摘要：配送中心的合理規(guī)劃建設(shè)，對企業(yè)提升市場競爭力，提高顧客滿意度，降低物流成本等有著極其重要的作用。配送中心運作過程中存在很多決策分析的問題，現(xiàn)有的研究多致力于采用“解析方法”，如啟發(fā)式算法、目標(biāo)規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃法、人工智能規(guī)劃法等來加以求解，但用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化算法往往無法預(yù)測其在實際運作過程中可能會出現(xiàn)的各種瓶頸。物流仿真軟件不僅能很好的解決這一難題，還可以通過改變一些重要參數(shù)的設(shè)置以及改善配送中心的作業(yè)流程對整個系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以提高配送中心的整體經(jīng)濟(jì)效益。因此，近年來，運用物流仿真軟件對配送中心系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)研究已得到越來越多學(xué)者的青睞。一般情況下，建立配送中心，主要考慮的：配送中心設(shè)施、設(shè)備的運行效率與利用率；配送中心在進(jìn)行出、入庫等作業(yè)時有無阻塞現(xiàn)象發(fā)生；配送中心的揀選系統(tǒng)是否存在瓶頸等。Flexsim作為針對離散物流系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真的軟件平臺，是配送中心仿真研究的理想選擇。本文首先對某配送中心欲實現(xiàn)的功能和運作流程進(jìn)行深入、系統(tǒng)的分析；接著運用Flexsim建立仿真模型，通過仿真數(shù)據(jù)分析配送中心庫存水平、設(shè)備利用率及訂單完成效率等重要性能指標(biāo)；最后，從補貨策略、人員、設(shè)備數(shù)量及設(shè)備工作效率等方面對模型進(jìn)行優(yōu)化，并給出改進(jìn)意見和建議。

    關(guān)鍵詞：配送中心  系統(tǒng)仿真  系統(tǒng)建模  物流仿真

    1 某配送中心功能概述

    配送中心仿真不僅可以為即將建立的配送中心提供方案評估及論證依據(jù)，也可以對已建成配送中心的經(jīng)濟(jì)效益及人員、設(shè)備配置的合理性進(jìn)行科學(xué)評價，從而避免資金、人力和物力的浪費，提高配送中心的綜合效益，為消除配送中心運行“瓶頸”、挖掘配送中心發(fā)展?jié)摿μ峁┛茖W(xué)、合理的理論依據(jù)和決策支持。本文所研究配送中心接收上游3個供應(yīng)商提供的3種不同類型的產(chǎn)品，由產(chǎn)品入庫區(qū)、產(chǎn)品儲存區(qū)、產(chǎn)品分揀區(qū)、產(chǎn)品出庫區(qū)四個主要功能區(qū)組成。配送中心功能區(qū)分布如圖1所示。
 

圖1 配送中心功能區(qū)分布圖
 
    1.1 配送中心人員及設(shè)備配置
（1）入庫區(qū)：由3個產(chǎn)品入庫口，3個入庫加工臺，3個入庫產(chǎn)品暫存區(qū)，3個組盤器，1個托盤入庫口，1個托盤存放區(qū)，1個托盤回轉(zhuǎn)區(qū)，3個組盤機械手和1輛托盤運送叉車組成。配送中心共有200個托盤，入庫區(qū)中每個托盤可以裝載8個單位產(chǎn)品，托盤運送叉車負(fù)責(zé)將托盤從存放區(qū)運至入庫區(qū)組盤器。同時，為了保證配送中心的合理庫存量和較好經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)入庫產(chǎn)品暫存區(qū)的存儲量達(dá)到20個時，它的輸入端口自動關(guān)閉；當(dāng)存儲量小于8個時，輸入端口自動開啟。
（2）儲存區(qū)：由3個貨架和3臺自動堆垛機組成，每臺堆垛機負(fù)責(zé)相應(yīng)貨架的出入庫作業(yè)。3個貨架均設(shè)置成10行10列，每個貨格只允許存放一個托盤貨物，即每個貨架存儲托盤最大量為100。考慮到存儲成本和安全庫存量，結(jié)合各類貨物的以往銷售數(shù)據(jù)，設(shè)置貨架當(dāng)存儲量大于80時自動關(guān)閉輸入端口，當(dāng)存儲量小于20時自動開啟輸入端口。
（3）分揀區(qū)：由3個拆盤器，3個托盤暫存區(qū)、3個產(chǎn)品暫存區(qū)，3個拆盤機械手，1輛托盤回送叉車，1個產(chǎn)品打包臺，1個打包箱生成器和1個揀選操作人員組成。其中，3個拆盤器負(fù)責(zé)從入庫區(qū)進(jìn)入的對應(yīng)托盤產(chǎn)品的拆盤作業(yè)，機械手則負(fù)責(zé)把拆卸下來的空托盤放入托盤暫存區(qū)，并把產(chǎn)品放入對應(yīng)的產(chǎn)品暫存區(qū)。當(dāng)訂單來臨時，揀選操作人員負(fù)責(zé)按照訂單要求的數(shù)量將所需產(chǎn)品送至打包臺進(jìn)行打包作業(yè)，訂單由20組隨機生成的0-10之間的數(shù)字組成，并設(shè)置生成類型服從（1,20）的均勻分布。為了更好的控制整個配送中心的作業(yè)流程，分揀區(qū)內(nèi)的3個產(chǎn)品暫存區(qū)的最大容量均設(shè)置為10。
（4）出庫區(qū)：由1個產(chǎn)品分類器，10個傳送帶，10個產(chǎn)品暫存區(qū)和1個產(chǎn)品接收器組成。出庫區(qū)主要功能是，把按訂單打包好的產(chǎn)品按預(yù)先設(shè)定好的配送路線進(jìn)行分類整理，并放置到對應(yīng)的產(chǎn)品暫存區(qū)。在出庫區(qū)，每個產(chǎn)品暫存區(qū)將分別接收兩類訂單組成的產(chǎn)品。
   1.2 配送中心人員及設(shè)備建模
    上節(jié)所列配送中心需要用到的實體設(shè)備均可在Flexsim仿真軟件的實體庫里找到對應(yīng)的仿真對象，不需導(dǎo)入使用AutoCAD等繪圖工具制作的三維文件。配送中心實體設(shè)備與Flexsim仿真軟件實體庫仿真對象的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。
 
表1 配送中心實體設(shè)備與Flexsim實體庫對象對應(yīng)表
 

實體設(shè)備	Flexsim仿真軟件實體庫對象
產(chǎn)品、托盤、打包箱	生成器（Source）
入庫加工臺	處理器（Processor）
組盤臺、打包臺	合成器（Combiner）
暫存區(qū)	隊列（Queue）
機械手	機械手（Robot）
操作人員	操作員（Operator）
叉車	叉車（Transporter）
貨架	貨架（Rack）
拆盤臺	分離器（Separator）
堆垛機	堆垛機（ASRSvehicle）
產(chǎn)品分類器	分類輸送機（MergeSort）
傳送帶	輸送機（Conveyor）
產(chǎn)品接收器	吸收器（Sink）

 
    2 配送中心系統(tǒng)流程
該配送中心的系統(tǒng)流程分為以下兩個主要環(huán)節(jié)：入庫儲存和出庫分揀，其運作流程分別如圖2（a）和（b）所示。
    3 配送中心仿真
在對配送中心人員、設(shè)備進(jìn)行分析、配置的基礎(chǔ)上，構(gòu)建其整體仿真模型。
3.1 入庫區(qū)實體及參數(shù)設(shè)置
入庫區(qū)由4個生成器，3個處理器，5個隊列，2輛叉車，3個機械手和3個合成器組成。入庫區(qū)實體參數(shù)設(shè)置如表2所示。