毕业论文-基于Flexsim配送中心的仿真与优化研究.doc

河南农业大学本科生毕业论文题 目 基于Flexsim配送中心的仿真与优化研究学 院 机电工程学院 专业班级 11级物流工程2班 学生姓名 学 号 指导教师 撰写日期：2015年 5 月 30 日摘 要随着社会进步科技发展，物流仿真越来越发挥重要作用。物流企业面临物流工程项目投资新建或原有系统技术改造时，缺乏准确丰富的信息数据和必要的物流仿真系统决策支持，容易造成项目建设投入的盲目性和资金流失。物流仿真借助计算机技术对物流系统进行真实模仿，通过仿真实验得到各种动态活动及过程瞬间仿效记录，进而验证物流工程项目的有效性、合理性和优化效果，因此物流仿真具有重要的现实意义。本文以配送中心为研究对象，结合Flexsim进行物流配送中心仿真研究。主要对配送中心的功能、结构、流程及管理控制方式进行分析、归纳和综合，创建配送中心仿真模型，并对其进行优化分析。关键词：物流，配送中心， flexsim仿真，Research on inventory simulation of distribution center based on FlexsimAbstractWith the development of social science and technology, logistics simulation is playing an increasingly important role. Logistics enterprises facing the logistics project investment in new or technological transformation of the original system, lack of abundant and accurate data and the necessary logistics system simulation decision support, easily lead to the construction project investment blindness and loss of funds. Logistics simulation with computer technology to mimic the real logistics system. Through simulation experiments obtained each kind of dynamic activity and the process follow an instant record, and then verify that the logistics project of the validity, rationality and optimization of the effect, so logistics simulation has important practical significance. This paper takes the distribution center as the research object, and carries on the simulation of logistics distribution center with Flexsim. Mainly for distribution center function, structure, process and management control mode of analyzing, inducing and synthesizing, distribution center simulation model is created, and it optimizes the analysis. Key Words: Logistics; distribution center; flexsim simulation 目 录1引言12物流系统仿真22.1课题的背景及意义22.2物流仿真技术及其发展状况22.2.1物流系统仿真32.2.2物流仿真技术的现状和发展43典型配送中心53.1配送中心53.1.1仓储系统73.1.2分拣及配货103.2配送中心的功能113.3配送中心的规划与设计124Flexsim软件134.1Flexsim的功能特点134.2flexsim仿真环境和关键技术144.2.1flexsim仿真环境144.2.2flexsim 中鼠标的用途及键盘交互154.3flexsim 建模的相关概念164.4flexsim 仿真模型建立175配送中心仿真案例185.1案列描述及建模185.2配送中心作业过程数据分析205.3优化后的配送中心236结论25参考文献26致谢271引言系统仿真是系统分析的有效工具，它以建模理论、计算方法、评估理论为理论基础；以计算机技术、网络技术、图形图像技术、多媒体技术、软件工程、信息处理、自动控制及系统工程等相关技术为支撑。通常，根据研究系统的特点，系统仿真分为离散事件系统仿真和连续系统仿真。在物流领域中常见的离散事件系统有供应链库存控制系统、交通运输系统、生产物流系统、仓储物流系统等；连续系统如连续的化工产品物流等。为了对这些系统进行分析评价，最终达到优化系统的目的，系统仿真技术是一种功能强大、方便、灵活、可靠的决策支持工具。应用系统仿真软件，可以在配送中心投资建设之前对其进行有效的模拟分析，找出设计中存在的不足，从而找出合理的设计策略，可以大大减少投资风险，给企业及整个社会带来更大的效益。物流是我国新兴行业之一，具有很大的发展空间，我国物流方面的研究不是很成熟，物流配送中心在基础设施、设备、规模经营、规模效益上存在着诸多问题。本文就是在这样的背景下，主要对某配送中心欲实现的功能和运作流程进行深入系统的分析，然后建立仿真模型，对模型进行运行数据分析，找出其不足并对模型进行优化，得出结论。2物流系统仿真2.1课题的背景及意义全球经济不断发展，全球经济一体化不断推进，物流也被认为是企业的第三利润源泉，并且得到越来越多的重视。我国物流业发展迅速，与物流相关的研究也不断发展，物流对社会和企业发展的重要性被提到了一个新的高度，企业之间的竞争也愈发激烈。以最低的成本，通过运输、保管、配送等方式，实现原材料、半成品、成品或相关信息进行由商品的产地到商品的消费地的计划、实施和管理，来满足客户的需要的过程被称为物流，物流是企业的重要组成部分。我国现代科技越来越发达，物流技术也不断发展，由最初的人工物流、机械物流、自动化物流、集成物流以及最新的智能型物流，物流现代化被提到了一个战略性的新高度。物流是新兴行业，为了适应现代物流发展的需要，必须不断发展其理论的研究和探索。而计算机仿真的研究与发展，为物流产业的研究与发展提供了工具和方法，通过对企业物流工程项目的仿真优化，可以降低物流成本，为企业构建高效科学的物流系统，降低物流成本，提高企业的竞争力。目前，国外物流行业的发展时间长，对物流系统的研究形成了比较完整的体系，而我国物流行业发展时间短，对于物流研究的行业主要集中在两个方面：物流设施和技术、物流产业，对于从系统管理角度进行的研究很少，对于计算机仿真的研究更有限，然而对于计算机系统仿真技术的研究极为有限。本文在这样的背景下，通过对配送中心进行flexsim系统仿真，建立模型，对模型进行运行数据分析优化，最大程度解决现实物流系统优化升级，建立符合企业运作过程的物流配送中心。2.2物流仿真技术及其发展状况物流仿真技术是使用计算机技术、网络技术和数学手段，采用虚拟现实方法，对物流系统进行实际模仿的一项应用技术，它需要借助计算机仿真技术对现实物流系统进行系统建模与求解算法分析，通过仿真实验得到各种动态活动及过程的瞬间仿效记录，进而研究物流系统的性能和输出效果1。物流仿真技术不需要安装实际设备，不需要相应方案的实际实施，就能通过实验证明：新设备的增加能否给企业或公司带来好的效应；设计的新生产线的优劣；比较各种设计方案的好坏等。对于如何降低物流工程项目投资成本，物流仿真有很大的帮助。2.2.1物流系统仿真物流系统能够实现物质资料流动、信息传递、满足客户的需求及若干功能协调运作，它包括储存系统、装卸搬运系统、包装系统、配送系统、流通加工系统、物流信息系统。建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机初等理论基础上的系统仿真，是以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假设的系统进行试验，并借助于专家的经验知识、统计数据和信息资料对试验结果进行分析研究，进而做出决策的一门综合的实验性学科。研究系统的方法有两种，分别是直接研究法、间接研究法。直接研究法是对所研究的系统进行直接的研究；间接研究法不是对所要研究的系统进行直接的研究，而是通过另一系统的研究来了解所要研究的系统的特性。仿真就是一种间接研究方法，它不是直接研究真实系统的行为，而是首先建立一个在各个主要方面能反映真实系统特性的模型，通过对该模型的运行试验来研究真实系统的行为。由于这种间接研究的模型试验重现真实系统在不同情况下的行为，所以它有优点：当某些复杂系统难以用直接研究法进行研究或不能采用解析方法求解时，模拟提供了一种可行的方法运用模拟方法便于处理不确定问题用计算机进行模拟，可以大大缩短研究周期、节约经费通过仿真交互式地研究不同因素、变量对系统的影响作用，从中确定哪些因素、变量更为重要仿真可以对时间进行压缩。也存在一些缺点：仿真需要建立模型，建模的费用很高仿真不会自动产生一个优化结果模型不能通用。由于仿真模型建模所采用的数据是抽样值，并不是现实真实的数据，所以它不能完全精确地反映真实系统，根据统计结果不一定得到最优解。根据被仿真系统的特征，系统仿真被分为连续系统仿真和离散系统仿真。连系统的状态随时间连续变化的系统被称为连续系统，如连续输送系统、控制系统、大气系统等；离散系统，系统状态变化只发生在一些随机时间点上，如服务业、生产线、物流系统等。系统仿真研究物流系统可以分为以下几类：1）物流过程仿真研究物流过程是指运输、仓储、装卸、包装等物流的功能过程，通过自动化物流过程仿真可以分析自动化物流系统设备布局的合理性、设备运行的效率、系统的生产率、系统中设备的利用率。2）物流管理的仿真研究是为物流管理决策分析服务的。例如，交通运输网络的布局规划、自动化物流系统的决策运用、物流园区规划、供应链库区控制策略等。3）物流成本的仿真研究计算物流成本是一件极其精致、复杂的工作。物流成本的管理，以降低物流成本为评价指标，不断改进物流流程，改进物流管理方法，提高管理水平。系统仿真过程中，在模型运行行时态记录物流成本的消耗，准确统计各项物流作业的成本，帮助企业合理规划物流系统建设，避免企业资金短缺2。2.2.2物流仿真技术的现状和发展仿真技术和算法经过45年的发展（1963至今），已经相当成熟。绝大多数物流系统是离散事件系统，离散系统主要有离散产品的生产、存储、销售、配送等；连续系统主要有部分物流系统，如连续的化工生产物流等。因此，绝大多数物流系统仿真软件都是离散事件系统仿真软件（简称仿真软件），部分仿真软件提供了处理连续系统仿真的功能3。系统仿真设计作为系统分析，优化的有效工具，已广泛应用于各类复杂系统的规划设计、系统优化、方案比较、流程运作控制等领域。在现代物流行业，国内外许多的物流中心设计、自动化仓储系统和物流搬运系统等工程设计中也都开始应仿真技术作为有效实用的辅助设计手段。为了是系统人员、模型开发人员、软件运用人员、仿真研究人员更好的利用仿真技术，仿真建模方法和相应的仿真软件由传统的运用通用编程语言和仿真语言向着一体化、智能化、虚拟现实环境和面向对象的趋势发展，出现不少具有相似功能的一体化的建模/仿真开发环境仿真软件产品。从总体来看，各种仿真软件集中体现了这样几种趋势。首先，与外界的数据的交换越来越得到仿真软件的重视；其次，软件的动画显示功能逐渐增强；第三，提供专门的输入、输出分析工具的软件越来越多，这些分析工具作为仿真软件内置模块，或者作为可选择的模块，成为仿真软件产品的组成部分；第四，能够提供优化功能成为仿真软件更进一步发展的趋势4。目前为止世界上唯一一个在图形建模环境中集成了C+IDE和编译器的仿真软件是flexsim，它是一个全新的面向对象的仿真建模工具，在这个软件环境中，C+不但能够直接用来定义模型，而且不会在编译中出现任何问题。Flexsim仿真软件是基于面向对象建模，具有突出的3D图形显示功能，建模和调试简单方便，而且建模的扩展性强，开放性强，易于和其他软件配合使用。随着计算机软件和硬件技术的发展，物流仿真软件水平也随着历史的发展进行着快速地提高。仿真技术的优良特性和巨大效益，可能将成为今后人们特别重视和大力发展的综合技术。3典型配送中心配送指的是以分拣和配货为主要的手段，以送货和抵达为主要目的一种特殊的、综合的物流活动，是以“配”和“送”的有机结合，也是物流中一个重要的直接与消费者相连的环节。配送技术的应用成功与否，直接影响到整个物流活动的服务水平5。在经济合理区域范围内，根据客户要求，在物流中心对物品进行拣选、加工、包装、分割、组配等作业，以合理的方式，按时送达指定地点的物流活动即配送。从物流来讲，配送包括了几乎所有的物流功能要素都，是物流的一个缩影或被体现在物流的某一个活动。以加工活动为支撑的特殊的配送，包括的方面更广。从商流来讲，配送和物流有很多不同的地方，物流是商商品和流流通分离的产物，而配送中心则是商品流通合一的产物，配送本身就是一种商业形式，是最终的资源配置，是依靠着现代生产力、科技进步，“配”和“送”有机结合。目前很多典型的配送中心正在兴起，如食品配送中心、电子产品配送中心、书籍配送中心等。在商品流通过程中发挥着越来越重要的作用的现代配送中心，不再以单纯的储存保管为主要功能，而更多的包含了分拣、配货、检验、流通加工、发货、运送等现代物流功能。现代配送中心之所以出现，从本质上来说，是企业之间竞争的产物，为追求利润最大化，占领更广阔的市场，企业想方设法最优化配送中心的规划。同时，客户需求趋于个性化并且瞬息万变，因此使得产品生产和销售呈现品种多样化、多批次、小批量和批量变化幅度大的特点，这些特点对配送中心的功能、处理效率、结构、物流模式等提出了新的要求6。3.1配送中心将供应者所提供的多品种、大批量的货物，通过储存、保管、分拣、配送以及流通加工、信息处理等作业后，按需要者订货要求配齐的货物送交顾客的组织机构和物流设施，就称为配送中心。配送中心在物流链中担任承上启下的作用，是物流系统现代化和大规模化发展趋势下的产物。在新兴配送中心没有建立之前，物流配送的有些职能是在转运型结点中完成，为了将不同的运输方式和不同规模的运输衔接在一起，一部分这类中心发展成为纯粹的转运站，配送中心兴起后，这些职能由配送中心承担，配送中心既有送的职能，更向增强配的职能的方向发展。现代物流配送中心是物流配送中除了运送以外的主要的活动场所和增值点。从物流配送的发展过程来看，在企业经历了以自我服务为目的的企业内部配送中心的发展阶段后，政府、社会、零售业、批发业以及生产厂商都积极投身于物流配送中心的建设。专业化、社会化、国际化的物流配送中心代表了现代科技物流配送的发展方向，它显示了巨大优势，有着强大的活力，将是未来物流配送中心发展的必然趋势。由于配送的货物不同，配送中心可以分为食品配送中心、日常生活必需品配送中心、药品配送中心、化妆品配送中心等多种。根据国内外物流配送业发展情况，在电子商务时代，信息化、现代化、社会化的配送中心可归纳为以下几个特征：（1）物流配送反应速度快（2）物流配送功能集成化（3）物流配送服务系列化（4）物流配送目标系统化、手段现代化(5)物流配送流程自动化、柔性化、组织网络化7。配送中心是专门从事配送业务的物流基地，是物流中心的一种。可以分为：（1）专业配送中心（2）柔心配送中心（3）供应配送中心（4）销售配送中心（5）城市配送中心（6）区域配送中心（7）储存型配送中心（8）流通型配送中心（9）加工配送中心。配送流程是配送中心为了完成配送任务所必须制订的配送组织程序，是进行系统管理的基本内容。（1）一般的配送流程一般较完整的配送工艺流程主要包括备货、储存、分拣与配货、配装、配送运输、交货等环节构成的。 （2）带加工功能的配送流程带加工功能的配送流程是根据配送加工的组织形式和加工内容的不同而形成的多种配送流程的组合形式。主要有储存前加工、储存后加工、加工后直接送货和加工后先存储后送货四种形式。（3）特殊的配送流程某些物资品种单一数量很大，不需要组配包装就可以达到满载，对于这类产品的配送而言，其作业流程没有理货、配货、装配等作业环节，只有直接装车送货，如煤炭、燃料油，钢材、木材、水泥等物资配送。有些物资不需要库存，直接配送，其工艺流程没有储存、理货、配货、配装工艺环节。这些特殊形式的配送流程在具体的使用过程中，根据配送货物的特性，减少了不必要的环节，可以提高配送效率。一般较完整的配送中心模式是目前应用最广泛，功能最齐全，通过对众多配送中心进行分析、归纳、抽象、综合而提出的理想化的、结构完整、功能完善的典型的配送中心模型。典型的配送中心模式与现实配送中心相比，与配送中心作业操作关系不大的因素和功能区域被忽略，同时具有先进性和前瞻性，如ASS自动分拣系统、AS/RS系统、AGV系统等典型的配送中心子系统是当代物流科技发展的三大标志，但他们造价高，我国只有大型物流中心使用，但它们是配送中心的发展趋势。大部分的实际配送中心的功能是典型配送中心功能的一部分1。典型的配送中心模式流程即一般较完整的配送中心模式，其流程有备货、储存、分拣与配货、配装、配送运输、交货。3.1.1仓储系统（1）仓储系统的分析在流通领域，商品流通的总过程是由商品的采购、运输、储存和销售四个相互依存、紧密衔接的环节组成的。物流被许多专家称为“第三个利润源”，而仓储则是其主要部分之一。仓储设施主要包括货架、计量装置、分拣设备、月台等。随着科技的发展，科技在物流领域的应用，物流系统不断优化和发展，仓储管理也逐渐进步发展，从人工和机械化的仓储阶段到自动化仓储，再到智能化仓储阶段，促进了物流业的发展，提升了整体物流业的水平，促进了我国物流业的健康发展。所谓仓储是指通过对物资进行储存、保管以及相关的物流作业。仓库是保管、储存物品的建筑物和场所的总称，如库房、货棚、货场等都属于仓库。一般来说，仓库的一个最基本职能是储存货物，并对货物实施保管与控制。但是随着现代物流业的发展，人们对仓库概念的理解也日益深入，仓库的职能也在日益加大，其含义远远超出了单一的存储职能。一般来说，仓库具有以下职能：储存与保管职能、调节供需功能、流通加工职能、货物集散功能、配送职能、信息采集与传递功能。（2）仓储作业流程仓储作业包括商品从入库到出库之间的装卸、搬运、储存养护和流通加工等一切与商品、设备、人力相关的作业。其流程主要有：货物入库入库作业要考虑入库商品的数据输入，入库厂商、车辆调度、入库商品装卸计划、入库商品检验、商品搬移上架所使用的搬运工具及人力规划、储位指派与管理等。入库主要经过货物接运、验收和办理入库手续等过程，将产品从收货装卸平台搬运到仓库的存储区。货物储存和保管影响货物储存的因素有很多，入库前要对货物进行检查，根据货物自身的物理化学性质、受环境影响的程度和储存条件进行分别放置保管。存储时要注意储存方法，良好的储存方案可以减少出入库搬运距离，减少作业时间，提高空间利用率，降低运行费用。订单拣货与货物出库仓库储存人员从存货区将客户订购的物料检出的过程就是订单拣货。拣货单将订单信息传送给仓储员，合理安排仓储员的拣货过程能使拣货员的拣货路线最短，缩短拣货时间，从而提高订单拣货率。货物出库主要有用料单位凭存货单位的出库凭证到仓库自取和仓库凭存货单位的出库凭证备料后，委托运输公司送货或直接送货这两种方式。货物出库后仓库信息系统会更新，反映出产品已离开仓库并运输至客户8。（3）仓储设备的选择现代仓库的主要设备包括储存容器、储存设备、搬运设备、订货捡取设备、流通加工设备和物流周边设备等。随着现代工业的不断发展，仓库作业机械化、现代化越来越引起人们的重视，不断提高仓储机械设备的技术水平也就显得尤为重要。仓促机械设备主要指在仓库内部使用的机械及设备，主要包括仓储机械、辅助设备和保管设备。仓储机械包括装卸货物的机械、库内搬运转移场地的机械以及堆码机械等，即搬运车辆、输送机械、起重机械和升降设备。辅助设备主要指托盘及辅助装置、叉车属具以及吊具和索具等。主要保管设备是货架。常用的物流设备与设施如下：储存设备储存设备包括自动仓储设备（如单元负载式、水平和垂直旋转式等）、重型货架（如普通重型货架、直入式钢架等）和多品种少量储存设备（如轻型货架、轻型流动货架等）。图 1 货架 图2 暂存区物料搬运设备物料搬运设备非为动力性搬运设备和非动力性搬运设备。图3运输车 图4起重机 图5堆垛机 图表6叉车自动化搬运设备（如无人搬运车、驱动式搬运车）、机械搬运设备（如堆垛机、液压托板机、叉车、吊车等）、输送带设备、分类输送设备、堆卸托盘设备和垂直搬运设备等都属于动力性搬运设备；手推车、平板拖车、滚轮车、重力型传送带等都是非动力性搬运设备。订单拣取设备订单拣取设备大概分为一般性订单拣取设备(如计算机辅助拣货台车)和自动分类分拣设备等。图7分拣传送带 图8传送带流通加工设备用来完成流通加工任务的专用机械设备成为流通加工设备。它们能够改变或完善流通过程中商品的形体，承担着生产与消费的“桥梁与纽带”作用，从而提高原材料的利用率、效率，方便用户使用，减少无用运输等。与配送有关的设备有：印花条码标签设备、裹包集包设备、拆箱设备等。与原材料加工有关的设备有切割机、剪板机等。图9合成器物流周边配合设备物流周边配合设备有楼层流通设备、装卸货平台、废料处理设施等。（4）仓储系统分类仓储管理是现代物流重要的组成部分，在物流系统中起着至关重要的作用。仓储的发展从最初的人工仓储到现在的智能仓储，通过利用各种新技术，仓储的效率得到了大幅度的提高。根据自动化程度的不同，仓储系统可分为三类：手工仓储系统（分拣员到产品系统）、自动化仓储系统（产品到分拣员系统）和自动仓储系统（使用分拣机器人）。自动化立体仓库是实现高效率物流和大容量储藏的关键系统，是现代化仓储系统中重要的组成部分。它具有：、占地面积少，将仓库面积和空间充分利用，大幅度增加仓库高度、易于实现仓库的机械化、自动化，使出、入库效率得到提高，降低物流成本、使仓库管理水平得到提高、可以容易的实现先进先出的出入库原则，防止储存时间过长而造成的货物损失、采用自动化技术后，立体仓库能适应黑暗、低温、有毒等特殊场合的需要、自动化仓库都有仓储信息管理系统WMS，数据及时准确，企业领导能够随时掌握库存情况，根据生产及市场状况及时对公司生产和决策作出调整等优点。3.1.2分拣及配货配送中心的主要功能和核心工序就是分拣及配货。商品经济发展迅速，客户对小批量、多品种的商品需求逐渐增加，因此配送中心配送的货物数量和种类也越来越多，配送中心作业时分拣作业的比重也越来越大，既耗费大量人力，也浪费时间。分拣作业的效率直接影响配送中心的作业效率和经营效益，也是决定配送中心服务水平的高低的重要因素。配送中心拣选的种类，不断演变，拣选的作业方法也越来越多，拣选方式趋于多样化，为了使分拣作业合理化，任何拣选方式都遵循：（1）、存放时应考虑易于出库和拣选的原则（2）、提高保管效率，充分利用存储空间（3）、减少拣选错误（4）、作业应力求平衡化，避免忙闲不均的现象（5）、事务处理和作业环节要协调配合（6）、分拣作业的安排要和配送路线的顺序一致（7）、缩短配送车辆的滞留时间。拣选单拣选是目前最常用的拣选方式，将原始的客户订单输入计算机后进行拣选信息处理，打印拣货单，拣选员根据拣货单进行拣货。电子标签拣选是一种计算机辅助的无纸化拣货系统，采用计算机传输拣选指令到操作者面前的显示屏上，导引操作者完成规定的作业，以电子标签代替拣选单，在货架上显示拣选信息，以减少“寻找货品的时间。与传统的纸张拣货单相比，电子标签的优点有：（1）、实现了无纸化作业，减少了出库前单据处理时间，节省纸张。（2）、大大加快了拣货的速度（3）、利用电子标签拣货，可大大提高拣货的准确率。自动分拣系统，从货物进入分拣系统到送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令，靠自动分拣装置来完成即自动分拣。如何合理利用机械、自动化设备，采用新技术以节约作业时间、降低分拣错误率，是构建分拣系统的目标与关键9。随着科技进步，自动分拣系统已经被各行各业使用，比如DPS，是一种采用电子标签进行辅助拣选的智能分拣系统，在世界领域里非常盛行10。一个自动分拣系统由一系列各种类型的输送机、各种附加设施和控制系统等组成的，大致分为合流、分拣识别、分拣和分流四个分段。主要特点是：（1）、能连续、大批量的分拣货物（2）、分拣误差率极低（3）、分拣作业基本实现无人化。其设备构成有输入装置、货架信号设定装置、进货装置、分拣装置、分拣道口和计算机控制器。3.2配送中心的功能配送中心是专门从事货物配送活动的经济组织，同时也是集加工、理货、送货等多种职能于一体的物流据点。具体来说，配送中心应具备如下几种功能:（1）采购功能采购功能是配送中心最基本的必不可缺的功能，只有按照客户要求采购所要供应配送的的商品，才能准确及时无误地为企业或商业供应货物。因此根据市场的供需变化情况，及时制定采购方案，并根据市场变化、客户希求及时调整方案，安排专门的采购人员与部门进行采购十分关键。（2）存储保管功能当商品生产计划的季节与销售季节出现时间差异时，配送中心很容易不能够满足客户需求，出现货物短缺或堆积，为了保证能够及时满足客户需求，保证配送中心正常运作，配送中心必须具备储存功能。（3）配组功能配送中心与其他传统的仓储企业的明显区别之一是配送中心具有组配功能。不同的客户对商品的种类、数量、规格、质量及送达时间等的要求也不同，为了满足不同客户的不同需求，配送中心要具备配组功能。（4）分拣功能随着商品品种多样化、小批量化趋势的发展，配送中心必须对商品进行分装。（5）集散功能配送中心将分散在各个生产企业的产品集中到一起，进过分拣、配装，按客户要求发给客户。（6）流通加工功能配送过程中，为解决生产中大批量，少规格和消费中的小批量，多样化要求的矛盾，按照用户对货物的不同要求对商品进行分装、配装等加工活动，这也是配送中心功能之一。除了以上功能，配送中心还有送货、信息汇总及传递和服务功能，这些功能也使配送中心具有很重要的现实意义。3.3配送中心的规划与设计配送中心进行规划与设计时，应该考虑外部环境和规划因素。进行物流配送中心规划需要考虑外部因素有：（1）、区域经济发展背景资料（2）、交通运输网及物流设施现状（3）、城市规划（4）、环境保护与社会可持续发展。规划因素是指影响配送中心系统规划的基础数据和背景资料，主要包括：配送的对象或客户、配送货品的种类、配送货品的数量或库存量、配送的路线、物流服务水平和建设的预算等。除了考虑以上因素，配送中心系统规划分为布局规划、一般性设施规划、作业流程的规划、软硬件设备系统的规划与设计、组织管理体制。布局规划：物流配送中心是一种设施类型，其规划设计遵从一般设施规划设计的理论与方法。设计设施规划很难完全用定量模式来寻求其解决方案，在规划设计过程中通常需要依赖设计者个人的主观判断或设计经验的积累，因此规划设计者为了避免完全依照主观经验进行设计，将工程设计程序应用于设施的规划设计，从而将系统研究方法引入设施规划设计行业，通过定性、定量方法寻求设施规划的解决方案。一般性设施规划：工程设计程序的六个步骤是一种最普遍、最传统的系统研究方法，其适用范围包括产品规划、流程规划或组织规划等不同主题。应用到物流配送中心规划设计上，可以分为定义问题、分析问题、发展方案、评估方案、选择方案、执行方案、重新定义问题等步骤，通过这些步骤对建设方案不断改进修正，以便于建设达到企业要求的配送中心。作业流程的规划：不同的配送中心，规模或特性不同，其运作包含的作业项目和作业流程也不完全一样，但基本的流程不会变，都包含采购、搬运、储存、分拣、包装加工、补货、出库和送货。软硬件设备系统的规划与设计：根据我国的物流业发展不成熟的实际状况，在物流配送中心建设过程中，行业间达成了比较一致的原则，那就是软件先行、硬件适度。换句话说，就是以国际先进水平为导向，开发计算机管理信息系统、管理与控制软件；另外在满足作业要求的前提下，利用我国企业人工费用便宜的特点，系统中的机械设备等硬件设施要更多选用一般机械化、半机械化的装备，以解决我国大部分物流企业资金不足、空间利用要求不严格等问题。例如可以使用堆垛机、叉车或者与货架相配合的高位叉车实现仓库机械化；在仓库面积有限，作业面积不能满足使用要求的情况下，也可以考虑通过建设高架自动仓库，以实现仓库的机械化自动化。4Flexsim软件4.1Flexsim的功能特点一般的模拟软件可分为结构性和分散型两大类，Flexsim是属于分散型模拟软件。Flexsim软件具有丰富的对象库，并具有3D显示功能，建模迅速方便，显示功能强大。该软件提供了原始数据拟合、输入建模、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真试验、对结果进行分析优化、生成3D动画影像文件等功能，也提供了与其他软件工具的端口。Flexsim软件及其构成模块的结构：ExpertFit等拟和分布工具Flexsim仿真软件结果 生成动态 影像显示 文件运行 3D 仿真 的可试验 视话模型 模型建立 有效与 性确调试 认Microsoft Visual C+.NETExcel等可以用做统计分析的工具Flexsim仿真软件的特点主要体现在采用面向对象技术，突出3D显示效果，建模和调试简单、方便、开放，模型的扩展性强，易于和其他软件配合使用等方面。4.2flexsim仿真环境和关键技术4.2.1flexsim仿真环境Flexsim软件主界面由菜单栏、工具栏、实体对象库、模型视图、仿真控制栏五部分。其中实体对象库可在栅格面板中找到，被分为几组，默认状态下显示最常用的实体。图10实体对象库除此之外，菜单栏包括文件菜单、编辑菜单、视图菜单、执行菜单、统计菜单、工具菜单、演示菜单、窗口菜单、帮助菜单。仿真控制栏有：Reset（仿真模型整体复位）、Run（仿真模型运行）、Stop(仿真模型运行结束)、Pause（模型运行停止，按run后继续运行）、Step（仿真模型步进，按事件步进）、compile（仿真模型的编译和连接）。4.2.2flexsim 中鼠标的用途及键盘交互（1）鼠标操作鼠标操作主要包括移动实体、移动视窗、连接端口。移动实体就是把实体移动到特定的位置便于模型的连接，将实体放置在模型运行时便于观察的位置。鼠标左键点住实体拖动至需要的位置。移动视窗可用鼠标左键点击视窗空白的位置，拖动鼠标，控制是处的放大或缩小。连接端口，按住键盘的某些数字，单击一个实体同时按住鼠标的左键，拖动至另一实体，可以实现两实体间端口的连接或断开。（2）键盘的交互Flexsim 软件建模时利用不同的键可以实现不同实体间的连接。A、J键：情景敏感连接。A键用来连接某些类型的两个实体，是一个实体的输出端口到一个实体的输入端口间的连接。J键和A键可以替换，有同样的作用。Q、U键：断开情景敏感连接。是断开A、J键连接的键。S、K键：中间端口连接。中间端口的使用是为了引用目的，这两键就是用来连接中间端口。W、I键：断开中间端口的连接。D键：情景敏感连接。网络节点和交通控制器都采用D键连接。E键：断开情景敏感连接X键：情景敏感点击或切换。该键用来根据实体类型改变一个实体或实体的视图信息。B键：情感敏感点击或切换。该键是用来根据实体的类型来改变实体或实体视图信息的附加键。V键:用来查看导入或输出端口的连接C键：查中间端口的连接4.3flexsim 建模的相关概念Flexsim 软件是目前国内最新的仿真软件，要完全掌握好flexsim 软件，要理解面向对象的思想、flexsim 的对象层次结构、节点和树的概念和任务序列。面向对象的思想：flexsim 是采用面向对象思想和技术开发的，对象的概念在flexsim软件中无处不在，软件的运行界面左侧是对象库，库中的各种部件就是有特定功能的对象，这些对象是软件本身自带的，使用这些基本的部件对象用户可以完成大多数仿真工作。我们日常所见的任何具体事物都可看做是对象，对象是类的实例，类是对现实对象的抽象，类中包含了对象的数据以及对象的方法，它们本身有自己的属性，还有处理物件的方法。Flexsim 的对象层次结构：节点和树：节点是树结构的最基本的组成单元，它们组成了链接的层次。节点可以是其他节点的容器，可以用来定义一个对象属性的关键字，或拥有一个数据项（数值、字符串、对象或指针）。用户可以在对象的树结构中任意地操作节点。树结构是一种很常用的数据结构。Flexsim 仿真模型中的对象，或对象中的属性和方法节点等都是树的结构；用户还可以直接在树结构中进行操作。Flexsim 中有模型或仿真对象和视图，两种类型都有对象数据树，包含了属性和行为控件。 任务序列：任务序列是 flexsim中的核心机制。各种复杂的仿真的实现很大程度上取决于怎样实现任务序列。任务序列是由TaskExecuter 执行的一组命令序列。不同的任务序列有不同的设置参数，主要有：默认任务序列、协同作业的任务序列、对象Dispatcher。4.4flexsim 仿真模型建立Flexsim 模型的基本组成有对象、连接和方法。建模的基本步骤有：（1）、构建模型布局，即将仿真需要的对象模型从对象库中移到仿真试图窗口中的适当位置。（2）、定义物流流程，即将两个或两个以上的对象，根据连接类型将其互相连接。（3）、编辑对象参数，双击打开对象的参数对话框，可以对模型的参数根据需要进行设置，同时也可以点击“properties” 按钮，可调出对象属性对话框，设置对象的属性，属性对话框包括：图形、常规、标签、统计。（4）、编译运行仿真（5）、分析仿真结果仿真之前通过state/state collection 选择统计对象，在对象属性对话框statistics 选项卡中实时查看相应对象的统计数据和图表，点击state 下的standard report 生成标准统计报告和状态统计报告。5配送中心仿真案例5.1案例描述及仿真建模当供货商供应两种商品时，典型的配送中心经过分拣系统，将货品分拣入库，然后按照客户的要求，进行组配、包装加工，然后运送给客户。系统的概念图如图所示：商品一 送货包装加工存储分拣商品二 1、根据概念模型可知系统所需的实体及数量。从模型中拖入一个发生器，表示两类产品的供货商；两个暂存区、一个分拣传送带、四个货架、两个堆垛机、七条传送带、两个操作员、两辆叉车、一个任务分配器、两个多道工序加工器、一个合成器、一个吸收器（表示收货人）。仿真模型实体布局：2、根据配送的流程对模型进行连接。先按照实体的输入输出流程连接，按住A键点击实体，按住鼠标不放，拖到实体流入的另一实体，松开鼠标，依次连接好实体的输入输出，然后根据机械、操作员等的使用，对堆垛机、操作员、叉车和任务分派器按照操作要求进行中间端口的连接。3、然后根据要求对各实体进行属性设置先对发生器进行属性设置，发送两种实体，设置如下： 对分拣传送带进行属性设置：因为要对两种实体进行分拣，并且送入立体仓库，则对分拣传送带设置如下：然后对传送带进行属性设置，调整与分拣传送带的位置关系，依次设置货架、堆垛机、任务分配器、叉车、多道工序加工器等，使其能正确完整的进行仿真作业，所有步骤完成后的模型如图：运行截图如图所示：该配送中心包含功能齐全，有分拣功能、储存功能、包装加工功能、运输功能和信息处理功能。其中分拣系统和仓储系统的入库都是自动化，利用电子技术，提高了效率，便于管理，自动化立体仓库充分利用了仓库储存空间，在现实物流行业中，这些技术已经进入企业或公司，得到广泛应用。5.2配送中心作业过程数据分析1、暂存区1,容量设置成25，通过实时观察暂存区容量的状态饼状图，发现暂存区内等待入库的实体比例保持在一定水平，基本变化不大，且没有出现临时实体带昂囤积现象，所以不需要改进。图1暂存区1的状态饼状图2、分拣传送带对经过的实体进行分拣，在此模型中，它相当于现实的分拣系统，当配送中心系统模型运行时，可以得到实体经过分拣传送带的时间柱状图：图2实体经过分拣传送带的时间 图3系统运行时间 由图表2可知实体从进入配送中心到发货经过时间150，繁忙程度大约0.5，而经过分拣传送带时间接近50，有三分之一的时间在进行分拣作业，分拣时间太长，降低配送中心的工作效率，所以应该缩短分拣流程，尽可能快速准确的将货物分拣完成，所以建模时，可以缩短分拣传送带的长度。3、货架，该模型中有四个货架，每个货架容量均为100，而运行过程中，货架中的临时实体数量一直不到10，未曾堆积，而且还有两个货架一直没有用到，所以应该去除没有用到的两个货架，并把库存量大的货架换为容量较小的，对仓储系统进行优化，降低设施成本。图4货架库存数量图4、统计分析堆垛机1和堆垛机2的工作状态图，红色区域是堆垛机闲置时间，蓝色区域为off set travel loaded 緑色区域是off set travel empty，其中红色区域只占10%左右，两堆垛机忙碌状态和空闲时间基本相同，切空闲时间短，所以堆垛机设置合理，不需优化。图5堆垛机1的状态图 5、统计分析出库传送带的工作状态图，粉色代表空闲状态，蓝色代表临时实体在传送带上，由图得知传送带未出现拥堵状况，无需优化。图6传送带5的状态图 6、操作员1和操作员2的状态分析:图表中粉色代表搬运临时实体区域、紫色代表送完实体回程、红色区域代表空闲时间、蓝色区域代表从休息到开始搬运临时实体的时间、绿色代表徒劳无意义行程的时间，由图看出，两操作员工作过程中无意义行程和空闲时间所占比例很大，所以，应该对操作员进行优化，优化操作员的配置比，去掉一个操作员，减少不必要的劳动时间和劳动成本。这是系统急需优化的地方。图7操作员1状态图 7、出库暂存区的状态分析：长柱表示平均暂存的临时实体，短柱表示空闲区域，暂存区内，暂存临时实体少于容量的一半，实体流通流畅，无需优化。图 8出库暂存区状态图 8、两辆叉车的状态分析：粉色代表搬运临时实体区域、紫色代表送完实体回程时间、红色区域代表空闲时间、蓝色区域代表从休息到开始搬运临时实体的时间、绿色代表徒劳无意义行程的时间，由图可知叉车的空闲时间很多，设备配置比不合适，远远低于最优的工作状态，为了节约成本，急需优化。图9两辆叉车运行状态图9、合成器状态分析：合成器是对临时实体进行包装打包的设备，其运行过程的状态如图所示：红色为空闲时间，棕色为运送临时实体时间，绿色为加工过程所用时间，由此可见打包加工过程畅通，且有空闲，所以无需优化。图 10合成器状态图5.3优化后的配送中心优化后的模型：按照本文上节分析，对系统进行优化，优化后的运行图：图1优化后的配送中心模型布局图2优化后的运行优化后的配送中心缩短分拣传送带的长度，节约设备成本，提高了分拣效率，减少了操作人员的配比，减少了劳动支出，但同时也增加了储存成本，造成出库时货物堆积，出库不够迅速及时，虽然一段时间内没有造成系统运行停止，但随着时间流逝，很容易造成货物堆积，系统运行停止。下面是优化后的操作员和叉车运行状态图，粉色代表搬运临时实体区域、紫色代表送完实体回程时间、红色区域代表空闲时间、蓝色区域代表从休息到开始搬运临时实体的时间、绿色代表徒劳无意义行程的时间，由此可以看出操作员基本没有空闲时间，而一辆叉车仍然有空闲时间，可以完成任务。 图3优化后操作员状态图 图4优化后叉车状态栏优化后的分拣传送带运行状态分析：通过两个状态图的对比，可以看出临时实体在分拣系统的时间很短，流通顺畅，使得配送中心作业效率得到很大提高。 图5临时实体流经分拣系统的时间 图6系统时间柱状图优化后的配送中心，作业时在短时间内作业流畅，系统配置合理，作业效率高，然而一段时间后出现操作员忙碌，来不及作业，导致整个系统仓储成本增加，商品堆积，不能及时进行流通加工、包装及出库。由此可见，优化后的该配送中心系统只适合配送小批量、流通速度快的产品，而不适合大批量产品。6结论由此可以得出系统优化不仅只追求低成本、高效率，还要考虑所应用的商品特