基于promodel仿真的高校食堂布局优化研究

基于promodel仿真的高校食堂布局优化研究

1校园转型中的类型在当今社会，人才已成为所有公司和国家的竞争力，在社会发展中发挥着重要作用。而每个人每天能够从食物中获取充足的营养又是保证高质量人力资源的重要要素之一。所以在国家培育各类人才的大学校园里,食堂也占据着重要的地位,它的运营和服务状况及顾客的满意度往往受到校园管理层的密切关注。据考察,该食堂面临着空间利用率低、高峰期排队时间长、服务的最大容量低等问题。本文针对该食堂的现有状况,从改变食堂布局和服务模式等方面着手,初步解决该食堂现有的三大问题,从而提高高峰期食堂的服务效率,减少同学们因长时间的排队或拥挤而改变去食堂吃饭的可能,进一步保证了同学们的食物安全、营养和充足的学习精力等。2工业工程改善方案首先,我们对食堂的现状进行考察分析,同时运用一系列工业工程的方法,如“5W1H”、“ECRS”和“头脑风暴”等,提出初步的改善方案。2.1餐饮时间间据考察,该食堂现在采用的是传统的服务流程——窗口服务式,这种服务流程布局模式如图1所示。该食堂现有服务的资源占用和流程描述(以午餐为例):每天上午11点钟之前,食堂的服务人员将厨师们做好的饭菜端至窗口,待11点钟时,服务人员在各窗口守候。每个窗口左右各有2名服务人员,1名服务员往餐盘或打包盒里盛米饭,1名服务员等到同学们在11:00-13:00间从三个入口进入餐厅时,用餐盘或打包盒为同学们盛取其所选择的饭菜。11:30-12:00是下课高峰期,此时由于服务人员的人数限制,最多开3个窗口六个排队队伍占用12个服务人员,窗口4空闲,窗口5有1名服务员为同学们免费加饭,免费汤区有1位服务人员,面区有1名服务人员,另外有1名服务人员清理座位区,1名服务员清理残羹台。同学们获得饭菜后,进入座位区或打包离开食堂。进入座位区的同学在食用完食物后,将餐盘放在残羹台,离开食堂。综合以上信息了解到,该过程中,共用到17个服务员;窗口4空闲,食堂空间利用率低;根据录像监控和观测,同学们在该过程中,等待时间过长,食堂损失人数多。在上述现有流程中,操作者的利用率是较低的,其现有流程程序如表1所示。在为一个同学服务的流程中,其利用率21/33=63.6%,其中有36.4%的时间在等待中。2.2基于冗余知识的流程优化改善方案针对食堂的现有状况,我们可以通过分析其关键过程,找出该过程中冗余与复杂的部分,将其消除、合并、重排、缩减等,从而优化该流程,提出初步的改善方案。2.2.1采用“线条式”的布局方式我们可以视同学们为“物料”,其在该流程中得到的服务为“加工”,服务人员为“操作者”。物料的加工过程为:选择饭菜——刷卡。操作者的操作主要有:盛米饭、盛菜、算账、打卡。我们也可以采用“流水线式”的布局方式:盛米饭的人专职盛米饭、盛菜的人专职盛菜、打卡的人专职打卡。我们可以利用增加小碟子的办法使盛菜的服务员可以只关注盛菜,并将盛好的菜放到台子上即可。同学可以从台子上选择自己喜欢吃的菜,然后到下一流程。这样,盛菜服务员就可以不用等待同学们选菜了,等待时间大大消除,他们只要保证台子上摆放满所有饭菜种类即可,这类似“自助餐”模式。同时为了细化节拍,还可以让上述流程更加细化,让同学们的选菜过程分为选择素菜和选择荤菜。这样不会使大多数人流拥挤在选菜区。2.2.2预算段2:“嘴唇”式流程改造根据以上优化分析,我们有了初步的改善方案的模型,其服务流程的布局模式如图2所示。改善方案将原来方案中的窗口式改成了流程式,增设了餐盘区(用来盛放菜碟,并有效保护座位区的清洁,可以节省原有方案中清理座位区的1名服务员资源)和打卡区,并将菜区分类,将整个服务过程“流水线”化。该改善方案服务资源占用和流程描述(以午餐为例)如下:根据图2对各窗口进行菜区分类,每个菜区左右有1名服务人员盛取饭菜,免费汤区1名服务人员,米饭区1名服务人员,打卡区平时可1-2名服务人员,高峰期可以3名服务人员,面区1名,残羹台2名服务人员。待11点钟时,同学们从入口到达餐盘区,然后进入菜区,选择好饭菜后,到打卡区刷卡,进入座位区,餐后将餐盘放入残羹台离开食堂。根据以上描述过程,共用到16个服务人员,比现有方案减少1人。增加的投入只有餐盘、碟子和隔离台,投入相对较少,方案具有可操作性。具体该改善方案是否在真正实施时优于现有流程方案且经济上是否可行的问题可以运用ProModel仿真加以验证。对现有流程和改善方案进行模拟仿真,对模拟后的结果进行对比分析,并且通过计算机仿真,也可以发现提出的改善方案的不足和瓶颈,进而完善改善方案,为管理者提供更加可靠有效的改善意见。3仿真软件设计ProModel是一款生产物流仿真功能最强大的仿真软件。它是由美国ProModel公司开发的离散事件仿真软件,可以构造多种生产、物流和服务系统模型,也是美国和欧洲使用最广泛的仿真系统之一。3.1模及动态仿真环境场景ProModel系统提供模块(module)的观念及操作方式能使用户设计出多种生产系统并进行仿真及分析。它基于Windows操作系统、采用图形化用户界面,并向用户提供人性化的操作环境。ProModel提供二维和三维建模及动态仿真环境场景。用户根据需求,利用键盘或鼠标选择所需的建模元素,就可以建立仿真模型,其中建模元素是零件物料(Entities)、各位置摆放的物体及存储场所(Locations)、资源(Resources)(往往指人力资源)、路由网络(PathNetworks)、处理过程(Processing)和到达元素(Arrivals)。通过其中的参数输入接口,输入建模元素的某些属性和限制因素,如速度、进入系统时的间隔、分布情况、规则、加工转变等。另外软件也为使用者提供可测试追踪(trace)系统内每个操作步骤、每个工作站以及工作母机执行的情形。因此使用者在开发中就可方便地进行测试与除错,并在完成时可动态的撷取其所需点的使用情形以获得仿真的输出结果。3.2模型元素的定义在建模之前,先确定和抽象所研究的流程和考察的问题以及明确进入模型的各种数据元素,以便该模型具有实际可参考的意义。建模的具体操作过程如图3所示。建模后进行运行调试和模拟,获取所需的统计图界面,进而分析决策。3.3promoel软件在制造业生产管理中的应用ProModel软件的仿真及其统计和优化功能主要得益于它的SimRunner模块。SimRunner具有基于进化算法(evolutionaryalgorithm)的优化功能,用户可以利用ProModel软件提供的宏指令输入元素和目标函数。SimRunner模块根据输入元素及其边界条件寻求目标函数的最大值或最小值,或实现用户指定的目标值。优化输出报告包括目标函数的均值、置信区间以及输入变量的取值等。根据ProModel软件的以上特性,ProModel软件在生产制造业中,主要可以用于生产周期、生产能力、瓶颈分析、精益制造方案验证、产能规划、生产排程分析、布局优化和扩充、6σ项目、持续改进、供应链和库存优化、新产品介绍、流程培训等。在本文中,主要运用ProModel软件进行方案验证、布局优化、持续改善和瓶颈分析。4模拟设计结果分析为了了解改善方案是否比现有方案更优,首先我们确定以下指标,以便更方便的对两个方案进行模拟设计和对模拟结果进行分析:指标一.:相同时间内所服务的总人数。指标二:高峰期每个人在此服务系统内的总时间(Ts)。明确了以上目的和指标以后,我们就进入模型的构造和仿真过程了。4.1食物的进入系统cudiors同学们通过入口进入餐厅,到窗口进行排队,如果每个窗口排满30人,自动到下一窗口排队,如果每个窗口都排满后,同学们将离开食堂。已知学校食堂在平日11:30-12:00半个小时是高峰期,其他数据在表1和表2中有所展示。同学们通过人口进入餐厅,首先拿餐盘,然后进入菜区选择饭菜,最后到打卡区刷卡。在高峰期间,同学们进入食堂的分布可以看作正态分布,各入口的顾客(customers)每秒进入系统的分布情况展示在表2中。此外,根据相关录像和多次的观察与测量,统计得到仿真的其他数据也展示在表2中。4.2方案过程和路由网络根据上述流程描述和数据,现构造两种方案的模型。如图4和图5分别描述了现有方案和改善方案的过程(Processing)和路由网络(PathNetwork)。现有方案的位置(Location)和入口(Entity)的建立等在这里不做具体展示。4.3改善方案是否最优当上述模型建立完成之后,设置模拟周期为30分钟(0.5h),启动模拟按钮,运行半个小时后,系统将出现数据统计结果图,我们将相关数据整理到表3中。根据展示的数据进行分析,考察改善方案是否最优。根据统计数据,两种方案的两个指标的值对两种方案做如下对比分析:1.内所服务的总人数根据表3数据显示,出系统的总人数(TotalExits)是在半个小时内所服务好的总人数,现有方案半个小时内所服务的总人数T1=478人,而改善方案在半个小时内所服务的总人数为T2=2819人。而两方案到达餐厅的总人数是基本相同的,一个为478+2644=3122人,另一个为2819+296=3115人。可以看出现有方案将损失很大一部分的客户,而改善方案大大增加了服务系统的容量。所以针对这一指标,改善方案远远优于现有方案。2.改善方案c在表3统计数据中,详细地说明了系统中顾客(Customers)的平均时间(AvgTimeInSystem),现有方案顾客在系统中的平均时间为12.97分钟,而改善方案顾客在系统中的平均时间为2.85分钟。可以看出,改善方案远远减少了顾客拿取饭菜的时间,大大提高了食堂的服务效率。通过对两种指标的仿真对比可以看出:改善方案确实很好地解决了空间利用率低、高峰期排队时间长、服务的最大容量低等问题,并且投入少,效果优,该改善方案完全经济可行。4解决了法院对图书馆服务的“”和“”本文通过运用科学的分析方法提出食堂运营布局的改善方案,并运用ProModel软件对改善方案进行模拟仿真,验证了该改善方案在解决食堂空间利用率低、高峰期排队时间长、服务的最大容量低等问题上的显著效果,为管理者提供了一套切实可行的经济改善方案。该方案将工业“流水线”式生产流程应用到服务业中改变了食堂传统的窗口服务模式,将食堂服务流程化,分为餐盘区、菜区和打卡区,大大提高了食堂的服务效率。同时,为有效均衡各区时间,防止拥堵,应用了“节拍”的概念,将菜区进行较细的分类,分为素菜区1、素菜区2、荤菜区1、荤菜区2和米饭区,这样在大大的提高了食堂的流畅性的同时,也提高了选菜的并行性。通过以上对食堂布局的改善,根据仿真的结果可以看到,改善方案将食堂的服务容量提高了近5倍,同时将顾客在食堂取饭的时间缩减