

0 引 言

倉儲(chǔ)作為社會(huì)再生產(chǎn)順利進(jìn)行的必要條件，配送中心在倉儲(chǔ)活動(dòng)中更是必不可少的一環(huán)。利用SLP 法對(duì)配送中心設(shè)施布置進(jìn)行研究，最終得出合理的布局方案。再通過Flexsim 仿真軟件，對(duì)配送中心布局方案進(jìn)行仿真建模，通過運(yùn)行仿真模型并分析其結(jié)果，并進(jìn)行改善得到最優(yōu)布局方案，實(shí)現(xiàn)企業(yè)高效、準(zhǔn)確、快速地將貨物運(yùn)輸進(jìn)入市場(chǎng)的要求，在一定程度上提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。這種模式已經(jīng)運(yùn)用在大多數(shù)配送中心布局研究中。

國(guó)外學(xué)者Jason Chao-Hsien Pan 等人運(yùn)用群組遺傳算法對(duì)配送中心的分揀區(qū)進(jìn)行研究計(jì)算，目的使其工作量與倉儲(chǔ)批量達(dá)到最小化。為驗(yàn)證啟發(fā)算法的合理性，利用Flexsim 建立仿真模型，比較不同訂單批量下的吞吐量，計(jì)算結(jié)果對(duì)系統(tǒng)性能有很大提升[1]。國(guó)內(nèi)學(xué)者斯建永利用對(duì)配送中心的各功能區(qū)進(jìn)行布置，通過Flexsim 仿真確定了基于利用率所需的合理托盤量，對(duì)配送中心的規(guī)劃方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)[2]。馬瑩等基于SLP 布局方法對(duì)物流園區(qū)功能布局進(jìn)行了研究，借助Flexsim 仿真軟件進(jìn)行優(yōu)化分析，最終得到優(yōu)化的布局方案[3]。

1 企業(yè)配送中心布局分析

新疆某物流企業(yè)是烏魯木齊一家專業(yè)的倉儲(chǔ)配送企業(yè)，其合作方及合作方的客戶在新疆境內(nèi)，范圍較廣。企業(yè)主要負(fù)責(zé)倉儲(chǔ)保管合作方的貨物，并按照合作方的訂單信息將商品在約定時(shí)間內(nèi)配送到指定客戶手中。

以新疆某物流公司實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況為基礎(chǔ)，對(duì)其物流配送中心的訂單數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，通過對(duì)配送中心設(shè)施布置進(jìn)行研究，依據(jù)入庫、庫內(nèi)管理、出庫流程分析，以及對(duì)各作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行分類，將配送中心倉庫分為入庫暫存區(qū)、入庫登記區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)、操作區(qū)、退貨區(qū)、發(fā)貨區(qū)、叉車存放區(qū)、辦公室等八個(gè)區(qū)域，通過計(jì)算各區(qū)域所需面積如表1 所示。

利用系統(tǒng)化布置SLP 法，首先對(duì)各作業(yè)單位間的物流量進(jìn)行計(jì)算，通過對(duì)各功能區(qū)域間的物流關(guān)系、非物流關(guān)系以及綜合相互關(guān)系進(jìn)行分析，確定各作業(yè)單位的位置，得到科學(xué)的配送中心布置方案，如圖1 所示。

2 Flexsim 仿真模型建立與分析

2.1 配送中心布局仿真模型構(gòu)建

表1 各功能區(qū)所需面積

圖1 配送中心平面布局方案

根據(jù)配送中心布局方案，在Flexsim 仿真實(shí)體庫選擇所需要的實(shí)體，拖入模型視圖中，作業(yè)流程為：A、B、C 三類產(chǎn)品按照其類型不同由發(fā)生器1、發(fā)生器3、發(fā)生器4 經(jīng)過傳送帶送入不同暫存區(qū)，通過人工搬運(yùn)與引入叉車送到不同貨架上等待配送，同時(shí)添加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)定叉車的工作路徑。存儲(chǔ)區(qū)中貨架1 存放C 類貨品，貨架3、貨架4 存放B 類貨品，貨架5、貨架6存放A 類貨品。在操作區(qū)，設(shè)置處理器1、處理器2、處理器3 分別對(duì)A、B、C 三類產(chǎn)品進(jìn)行包裝，此過程需要引入操作員進(jìn)行人工包裝。在揀選與打包過程中，設(shè)置發(fā)生器2 的臨時(shí)種類實(shí)體為托盤，幫助合成器依據(jù)全局對(duì)不同訂單的產(chǎn)品進(jìn)行揀選與打包工作。最后通過傳送帶將商品出庫，設(shè)置吸收器將托盤回收。通過定義各實(shí)體間邏輯流程，連接仿真模型中各實(shí)體。配送中心Flexsim 仿真建模布局如圖2 所示。

圖2 配送中心布局Flexsim 建模

2.2 仿真參數(shù)的設(shè)定

（1）發(fā)生器參數(shù)：A、B、C 三種類型的貨物由發(fā)生器到達(dá)暫存區(qū)，根據(jù)實(shí)地調(diào)查對(duì)配送中心產(chǎn)品訂單到達(dá)時(shí)間統(tǒng)計(jì)，發(fā)生器1 的貨物到達(dá)時(shí)間平均每30s 到達(dá)一件產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)差為2s。發(fā)生器3 的貨物到達(dá)時(shí)間平均每35s 到達(dá)一件產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)差為2s，發(fā)生器4 的貨物到達(dá)時(shí)間平均每50s 到達(dá)一件產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)差為9s。

（2）處理器參數(shù)：處理器1、處理器2、處理器3 的預(yù)設(shè)時(shí)間設(shè)置為10s、15s、20s，處理器1 加工時(shí)間在20～30s 之間，處理器2 加工時(shí)間在25-35s 之間，處理器3 加工時(shí)間在25-30s 之間。

（3）合成器參數(shù)：合成器的加工時(shí)間為10s。

（4）貨架參數(shù)：層數(shù)為5 層，列數(shù)為10 列。

（5）叉車參數(shù)：作業(yè)時(shí)間2min。

（6）暫存區(qū)參數(shù)：根據(jù)作業(yè)量，暫存區(qū)容量設(shè)定為10 個(gè)托盤。

2.3 仿真模型運(yùn)行與數(shù)據(jù)分析

設(shè)定仿真模型運(yùn)行10h，即36000s，點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕仿真模擬，對(duì)其主要設(shè)備利用情況加以分析。通過“停留時(shí)間平均值”數(shù)據(jù)分析，如圖3 所示。暫存區(qū)1 與貨架1 的平均停留時(shí)間高于其他暫存區(qū)，同時(shí)在暫存區(qū)1 與貨架1 之間使用人工操作員搬運(yùn)也降低了貨物搬運(yùn)的速度，造成暫存區(qū)1滯留情況嚴(yán)重。

通過對(duì)處理器的利用率情況分析，在對(duì)貨物打包檢查的環(huán)節(jié)，處理器1 的空閑率為10.4%，處理器2 與處理器3 的空閑率分別為2.6%與51.8%；同時(shí)處理器需要人工操作，因此存在預(yù)設(shè)時(shí)間，處理器2 在運(yùn)行狀態(tài)中準(zhǔn)備工作時(shí)間占比為23.6%，處理器3 在運(yùn)行狀態(tài)中的準(zhǔn)備工作時(shí)間占比為19.6%，結(jié)合觀察合成器的利用率狀態(tài)，合成器的打包和處理效率共達(dá)到98.8%。通過分析，處理器2 利用率較高，有效緩解部分擁堵狀態(tài)，處理器1 的空閑率雖然較低，但是在暫存區(qū)1 存在貨物堆積，如果貨物堆積問題得到緩解，那么可以減少處理器1 的空閑率。處理器3 的空閑率相對(duì)較高，提高利用率，協(xié)調(diào)設(shè)施間的工作平衡，也是解決問題的關(guān)鍵。綜上分析，目前仿真模型的存在的瓶頸問題：

圖3 各功能區(qū)停留時(shí)間平均值

（1）貨物暫存區(qū)1 存在堆積；

（2）產(chǎn)品到達(dá)時(shí)間間隔和檢查打包貨物時(shí)間不協(xié)調(diào)導(dǎo)致處理器利用率較低，且工作量分布不均勻；

（3）C 類產(chǎn)品貨架數(shù)量少。

2.4 仿真模型優(yōu)化分析

將貨架1 參數(shù)設(shè)定為10 列10 層，將人工操作員替換為叉車進(jìn)行工作，叉車參數(shù)設(shè)定為容量4，速度2。叉車的增加可以減少貨物在暫存區(qū)消耗的時(shí)間，使更多的貨物順利到達(dá)揀貨區(qū)。添加暫存區(qū)4，用于貨物經(jīng)過處理器3 后暫時(shí)存放，減少貨物等待時(shí)間，同時(shí)提高了處理器3 的利用率。

經(jīng)過對(duì)仿真模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)，重新運(yùn)行改善后的仿真模型，將仿真運(yùn)行時(shí)間設(shè)定為10h，36000s，得到暫存區(qū)1 處理器1的仿真結(jié)果。暫存區(qū)1 改善后擁擠率為78%，如圖4 所示。改善后處理器1 的狀態(tài)如圖5 所示，空閑率由10.4%下降至1.8%，這說明在貨物暫存區(qū)并沒有消耗太長(zhǎng)時(shí)間，通過叉車的運(yùn)輸，使叉車的速率達(dá)到最合適的狀態(tài)，也使處理器1 的利用率有所增加。通過暫存區(qū)4 的增加，處理器3 的空閑率由51.8%下降至31.7%，如圖6 所示。

圖4 改善后暫存區(qū)擁擠率

圖5 改善后處理器1 空閑率

圖6 改善后處理器3

暫存區(qū)1 改善前的平均容量值為170.6，如圖7 所示。改善后的平均容量值為132.0，如圖8 所示。結(jié)合暫存區(qū)1 的利用率，看出暫存區(qū)的占有率得到下降，說明入庫貨物在暫存區(qū)1 的堆積問題得到改善，從而使之后的將貨物運(yùn)至處理器檢驗(yàn)包裝、合成器根據(jù)訂單進(jìn)行打包等物流作業(yè)流程順利進(jìn)行。通過對(duì)仿真模型的系統(tǒng)優(yōu)化，該配送中心布局方案的仿真模型瓶頸問題——暫存區(qū)貨物積壓、處理器1 利用率低的問題得到解決。

圖7 改善前暫存區(qū)1 平均容量

圖8 改善后暫存區(qū)1 平均容量

3 結(jié)束語

本文運(yùn)用Flexsim 仿真軟件，針對(duì)新疆某物流企業(yè)配送中心進(jìn)行仿真建模，首先對(duì)配送中心設(shè)施布置進(jìn)行研究，運(yùn)用系統(tǒng)化布置（SLP）方法分析其作業(yè)單位相關(guān)性、規(guī)劃各作業(yè)單位區(qū)域、繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖等，最終獲得該配送中心布局方案。根據(jù)方案，建立可視化、動(dòng)態(tài)仿真模型，通過運(yùn)行模型分析主要設(shè)備的利用情況數(shù)據(jù)，找出仿真模型的瓶頸問題，并針對(duì)問題提出改善建議，最后得到最合適的配送中心布局方案。該優(yōu)化結(jié)果在一定程度上滿足企業(yè)業(yè)務(wù)量增多需求，提高了企業(yè)的物流配送效率，降低物流運(yùn)作成本。