物流仓储系统出入库仿真分析

1、物流中心规划课程设计设计报告课题名称：物流仓储系统出入库仿真分析专 业：物流管理班级学号：0901- 01学生姓名:(0901-19)(0901-17)(10a40114108)任课教师：二0一二年十二月项目概述 31 课程设计内容 42 基于petri 网建立仿真模型 5.3 flexsim仿真步骤 62.1 模型建立 62.2 参数设置 72.3 模型运行 1.9.2.4 模型分析 2.0.2.5 数据统计 2.3.3 设计总结2.5.5 参考文献 2.6.项目概述物流系统包括运输、仓储、装卸、加工、包装、配送、信息处理等，每个子系统运作又具有多样性，子系统中的实体要素都是随机的，呈非线性

2、、不确定性关系。系统仿真最主要的目的是模拟物流系统行为， 辅助决策者对系统的优化和控制做出科学的决策， 从而提高物流系统的效率和服务水平， 降低物流系统的运行成本。 而 flexsim 仿真软件是一种全新的面向对象的仿真建模工具，它具有完全的c+面向对象性，超强的3d虚拟现实，直观的、易懂的用户接 口，卓越的柔韧性；支持模型运行时的实时调试功能，带有拟合统计分布函数的功能；提供与外部软件的接口，可以通过odbc与外部数据库相连，通过socket接口与外部硬件设备相连， 与 excel 、 visio 等软件配合使用的优势。本课题将通过对物流仓储系统出入库仿真分析， 发现系统作业过程的瓶颈， 通

3、过仿真数据结果进行分析。1 课程设计内容根据下述系统描述和系统参数， 应用 flexsim 仿真软件建立仿真模型并运行， 查看仿真结果，分析各种设备的利用情况，发现仓储系统中的运作不平衡问题，然后进行数据分析。系统描述与系统参数：（ 1）一个仓储系统出入库作业的，不考虑其流程间的空间运输。（ 2）发生器：有3 种不同类型的货物到达时间间隔服从normal（ 20， 2）的正态分布，且货物类型在1， 2， 3之间均匀分布，不同类型的货物用不同颜色的小方块表示。 3 台托盘发生器。（ 3）暂存区： 1 台暂存区等待入库检验， 3 台暂存区入库检验残次品承载， 1 台暂存区等待货物上架， 1 台暂存

4、区出库残次品承载， 1 台暂存区托盘回收。（ 4）处理器：入库检验共设置三个处理器，出库检验设置一个处理器，检验时间服从指数分布 exponential（0， 30， 1） ；入库检验台设置合格率为90%，不合格货物不得入库；出库检验台设置合格率95%，不合格货物放置暂存区。（ 5）分配器：负责分配3 名操作员的任务。（ 6）操作员：共设置3 名操作员搬运货物至检验台并参与检验工作。（ 输送机：输送货物，每个传送带的传输速率为2m/s,最大容量默认值。（ 8）合成器：货物与托盘的拼装组合。（ 9）运输机：将暂存区货物搬运至输送机。（ 10）堆垛机：将托盘货物运至货架。（ 11）货架：装载未出库

5、货物。（ 12）分解器：货物出库时分开货物与托盘。（ 13）分拣输送机：将3 种货物分类到不同的货车。（ 14）货车：3 台货车作为暂存区，装载货物。（ 14）连续仿真一周的系统运行情况。2基于petri网建立仿真模型根据系统描述，建立petri网模型如下:(palletiood)t lt4palletood)palletplopallegood) t5 (pallet, good)p6( conveyor3gg9- goodt6pallsgood) p7pgrackoodconveyor4separator t8alletgoodgood (conveyors(pa i let, g ood

6、) (pallet11 et f gooclpg (pallet 再。皿t10palletpallet )p11pallet其中各节点的具体含义如下：p1:入库指令到达；p2:货物等待检验；p3:传送合格货物；p4:传送货物与托盘拼装后 的货物；p5:等待上架p6:传递上架货物；p7:货物上架；p8:货物下架传送；p9:分解后 货物分拣；p10:出库；p11:分解后托盘；p12:等待拼装托盘；t1:入库前准备；t2:检验 入库货物；t3:托盘货物拼装；t4:可用；t5:运输机操作；t6:堆垛机上架操作；t7:可 用；t8:货盘分解；t9:出库检验；t10:可用。3 flexsim 仿真步骤3.

7、1 模型建立根据系统描述，通过对系统的分析，建正确的模型。在标准实体栏中选择正确的实体，将 其拖拽到正确的位置即可。根据系统描述，需设置4个发生器，1台发出货物，3台发出托盘；7个暂存区，2个货物 中转，4个不合格货物承载区，1个托盘回收区；4个处理器，3台入库检验，1台出库检验； 3个货架，分别承载不同货物；多台输送机用来把货物运送下一站；一台分配器，用来分配3名操作员工作；3台合成器用来货物与托盘拼装；1台运输机将货物运送到货架传送带；3台 堆垛机将货物运送到货架；3个货架用来承载货物；一台分解器用来将托盘与货物分离；一台 分类输送机将三种货物分开；3台卡车将货物承载运输。实体建立完成后，

8、下一步是根据临时实体的路径连接端口。连接过程是：按住“a”键,然后用鼠标左键点击发生器并拖曳到暂存区， 再释放鼠标键。拖曳时你将看到一条黄线，释放 时变为黑线；分配器与暂存区需建立中心连接，按住“ s”键，然后用鼠标左键点击发生器并 拖曳到暂存区，再释放鼠标键，即可建立连接。模型如下图所示：%皿1 l5.m 国郎配叫source 19flowarrivaj stle| in ter-arn -.al time3.2 参数设置参数设置是对模型中的各实体参数按照系统描述所示进行设置。双击标准实体，就弹出其参数设置窗口，在窗口中根据系统描述选择正确选项后点确定即可。(1)发生器参数设置：发生器19货

9、物到达时间问隔，下拉框中选择“使用正态分布”服从均值为20,标准方差为2的正态分布(20, 2),如图所示：-| n| xfloy； item c.sse| textured 匚口lorsd box arrival 就 time 0itemtype 11.00山山!昆阳八empi ncal tablename, 0) er1ang071, 2, 0) exponential 1h 0) lognormal 2(0, lh0.8,0) normal (0,1,01triangularfo, 5, 2. 0 unjfortd(or 1, 0)inteiativmtinne:elin ter-arr

10、ival timestabsticaldistribution： narmal(20r 2r 1)statistical distribution normalpoh 2,11 bernoullitprob. succeed-valje, fail-vak beta(min, max. sliapel. shapes, strea binomial (trials, prob, stream) cempirical (t3blename, stream) dempirical .tablename. stream) duniform (tin. max. stream) empirical (

11、tablename. stream0rliamci 门勺帕八力 e-r-ola choaq etraom选择触发器选项卡，在创建触发器下拉框中选择创建临时实体类型和颜色来改变产品类型和颜色，使用默认值即可，即为 duniform (1, 3)服从1到3的均匀分布。如图所示:发生器（托盘的）发生器26托盘输出服从正态分布，均值为5,标准差为1的正态分布（5, 1）发生器27,、28相同设置，如图所示：(2)暂存区参数设置：(3个暂存区，4个残次品区)转到临时实体流选项卡，在“输出” 框中，选择“发送至端口”下拉框中的“指定”选项,queue32 45相同设置，如图所示:将queuel将最大容量设

12、置为 10000,queue38残次品回收台设置最大容量1000,回收产品呈黄色显示，queue39 40相同设置,queue52将最大容量设置为500。(3)处理器参数设置入库检验台：(以处理器3为例，具2个入库检验台相同设置)时间参数设置如下图，表示“处理时间”成指数分布(0, 30, 1),为了使processor在“预 设时间”使用operator在useoperator(s) for setup前面打勾，同时预置时间设为 25秒，如图 所示：货物在入库台检验合格率90%,设置如图所示:每个入库检验台分别检验不同颜色的货物，如图所示:出库检验台:出库台检验“处理时间”呈指数分布，如图所

13、示:货物在出库台检验合格率95%,设置如图所示:processtimes | processor row processartriggers qperatdrs | outputsend to port i叵冈rinrby percentage (jrpjtsj percent part s 51 5厂 包一可目“出e pull requirerfient on a rem5 时日口 each- upstream ihem is rle-aseri国aby percentage (inputs)f-ercent port3个操作员的搬运能力设为2,如图所示: 4 k prcpertei |ap

14、ply |ok | cancel(4)分配器参数设置:参数为系统默认值，如图所示:x(dispatcher 15dispatcher dispatrertriggerspasstol=trst available if there are nc obgects currently available then queue the taslisequence uqveuestrateqysort by asksequ&rnze prkwity彳 properties(5)操作员opkeator 1t fanaimt =x(6)对输送机参数进行设置与托盘发生器相连的输送机的速度为默认值，其余输送机

15、速度设置2m/s,容量默认，如图所示:(7)对合成器参数设置对combiner31 “处理时间”设置为正态分布(5, 1),如图所示：(combiner 25、combiner30相同设置)(8)运输机参数设置：参数为系统默认值，如图所示:(9)堆垛机参数设置:3个堆垛最大容量分别设置4,其他参数为默认值，如图所示:(10)货架参数设置：将3个货架的最大容量分别设置为10000,将仓库的“停留时间”成指数分布 exponential (0,10,1),其他为默认值，如图所示:(11)分解器参数设置将分解器“处理时间”设置成指数分布，如图所示:(12)分类输送机参数设置将分类输送机分为2段，输出

16、参数如图所示:(13)货车参数设置将3个货车最大容量分别设置为1000,所示如图:(14)得出模型图pmn 11 风 ieai, 口.j3.3模型运行系统运行屏幕图如下所示:,工3.4模型分析与优化:(1)暂存区：在入库暂存区 queuel,我们可以看出货物在入库的过程中出现大量堆积，说明入库效率较差，耽搁时间较长，可以引进机械设备来提高货物入库效率；而等待上架暂存区32存货很少，说明设置合理，叉车利用率较高，上架及时。11c1理 avfeia4e 如由1ii curwit cwtefil(2)处理器分析：从处理器的模型分析图中可以看出，可以看出4台处理器的最小闲置时间平均，所以说明系统设置合

17、理，但是处理器44最大等待时间过长，而入库检验处理器最长等待时间平均，说明在库存管理过程中需进 行优化。在优化的过程中应注意库存管理过程中的瓶颈环节，多加几台设备进行缓解，以使系统达到优化 目的。(3)操作员分析：从操作员模型分析图中可以看出闲置率高，劳动力过剩，可以适当减少操作人员，来使系统达到优化的效果。?c 0perator21 propert ies yindova opceajtor 17 pcopieetxes ti.zid.ov二|叵区visual | general | labels statisticsgeneral state ： conterit stay time mu

18、 ir |ivisual | general | labels statisticsgeneral| content stay time |state1. ide (7944.% 99.3%)14. travelempty (25,0r 0.3%)15. traveljcaded t25.8r0.3%)16. ofifeet_travel_ernpty (4.4r cl1科)l idle (5501.3r 3.8%j14. travd_errit (103.9, 13.0%)15. trsveljeideid (125.7, 15.65)16r olfset_travelempty g, lr

19、 2r6%)parametersapplypar-ameters applyokcancel2c opcr at: or 1 8 pr op cr ics vxndow ；.l “ xvisual general labels statisticsgeneral ； stale =1 canterit 1 staytime ivhiiwiiimiiimilrlleiistate1. idle (7354.91.9%)14. tt3vel_enptv t273.r 3.4%)15. traveljmded (319,9r 4.。%)16. offset_tr a -.-el_empty 52,6

20、f 0.7%)(4)货架：从货架的使用状态可以看出， 3个货架的在货物开始入库环节利用率不是很高，但是当输送机及小车上 的货物产生挤压时，货架利用率是 100%。在实际生产过程中这种使用状态恰好是相反的，当进入货架的输 送机产生货物挤压时，要多设置货架。3.5数据统计系统仿真一个月后，标准数据报告统计如下图:m姐心躺$魄但岷触似u（r）醴皿wd能灯microsoft - stand3rcfreportaeclefgr-ijklinc1fleisimj：3ndrd report2tine：6期也231objectstats cc;stats corstats cc;stats :orstats instate jut stats st；stats stssta：s svs：ate ristats siride眄士g5soiree1cijc1c郡1100056删u00;que威0111057138瞅品e迎8c999超叮然300tconvey底:05 g1罚k101c