基于Flexsim的图书配送中心作业流程优化研究

　　摘 要 本文提出了Flexsim模拟仿真软件对于图书配送中心仓储研究的作用以及影响，明确了图书配送中心实施仓储自动化的优势所在以及实施仓储自动化的可行性。 　　关键词 现代仓储 模拟仿真 仓储自动化 　　中图分类号：F253.4 文献标识码：A 　　一、Flexsim仿真软件的功能及作用 　　Flexsim是一套具备计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，为制造、物流等领域服务的软件产品。同时也是新一代离散事件系统仿真的有效工具。面向对象的建模方式使得建模过程更为快捷，只需通过图形的拖动和必要的附加程序就可以快速地建立起系统的模型。软件提供丰富的物理单元（如处理器、操作员、堆垛机、货架等）、原始数据拟合、输入建模、进行仿真实验、结果优化、生成3D动画影像，同时还提供与其他软件的对接。 　　（一）Flexsim仿真软件的功能。 　　1、建模功能。 　　Flexsim建模是直接从三维开始，无须转换。用拖放图形的方法建立模型，建模时将相应的实体拖放到模型窗口的指定位置，实体具有相当的灵活性，参数可根据不同行业的使用者来设定，可以快速、高效地把制造业、物流业、以及一般商务流程的主要特征描述出来。 　　2、仿真分析功能。 　　Flexsim可以用试验的形式来仿真假定的情节，自动运行模型并把结果转存在报告、图表中，并且提供平面图、饼状图、柱状图、折线图、以及甘特图等多种图形图表，支持数据与图表混合的统计报表。在模型运行过程中记录所有设备的所有状态（工作、等待、阻塞、故障等）的时间值，以及设备加工产品的个数，用户可以自由组合和输出由这些数据组成的报表。 　　3、可视化功能。 　　Flexsim采用了与视频游戏相同的虚拟现实技术，通过简单的点击和拖动，可从任何角度观看模型，同时观察系统的各部分，实现模型的整体化展现。Flexsim 的运动学功能能实现设备的动作，平移（水平运动，或垂直运动）或是旋转运动，使模拟过程更接近真实。 　　（二）Flexsim仿真软件对配送中心仓储功能研究的作用。 　　1、图书配送中心仓储功能研究目的。 　　图书配送中心的作用是作为中转站来实现图书的分销，尽可能的降低库存所占压的资金，减少库存成本，提高图书物流的流动性。图书配送中心的仓储功能研究不是一味的研究能存储多少图书，而是通过对现行图书配送中心各个环节的数据和设施进行分析（包括分拣，退货，打包，临时仓储等），寻找阻塞因素，得到改善方案，为今后的改进建设起到“灯塔”的作用。 　　2、Flexsim仿真软件对研究的作用。 　　运用Flexsim仿真软件，可在计算机内建立配送中心的整体或局部的三维模型，然后汇总调查得到的数据进行信息的统计和提取，输入到仿真软件中尝试运行，通过Flexsim的可视化功能，能反应出现行配送中心的系统阻塞因素，查看阻塞地点的运行数据表，再次分析数据，以便提出改进措施。利用Flexsim对新华图书配送中心模拟再现，不但能提高效率，缩短研究开发周期，而且保证安全，节约开支，提高质量。对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得优化设计和改造方案。该软件能验证物流项目的可行性，提供改善和管理的基本数据，降低运营成本。 　　二、实证分析―以新华图书配送中心为例 　　运用Flexsim软件对新华图配送中心提供的数据进行统计分析，设计该中心自动化立体仓库蓝图，对订单的核心数据分析提取，输入到仿真软件中对图书配送中心的作业环节（出库与打包）进行模拟仿真，从而论证采取该软件对配送中心现状研究的必要性。 　　（一）自治区新华图书配送中心简介。 　　新华图书配送中心担负着向全疆各地州、县新华书店实行统一进货、统一结算、统一配送的任务。该配送中心属于区域配送中心，以较强的幅射能力和较大的库存量，向省（州）区域范围的用户实行配送。配送规模大，配送批量大，客户数量多。同时所面临的进货出版物品种繁多，拣货量大，差错率高，不注重逆向物流等诸多问题，成为企业发展的主要屏障，物流效率的高低很大程度上取决于物流配送系统能否良好地运行。在这样传统的图书配送中心，到货和退货的图书按照先入库再分拣，然后移库存储或配发出库输出的流程进行处理，这种作业流程虽然入库速度较快，但却造成了分拣工作量大、出库不及时等现象，直接影响了配送中心响应市场需求的速度，长期运作也增加物流成本。实现图书配送的高效化，已成为提高我国图书业经济效益、实现社会效益、降低企业乃至全行业流通总成本的主要途径。 　　（二）配送中心作业区域功能及阻塞分析。 　　1、拣货区及阻塞分析。 　　拣选作业是整个仓储物流活动中作业量最高的，达到了整个物流活动的51%。在新华图书配送中心，没有采用自动化拣选，采取的是人至货的方式，拣货员通过步行到达图书存放位置，然后将选好的图书送至静止的集货点。这种方式需要的作业面积较大，补货不方便、劳动强度高。拆分区的通道上，货物摆放不规则，严重影响工作效率。 　　2、收货拆分区及阻塞分析。 　　拆分区主要对接收到的图书进行拆分和清单核对，进货速度快，数量多，作业工序简单。在新华图书配送中心，此区域采用的作业方法是先进行清单核对，之后进行简单的无序堆码，最后进行拆分。虽然不会造成进货时的拥堵，但是给后续工作（拆分、分类）带来不便，影响整体工作效率。 　　3、打包区及阻塞分析。 　　打包区主要对定单图书进行整理、整合、配货、打包、贴标签。仅配备五台半自动打包机，采取人工铺牛皮纸，人工包装，人工贴标签，机器打包的方式。对于如此庞大的图书配送中心，在业务量剧增的情况下，采取这样作业方式，已经完全跟不上发展的步伐。 　　4、退货区及阻塞分析 。 　　退货区主要是对过期图书进行整理、核对，然后重新返退各店或各出版社。主要针对的是各地州退回来的书籍。特点是：品种多，批量小，批次多，作业难度大。新华图书配送中心的退货区拣选策略采取分区拣选的模式，全部采用人工操作，无自动化设备和技术，自动化水平低，出错率高，没有最大化的发挥分区拣选的潜力优势。 　　5、发货处理区及阻塞分析。 　　在整个区域里完成接货、退货及入库前的工作，如接货、卸货、清点、检验、分类、及入库准备等。具体包括：将准备好的图书装入外运车辆出发，外运发货区与接货区共用同一场地，有站台、外运线路等设施；按用户的需求，将配好的货暂存等待外运，或根据每个用户货堆状况决定配车方式、配装方式，然后直接装车或运到发货站台装车。这一区域对图书是暂存，时间短、暂存周转快，所以占地面积相对较少。 　　6、站台及阻塞分析。 　　新华图书中心仓库站台属于进出货共用站台，虽然可以提高空间和设备的利用率，但是对于图书这种时效性特别强的收发货管理相对困难。在出入库频繁的情况下，容易照成拥挤、阻塞等相互影响的不良后果。并且目前这个站台没有设置防撞胶，对于货车的停靠有一定的困难。并且车辆的装卸货都是采取了人力装卸，装卸速度慢，成本高，影响了物流配送的速度。应该引入嵌入式站台登车桥，方便装卸书籍。 　　7、业务信息处理区。 　　信息处理系统主要包括以下几个层次：数据层（将图书清单收集、加工的图书物流信息以数据库的形式加以存储）；业务层（对合同、票据、报表等业务表现方式进行日常处理）；运用层（包括仓库作业计划、最优路线选择、控制与评价模型的建立，根据运行信息检测图书物流系统的状况）；计划层（建立各种图书物流系统分析模型，辅助高管人员指定图书物流战略计划）。 　　8、库存区。 　　库房建筑全部采用国际化、标准化设计，地面采用适合图书仓储的水泥地面，不易起尘，并且库房内通风、采光、防水、防腐、防虫蛀等安全措施齐备。干湿度、温度控制严格，保证了库存图书的质量。同时采用图书标准化书架、国家标准图书分类代码，以及计算机检索查询系统，便于随时准确提取和收入图书。 　　（三）数据分析及未来业务量预测。 　　2012年业务量为4300万元，根据历年增长水平（增长率变化情况及平均增长率），国民经济增长水平，城市发展规划，经济发展状况，新增大型企业数量及发展情况得出以下数据： 　　由此上表可以看出，该图书配送中心的年业务量以2012年为基础，2022年增长2倍，2032年增长7倍，2042年增长19倍，迅速增长的业务量是实行仓储自动化的前提条件，单纯的依靠人工分拣，人工打包，人工配货和拣选，会导致出错率增高，工作效率低下。只有在未来进行仓储自动化后，企业的运行速度才能赶上业务增长的速度。 　　三、结论 　　随着物流业的快速发展，配送中心已经成为供应链的枢纽环节，其作业效率直接影响到末端销售。本项目以新华图书配送中心为研究对象，通过收集整理新华图书配送中心运营过程中的一些基本数据，并对其进行分析，发现其收货、打包、退货、发货等作业流程存在不合理的地方，造成了货物的拥堵，整体效率低下，设备利用率低。根据仓库的现实情况，对现有作业流程中的收货、打包、退货、发货等作业流程进行改善，提出改善备选方案， 并用Flexsim软件对方案进行仿真，进而分析仿真结果，得出不同仿真条件下的最优方案。 　　图书配送中心总体规划图包括了CAD图和Flexsim设计模拟图，主要是向着整体建设现代化仓储目标去规划，所以规划核心要点有： 　　（1）图书配送中心的仓储区域采取自动化立体式仓库，巷道之间选择高层堆垛机，可提高数量和品种繁杂的图书进出库的运行速度和减少摆放错误率。 　　（2）建立一到两个自动化仓库电脑控制处理中心，该中心主要监控整个图书配送中心的运行数据，并对临时调整的运行数据进行收集和修改，并且定期分析整个图书配送中心的工作运行情况，方便核心技术员随时对于图书配送中心的规划和局部调整。 　　（3）在收货拆分区，采取全自动化的图书分拣机，一是对图书的拆包处理，其次是根据计算机处理中心的指令对图书的种类分类和根据订单的需求进行图书拣选。这样的自动化图书分拣机器，完全可以提高操作的速度和运行的效率。 　　（4）在图书的打包方面，采取全自动化图书打包机，加快已经分类和拣选好的托盘图书进行打包和贴标签活动。 　　（5）由于图书是一种体积小，重量大的批量实体，所以采取液压叉车经行长距离的搬运托盘图书，减轻人工劳动量并且加快各个区域之间的图书流动效率。 　　本研究得到新疆维吾尔自治区重点紧缺人才专业创新项目资助和新疆农业大学课程建设项目资助 　　（作者：杨万春，新疆农业大学机械交通学院本科生；迪丽拜尔・吾吐克，余定强，新疆农业大学机械交通学院） 　　参考文献： 　　[1]詹凌云.浅谈我国物流中心的仓储自动化[J].商场现代化，2006，7：119-120. 　　[2]侯凌燕，尹军琪.我国新华书店图书物流中心特点与物流中心建设概述[J].物流技术，2010，12：33-36. 　　[3]韩耀东.新华书店配送中心图书退货问题研究[D].北京：北京交通大学.2007，6. 　　[4]周向阳.Flexsim系统仿真软件的功能特点[J].物流技术装备版，2010，10：85-87. 　　[5]余静.图书物流中心规划设计与应用研究[D].武汉：武汉理工大学，2008，4. 　　[6]李暄，洪怡恬，郑慧，陈小静.基于Flexsim仿真软件的配送中心系统优化设计[J].物流技术，2009，8：66-68.