基于Flexsim的低价值货物进出库仿真与优化

广东东软学院本科毕业设计（论文）基于Flexsim的低价值货物进出库仿真与优化SIMULATIONANDOPTIMIZATIONOFOUTANDINSTORAGEABOUTLOW-PRICEPRODUCTBASEDONFLEXSIM

内容摘要随着物流行业的蓬勃发展，物流业成为衡量我国综合实力的重要指标之一。而仓储是当今物流行业运输中不可或缺的部分，进出入库是仓储运作的流程之一，所以优化它是提高仓储效率的好办法。本文同时介绍Flexsim软件和仓储的作用与低价值产品的意义，通过图解步骤来介绍如何使用Flexsim软件。通过使用Flexsim软件，对实际仓库中的进出入库流程进行模拟，生成三维的立体仿真模型。使用模型优化不合理的部分，逐渐通过不同的仿真结果对比，将问题一一改善。记录下优化前后的差异，提出改进建议，减少企业实际改进的试验成本。一次次仿真结果上看，优化有效缓解了货架堆积、设备超负荷运作与人员工作强度大的问题，为进行优化决策管理者找到问题提供方法并模拟效果。关键词：仓储；Flexsim；物流仿真；优化AbstractWiththelogisticsindustryofboomingdevelopment,thelogisticsindustryhasbecomeoneoftheimportantindicatorsofChina’scomprehensivestrength.Andwarehousingplaysansignificantpartinthelogisticstransportation.Inandoutofwarehouse,whichisoneoftheprocessinthewarehouseoperation.So,itisthebestideatoimprovethewarehousingefficient.Firstly,thispaperintroducesthefunctionofFlexsimsoftwareandstorage,andthenillustratedhowtouseFlexsimsoftwarethroughillustratedsteps.UsingFlexsimsimulationsoftwaretosimulatethein-or-outwarehouseprocessesintheactualwarehouse,optimizesthemtogeneratea3Dsimulationmodel.Usethemodeltooptimizetheunreasonablepart,improvetheproblemonebyonegraduallythroughthecomparisonofdifferentsimulationresults.Recordingthedifferencesbeforeandaftertheoptimization,raisingtheimprovementsuggestions,andreducingthetestcostoftheactualimprovementoftheenterprise.Accordingtothesimulationresultsbymanytimes,theoptimizationcanalleviatestheproblemsofshelfstacking,equipmentoverloadoperationandhighpersonnelintensityeffectively,thenprovidesthemethodsandsimulationresultsformanagerswhomakeoptimizationdecisions.Keywords：Storage；Flexsim；Logisticssimulation；Optimization广东东软学院本科生毕业设计（论文）目录1引言 引言机器化大生产时代的到来带领着物流行业迅速发展，我国已经成为了制造业大国，性价比高、产量大是我们如今制造业的优点。与此同时，用户对产品的个性化需求越来越高，物美价廉的低价值产品深受用户青睐。低价值的产品，通常以数量大、价格低为特点，销售量越大，毛利也越大，可以说是靠量致胜，其产品生产加工对于人员的需求量较大。因为个性化需求的增加，企业多以多品种、小批量的模式生产商品，并能够开展线上线下的零售方式来增加产品的销量。多品种与小批量的管理模式与单一产品并不相同，企业管理难度加大。由于用户对产品有着巨大的需求与更高的服务质量要求，企业对于成本增加和服务不满足用户质量的需求问题，产生了巨大矛盾。企业的竞争压力不断增加，如何节省成本的同时并提升自身竞争力成为每个企业日思夜想的难题。如今中国的仓储系统正在不断更新完善，正向着自动化发展，高效进出入库流程伴随着成本优化的趋势已是必然。自动化仓储中心是现代物流系统一重要部分，越来越多的运用于各个行业，自动化仓储的运行同时影响着整个物流程序的效率。当今仓储中心的建设，并不能满足企业与用户的需求，必须对其进行改良升级，找出问题所在并解决。本文通过运用Flexsim软件，将低价值产品的进出入库的流程进行模拟，对模型进行研究并优化，在不增加成本的情况下，通过模型来达到改造升级的目的。研究背景当今科技与经济的蓬勃发展，物流业作为一项新兴产业日益壮大着，各物流企业的仓储配送干线也在不断铺设与更新，不断促进着国家物流业的发展。物流是由多各环节构成，有运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工配送、相关物流信息服务等。而仓储由当初普通放置货物的功能，作为货物进出入库的重要栈点，已经逐渐转化为集仓储、分拣、配送于一体的仓配中心。订购的产品根据不同类别入库，对其进行接收、盘点检查与上架。出库时亦根据客户的不同订单，对产品进行打包包装整理、申请出库并进行登记。对进出入库的进行精细化管理，有利于协调整个物流运输的流程，采用合适的方法更能优化它，提高企业的运行效率。如何管理，怎样保证管理效果能得到预期效果成为重点。在考虑成本的同时还要预测后期效果，这时候仿真软件便派上用场。Flexsim在各方面优化有赵金萍[1]、张李威[2]、徐香玲[3]、娄慧斌[4]、王建青[5]对其进行研究优化。Flexsim，作为一种仿真软件，对于该仓储中心存在问题的研究有着重大作用。同时它也是离散型系统，离散系统就是指系统的状态变量在某些离散的时间点瞬时变化。按照系统仿真的术语，称状态的瞬间变化为事件，将发生时间的时刻称为事件时间。如果事件时间是一些非均匀离散时点，这样的时间成为离散事件，相应的系统则称为离散型系统。离散事件系统具有随机性，排队系统就是一个离散系统，因为顾客人数这个状态变量，只有当有顾客达到或者离开时才会发生变化[6]。我们通过观察现实设备分布状况与数据收集，将其模拟在系统中，在系统帮助下，能够清楚看到系统中的阻塞堆积和其他瓶颈状态，希望通过模型来模拟现有的设施设备，改变设备参数，来提高产品的进出入库效率，对问题的解决有更直观的判断分析。研究目的与意义仓储是物流的重要环节之一，随着电商行业的发展，我国的仓储配送中心的建设如火如荼，双十一的销售额破纪录速度越来越快，随着仓储中心的投入建设，仓储网点越来越多，快递配送时效也在不停优化。但仓储内部也存在许多问题：进出入库路线堵塞、产品损失率高、数量无法对上、产品堆积、产品混乱摆放造成的进出库效率低下、人员的忙闲不均等。仓储管理系统因为构建较复杂，与其他系统关系紧密，合理的配置资源有利于成本管理。而物流仿真系统能够更好地模拟现实，对仓储系统进行预演预设置、预修改和预优化。物流系统是当今企业生产的重要组成工具，是提高企业生产效率一重要方法。本文希望通过Flexsim软件建模，能够构建一个简易的产品进出入库的模型来反映运行状况，得到仿真数据，并对其改善，提高仓库的运行效率。Flexsim仿真软件Flexsim仿真软件，是用于建立离散事件流程过程，作为相似度较高的三维VR模式，能够很好的运用于制造业的生产模拟中。仿真是对客观世界中存在的客观事物，在运行了一段事件后的模拟。在Flexsim中，其建模简单，显示效果出色，以多种统计学科和理论为基础，拥有着强大数据分析功能，能够很好的运用于制造型企业的仿真模拟中，每个对象都有其坐标（x，y，z）、速度（x，y，z），并能使用鼠标右键将其旋转。离散事件流程仿真是根据实际的工作流程，在规定时间内改变状态的实体或设备。是一种稳态模型，变量随即符合现实存在的随机事件。进出入库是所有制造型企业必经流程，运用Flexsim能很好的分析机器与操作员合作状态，寻找最佳路径。日常货物进出入库中，会遇到货物积压、订单积压、工位空闲等等的不平衡问题，由于在现实中操作，成本高、投资风险大、时间周期较长且极可能造成现实业务停止。而运用Flexsim则有成本低、仅需在软件上进行操作、模拟时间短且无需停止现实设备运行的优点。系统模型是对实际设备的一种抽象，并向决策者反映设备的本质。本文则是通过Flexsim软件模拟货物进出入库状态，对其进行仿真模拟试验，运用数据和仿真模型找出分析现有问题并解决，减少不必要的设备调试时间，提高整个生产线的生产效率，这对于制造业效率的提高具有重大意义。在传统进出库流程中，我们无法有效得出问题的数据以及各种改变后优化方案的效果，人们可以以不同的用途与目的建立各种心仪的模型，通过Flexsim软件来建模，根据现实实体绘制系统构造图，通过分析设备、运作参数设置模型，模型仅是现实中必须设备的原型简化，可以通过ExpertFit与MicrosoftExcel，实现模型与实体之间的数据交换，尽可能的接近真实数据，并能以“Fly-Throughs”以艺术模型形象展现给使用者。通过对于实地的考察，收集真实数据来分析数据得到规律，仿真可以模拟整个进出库的加工、分拣和配送流程，找出过于不合理的成本支出与累赘路线等等不合理的设计，使之降低分拣配送成本来达到利润最大化的目的，还能提高进出入库的效率，为企业提供实际的数据参考与优化方案。一个理想的模型既要反应实际设备的特点，又要准确和简洁。仓储仓则是指仓库，是保管、储存物品的建筑物和场所的总称。从现代物流系统的角度来看，仓库也是从事包装、分拣、流通加工等物流作业活动的物流节点设施。而仓储，则是仓库的储存功能，为货物进行防止、保护、管理。[7]仓储主要是对流通中的商品进行检验、保管、加工、集散和转换运输方式，并解决供需之间和不同运输方式之间的矛盾，着力保护商品的所有权和使用价值，同时使得商品流转速度加快，物流效率和质量得以提高，最终促进社会效益的提高。物品的进出、库存、分拣、配送及其信息管理等都是仓储的基本功能，所以仓储的管理对于企业的效益起着重要的作用。[8]仓储的有效管理，通过优化路线，能够提高货物的运输效率，从而减少运输成本的支出。货物的进出库效率提高，有利于及时满足订单的需要，是供应方与需求方一重要结点。运输成本的降低，有利于企业保持优势，将精力放在更需要优化的地方，在增加企业的自身优势的同时也增加了自身的竞争力。从谷曼[9]的立体仓储一文中得知，仓储规划一般遵循以下原则：“全局规划原则：要从全局的角度出发，对于仓储内的各种设备，都要考虑对其存在进行综合分析，得到大致设计的结构。作业距离优先原则：作业距离减少，减少设备的移动与作业人员的走动，能使作业时间减少从而提高仓储流程的效率。空间利用最大化原则：有限的空间里，将空间运用到极致，空间的利用率高，能够减少浪费场地的可能性。”[9]低价值货物低价值货物在文献中没有标准的定义，其特点在实际操作中，相较于高价值货物来说，价值较低、品类众多，容易忽视而导致管理难度加大。低价值货物繁多，多种低价值货物入库时需要大量人力、物力进行搬运、分配配送。作为制造业大国的我们，低价值货物是十分常见的，绝大多数物品都由低价值货物组合合成。无论是离散型制造业在慢慢倾向于产品种类多且冗杂，生存批量较小且多变，实时性要求高的生产方式。而传统的离散型制造业交货时间较紧、低价值货物的原材料种类多、生产过程复杂导致生产成品质量问题频发、管理仓储难度加大的问题。[10]制造型企业进出入库的原材料主要为低价值货物，受传统制造业的影响，制造业的发展方式仍存在较强的路径依赖，制造业的需求结构和需求层次不利于拉动以满足中间需求为主的生产性服务部门发展。我国一直在推进传统制造型企业向数字化、与互联网结合的模式进行转变。[11]通过仿真模型模拟低价值货物，能够推动制造型企业与仿真软件的结合，实现制造型企业管理方式的转变。Flexsim简介物流仿真软件是现代一热门话题，它是系统模拟仿真技术在物流中的应用，是系统模拟、计算机仿真、特别是工业工程、物流等多学科交叉的新学科和研究领域。系统仿真软件是物流系统规划、设计、评估与改进的有效方法和工具，从其问世到目前为止，不同国家、公司，在不同背景和发展阶段下，推出了许多仿真软件。但是，我国工业工程学科发展和物流热之后，特别是高校引进的、流行的、使用的，主要有美国的Flexsim仿真软件，英国的老牌工业工程Witness仿真软件，日本的RaLC(乐龙)仿真软件，还有一些所谓主流的物流仿真软件，如ProModel仿真软件。[12]Flexsim是一种用于现实物流所需的仿真系统，作为一个分析工具，以C语言为基础，通过对模型的设计和运行，为使用者提供更明智的决策。它是一款功能强大的数据分析工具，使用Flexsim来建造系统3D模型比研究现实中的系统更能节约成本和时间。通过设计多种方案，反馈多种不同的信息来找到最佳决策，使用软件中虚拟动画的功能更容易找到问题所在并解决它。我们可以通过各种角度观察图形，按住鼠标右键就可移动界面，滑动滚轮即可对其进行放大缩小。一般仿真建模软件需要编写程序，这对于使用者的代码能力要求较多，而Flexsim不变成就能脱出3D模型，将模型从实体库拖出，以拖动图形界面的方式自动生成C++代码，通过预编译的C++库进行控制，并将其属性进行设置与修改，仿真的建模环境集合了C++IDE编辑器和编译器的仿真软件，使用者也可用C++语言在软件内编程，给特定设备建模并以代码形式代替软件中A、S连接。[13]Flexsim的优越性模拟型软件一般分为结构型和分散型两大类，Flexsim属于分散型，是由美国的FlexsimSoftwareProduction公司出品的一款商业化离散事件的系统仿真软件。它可以帮助使用者建立三维立体仿真模型，操作简捷同时显示功能强大是其重要特点。该软件提供了原始数据的拟合、系统简略建模、图形优化、模型仿真试验、数据结果优化、生成运行影像、最优路线等等功能，同时也为其他软件的连接提供接口（通过socket接口），交互性功能强大，如Excel、Visio、CAD等可以用于数据统计分析的软件。Excel将多次记录测试的数据或者设备自身数据导出，数据导入软件中，再用Flexsim单表导出，根据规律得到函数运用于模型参数中。运用CAD制图能将现实中的场地图纸导入，运用可视化中的模型地板选项，就能将场地、设备大小、外观和占地面积，尽可能的接近真实外观，通过工具箱中的可视化，可将模型运行过程与视野转变录成视频，更有利于非专业认识观察模型，使仿真结果接近现实。Flexsim应用包括对物流行业的资产项目进行评估、运行有规律的模型，尽可能结合真实数据来来测试生产计划、物流行业的更新管理与对于更改方案进行评估。根据仿真报告对仿真实体流程进行优缺点评估，为其改造提供一个科学手段。如今Flexsim广泛应用于交通路线规划分析（A星避障功能）、交通流量分析（模型运行的Dashboards）、生产能力的仿真与分析（模型建立）、物流仓储中心、港口、机场等多个领域。对于物流行业来说，其收益主要体现在以下几个方面：①评估设备流程设计的多种方案的可行性;②提高物流公司的运行效率；③减少不必要的库存；④缩短产品的制造时间和增加产量；⑤优化运行设备；⑥运行时，模型可随意更换与优化，不局限于金钱与时间；⑦模型在建立的时候就能对其进行测试和修改。相比于Witness、Automod等仿真软件来说，Flexsim对于使用者技能要求不高，使用者可以较快入门并运用与实际中，更好理解该软件的使用方法和脚本语言。从黄银娣[14]研究得知，Automod仿真软件是一款比较成熟的离散事件系统仿真软件，可完成对制造系统、仓储系统、物料处理、企业内部物流、港口、车站、空港、配送中心，以及控制系统等的仿真分析、评价和优化设计等。AutoMod是一个具有精确三维建模功能、可进行虚拟现实动画显示、在物料操作方面具有优势、同时可仿真连续系统的仿真软件，从仿真策略上看，它是一个基于进程交互策略的、流动实体驱动的仿真软件。但建模操作过程较复杂，需要软件使用者懂得程序语言，并需要对全部设备和其他对象物进行程序命令语言。Witness是平面离散系统生产线仿真器，同样具有三维立体功能，但并不适合模型从大致轮廓的概念设计开始依次建构下去的动态过程中使用。[15]Flexsim仿真系统的组成Flexsim仿真系统的组成：实体模型库、菜单栏、视图界面、工具栏、仿真控制栏组成。实体对象库分为固定类实体、执行类实体、流体。主要分为两个部分：离散型对象与流动型对象。在菜单栏的文件中，我们可以重新打开新的模型也可以关闭，也可以打开以前做好的模型，也可打开全局设置的窗口，或对模型的精确度、角度等等进行设置。当然最主要的是，我们可以通过菜单栏打开脚本窗口、控制台、树结构和ExpertFit，树结构功能十分强大。原本传统方法里，将产品合成则需要合成器，然而在运用树结构，找到箱子的代码并赋值到其他分支选项下，就可以不通过合成器，货物直接以合成的数量运转。通过脚本和模型树结构，找到所需控制的模型代码，让会编程的使用者把软件的功能发挥的更加强大。而ExpertFit选项，是可以用来通过excel表格输入现实数据，得到最佳匹配的统计概率，并用于模型的参数设置中。当然有所疑问的可通过菜单栏帮助寻找用户手册来解决。通过Flexsim的仿真时间控件，可将模型整体复位，无论运行的如何，也可让其运行、暂停、使模型按事件步行，通过运行时间RunTime，可将时间设定成一个固定值，并转换成现实环境中运行的真正时间，还可调试仿真模型的运行速度，直接看到调试结果。系统模型数据收集与分析基本情况、存在的主要问题：首先对仓储中心设施、系统布置进行仿真，前期要做好对进出库环境进行调研，选定相对应的实体变量来确定仿真目标，分析现有设备的利用情况、利用效率，手机实际运行系统的数据，判断系统的工作效率是否能满足要求，将仿真模型尽可能接近实体，不同的模型建立关系。产品的入库作业：入库作业是指物品做实体上的接受，包括从车上卸下、核对产品数量、记录信息等等。入库作业的分析：产品进入仓库的大概时间、日期、产品数量、车辆的到达时间。产品入库作业应考虑的因素：各种产品的种类数量、产品的尺寸形状、入库作业时所需的人员数量与设施设备、车辆台数、卸货时间、信息录入系统时间等等。产品的验收：产品入库就要对产品进行检查，根据检验标准，对于体积、重量、形状、大小、损坏状况与程度等方面进行检查，并核对入库单信息，将其进行分类标记。将有问题的产品提前重点标记出来，记录需要补料的产品数量并反馈。出库作业分析：产品出库路线进行规划，出库时对产品进行包装、标识、再次检查，对照出库单的数量、产品类别、包装等一一进行核对。系统模型的建立系统模型的建立，要识别系统的基本要素才能满足软件的建模需要。Flexsim模型基本由对象、连接和参数设置三种组成。模型的基本要素识别实体：临时实体：低价值产品1、产品2；永久实体：货架、操作员、叉车；特殊实体：等待拣选的货物队列。状态：操作员、堆垛机、加工处理器、货物：排队状态、分拣状态、堆积状态；货架：空状态、有货状态、满仓状态、堆积爆仓状态。事件：货物分拣事件、货物达到事件、货物离开事件。排队规则及仓储配送中心规划配送中心内处理的货物共2种，分别是产品1和产品2；配送中心对订单的处理方式为先到先处理；配送中心内布局分为三个部分，分别为入库区、暂存区、出库区。产品进出入库实体流程图图1实体流程图输入数据与处理模拟暂停时间设定为10000s，使系统能够测试模型运行一段时间后的效果。仓库入口两种产品到达时间按照正态分布时间间隔到达，均值20，方差5，normal（0,20,5），设定发出两种不同类型，分别为产品1与产品2，并设置不同的颜色。到达暂存区的是不同类型与颜色的两种产品，暂存区容量设定为1000，需要一名操作人员将产品协助搬运到加工设备上，预置时候需要操作员，加工处理器的预置时间为3s，预置结束后开始加工处理产品，处理时间为10s，最多能同时处理3个产品。货物随着传送带，传送带速度为2m/s，在传送带末端由叉车放入两排货架上。进入货架，根据不同的货架，货物摆放在不同的位置，且从第一行第一列开始摆放进行入库，最小停留时间服从指数分布（位置参数是0，尺度参数2000为平均时间）。货物经由传送带出库，到达仓库出口（吸收器模拟）使其出库。系统仿真基本组成初始模型的构建构建仿真模型，首先要对系统实体进行一一识别，如表1所示。表1实体识别表实体Flexsim实体库对象对应实体仓库入口、产品1与产品2发生器（Source）入库区暂存区（Queue）加工处理设备处理器（Processor）传送带传送带（StraightConveyor）产品1货架货架1(Rack1)产品2货架货架2(Rack2)叉车叉车（Transporter）仓库出口吸收器(Sink)机械手机器人(Robot)升降机升降机（Elevator）第二，按照收集数据分析结果，对仿真实体的参数进行设置，如表2所示。表2参数设置表实体名称对象说明参数设置产品1、产品2代表库存和入库的产品分别服从Exponential(0,20,0)，Exponential(0,20,0)，Exponential(0,10,0)的负指数，共生成2种产品货架货物存放的位置货架最大容量暂存区货物暂时存放的位置暂存区设置最大容量为1000升降机将传送带传递的产品放入不同的货架中装货与卸货时间为固定值移动时间为固定值机械手将货物从货架取下送至处理器装货与卸货时间为固定值移动时间为固定值叉车将传送带传递的产品放入不同的货架中装货与卸货时间为固定值移动时间为固定值处理器将产品进行加工处理加工预置时间为3s，设置加工时间为固定值10s，且最多能同时加工三个产品模型说明发生器负责模拟产品入库，发生器可向下一流程发出不同类型的产品至暂存区等待加工，叉车、升降机、操作人员是帮助产品在各流程运作的辅助设施，传送带可模拟流水线生产的运转流程。从实体库中按住左键从对象库拖拽出一个发生器、一个暂存区、一个处理器、两条传送带、一名操作员、两排货架、一台叉车与一个吸收器放置于仿真视图窗口的正投影视图中，根据临时实体的路径连接端口，固定实体之间的连接是“A”，移动实体与固定实体的连接用“S”，A键连接具有方向，正投影视图如图3所示。双击每个实体，弹出实体属性，将实体名称与形状进行修改。发生器命名为仓库入口，吸收器命名为仓库出口，并将两个货架分为产品1货架与产品2货架。根据连接类型，判断连接键是“A”还是“S”，取消则相对应是“Q”或“S”。用鼠标左键点击仓库入口的右端口并按住“A”键，拖拽至暂存区1左端连接，形成线条说明连接成功，依次用“A”连接加工处理器、传送带、货架与吸收器。同样方法，运输工具与固定实体，如工作人员与暂存区1、叉车与两个货架用“S”键连接，且需要运输工具操作人员1与叉车的协助搬运，入库时，是传送带至货架，出库时是货架至传送带，传送带与货架之间使用到叉车，叉车与传送带用“S”键连接。在对象的属性窗口General选项卡中，可看到对象的端口连接并对其进行调整。模型设定Flexsim所有实体双击后会出现属性框，提供渠道给使用者进行参数修改。属性框中一般由多个选项卡：实体设置（对应实体名字）、Flow（临时实体流设置）、Triggers（设置触发事件）、Labels（设置标签）、General（常规），在设置实体名字旁边有个感叹号，在右边是个统计选项，选择这个选项就可以看到该实体的统计数据，其结果以各种形式如条形图、甘特图和饼状图呈现。在发生器中设置到达时间间隔为normal(0,20,5)，并在触发器选择中选择一个创建触发，设置临时实体的类型和颜色，两种类型并用两种不同的颜色加以区别。在暂存区与两个货架需设定：使用交通工具运输，否则无法使用交通工具，直接通过A连线传输产品，无法确切模拟到实际运行。两个货架分别放不同类别的产品分别设置根据产品类型进入货架，故在货架1中设置成拉式，仅能接收类型1（Type1）也就是产品1，同理，货架2也设置成拉式，仅能接收类型2（Type2）的产品2，达到分类进入货架的目的。图2实体摆放图3实体连线为了在运行模型前和参数能恢复到初始状态，需要点击仿真时间控件中的Reset，再按Run将模型运行起来。模型运行与分析经过运行固定时间10000s后，模型运行结果主视图分析如下图4图4模型主视图从模型运行结果图可以很清楚看到三类问题问题①货物进出入库效率不高②暂存区有略微堆积现象。③货架1与货架2堆积严重，超出仓库的容量。接下来我们通过实体属性图进行数据分析。实体属性的饼状图分析数据结果如下图5。图5叉车的饼状图叉车的空闲时间仅6.8%，其中叉车途中装卸搬运时间分别占30%、1.9%与37%，由此可看出，叉车运行时间中一直处于高负荷运转状态，一刻不停地运转。这对于叉车的使用寿命以及效率是极大挑战，虽然叉车无时无刻都在运作，但叉车在有限的时间内能搬运的产品数量却是一个固定值。图6工作人员效率饼状图图7加工处理器的饼状图图7中加工处理器的空闲时间仅占0.57%，处理时间占65%，放置时间占35%。从数据分析图6上看分析：工作人员空闲率极低，仅有0.61%的休息时间，工作强度较大，运输工具与加工处理设备存在超负荷运作，产品货架的堆积可能与叉车的运行效率和能力有关。通过以上统计数据分析表明工作人员、叉车工作负荷大，导致货物在暂存区与货架堆积，因此将首先要考虑对叉车进行调试。改进方案一运用Flexsim软件分别建立并优化原始仿真模型，通过统计图来对比优化方案的指标以及优化的有效性和合理性。由方案一运行结果图可知，叉车属于高负荷运转状态，利用率接近100%，由此可通过改变产品进出入货架的搬运设备，换成升降机来分析改变结果。将叉车换成升降机，由图8-9可见。图8方案一改进仓库出口效果图经过方案一的改进，产品出库的数量从441增加至936，出库效率得到显著的提高。图9方案一改进仓库入口效果图改进思路：运行模型发现货架货物堆积严重，暂存区存在堆积情况，叉车负责搬运货架中，且两种产品要对应放在货架中，而从叉车的饼状分析图看，叉车的工作强度较大，负责进出入库的工作较繁琐，由此分析，产品进出入货架的效率需求大于叉车的效率，故考虑将叉车换成效率更高的升降机。并从运行后的模型分析货物堆积情况以及升降机的工作情况，来判断其改变是否起到作用。通过运行效果，我们可以得知改进方案1效果，自动升降机的运作效率为68%，加工处理器的工作时间占比为99.43%，工作人员工作时间占99.39%。改进前出库数量为441，改进后为936，对比看来，产品的进出入库效率提升了112%由于更改方案仅设置于后方运输，故前方的数据并未有任何变化。方案一改进方案数据结果分析由此叉车饼状图可看出，叉车的忙碌状态得到缓解，货架的堆积严重情况亦得到了缓解，通过仓库出口的出库数量可看出，仓库产品进出入库的数量也得到了提升，说明了起重机的效率高于叉车，该方案对于原始模型具有优化效果。方案一改进后效果图可看出，在货物高峰期，暂存区货物仍有堆积状况，模型分析结果看出，工作人员的工作强度较大。改进方案二改进思路：后方货架堆积情况得到缓解，前方暂存区存在堆积情况，根据工作人员1的饼状图分析，操作人员工作强度大，观察搬货效率以及工作人员的工作强度饼状图分析来看，适当增加一个工作人员，运行模型后来分析结果。从模型实体库选项中，拖拽出一个工作人员实体放入投影视图中。由于需要两个以上运输工具时，需要用任务分配器来分配任务才能使二者以上的运输工具运行。则放置一个任务分配器，分配任务给两个工作人员操作，任务分配器与工作人员选择A连接，任务分配器与暂存区用S连接。图10改进方案二效果图直接通过运行结果图10可看出暂存区货物堆积情况得到有效缓解。通过运行后各实体对象的饼状图得知，工作人员的工作强度高的问题得到了缓解，两名工作人员休息时间占32%与65%，加工处理器的工作时间也降至90%。产品进出入库的数量分别增加至1212与976，产品进出入库的效率提升，加工处理器工作强度较大的问题得到了缓解，产品工作人员的工作强度在减少，与此同时也出现了较大的闲置率。方案二改进方案数据结果分析方案二在方案一的基础下进行改进，增加了一名操作人员，通过操作人员饼状图图示可知，方案二能一名操作人员的工作强度，一位操作人员的精力有限，暂存区的货等待处理器的加工较多。通过改进，暂存区堆积的货物减少。长期以来，货物堆积的减少有利于为库容节省空间，这样可以减少不必要的库存占比与积压，增加产品进出入库的效率。与此同时，增加了一名操作人员，也出现了人员较大的闲置率，增加额外的成本。通过方案二的改进中，可以看到暂存区与货架堆积情况得到了有效缓解。建立了系统仿真模型，模型运行结束后，对输出仿真结果进行了分析，找到了系统中存在问题并进行了相对应的优化，优化后的系统得到了改善甚至不存在“瓶颈”问题，产品能够进行有效周转，周转率增加有利于减少库存的占有率，减少仓库的面积，更有利于节省成本，是产品混乱的可能性降低，从而验证了改进方案二的可行性。改进方案三往往人们普遍认为，高科技运输设备使用越多，效率越高。而在张改英的成本效益分析中[16]，并不是要对设备盲目投资，效益就会提高。而是要降低设备投资的盲目性，提高生产设备使用效率，为企业生产设备购置提供科学依据。现在通过Flexsim软件，模型就可以模拟现实中无法模拟或是模拟支出成本较大的状况。在不考虑成本的情况下，一直增加升降机、将操作人员换成叉车来比较产品进出入库的数量与周转状况，如图11-12。图11改进方案三效果图图12改进方案三入库数量方案二改进方案数据结果分析数据显示，尽管不顾资金的大力投入先进的设备，出库的产品并没有增加，数据保持在974。货架与暂存区的堆积情况，通过效果图数据分析看，并未与方案二的运行结果有太大差异，反而加大了设施设备的投入，增加成本与设备在仓库中的占用区域。改进方案的优势产品的拥挤状况的解决使其进行有效周转，运作效率达到期望值。产品周转率增加有利于减少库存的占有率，从而减少仓库的面积，更有利于节省成本，使产品混乱的可能性降低。工作人员的负荷降低使员工离职率降低，人员流动率下降能够减少企业对新员工的培训成本。设施设备的负荷降低能够降低机器的损坏几率，减少维修维护成本。建议与对策该软件主要运用于离散型事件中，模型在建立前期，介绍了模型的适用范围、使用方法与大概的作业流程并提出方案解决“瓶颈”。首先，要对实地设备进行勘察，记录设备运作规律。当自身无法统计出时，也可将数据接口导入软件，通过软件自带即可得到相应的拟合函数规律并使用。将所有模型放置在合适的位置，再考虑不同模型对象使用不同的连接类型，这样可以减少因连接键使用错误而导致无法正常使用实体功能的可能性。仿真模型的操作步骤需要提前构思，运行时，若有连接不当、设置错误时，控制台会主动报错，我们可通过报错文字来找到错误源头并及时修正。运行过程中能看到不同区域之间的运行状况：通行流畅或产品堆积严重均可直观看到。通过模型运行状况，找出运行问题，若在入库区发现拥堵现象，今天通过观察协助运输的交通工具、人员或输入产品速度等，一步步的运行并提出具体方案，具体看是人员数量、效率，运输设备负荷状况、加工设备的处理速度、产品入库数量是否大于仓库入库时能承受的数量等等来对其进行优化，使运输设备、人员、加工设施的作业效率达到理想化的状态。当人员或运输工具时间距离较长且有优化空间时，可通过该软件提供的A*避障功能，对象到达目的地时，该功能会自动将地图分为网格，找到每个点的最小距离并循环找路，直到到达终点。当决策者对于该软件并不熟悉时，操作者可将运行完成后的效果图可通过漫游路径录制，通过旋转3D立体模型，对于该建模的效果有更直观的仿真感受。对于三种方案而言，方案一将操作设备升级换成升降机，解决了后端进出入库时的货架堆积难题，但是仍存在前端工作人员与加工设施工作强度大的问题。人员负荷大极易挫败员工的工作效率，同时也不利于货物进出入库效率。加工设施运作强度大，易导致机器原有的使用年限降低、机器维修与支出成本加大、出错率增加、等待加工的产品队列过长均不利于整个流程的运行。随着方案二的推进，在后端货架堆积缓解的同时，增加一名操作人员，从分析结果的饼状图分析在能直观的看到前方操作人员的工作强度降低以及使暂存区货物堆积减少，有效的缓解了加工设备超负荷的状态，在增加适当的人员设备就能达到优化的效果。同时也可以对操作人员进行专业化的培训，提高操作人员的作业效率。方案三中，在不计成本的情况下增加运输设备，得到运行效果来判断好坏。然而与方案一二相比，盲目增加设施设备并没有产生为进出入库产生太多效益，产品的进出入库数量未得到有效改善，效果并没有高于方案二，反而存在成本支出较大、设备高度闲置的问题。在各方案运行中，通过分析各个系统实体的统计图，能够判断该流程是否需要进行优化。因此，通过系统仿真模拟结果对比，方案二的改进效果最好，优化后能使系统基本达到高效运行的要求，最终选择方案二对进出入库进行优化。结语与展望本文主