物流工程-基于仿真技术康师傅出库效率优化设计论文

时间：2021-01-27 05:05:24 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　Abstract With the continuous development of economy and science and technology, logistics industry has gradually become a new industry and developed rapidly. Internationally, logistics industry has become one of the important indicators to evaluate the modernization level and comprehensive national strength of a country. The logistics process is composed of many links, among which the warehousing process is the most important and indispensable part in the logistics process. However, in China, there are still some deficiencies in the logistics enterprises, such as in the outbound link, because of the imperfection of some work processes, which affects the work efficiency of enterprises and increases many unnecessary costs. We use simulation software to simulate the warehouse out process of logistics enterprises, analyze the result data to find some existing problems, and make targeted corrections, so as to achieve the optimization purpose of saving costs and increasing work efficiency. In this design, the warehouse center of Master Kang (Shenyang) beverage Co., Ltd. is selected as the research object. Through field visit and investigation, the layout of the plant area and the outbound process are understood, and the relevant data required in the outbound link are collected. Based on the above data, the simulation research is carried out through the simulation software Flexsim. After the completion of the modeling, the simulation model is run to get the running results, and then the running results are analyzed to find the bottleneck that affects the efficiency, and some problems in the delivery process can be found. To solve the bottleneck problem, we designed the corresponding outbound optimization scheme for Master Kong beverage company, modeled the optimization scheme again, and verified the effectiveness of the improvement measures through the simulation analysis of the optimized model. The purpose is to provide reference and suggestions for enterprises.

　Keywords：Automatic Stereo Library；out-of-library efficiency； Flexsim; simulation optimization

　目

　录 第 1 章 绪论 .............................................................................................................................. 4 1.1 研究背景 .......................................................................................................................... 4 1.2 研究目的 .......................................................................................................................... 4 1.3 研究内容及研究方法 ...................................................................................................... 5 1.3.1 研究内容 .................................................................................................................... 5 1.3.2 研究方法 .................................................................................................................... 5 1.4 设计框架 .......................................................................................................................... 6 第 2 章 康师傅（沈阳）饮品有限公司情况介绍及仿真方法介绍 ...................................... 8 2.1 康师傅（沈阳）饮品有限公司背景 .............................................................................. 8 2.2 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库介绍 ...................................................................... 9 2.2.1 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库——全自动立体库 ........................................ 9 2.2.2 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库布局介绍 ...................................................... 10 2.2.3 康师傅（沈阳）饮品有限公司自动化立体库布局图介绍 .................................. 10 2.3 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库出库情况介绍 .................................................... 11 2.3.1 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库信息流出库流程介绍 .................................. 11 2.3.2 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库物流出库流程介绍 ...................................... 12 2.3.3 日出库品相及数量 .................................................................................................. 14 2.4 仿真方法介绍 ............................................................................................................... 17 2.4.1 Flexsim 简介 ............................................................................................................ 17 2.4.2 Flexsim 的基本术语 ................................................................................................ 18 2.4.3 Flexsim 仿真模型建立的步骤 ................................................................................ 20 第 3 章 基于 Flexsim 的康师傅（沈阳）饮品有限公司出库仿真设计 ............................. 21 3.1 建立 Flexsim 仿真模型 .................................................................................................. 21 3.1.1 Flexsim 模型的构建 ................................................................................................ 21 3.2.2 Flexsim 参数的设置 ................................................................................................ 25 3.2 仿真运行及数据收集 .................................................................................................... 36 3.4 问题分析 ........................................................................................................................ 40 3.4.1 对于系统出库流程的分析 ...................................................................................... 40 3.4.2 对于堆垛机的分析 .................................................................................................. 41

　3.4.3 对于分拣扫码器的分析 .......................................................................................... 42 3.4.4 对于暂存区的分析 .................................................................................................. 42 3.4.5 对于合成器的分析 .................................................................................................. 44 3.4.6 对于叉车的分析 ...................................................................................................... 44 第 4 章 基于 Flexsim 的康师傅（沈阳）饮品有限公司出库优化仿真设计 ..................... 46 4.1 建立 Flexsim 仿真模型 .................................................................................................. 46 4.4.1 对系统出库流程的优化 .......................................................................................... 46 4.4.2 对于合成器的优化 .................................................................................................. 49 4.4.3 对于出库扫描器的优化 .......................................................................................... 51 4.4.4 对于叉车的优化 ...................................................................................................... 52 4.2 仿真运行及数据收集 .................................................................................................... 52 4.2.1 仿真模型的运行 ...................................................................................................... 52 4.4.2 仿真模型数据收集及分析 ...................................................................................... 53 第 5 章 总结与展望 ................................................................................................................ 60 5.1 总结 ................................................................................................................................ 60 5.2 展望 ................................................................................................................................ 60 第 6 章 参考文献 .................................................................................................................... 62 致

　谢 ...................................................................................................................................... 63

　第 第 1 章 章

　绪论 1.1 研究背景 物流业是国民经济中的一个新兴部门，近年来更是迅速发展。在全球范围内，物流业已经成为了国家现代化程度和综合国力的衡量指标之一。相比较而言，在这方面，国际物流研究花费了更长时间并且开发出了一个更全面的系统，目前的研究则侧重于管理和控制整个供应链。然而，在国内的现代物流系统中，仓储系统是将物流，数据流和资金流结合在一起的流通节点，这是现代运输的重要组成部分。目前我国对于仓储系统，尤其是对仓储系统内部具体作业环节的研究也越来越多。

　物流流程是由许多个环节组成的，其中仓库流程是一个十分重要的，不能缺少的环节。但是，中国的企业在这方面仍然存在一些缺陷。业务流程不完整且工作效率没有得到积极提高是直接影响工作效率的原因之一。特别是在出库方面，存在一些缺陷，这些缺陷会直接影响公司的工作效率并增加许多不必要的成本。

　规范物流出库流程，发现出库中存在的问题，然后再有针对性的进行改进，可以带来更大的收益，并且将系统仿真中先进的仿真建模方法用在物流仓储系统出入库作业的分析和优化中无疑将在物流公司的发展和转型中发挥重要作用。

　1.2 研究目的

　仓储是物流系统中的核心环节，指的是从接受物资开始，经过贮存保管，最终完成物资配送的整个过程。作为整个物流系统中不可或缺的部分仓库在平衡和协调方面发挥着重要作用，确保用低成本向客户提供高质量的理想服务，是生产者和消费者之间进行交易和沟通的重要桥梁。合理高效的仓储管理可以加速物资运转，降低物流成本，实现对各类资源的科学管理和高效利用。从全社会的角度来说，物流业的现代化发展推动了仓储业的现代化发展，物流业的迅猛发展使得流通物资的数量逐渐变多且周期越来越短，这必然对仓储业的发展提出了更高更严格的要求。

　本设计选取康师傅（沈阳）饮品有限公司仓储中心为研究对象，通过实地走访与调查，并通过仿真软件来进行研究，发现其在出库流程上存在的一些问题，根据仿真结果，为康师傅饮品公司设计出库优化方案，旨在为企业提供参考建议。

　1.3 研究内容及研究方法 1.3.1 研究内容

　本设计主要研究对象是康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的出库的作业流程，研究中运用 Flexsim 仿真软件，应用其创建真实系统的 3D 计算机模型，研究计算机模型比研究实际系统可以节省更多的资源和成本。本设计通过文献研究法和实地调研法收集所需信息及基础理论，结合物流仿真软件 Flexsim，用三维仿真方法模拟出仓储作业系统过程，并通过直观的仿真结果输出找到系统存在的瓶颈并予以优化。

　目前康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库对于仓库作业流程的一些细节还存在着很多的不足之处，所以本设计将应用 Flexsim 仿真软件，以康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库为研究对象，通过实地调研，充分考察，真实体验，针对其流程进行仿真模拟，试着找出该系统中存在的不足，通过合理的分析和改善，对于康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的出库的作业流程作出一些针对性的优化，以提高其出库效率。

　1.3.2 研究方法

　（1）文献研究法 文献研究法是指对于设计的选题，通过查阅近代的文章文献，通过对查阅的文献进行梳理，从文献中获得对本设计有用的部分。从本设计的题目出发，通过对文献的搜集和整理，了解近些年的科研人员的研究内容和最终结果，确定了选用 Flexsim 仿真建模的方法，又通过对康师傅（沈阳）饮品有限公司的企业相关信息与管理方式的整理，为本设计提供了研究方向及方法应用思路。

　（2）实地调研法 通过实地调查康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库，收集具体的仓库信息，再通过对其长期工作人员的询问，从中发现问题，为后续设计仿真模型提供依据，使仿真更加贴近现实。

　（3）Flexsim 仿真方法 Flexsim 仿真方法是一种面向对象的可视化方法，具有三维建模显示特点，可通过动态转换视角从不同角度观察模型运行效果，软件内置多种用于建模仿真的实体，如仓

　库作业常用的货架、传送带、操作员等，建模过程通过将实体拖至界面上，并根据实际仓储设备尺寸、人员运动与作业运作模式，在属性菜单中进行参数设置。通过建模方法可以明显的看出仓库的不足，并且可以通过对优化方案的建模与原模型进行对比，能够较为直观的看出差距。

　1.4 设计框架 第 1 章阐述了本设计的研究背景、研究内容及研究目的。提出了选择该问题将进行研究的原因和研究问题的实质性意义，阐述了我国目前的物流业发展现状以及仓储业的发展现状，阐明了本设计所用到的的几个研究方法，提出设计优化方案的必要性与现实意义。

　第 2 章是介绍本设计的研究对象康师傅（沈阳）饮品有限公司情况，明确说明康师傅（沈阳）饮品有限公司的业务流程、布局，发展现状，并对康师傅（沈阳）饮品有限公司的仓库作业流程进行介绍，通过实地调研法获得康师傅（沈阳）有限公司仓库平面布置、商品资料、仓库设施设备布置、仓库区位分配、出库作业流程等情况，明确本设计方案的具体前进方向，为本设计方案提供需要的数据，使本设计更加贴近真实情况。

　第 3 章主要介绍 Flexsim 建模及参数的设定，基于对康师傅（沈阳）饮品有限公司的实地调研，建立 Flexsim 仿真模型，通过实际统计数据对模型设置参数，运行后输出运行报告对其结果分析，对影响出库作业效率的瓶颈问题进行研究。同时，输出仿真模型中各个实体饼状图，分析存在的问题，为后续对仓库作业流程的优化提供思路。

　第 4 章结合第 3 章存在的问题对仓储作业进行优化分析。确定造成仓库入库作业问题的原因，并根据实地调研给出可行性强的改善建议，并对改善方案进行 Flexsim 验证，最后通过与优化之前的方案比较，验证优化方案的合理性。从而为企业提供一些建议。

　本文的研究技术路线图由下图 1-1 所示。

　研究背景 研究目的仿真软件介绍 企业情况介绍仿真结果分析 仿真模型建立仿真结果对比及分析仿真模型运行 仿真模型优化研究内容与方法总结与展望 图 1-1 研究技术路线图

　第 第 2 章 章

　康师傅（沈阳）饮品有限公司情况介绍及仿真方法介绍

　2.1 康师傅（沈阳）饮品有限公司背景

　康师傅（沈阳）饮品有限公司于 2005 年 12 月 23 日在沈阳市铁西区市场监督管理局登记成立。法定代表人陈亮志，公司经营范围包括软饮料（不含碳酸饮料）、食品包装材料制造等。康师傅控股有限公司及其附属公司主要在中国从事生产和销售方便面、饮品及方便食品。康师傅 1992 年开始生产方便面，并自 1996 年起扩大业务至方便食品及饮品；2012 年 3 月，本集团进一步拓展饮料业务范围，完成与 PepsiCo 中国饮料业务之战略联盟，开始独家负责制造、灌装、包装、销售及分销 PepsiCo 于中国的非酒精饮料。目前本集团的三大品项产品，皆已在中国食品市场占有显著的市场地位。据 AC Nielsen2014 年 12 月零售市场研究报告的调查结果显示，以销售量为基准，在 2014 年 1月-12 月本集团于方便面、即饮茶、包装水及蛋卷的市场占有率分别为 46.8%、53.9%、20.8%及 18.3%，稳居市场领导地位；整体果汁的市场占有率为 23.9%，居市场第二位。据 Canadean 2014 年 12 月数据显示，百事碳酸饮料 2014 年销售量市占以 30.3% 居市场第二位。康师傅作为中国家喻户晓的品牌，经过多年的耕耘与积累，深受中国消费者喜爱和支持。

　康师傅不断完善遍布全国各地的销售网络，令新产品更加快速、有效地登陆市场，使得集团产品处于行业领先地位。截至 2014 年 12 月底，康师傅共拥有 582 个营业所及77 个仓库以服务 36,837 家经销商及 118,359 家直营零售商。

　本公司于 1996 年 2 月在香港联合交易所有限公司上市。于 2014 年 12 月 31 日，本公司之市值为 128 亿美元。现时本公司已被纳入英国富时指数中亚太区（除日本外）的成分股、摩根士丹利资本国际(MSCI) 香港成分股指数及恒生指数蓝筹股行列。自 2008 年起，康师傅控股因其稳健的财务记录及出色的管理和创业技能，已经连续６年被福布斯评为“亚洲 50 强”上市公司。

　2.2 康师傅（沈阳）饮品有限公司 仓库介绍 2.2.1 康师傅（沈阳）饮品有限公司 仓库 —— 全自动立体库 康师傅作为家喻户晓的品牌，仓库所使用的也是极为先进的自动化立体库。近年来，在云计算、大数据、人工智能等现代技术快速发展下，物流行业的信息化程度不断提高，越来越多的自动化立体仓库投入使用。随着现代物流系统改革深入，自动化立体仓库行业有望获得新的发展机遇，前景值得期待。

　立体库，也叫自动化立体仓储，仓库的宽度方向分为若干排，每两排货架为一组，其间有条巷道，供堆垛起重机通行。每排货架沿仓库纵向方向分为数列，沿垂直方向又分为若干层，从而形成大量货格，用以存储货物。货物的存取和搬运过程都是由计算机自动控制完成的。

　作为现代物流系统中的重要组成部分，自动化立体仓库是高层的货架存储，出入库的作业通常由自动化物料搬运设备完成。由于采用了自动化技术，因此可大幅提高物流效率、降低人工成本，深受物流企业追捧。自动化立体仓库的主体由货架，巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作。管理上采用计算机及条形码技术。

　自动化立体仓库其优越性有多方面的，对于企业来说,可从以下得到体现：便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平 传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯一的功能，是一种“静态储存”。自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节。企业外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产的一个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产，从而形成一个自动化的物流系统，这是一种“动态储存”，也是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。

　2.2.2 康师傅（沈阳）饮品有限公司 仓库布局介绍

　康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库，是集生产、检验、存储，出库为一体的多功能型仓库，库区长 215m，宽 180m，面积为 32250 平方米，净空高度 28m。康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库年工作日 251 天，工作制度为为全日制工作，其中出库时间为每日出库的时间为早 6：00-13：00，下午 15：00-21：00，共 13 个小时。

　厂区共分为 8 个区域，分别是生产区、观察区、管制区、叉车存放处、自动化立体库，雨搭区、员工休息区以及办公室。生产区是康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库用来生产饮品的地方；观察区的作用是将生产区生产出来的产品放置在观察区静置一段时间，到了时间之后对产品进行各项检查，例如细菌检验和微生物检验，如果检验合格，就将产品运送到自动化立体库进行入库，如果检验不合格，那就将不合格的产品运送到管制区，待后续进行统一处理；员工休息室和办公室顾名思义就是员工休息和领导办公的地点；叉车存放区即为叉车存放的地点；雨搭区是商家货车排队等待取货的地点，相当于站台；康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的布局图如下图 2-1 所示：

　生产区管制区雨搭区叉车存放区自动化立体库观察区办公室员工休息室

　图 2-1 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库布局图 2.2.3 康师傅（沈阳）饮品有限公司 自动化立体库布局图介绍

　康师傅（沈阳）饮品有限公司自动化立体库长为 180m，宽为 65m，库区总面积 11700平方米，净空高度为 28.5m。仓库中存储的物料规格均为 350mm×210mm×220mm 的标准纸箱。托盘类型为欧式木制托盘，规格为 1200mm×1000mm；堆放物料形式为物

　品堆放后的外形尺寸不超过设定尺寸，物品堆放在托盘后均经过捆扎，无松散现象，空托盘外形尺寸(㎜)：1200×1000×200；实托盘外形尺寸(㎜)：1200×1000×（≤1500）。

　康师傅（沈阳）饮品有限公司自动化立体库共分为一下 8 个区域，分别为：入库区、托盘存放区、叉车存放区、货架区、出库处理区、打包区、拆盘区以及出库区。入库区是将检验后合格的货物进行入库的区域，托盘区与叉车存放区分别存放托盘以及叉车，出库处理区是对出库的货物进行分拣以及扫描，打包区按照订单，将需求的货物打包成一个托盘后送往出库区，出库区里面有拆盘区，是对打包好的货物进行解除托盘的工序，然后出库区的工作人员使用叉车将货物装到取货商家的货车，完成出库作业。康师傅（沈阳）饮品有限公司自动化立体库的布局图如下图 2-2 所示：

　入库区 托盘存放区 叉车暂存区货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架货架 货架入 入出 出入 入入 入入 入入 入入 入入 入入 入入 入出 出出 出出 出出 出出 出出 出出 出出 出入库输送带 入库输送带出库输送带 出库输送带托盘存放区出库处理区拆盘区出库输送带 出库输送带打包区叉车暂存区 图 2-2 康师傅自动化立体库布局图 2.3 康师傅（沈阳）饮品有限公司 仓库出库情况介绍

　2.3.1 康师傅（沈阳）饮品有限公司 仓库信息流出库流程介绍

　康师傅（沈阳）饮品有限公司的信息流出库流程是：提货车辆到达后，按照顺序登记，并将出货单交给仓管员，仓管员将出货单输入电脑，自动化立体库自动出库商家所需商品，出库单据一式 5 份，一份交给仓管员保存，一份由货车司机保存，一份在货车司机出门时交给门卫作为通行证，一份留作底单，最后一份交给营销部保存。

　具体的信息流出库流程如下所示：

　1.提货车辆到库后，司机按先后顺序到门卫处登记车辆信息，在门外等候装车。

　2.车辆入库后，按仓管员指定位置停放，将出货单交仓管员，等候装车。

　3.仓管员接到出库单后，审核出货单是否符合标准。出货单必须具备三要素:钢印、审核人员签字、第一次列印。

　4.仓管员参照盘点表进行发货，将所需货品名称及数量输入电脑。

　5.自动化立体库自动按照拣货单操作机械臂到相应货位进行拣货、出库。

　6.出库时，司机和仓管员负责清点数量;装卸工负责刷号作业。

　7.装车完毕，司机与仓管员核对品种数量，核对无误后签单离开。

　8.仓管员填写出库信息登记表，更新货卡，并将需要并垛的产品进行并垛作业。

　注：出库单据一式五份，其中一份留存，其余分别交给营销部，仓管，司机及门卫。

　康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的信息流出库流程图如下图 2-3 所示：

　开始提货车辆到达司机按先后顺序到门卫处登记车辆信息场内有车位进入厂区并按仓管员指定位置停放在指定地址外等待司机将出货单交仓管员仓管员审核出货单是否符合标准仓管员参照盘点表进行发货不可发货再次核对并改正装车司机和仓管员清点数量正确司机与仓管员核对品种数量正确出库完毕司机离开再次核对并改正是否否是否是否是出库 图 2-3 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库信息流出库流程 2.3.2 康师傅（沈阳）饮品有限公司 仓库物流出库流程介绍

　康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的物流出库流程为，仓管将订单需求货品的品相及数量输入电脑，系统自动分配货位，由堆垛机自动取货，然后将货物经过传送带输送到处理区，在处理区，分拣器进行分拣与扫描，将各种货物分拣到对应的暂存区，打包

　器根据订单选取对应货物的品相及数目，使用托盘进行打包，而后由叉车输送至传送带上，输送至出库区，在出库区，分解器将货物与托盘分解，并由叉车输送至车上，至此完成康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的物流出库。具体康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的物流出库流程如下所示：

　1.仓管核对出库单的货款，品相及数目，核对完毕后，将所需货品输入系统。

　2.系统自动分配货位，堆垛机自动取货。

　3.货物经传送带输出至处理区。

　4.在处理区进行分拣扫码（条码扫核，校对出库清单）。

　5.打包器将处理后的货物按订单使用托盘进行打包 6.叉车将打包好的一整托盘货物运至传送带 7.传送带将一整托盘货物运至出库区 8.出库区的分解器进行托盘分离。

　9.仓管及司机仔细清点数量，核对正确后即可装车，叉车将托盘分离后的货物输送至货车上完成出库作业。

　康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的物流出库流程图如下图 2-4 所示：

　开始分配货位 堆垛机空闲从货架上取货等待取货出库处理区空闲货物在暂存区等待货物进入处理区进行处理打包器空闲货物在暂存区等待货物进入打包台进行打包货物经输送带进入出库处理区否是否是否是托盘分解器空闲 进行托盘分离托盘分离后的货物经由叉车出库出库完成在出库台等待 图 2-4 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的物流出库流程图

　2.3.3 日出库品相及数量 康师傅（沈阳）饮品有限公司每日出库量最多的五种产品分别是 PET 1L 冰糖雪梨12 入纸箱（沈康版)无菌、PET 1L 茉莉蜜茶 12 入（沈康版）纸箱装无菌、PET 1L 冰红茶 12 入（沈康版）纸箱装无菌、PET 1L 康果水晶葡萄 12 入纸箱（沈康版)无菌、PET 1.5L6入康师傅饮用水彩膜（沈康），这五种饮品是康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库每日出库比较稳定并且数量比较多的产品，这五种产品的出库可以大程度的代表康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库的出库情况，故本设计通过模拟这五种饮品的出库，来模拟康师傅（沈阳）饮品有限公司一天的出库情况，由于产品名称字符较多，故之后本设计用产品 A、产品 B、产品 C、产品 D、产品 E 来指代这五种产品，对应情况如下表 2-1 所示：

　表 2-1 产品对应代码表 代码 品相名称 A PET1L 冰糖雪梨 12 入纸箱（沈康版)无菌 B PET1L 茉莉蜜茶 12 入（沈康版）纸箱装无菌 C PET1L 冰红茶 12 入（沈康版）纸箱装无菌 D PET1L 康果水晶葡萄 12 入纸箱（沈康版)无菌 E PET1.5L6 入康师傅饮用水彩膜（沈康版）无菌

　康师傅（沈阳）饮品有限公司在现阶段无特殊情况下，每日约有 40-60 商家前来取货，故本设计选中位数 50。现为饮品销售淡季，各商家为实现少量库存，减少库存积压，故每日所需进货量都按照近期需求来下订单，不会出现大批量进货的情况。

　由于现实中商家并非 24 小时内连续到达，到达时间并没有规律可循，故本设计假设商家们全部一个接一个来取货，订单连续产生，如将订单全部处理完，便再次重复出库，最后通过比较最终出库单量，来观察模型仿真结果。

　下面是某日出库量前 50 名商家所需的 A、B、C、D、E 五种产品的出库量表格，本设计按照此单据模拟一日出库量。由于商家名称过于繁琐，故为其对应相应的商家代号，例如英辉对应商家 1，广泰对应商家 2，其他不做展示，均在表中对应查询即可。日出库量及品相表如下表 2-2 所示。

　表 2-2 商家代码及日出库量品相表 代称 商家名称 A B C D E 商家1 英辉 8 8 8 0 0 商家2 广泰 3 7 6 7 4 商家3 荣安 0 0 4 0 5 商家4 鑫淼超市 0 7 8 4 0 商家5 旭日 5 5 8 0 0 商家6 欣星 0 6 4 0 8 商家7 鹏博酒水 7 2 0 0 6 商家8 天双 7 5 0 8 3 商家9 新佳佳 5 2 6 0 0 商家10 瑞熙 3 5 0 5 4 商家11 旭欣 2 8 6 4 8 商家12 虹螺蚬 0 8 2 7 3 商家13 马超 3 0 5 5 7 商家14 敏敏商行 0 5 8 3 6 商家15 鑫顺 0 7 0 4 0 商家16 调兵奥凯 0 5 8 6 3 商家17 誉恒 4 0 6 5 0 商家18 正鑫 8 4 6 4 6 商家19 瑞润 5 0 8 7 4 商家20 大丰 5 4 3 1 5 商家21 鸿运达 6 6 8 7 6 商家22 源启 4 4 6 5 6 商家23 佰嘉 0 8 6 6 7 商家24 玉云 5 0 4 0 8 商家25 茂林达 0 6 4 7 7 商家26 悦荣超市 0 6 4 0 5 商家27 奥立尔 6 8 4 4 3

　续表 2-2 商家代码及日出库量品相表 代称 商家名称 A B C D E 商家28 生发 0 0 7 0 0 商家29 日日鑫高 3 7 0 8 7 商家30 雨顺 7 0 5 0 0 商家31 存太 7 7 0 6 4 商家32 宇慧 6 0 0 0 0 商家33 硕多多 7 0 3 8 0 商家34 时代超市 8 6 8 5 7 商家35 岫岩宏亮 2 2 7 8 4 商家36 佳家超市 0 6 4 6 8 商家37 程顺 4 7 8 5 4 商家38 博顺 0 7 8 7 5 商家39 安信 0 8 5 3 0 商家40 利达 8 4 5 8 0 商家41 景美 8 3 3 4 5 商家42 利淼商行 4 8 4 4 0 商家43 昱宏 3 7 3 8 4 商家44 洪峰 4 4 3 4 3 商家45 金德 2 8 2 7 4 商家46 邻里 6 8 4 5 4 商家47 云峰 4 6 4 3 8 商家48 龙汇多 6 7 4 4 4 商家49 吉诚 6 8 3 8 7 商家50 庆客隆 8 0 4 8 3

　2.4 仿真方法介绍

　2.4.1 Flexsim 简介 Flexsim 是美国 Flexsim Software Production 公司的产品，采用 C++语言开发。该仿真软件可以利用三维模型，生动地再现实际企业系统中的运行场景，并通过动画仿真对模型进行实时生动的分析，从而达到最终的仿真目标。此仿真软件具有功能强大，建模简单，实体参数设置简单，仿真运行过程清晰明确的特点。其可以模拟实际的生产企业、物流行业、交通运输行业等等。该软件具有大量的离散实体与流动实体，操作简单，只需要用鼠标将实体库中的实体拖拽到模型窗体中，将实体相连接并根据实际情况对每一个实体的参数进行设置，即可得到一个仿真模型。该仿真软件工具栏可以轻易地控制仿真模型，可以重置、运行、停止模型，设置模型的起始时间，加快模型的运行速度，在较短的时间内模拟实际情况。该软件可以在运行模型后输出相关的数据，能够更加清楚直观地观察到模型的运行状况。该软件的主要操作界面如下图 2-5所示：

　图 2-5 Flexsim 仿真工具的主要操作界面

　2.4.2 Flexsim 的基本术语 现实中不管是仓库作业，还是日常活动，形成这些系统的最小单位个体。如果把现实中的每个系统拿到仿真模型中，那形成系统的最小个体就是仿真模型中的每个“实体”（Objects）； 现实中如果需要形成一个系统，只有个体是不够的的，他们彼此之间需要产生联系，这就对应了仿真系统中的“链接”（Connections）； 有了个体和联系还是不够，要让这个系统运作起来还需要一定的规则，在仿真系统中体现这一点的是“方法”（Methods）。

　但这三者同时出现在一个仿真模型中时，这个仿真模型就可以正常运作了。接下将对这三者进行简单地概括。

　（1）实体

　 1.发生器（Source）：创建在模型中行进通过的临时实体。每个发生器创建一类临时实体，并能为它所创建的临时实体分配属性，如实体类型或颜色。

　2.暂存区（Queue）：在下游实体尚不能接收临时实体时暂时储存它们，即缓冲区。

　3.吸收器（Sink）：吸收模型中已被全部处理的临时实体

　4.处理器（Processor）：在模型中模拟对临时实体的处理过程，处理过程仅被模拟为一段强制的时间延迟。

　5.合成器（Combiner）：合成器用来把模型中行进通过的多个临时实体组合在一起，如可以模拟装盘的作业。

　6.分解器（Separator）：分解器用来将一个临时实体分为几个部分，如可用来模拟拆分一个由合成器装盘的临时实体。

　7.输送机（Conveyor）：在模型中沿一系列路径移动临时实体，输送机可以分 39 段来定义路径，每个分段可以是直线的也可以是曲线。

　8.货架（Rack）：将货物存放在货格内，货架的层数和列数可以自定义。

　9.分配器（Dispatcher）：控制一组输送机或操作员。

　10.操作员（Operator）：模拟一个具体的工人，可以在预置、处理货物、维修过 程中使用它。

　11.运输机（Transporter）：从一个实体向另一个实体搬运货物，如有需要也可以一次搬运多个货物。

　12.网络节点（Networknode）：定义运输机和操作员遵循的路径网络。通过使用样条线节点来增加路径弯曲部分从而改变路径。

　13.可视化工具（VisualTool）：采用道具、风景、文字和展示幻灯片来装饰模型空间，目的是给模型更逼真的外观。

　14.记录器（Recorder）：在模型中以图形的形式记录和/或显示信息；还可以用记录器来捕获表数据、标准数据和用户定义的数据。

　15.堆垛机（ASRSvehicle）：在两排货架间的巷道中往复移动，从货格中取/存货物。堆垛机可以充分展示伸叉、提升和行进动作，提升和行进是同时进行的，而伸叉运动在堆垛机停车后再进行。

　16.临时实体：临时实体随着模型的运行出现，同时当仿真模型运行结束会残留部分临时实体，就像仓储作业系统中的货物，人到银行存的钱。但是要在模型运行前对临时实体进行属性设置，则可以通过“建模界面”工具栏中的“临时实体”框查看、定义和编辑。实体即可以通过生成器实体生成，也可以由代码编辑，像 C++，MATLAB 这种编辑器编码生成。

　（2）连接

　固定实体的端口存在三种输入端口、输出端口和中间端口。一般的链接方式为 A 连接（对应用 Q 断开），这种连接可以理解为当输出端口需要将临时实体流出那么就需要另一个输入端口进行接收，将两个实体进行这种关系建立就需要 A 链接。这种关系建立完成剩下的就是中间端口，中间端口与中间端口需要进行联系的话就需要 S 连接（对应用 W 断开），这种连接方式可以抽象地理解为一个实体向要另一个实体发出指令，就要选择 S 链接。

　（3）实体的属性和参数

　对实体进行设置一般情况下实体已经存在在系统当中，双击实体本身会弹出对话框，每个对话框都存在 6 个左右的选项卡，不同的选项卡可以对实体进行不同属性的设置。“常规”选项卡中包含实体的大小、颜色、旋转、位置等属性；“统计”选项卡包含该实体的吞吐量、停留时间以及各种状态图的生成；“标签”选项卡包含对实体的统计、处理，或对某类产品进行跟踪。由于实体类型的不同，每个实体的属性保存在着很大的不同，确定这些实体的参数设置则需要根据仿真模型的建立背景进行设置。

　2.4.3 Flexsim 仿 仿 真模型建立的步骤 （1）建立对象 根据所选的仿真模型研究系统，确定需选择的 Flexsim 中的实体，将实体按照研究对象系统进行初步的布局摆放，当整体布局完成后可以适当调整实体间的位置，以保证模型与研究对象的一致性。一般情况下系统由生成器开始以吸收器结束。

　（2）设定对象间的关系 要想运行这个系统光有实体是不够的，实体与实体还需要存在一定的联系，在上一节中介绍过实体一般有三个端口：输入端口、输出端口和中间端口，结合所选研究对象确定每个实体间的连接方式，完成实体间的关系建立。

　（3）设定对象参数 第三步是一个仿真模型是否具有实际意义的关键点，模型参数设置正确，该模型才具备接下来数据分析的必要性。结合研究对象系统，再结合所收集到的实际数据，对模型中存在的实体进行逐一的参数设置，力求贴近现实数据。

　（4）编译运行模型 上述几个步骤完成就可以对模型进行运行了，若发现运行过程中存在问题，可以将模型中止，重新调整实体关系和参数，但在调整结束后需要点击重置按钮再对其进行运行。

　（5）仿真结果输出 Flexsim 仿真模型运行结束后，便可以查看运行数据结果了，可以通过统计选项下的“全局统计”、“报告与统计”进行全局运行数据的查看，也可以通过实体中的统计选项卡进行查看，结果输出后需结合实际对其进行分析。

　第 第 3 章 章

　于 基于 Flexsim 的康师傅（沈阳）饮品有限公司出库仿真设计

　3.1 建立 Flexsim 仿真模型 3.1.1 Flexsim 模型的构建

　根据节 2.3.2 康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库物流出库流程所示，可得出康师傅（沈阳）饮品有限公司仓库物流出库仿真流程如下图 3-1 所示 发生器（货物到达）输送机（堆垛机）分解器（拆分托盘）吸收器（货物离开）处理器（自动分拣机）暂存区（出库缓冲区）处理器（按订单分拣）合成器（码盘作业）

　图 3-1 康师傅（沈阳）饮品有限公司出库仿真流程图 根据上面的仿真流程图所示，在结合仓库布局情况，可得出康师傅仓库仿真建模的对象实体为：6 个发生器：其中 3 个入库发生器，3 个订单发生器，18 个货架、9 个堆垛机、19 个暂存区：其中包括 4 个普通暂存区，5 个分类暂存区，1 个出库台，1 个托盘暂存区，8 个出库暂存区、5 个处理器、4 个传送带、3 个合成器、8 个分解器、10 个叉车、1 个调度器、9 个吸收器：其中 8 个出库吸收器，1 个托盘吸收器，这些分别代表了出库环节中的各个实体，在 Flexsim 中各个实体对应名称如下表 3-1 所示。

　表 3-1 Flexsim 中各个实体对应名称 名称 实体名称 货物到达 入库发生器 1、入库发生器 2、入库发生器 3 订单到达 订单发生器 4、订单发生器 5、订单发生器 6

　货架 货架 1、货架 2、货架 3、货架 4、货架 5、货架 6、 货架 7、货架 8、货架 9、货架 10、 货架 11、货架 12、货架 13、货架 14、 货架 15、货架 16、货架 17、货架 18。

　堆垛机 堆垛机 1、堆垛机 2、堆垛机 3、 堆垛机 4、堆垛机 5、堆垛机 6、 堆垛机 7、堆垛机 8、堆垛机 9。

　自动分拣机 分拣扫码器 1、分拣扫码器 2、 分拣扫码器 3、分拣扫码器 4、 分拣扫码器 5 输送设备 输送带 1、输送带 2、输送带 3、输送带 4 码盘作业器 打包器 1、打包器 2、打包器 3

　 暂存区 暂存区 1、暂存区 2、暂存区 3、暂存区 4 出库台、托盘暂存区 出库暂存区 1、出库暂存区 2、出库暂存区 3、 出库暂存区 4、出库暂存区 5、出库暂存区 6、 出库暂存区 7、出库暂存区 8 暂存区 A、暂存区 B、暂存区 C、暂存区 D、暂存区 E

　托盘拆除 托盘分解器 1、托盘分解器 2、托盘分解器 3、 托盘分解器 4、托盘分解器 5、托盘分解器 6、 托盘分解器 7、托盘分解器 8

　叉车 叉车 1、叉车 2、叉车 3、 叉车 4、叉车 5、叉车 6、叉车 7、 叉车 8、叉车 9、叉车 10

　续表 3-1 Flexsim 中各个实体对应名称 名称 实体名称

　出库完成 出库吸收器 1、出库吸收器 2、出库吸收器 3、 出库吸收器 4、出库吸收器 5、出库吸收器 6、 出库吸收器 7、出库吸收器 8 托盘吸收器 根据前面图 3-1 以及表 3-1 所示，康师傅（沈阳）饮品有限公司出库仿真模型所需要的实体图及对应模拟实例如下表 3-2 所示。

　表 3-2 实体对应表 实体名称 实体图形 模拟说明 模拟实例 生成器

　（Source）

　 模拟临时实体的产生

　货物的到达

　暂存区 （Queue）

　 存储或缓冲区

　缓冲区 处理器 （Processor）

　 模拟一段延迟处理时间

　条形扫码校对清单 货架 （Rack）

　模拟实体仓库中 存放货物的场所

　存货区货架 合成器 （Combiner）

　 模拟实体与实体与的组合

　打包货物 分解器 （Separator）

　 模拟实体与实体的分解

　拆分托盘

　续表 3-2 实体对应表 实体名称 实体图形 模拟说明 模拟实例 堆垛机 （ASRSvehicle）

　在两排货架间的巷道中往复移动，从货格中取/存货物 货品的存取 运输机 （Transporter）

　从一个实体向另一个实体 搬运货物 叉车 输送机 （Conveyor）

　在模型中沿一系列路径移动临时实体 传送带 吸收器 （Sink）

　吸收模型中已被全部处理的临时实体 出库完成

　根据上述的康师傅（沈阳）饮品有限公司出库仿真流程、Flexsim 中各个实体对应名称表和实体对应表，可得到 Flexsim 实体连接概念模型如图 3-3 所示。

　RackSourceRackRackRackRackRackRackRackRackRackRackRackRackRackRackRackRackRackASRSvehicleASRSvehicleASRSvehicleASRSvehicleASRSvehicleASRSvehicleASRSvehicleASRSvehicleASRSvehicleConveyorCombinerProcessorSourceSourceConveyorCombinerCombinerCombinerCombinerProcessorProcessorQueueQueueQueueQueueQueueQueueQueueQueueTransporterTransporterQueueConveyorSeparatorSeparatorSeparatorSeparatorSeparatorSeparatorSeparatorSeparatorQueueConveyorTransporterTransporterTransporterTransporterTransporterTransporterTransporterTransporterSink图 3-2 Flexsim 实体连接概念模型

　本设计根据自动化立体仓库的基本工作情况和主要设备的性能参数，建立了自动化立体仓库的 Flexsim3D 模型并设置了模型的实体参数。综上所述，仿真模型如下图 3-3和图 3-4 所示。

　 图 3-3 Flexsim 仿真模型（1）

　图 3-4 Flexsim 仿真模型（2）

　3.2.2 Flexsim 参数的设置

　（1）总体设置 本设计所模仿的是仓库一天的运行，故设置开始时间设置为 2020 年 4 月 14 日 00：00：00，模型设置如下图 3-5 所示：

　 图 3-5 模型的起始时间设置 由于 Flexsim 模型模拟时间包含开始不包含结束，为了模型时间更加准确，故将模型终止时间设为 2020 年 4 月 15 日 00：00：01，模型设置如下图 3-6 所示：

　图 3-6 模型的终止时间设置 故整个模型模拟的运行时间为 2020 年 4 月 14 日 00：00：00-2020 年 4 月 15 日 00：00：01，模型设置如下图 3-7 所示：

　图 3-7 模型的起止时间 康师傅（沈阳）饮品有限公司的入库时间为24小时，但可以出库的时间为早6：00-13：

　00，下午 15：00-21：00，共 14 个小时，故时刻表设置如下图 3-8 所示

　 图 3-8 康师傅（沈阳）饮品有限公司 出库时刻表 （2）发生器参数设置 发生器：入库发生器 1、入库发生器 2、入库发生器 3 模拟的是入库的货物，订单发生器 1、订单发生器 2、订单发生器 3 模拟的是订单的产生。

　按前面的表格给入库发生器 1、入库发生器 2、入库发生器 3 和订单发生器 1、订单发生器 2、订单发生器 3 导入订单，故发生器的参数设置如下图 3-10、3-11、3-12 所示，设置好参数后，将发生器与传送带以 A 方式连接起来。

　参数设置如下图 3-9 和图 3-10 所示

　 图 3-9 发生器参数设置（1）

　图 3-10 发生器参数设...