基于Flexsim的配送中心作业仿真-毕业设计

本科生本科生毕业设计 论文 开题报告毕业设计 论文 开题报告 题 目 基于 Flexsim 的配送中心作业仿真 学 院 机 电 学 院 专 业 工 业 工 程 班 级 113 学 号 5404311047 姓 名 唐鹏坤 指导教师 顾嘉 填表日期 二 一五 年 月 日 第一章 绪论 1 1 选题背景与意义 随着社会经济的飞速发展 客户对个性化的需求越来越多 对产品及服务质量的要求 越来越高 这样就造成企业间的竞争压力越来越大 企业为了自身的生存 必须不断降低 成本 提高产品质量以及服务水平 但是之前企业在原材料节约与开发 改善生产工艺与流 程提高生产率等方面来降低生产成本 提高利润率 已做了很大的努力 这些方面的改善空 间已经很小很小 企业必须从别的地方来降低成本 提高产品质量以及服务水平 有数据 显示 生产制造过程仅占整个供应链的 10 左右 过多的物流成本消耗在仓储 运输中 运输的费用占企业总的物流消耗的 40 多 肖江波 物流问题越来越受到企业的重视 如何有效的降低高额的物流成本 成为企业的难题 但同时物流成本问题也可以成为企业 的机会 因为物流也被广泛的认为是企业降低物料损耗 提高劳动生产率以外的第三利润 源泉 26 在欧美等西方发达国家 物流问题越来越受到重视 物流产业已经成为了发展 经济的重要支柱产业之一 而我国由于受到长时期的计划经济的影响 物流发展缓慢 虽 然近几年来我国物流业也在飞速发展 但是总体的物流水平还是偏低的 还是存在着许多 问题 如 物流系统的运行效率低下 物流管理思想落后导致体制混乱 物流系统基本设 施水平较低 1 机构多元化 导致规模经营 规模效益难以实现 设施利用率低 布局 不合理 重复建设 资金浪费严重等 如何降低社会物流的总成本是中国经济发展的道路 上的一个大难题 目前 发达国家的物流成本占 GDP 的比重一般在 10 左右 而我国约 占 20 26 配送是物流链上最重要的节点之一 它一头连接着生产 一头连接着消费 在物流系统中调节 控制和整合货物与客户 是链接生产者与消费者的中枢系统 客户的 满意程度与配送中心的运行效果息息相关 因此 对于配送中心的研究具有十分重要的意 义 配送中心是一个复杂 开放以及不断运行的动态系统 在研究分析中单纯的依靠 头 脑风暴法 完全依靠企业领导或者专家学者的主观经验 是很难成功的 必须通过计算机 仿真的方法来对其进行改善与优化 1 2 配送中心的概念 配送是物流管理的基本职能 配送的优劣程度决定了物流系统的好坏 而配送中心是 进行配送活动的基础 配送中心起源于 20 世纪的美国 是社会经济和生产力不断发展的产 物 由于物流的兴起时间不长 有关于物流的理论研究还在不断的发展 所以国内外对于 配送中心定义也不尽相同 没有一个统一的定义 下面的几个都是对配送中心的权威定义 基本包含了配送中心的所有特点 物流手册 中配送中心的定义为 配送中心是从供应者手中接受多种大量货物 进 行倒装 分类 保管 流通加工和情报处理等作业 然后按照众多需要者的订货要求备齐 货物 以令人满意的服务水平进行配送的设施 日本的 市场用语词典 对配送中心的解释是 配送中心是一种物流结点 它不以贮 藏仓库这种单一的形式出现 而是发挥配送职能的流通仓库 也称作基地 据点或流通中心 配送中心的目的是降低运输成本 减少销售机会的损失 为此建立设施 设备并开展经营 管理工作 现代物流学 对配送中心的定义是 配送中心是从事货物配备 集货 加工 分货 拣选 配货 和组织对用户的送货 实现销售或供应的现代流通设施 综上所述 配送中心是从上游供应商手中接收货物 然后根据下游客户的需求对货物 进行储存 分拣 流通加工以及配备的物流枢纽 传统仓库仅仅需要存储货物 而配送中 心除了储存货物之外 还要采取各种方法去收集货物 按照客户的要求及时分拣配备好货 物并及时将其交付到客户手中 与之相比配送中心的职能跟性质已经发生了很大的不同 配送中心是社会分工进一步细化 社会经济不断发展的必然产物 它集物流 商流与信息 流为一体 是物流供应链中最重要的一环 1 3 配送中心的发展现状 1 3 1 国外配送中心的发展状况 二战之后 世界处于和平发展的时期 社会经济飞速发展 经济的发展带来了货物运 输量的急剧增加 欧美等西方发达国家为了满足逐渐增加的货物运输需求 稳中求变 打 破了传统仓库的格局 逐步发展出了以配送中心为主体的物流配送体系 纵观欧美等发达 国家配送中心的发展历程 将配送中心的发展分为三个阶段 1 配送中心的雏形期 在二战过后 美国将他们在战争中后勤供给管理的经验与思想应用于工业管理领域 促进了一大批新兴产业的诞生 物流产业就是在这个时期产生并不断发展的 而与此同时 美国从 20 世纪 50 年代开始 将很多资源用于基础设施的建设 如 建高速公路 铁路和 港口 这些东西在整个国家形成了一个四通八达的交通网络 运输变得非常方便快捷 先 进的管理思想与发达的基础设施再加上同时引进的电脑网络管理 美国将传统的仓库逐渐 改造成现代化的配送中心 对一些物流作业实行标准化操作 20 世纪 60 年代末期 配送 中心开始兴起和发展 2 配送中心整体发展期 20 世纪 70 年代初期至 80 年代末期 经济全球化导致的市场竞争越来越激烈 企业自 身成本节约已经陷入瓶颈等各种因素的影响 企业和社会越来越重视物流产业这个 第三 利润源泉 大量的人力物力投入到这个新兴产业中 使得配送中心得到了更加快速的发展 配送中心的服务水平得到了明显提高 它对于企业的影响也得到了社会的认可 这时配送 中心进入了整体全面的发展阶段 在这个时候 欧美日等发达国家的大公司已经充分认识 到了降低物流成本 加速商品周转的重要性 纷纷建立了自己的大型配送中心 如美国的 沃尔玛商品公司建立了建筑面积为 120000 平方米 投资 7000 万美元 有 1200 多名职工的 配送中心 大型公司成了推动配送中心发展的主体 除此之外 各级政府为了扩大企业的 服务范围也纷纷开始建立物流基地 3 配送中心专业化时期 20 世纪 90 年代以后 企业建立的配送中心 政府建立的物流基地等越来越多 对于 配送中心的研究越来越深入 配送中心开始向专业化发展 企业渐渐的意识到将配送中心 分散化会带来很大的不便 不仅带来了高成本 而且效率低下 开始把部分业务转向政府 建设的物流基地 而与此同时 社会上也出现了专业物流公司 它们进行物流配送的成本 更低 服务更好 一些小型企业越来越倾向于将配送外包给专业的物流公司 而大型企业 也纷纷建立起大型配送中心 提供高效快捷的配送服务 以提高市场竞争力 配送的社会 化和物流配送共同化的趋势日益显著 1 3 2 我国配送中心的发展状况 配送中心是在市场经济的环境下诞生和成长的 它是市场充分竞争的产物 而我们都 知道我国以前是计划经济时代 计划经济根本就不存在竞争 一切都是国家进行调度 受 到这种计划经济体制的影响 我国社会经济发展缓慢 物流对于社会的重要意义根本没有 人意识到 因而物流产业在我国发展缓慢 现代意义上的物流配送中心无论是起步还是发 展都远远落后于发达国家 我国配送中心建设正式起步的时间是 1992 年 那个时候全国开始了配送中心的试点作 业 但是由于很长时期的计划经济 市场经济经验不足等各方面的因素制约了配送中心的 建设导致配送中心的发展缓慢 近年来 随着改革开放的深入 我国进一步对外开放 并且与 2001 年我国加入 WTO 加入 WTO 后 我国社会经济得到飞速发展 连锁商业 电子商务都开始陆续出现 与之配 套的各种形式的配送中心也相继快速发展起来 尽管由于各种因素我国的配送中心还存在 很多不足之处 比如 现代化程度不够 信息化程度不高 物流基础设施不够 管理思想 落后等 但随着市场经济的深入发展 企业 政府等各方面都很重视配送中心的发展 企 业纷纷建立了自己的配送中心 政府在很多地方也有相应的物流基地 专业化的配送中心 也伴随着大规模的连锁经营的崛起而迅速发展起来 各种新型配送中心也将随着国际经济 一体化和全球物流化的发展趋势而不断涌现 可以预见 我国物流配送中心的发展将会迎 来一个快速发展的新时期 1 4 物流系统仿真概述 26 1 4 1 物流仿真技术简介 仿真是在分析系统各部分的性质及其相互关系的基础上 建立一个能描述系统结构或 过程的模型 利用计算机来运行这个模型 在计算机中模拟系统运行的环境 观察系统及 其随时间变化的过程 并通过分析模拟系统的各种数据 得到被仿真系统的特性及其输出 参数 以此来估计和推断实际系统的真实特性与输出参数 物流仿真技术是借助计算机仿真技术对物流系统进行实际模仿的一项应用技术 它通 过仿真实验得到物流系统运行过程的数据并将这些数据进行记录 通过这些数据来研究物 流系统的性能和输出效果 物流系统需要用到物流仿真技术一个很大的原因就是物流系统 非常的复杂 你不能通过经验或者直觉来对系统进行改善 而如果通过改变现实的物流系 统格局来积累改善经验成本又太高 所以物流仿真技术的最大优点就是不需要改变实际的 系统 不需要实际实施相应的方案 就可验证如下目标 如果我增加新设备是否会给公司 带来盈利 新的生产线是好是坏 比较各种备选方案的优劣等等 物流仿真技术能显著 的降低整体的物流成本 1 4 2 物流仿真的国内外发展现状 国外发展状况 27 由于物流起源于国外 所以外国对于物流的研究较早也取得了很大的成果 早在十九 世纪六十年代 Richard B Maffei 和 Harvey N Shucom 就开发出了原始配送中心选址的经 典模型 并先后为亨氏和雀巢公司解决配送问题 1994 年 Johnson 等人为 Hewlett Packard 公司的北美新配送中心建模 建立了订单采集子系统 包装子系统 自动分拣子 系统和订单出货子系统 使得配送中心得到很大程度的优化 这些指导和加速了北美新配 送中心的建设 1995 年 Gruson Bruggen 和 Salomon 为一家大型跨国石油公司设计他们 的物流仿真系统 用来解决他们公司汽车加油站的选址问题和分配到各个加油站点的客户 量的问题 他们的仿真系统使该公司的加油系统成本减少了 5 6 1998 年 Dobrila Petrovic 等开发了一个特殊的仿真工具 SCSIM 用来分析在不确定因素下供应链的行为和 性能 2001 年 Derrien R 等开发了一个用来分析多车厢配送系统的仿真模型 这个仿真 模型可以帮助客户进行系统分析 2002 年 Felix T 等采用软件包 Simprocess 建立了一 个供应链仿真模型 用于找出最优的订单下达策略 2003 年 Robert 等应用 Agent 技术 对零售业的库存控制进行仿真 国内发展状况 13 在国内由于物流起步落后于欧美 所以对物流的研究较晚 车文刚 郭志广 李文生 用 FLEXSIM 建立了弹药配送中心的仿真模型 并得到了这个弹药配送中心每年消耗的成本 万杰 张少卿和李立研究了配送中心内订单分批拣选的优化问题 采用遗传算法来优化订 单的分批组合 使拣选总距离得到显著的降低 赵玉东研究了配送中心的拣货系统 他用 Arena 软件建立了拣货流程的仿真模型 通过仿真运行 将货位进行调整 显著提高了系统 性能 包辛和向卓元从人 财 物等三方面出发建立物流配送的模型 通过仿真分析对配送 中心的规模进行优化研究 张彦 钱焱等将精益制造的原理用于配送中心的仿真中 分析了 传统配送中心的库存控制系统和订单分拣系统后 给出了具体的优化方案 许健 张婕妹 施梅超等研究配送中心的作业流程 在此基础上用乐龙软件建立仿真模型 提出了一系列的 改进策略 取得了良好的系统性能 1 51 5 论文主要研究内容论文主要研究内容 第三章 配送中心作业流程及功能分析 25 30 3 1 配送中心的分类 配送中心根据不同的分类标准 可以划分为不同的类型 主要有以下三种分类方式 1 按配送中心的功能分类 流通型配送中心 这种类型的配送中心的作用是向客户补充库存 通常不会长期储 存货物 货物在配送中心中只是短暂存储或者一进来就配送出去 这种配送中心的特点是 会大量的吞吐货物 大量货物从卡车上卸下后直接通过大型的分拣机到达分货机的传送带 然后进过分货机的传送带到达目的货位或者直接到达配送车上 货物在配送中心里只是短 暂的停留 仓储型配送中心 顾名思义 这种配送中心具有很强的存储货物的能力 一般这种 配送中心都是由传统仓库发展过来的 它的特点是用于存储的仓库规模大 仓储类型多 存储量大 供应型配送中心 供应型配送中心有些类似于供应商 它是一种专门向某些用户提 供货物的配送中心 如沃尔玛的配送中心和阿波罗金属公司设在法兰克福的配送中心 前 者是为沃尔玛配送货物 后者不仅仅进行配送 还在配送过程中进行流通加工 但它们都 是向特定用户配送货物 类似于用户的后勤部门 2 按配送中心服务范围分类 城市型配送中心 城市型配送中心是仅仅在城市范围内进行配送活动的配送中心 这种配送中心可以直接通过汽车运输的方式将货物配送到最终的客户的手中 这种类型的 配送中心的特点是运输距离短 灵活度高 它在多品种 小批量 多用户等配送方式上较 有优势 所以这种配送方式往往与零售结合在一起 区域型配送中心 区域型配送中心一般规模巨大且位于交通要道 有着较强的交通 辐射能力和货物仓储能力 它向省际 全国乃至跨国范围内的用户进行配送活动 这类配 送中心的特点是配送规模较大 用户较大 配送批量较大 3 按配送中心配送货物的属性分类 根据配送货物的属性 可以分为食品配送中心 医药品配送中心 日用品配送中心 化妆品配送中心 家电品配送中心 电子产品配送中心 书籍产品配送中心 服饰产品配 送中心 汽车零件配送中心以及生鲜产品配送中心等 由于所配送的货物性质不同 配送中心的规划运输等就完全不同 例如生鲜品配送中 心的配送货物主要为蔬菜 水果与鲜肉等生鲜产品 这类货物的保质期极短 在运输与存 储过程中必须用到冷冻库 冷藏库等 它属于低温型的配送中心 而书籍产品的配送中心 由于书籍有新出版 再版及补书等的特性 尤其是新出版的书籍或杂志 其中的 80 不上 架 直接理货配送到各书店去 剩下的 20 左右库存在配送中心等待客户的再订货 另外 书籍或杂志的退货率非常高 约有 3 4 成左右 因此 在书籍产品的配送中心规划时 就 不能与食品与日用品的配送中心一样 服饰产品的配送中心 也有淡旺季及流行性等的特 性 而且 较高级的服饰必须使用衣架悬挂 其配送中心的规划也有其特殊性 3 2 配送中心的功能 配送中心是一个集收集货物 分拣货物 流通加工 配送货物等诸多功能于一体的物 流节点 一般来说 配送中心具有一般功能与增值功能 3 2 1 配送中心的一般功能 1 集散功能 配送中心凭借着它在物流系统中的枢纽地位和拥有的完善的物流作业基 础设施以及先进的信息管理系统 能够将分散在各地商品货物集中到一起 经过分拣 加 工 包装 配送等环节将货物送达客户手中 也可以根据各个用户的需求 将他们所需要 的多种货物有效的配合包装在一起 形成经济 合理的批量 降低商品流通的成本 提高 商品流通的效率 2 衔接功能 配送中心将各种各样的产品集中起来 根据客户需求将产品送至客户手 中 它一头连接供应商 一头连接消费者 它不仅配送货物 还能将消费者的意见及建议 反馈至供应商 它在两者之间架起沟通的桥梁 3 运输功能 配送中心应该根据客户的需求 为客户选择合适的运输方式 然后组织 具体的内部运输作业 保证在规定的时间内将客户的货物运抵目的地 4 储存功能 大多数配送中心要建立现代化的仓库并配置一定数量的仓储设备 存储 一定数量的货物 这是为了保证配送活动有序高效的进行 5 分拣功能 分拣是配送中心最重要的一项工作 分拣的好坏很大程度上会影响配送 中心的优劣 分拣是完善送货 支撑送货的准备性工作 配送中心作为物流系统中最重要 的节点之一 它的服务对象众多 而不同的客户在订货时对货物的质量 数量 规格 种 类等有不同的要求 因此配送中心需要采取适当的方式来对不同的货物进行分拣工作 以 满足不同客户对于货物的不同需求 6 装卸 搬运功能 装卸是指将货物从运输工具上装上或者卸下 它改变的是货物的 存放状态 搬运是对货物进行短距离移动的一项活动 它改变的是货物的位置 装卸搬运 不会产生效用与价值 在配送过程中要尽量减少这类活动 装卸 搬运活动要使用专业化 设备进行 这是为了减少这类作业对于货物的损害 加快货物在配送中心里头的流通速度 7 包装功能 这里所说的包装作业不是那种为了提高销售 改变商品外在形象的包装 而是出于便利运输考虑 通过对货物进行组合 加固和拼配 形成适合物流和配送的组合 包装单元 8 流通加工功能 配送中心根据用户的需求以及便于配送的考虑 将货物加工成具有 一定规模 尺寸 形状的样子 这样既满足了客户需求 也能提高配送效率 9 物流信息处理功能 现在已经进入了信息时代 任何一个现代化的设施都应配备合 适的信息管理系统 这样不仅能使配送中心高效有序的进行配送活动 节约成本 提高效 率 于此同时 一个合适的信息管理系统还能收集配送过程中的各种信息加以保存并进行 处理 这些信息能帮助配送中心了解客户需求 为客户提供更优质的服务 还能帮助配送 中心管理人员进行更好的决策 3 2 2 配送中心的增值功能 1 结算功能 结算功能是配送中心在物流功能方面的外延 配送中心不仅可以办理物 流费用的结算 还可以替货主向收货人进行结算货款等服务 2 需求预测功能 由于配送中心每天都要接受大量货物 并将这些货物配送出去 所 以它有详备的进出货信息 根据这些信息 它能够预测未来一段时间进出货的数量 进而 推测出市场对于这种货物的需求关系 3 物流系统设计咨询功能 配送中心有着丰富的物流经验 根据客户需求 它可以利 用这些经验为客户进行物流系统的设计 对客户现有的物流系统进行评估 改善或者重组 为客户进行运输商 仓储商与其他服务供应商的选择及评价 毫无疑问这能大大的增加配 送中心的价值与市场竞争力 国内已经有一些比较专业的物流公司在这项功能上进行尝试 3 3 配送中心的作业流程 30 25 29 配送中心要实现集散 衔接 运输 储存 分拣 流通加工 包装 装卸搬运等功能 就需要设置合理的作业流程 配送中心的基本作业流程如图 3 1 所示 图 3 1 配送中心的基本作业流程 可以将配送中心的作业流程归纳为以下六项 1 出入库作业 入库作业是指货物到达仓储区 仓储部门根据情况组织好人力 物力 通过接运与检 验将货物码放至合适的货位并完成交割手续的过程 入库作业流程有预订储位 集货 收 货点验 签发收货单据 物品堆垛 转仓作业等 出库作业是指仓库按照出库单 对货物进行分拣 包装和审核并将其运送至发货准备 区的过程 出库作业流程 接到提货单 出库凭证审核 捡货 备货 出货检查 出库 善 后处理等 2 拣货作业 拣货作业是根据顾客的订货要求或配送中心的送货计划 快速 准确地将商品货位上 拣取出来 并按照一定的方式进行分类 集中的作业流程 在配送中心搬运成本中 拣货 作业的搬运成本约占 90 拣货作业时间约占整个配送中心作业时间的 30 40 由此可 见 在配送作业的各个流程中 拣货作业毫无疑问是整个配送中心作业流程的重中之重 拣货作业的合理规划能决定配送中心的作业效率 3 流通加工作业 流通加工作业是指在配送过程中 配送中心根据客户需求 将货物加工成所需形状 大 小的过程 通过流通加工 可以保证供货质量和提高客户服务水平 4 装卸搬运作业 装卸搬运作业通过改变货物的物理状态来实现货物在配送中心内不同地点进行转移 从货物的入库开始到配送出库 装卸搬运始终贯穿于整个配送中心的作业流程 它是物流 各个环节连成一体的接口 是流通加工 配送 出入库等作业流程顺利进行的基础 装卸 搬运作业的效率直接影响到配送中心的运作效率 5 配送作业 配送作业就是使用配送车辆将客户订购的货物从配送中心送到客户手中的作业流程 它是直接面向客户的一项作业流程 客户对配送中心的满意程度就取决于对配送作业的满 意程度 这一作业对配送中心的客户满意度至关重要 6 客户及订单管理 这项作业主要是对客户的信息与订单要求进行管理 搞清楚客户与订单的要求才能制定 相应的配送计划 提供高效优质的服务 第四章 配送中心作业仿真建模 4 2 基于 Flexsim 的配送中心仿真建模 7 4 2 1Flexsim 仿真软件介绍 1 Flexsim 软件简介 Flexsim 由美国 Flexsim Software Product 公司出品的一个商业化软件 可以用它来 对各种离散系统进行仿真 Flexsim 在许多领域已经得到广泛 成功地应用 特别是生存 制造 仓储配送 交通运输等领域 Flexsim 是一个功能强大的仿真建模软件 它不同于以往的建模只能展现 2D 的逻辑关 系 它能将各种对象之间的关系用 3D 效果直观得表现出来 Flexsim 还拥有强大的数据处 理功能 在运行完模型后 可以通过 Flexsim 的统计模块获得模型中各个对象的统计信息 并用图表的形式表现出来 一目了然 2 Flexsim 仿真建模的基本步骤 Flexsim 仿真建模的基本步骤可以分为五步 建立对象 根据模型的需要 可以直接从 Flexism 的对象库里选取标准对象并点击鼠标 左键将它拖放到工作区的适当位置 如果软件自带的对象库里没有你所希望的模型 你还可以通过软件自己创建新的对象来完成你模型的建立 设定对象间的关系 在 Flexsim 中 对象与对象之间是通过端口进行连接的 端口有三 种 分别是 输入端口 输出端口和中间端口 临时实体在模型中的流动路线通过输 入和输出端口来设置 而固定实体与可移动实体之间的关系则是通过中间端口来设定 设定对象参数 根据你所要建立模型的类型与需要 你可以设置每个对象的参数来描述 一定的特征或者表现出一定的行为 每个对象所要描述的物理系统的特征以及各实体 行为特性的不同 从发生器开始 直到吸收器结束对不同实体的参数进行逐一设置 Flexsim 支持在模型运行中动态的修改模型中的参数 并将系统的运行参数记录到 Excel 或者数据库中 由此可以实现动态的存储或者读取数据 完成对运行中模型参数 的修改 编译运行模型 在对模型进行了新的设置后 需要单击主视窗口顶部的 重置 按钮 将 系统参数设置为初始状态 在模型运行时 只要点击 运行 按钮即可运行 Flexsim 仿真结果分析 再仿真运行之后 就可以分析仿真结果了 仿真之前通过软件自带的 数据统计 选择统计对象 也就是我们关心的状态变量 仿真时在对象属性对话框 统计 选项卡中可实时察看相应对象统计数据和图表 4 2 2 模型建立 1 通过对 A 公司配送中心的实地调研 确定了某条入库分拣线的概念模型 并以此条分 拣线为原型进行仿真建模 其概念图如图 4 1 所示 图 4 1 Flexsim 概念模型图 首先 发生器会产生出 A B C 三种商品 这三种产品为每箱 10 件 3 种产品到达暂存 区存放 然后操作员将暂存区商品搬运到处理器上进行处理 处理后的产品经由传送带到 暂存区存放 叉车将暂存区产品入库 这时候入库作业完成 分拣作业开始 叉车 2 将货 架上的产品搬运到暂存区 产品经过传送带到达拆装机上进行拆装 每箱拆装为 10 个单件 拆装后的产品在暂存区存放然后到达包装机按 5 种订单进行包装 最后经过传送带离开 这就是整个入库分拣的作业流程 各个实体及其属性描述如下表所示 表 4 1 各实体及其属性描述表 2 根据作业流程图及流程描述在 Flexsim 软件中进行模型的建立 建立好的模型如下图 所示 发生器产生 A B C 三种不同产品 暂存区产品在暂存区进行临时储存 处理器对产品进行简单的加工处理 传送带将产品传送至指定地点 货架对产品进行储存 叉车对产品进行运输作业 操作员对产品进行搬运并操作处理器 合成器根据订单将各种单件产品组合起来并打包 吸收器将模型中的临时实体消除 分解器将产品拆包为单件 图 4 2 Flexsim 实体模型图 3 参数设置 产品发生器参数设置 图 4 3 产品发生器参数设置 发生器实体到达时间间隔为指数分布 然后在 Triggers 选项中设置临时实体类型跟颜色 发生器会产生 A B C 三种产品 其中 A 产品为红色 B 产品为绿色 C 产品为蓝色 暂存区参数设置 图 4 4 暂存区 1 参数设置 首先将暂存区 1 的最大容量设置为 100 然后在 Flow 选项中将发送至端口设置为按指定发 送 这样 A 产品会从传送带 1 走 B 产品从传送带 2 走 C 产品从传送带 3 走 最后设置使 用操作员进行运送 处理器参数设置 图 4 5 处理器参数设置 预置时间设置为 10 使用操作员进行预置 加工时间设置为指数分布 使用操作员进行加 工 3 个处理器都如此设置 分解器参数设置 图 4 6 分解器参数设置 将分解器加工时间参数设置为 10 分解数量设置为按指定分解 数量设置为 10 合成器参数设置 图 4 7 合成器参数设置 将合成器加工时间参数设置为 10 在 Triggers 选项中将 On Entry 选项设置为更新合成器 合成列表 使合成器按订单进行合成 订单发生器参数设置 图 4 8 订单发生器参数设置 在订单发生器中将实体类型设置为托盘 到达时间间隔设置为 normal 20 0 2 0 0 在 triggers 选项中设置离开的临时实体类型为 5 种 并用不同颜色表示 这表示有五种订单 随机发出 订单设置 五种订单的输入用全局表来实现 订单中产品数量如下图所示 图 4 9 输入模型中的五种订单 仿真终止时间设置 在此选项中将 Stop Time 设置为 10000 操作员 传送带 叉车 货架及剩余暂存区的参数就使用系统默认值 因此 对这几 项不进行设置 至此 模型的参数已经设置完毕 4 模型的运行 模型运行后如下图所示 图 4 10 模型运行结果图 模型运行后的统计报表如下图所示 图 4 11 运行后各模块统计数据 第五章 仿真结果分析 5 1 分析模型运行后的统计图表 从第四章的统计图中可以得出 暂存区 1 当前容量为 100 输入 662 输出 562 最大停留时间为 2097 78 平均停留时 间为 837 86 堵塞严重 这从模型运行后的图片中也可以直观得看出 这说明 3 个操作员 完全不能满足需求 传送带暂存区 当前容量为 239 输入 559 输出 320 最大停留时间为 4388 73 平均停 留时间为 2052 07 堵塞严重 说明下游入库过程 1 台叉车不能满足需求 处理器 1 最小停留时间 10 02 最大停留时间 177 44 平均停留时间 40 74 闲置比例 23 4 处理器 2 最小停留时间 10 44 最大停留时间 241 74 平均停留时间 43 72 闲置比例 19 53 处理器 3 最小停留时间 10 20 最大停留时间 196 81 平均停留时间 39 74 闲置比例 24 49 3 个处理器闲置率高 说明设备未得到充分利用 拆装机 1 闲置比例 88 88 拆装机 2 闲置比例 89 41 拆装机 3 闲置比例 89 77 包装机 闲置比例 38 99 拆装机与包装机的高闲置比例说明设备未得到充分利用 资源浪费严重 以上数据也可以在模型运行过程中或者运行完之后 通过 Flexsim 的 Dashboard 模块 让数 据以图表的形式表现出来 以得到更加明显的显示效果 如 图 5 1 操作员状态图 图 5 2 处理器状态图 通过分析 可以得出此系统的暂存区 1 与传送带暂存区拥堵严重 处理器 拆装机闲置率 高 设备未得到充分利用 5 2 分析瓶颈产生原因并进行优化 通过多次运行模型 可以看到操作员一直奔走于暂存区与处理器之间 不仅需要将货物从 暂存区搬运到处理器进行预置 还要操作处理器处理货物 效率低下 造成暂存区 1 发生 拥堵 传送带暂存区与货架之间只有 1 辆叉车进行运送 叉车运送的速度完全不能跟上货 物到达的速度 造成上游传送带暂存区拥堵 下游无货物输入 造成分解器闲置率高 浪 费资源 通过分析出系统瓶颈 拟