基于Flexsim的工廠物流配送中心仿真及優(yōu)化

□ 秦優(yōu)培,楊 樂,信若飛,楊云珍

(1.徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司，江蘇 徐州 221000;2徐州重型機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221004;3.武漢理工大學(xué) 汽車學(xué)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(jī)事件系統(tǒng)，系統(tǒng)的入庫、出庫事件為間斷性隨機(jī)事件，系統(tǒng)內(nèi)部的卸貨、配送作業(yè)也很難通過建立連續(xù)事件數(shù)學(xué)模型求解。數(shù)字化模擬仿真成為研究掌握物流配送中心系統(tǒng)規(guī)律的有效工具。本文以物流配送中心的單容器件為對(duì)象，建立系統(tǒng)模型，通過模擬仿真，得出物流配送中心的庫存數(shù)量、設(shè)備負(fù)荷、作業(yè)等待等運(yùn)行規(guī)律，為后期優(yōu)化提升提供客觀依據(jù)。

1.1 物流配送中心系統(tǒng)邏輯模型

物流中心系統(tǒng)主要由供貨、卸貨、存儲(chǔ)、配送等構(gòu)成。系統(tǒng)在外部入庫、出庫事件作用下，按系統(tǒng)內(nèi)部規(guī)律運(yùn)行，得到系統(tǒng)輸出結(jié)果。物流系統(tǒng)的邏輯建模過程即定義物流配送中心中各項(xiàng)要素、各類事件的邏輯關(guān)系。公司物流配送中心系統(tǒng)(僅小噸位產(chǎn)品單容器工件)由以下部分構(gòu)成：95種工件、39家供應(yīng)商、4個(gè)卸貨區(qū)、77個(gè)存放區(qū)、約12輛叉車牽引車。物流流程為：供應(yīng)商生產(chǎn)備貨→供貨→卸貨→存放→配送→裝配線生產(chǎn)。工件以物流器具為載體在各環(huán)節(jié)存放周轉(zhuǎn)。根據(jù)以上情況建立系統(tǒng)邏輯模型，以卷揚(yáng)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(tǒng)邏輯模型

1.2 物流配送中心系統(tǒng)仿真模型建立

Flexsim具有物流資源實(shí)體庫，能夠快速搭建物流系統(tǒng)仿真模型。系統(tǒng)中“發(fā)生器→暫存區(qū)”作為物流系統(tǒng)入庫事件，模擬供應(yīng)商生產(chǎn)備貨過程；“暫存區(qū)→卸貨區(qū)”模擬運(yùn)輸過程；“卸貨區(qū)→貨架”模擬卸貨、存放過程；“合成器→吸收器”作為物流系統(tǒng)出庫事件，模擬生產(chǎn)線物料消耗；“貨架→合成器”模擬配送過程。根據(jù)公司物流系統(tǒng)邏輯模型、物流配送中心規(guī)劃布局，建立仿真模型如圖2所示。

1.3 仿真試驗(yàn)及結(jié)果

公司物流配送中心系統(tǒng)的仿真參數(shù)包括3個(gè)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(shù)量及時(shí)間;②出庫事件即按生產(chǎn)計(jì)劃，裝配分廠需要配送的95種工件、數(shù)量及時(shí)間;③系統(tǒng)本身屬性包括：95種工件的器具容量、12臺(tái)物流設(shè)備參數(shù)、77個(gè)存放區(qū)庫存容量等。

項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)了6月16日至26日共計(jì)10天的物料登到記錄及裝配生產(chǎn)計(jì)劃，得到系統(tǒng)入庫、出庫時(shí)間仿真參數(shù)，分析得出分布規(guī)律：多數(shù)供應(yīng)商每天供貨工件數(shù)量約40臺(tái)套、80臺(tái)套或120臺(tái)套，配送周期多數(shù)為1天、2天或3天，系統(tǒng)入庫登記時(shí)間可近似服從離散型均勻分布duniform(1,3)；系統(tǒng)每天出庫工件數(shù)量約40臺(tái)套，時(shí)間間隔約為1天。

系統(tǒng)屬性參數(shù)設(shè)置：40臺(tái)套器具數(shù)量約為586個(gè)。物流設(shè)備參數(shù)：卸貨車容量為1個(gè)、行駛速度約5km/h。配送車平均容量為3個(gè)，行駛速度約7.2 km/h。

分別以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、分布規(guī)律作為系統(tǒng)仿真輸入，運(yùn)行模型進(jìn)行仿真。仿真運(yùn)行結(jié)束后，點(diǎn)擊仿真報(bào)告及統(tǒng)計(jì)，得出仿真結(jié)果。對(duì)以上兩個(gè)仿真結(jié)果分析如下：

1.3.1 物流配送中心庫存數(shù)量分析

根據(jù)“統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)”仿真報(bào)告，物流中心平均器具庫存數(shù)量1368個(gè)，平均約95臺(tái)套庫存。按“分布規(guī)律”仿真報(bào)告，平均器具庫存數(shù)量1448個(gè)，平均約100臺(tái)套庫存。在庫存數(shù)量分析時(shí)，可大致認(rèn)為系統(tǒng)出入庫事件符合該分布規(guī)律。

①對(duì)于卷揚(yáng)、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(tái)套，最大80臺(tái)套；②對(duì)于粗細(xì)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(tái)套，最大為120臺(tái)套；③對(duì)于副吊鉤、貯氣筒、散熱器等中型件，平均庫存量為120臺(tái)套，最大為160臺(tái)套。

1.3.2 物流配送中心物流設(shè)備負(fù)荷分析

讀取仿真報(bào)告中物流設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)。卸貨車4輛，平均負(fù)荷率47.67%。配送車8輛，平均負(fù)荷率45.94%。

1.3.3 供應(yīng)商卸貨等待情況分析

根據(jù)仿真報(bào)告，物流中心排隊(duì)等待卸貨，最多10輛，最長(zhǎng)2.4小時(shí)。一般情況等待卸貨1-2輛，等待時(shí)間18分鐘。

2 結(jié)論

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

圖2 物流中心系統(tǒng)仿真模型-整體圖