某物流中心拣货路径规划与仿真研究毕业论文.docx

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某物流中心拣货路径规划与仿真研究毕业论文

Abstract

ThankstotherapiddevelopmentoftheChineseeconomyandtheconstantimprovementofscienceandtechnologyinrecentyears,logisticsisanimportantfunctionofmoderncompanies,thelogisticsindustryhaslongmeasuredthemodernizationofthecountryanditscomprehensivenationalstrength.Manycompanieshavealsostartedsettinguptheirlogisticscentres..Logisticscenterscoveralltheinfrastructureofthelogisticssystemandhavebecomethehubofthelogisticssupplychain,andworkefficiencydirectlyaffectstheeconomicbenefitsofenterprises.Basedontheexampleofthelogisticscentre,athree-dimensionalsimulationmethodisusedtosimulatethelogisticscentre'soperatingprocessusingFlexsimsimulationsoftware..Throughthevisualanalysisofthesimulationresults,wefindouthowtosolvetheproblemoflowefficiencyinpickingpathandoptimizeit.First,thisprojectintroducestheroleofthelogisticscentreinthelogisticssystem,theimpactofthechoiceofthepathontheentirelogisticscentre,second,detailedanalysisofpickingoperationflow,forthefollowingoptimizationpathlaidthefoundation,andthendetailedintroductionofFlexsimsoftwaregenerationandapplication,functionalcharacteristicsandmodelingofthebasicsteps.Finally,thesystemsimulationoftheoperationprocessoflogisticscenterisestablishedwithFlexsim,themainparametersaresetupandtheoperationissimulated,andthe"bottleneck"ofthepickingpathisfound,andthenSetuptheoptimizationtargetandoptimizationmethodofthesystem,runthenewmodelthroughmanysimulations,finallycompletetheoptimizationofpickingpath,andfindthewayandwaytosolvetheproblemfortheenterprisemanagementlogisticscenter.

Keywords:

logisticscenter;simulation;optimization;Flexsim;pickingpath

第1章绪论

互联网经济的快速崛起，市场消费结构也在发生着转变，以顾客为导向的发展特点愈加的明显，不管是传统行业亦或是新兴产业在享受激励的同时，也需要接受新的挑战。

现阶段，产品更新速度增快，消费者针对产品的质量也提出了更高的要求，商品需求表现出来了少量、多元的发展走向而使得商品生命周期显著降低。

基于此，企业为求得可持续健康发展，需要不断的提高产品质量、强化消费者满意程度。

在这一过程中，针对物流系统的要求也逐渐被凸显出来。

当代企业生产经营涉及了多个方面，企业的管理和优化，与电子商务水平的逐步提升，物流成为了其主要的经济来源之一。

某些B2C企业已意识到这一问题，并开始设计与研制符合自身发展的物流中心，而仓储各位其中的重要性组成成分，关系着第三方物流企业的发展，如何改进仓储中心的使用效率，为追求盈利，降低仓储总成本，实现对仓储中心的智能控制，优化资源配置，优势在于集中监管层面。

物流中心作业涉及到了诸多不同的程序，包括:

接货、搬运、存储、分拣，以及出货等等。

在实际的管理过程中，需要尤为的重视其中的拣选作业，该项工作的完成不仅需要消耗较长的周期，且也是整体作业程序的核心部分，具体而言，其效率的高低不仅决定着物流管理的整体效果，也直接关系着消费者的满意程度。

基于此，本文以仓储物流中心拣货作为研究对象，就其的路径展开探究，研究其并建立仿真模型。

实现对实际问题的优化求解。

1.1研究背景及意义

1.1.1研究背景

物流中心，简单意义上而言指的是：

立足于国民经济发展需求，基于城市区域，所创设的开放性水平较高的物理业务设施，该设施可实现集物品储存、运输、包装等为一体的功能需求，其的创设是推动物流系统化、效率化的重要举措。

作为一个能够组织、衔接、控制等大规模物流据点，其的重要性不言而喻。

考虑到物流据点类型繁多，研究起来较为复杂，对此，我们可将其视作是仓库的升级产品，能够在各项物流程序中提供额外功能需求的场所，而拣选则属于物流中心作业的关键性步序之一。

在探究了现有文献资料与研究成果的前提下发现，依托于仓储分布设计，以及储位指派等手段可大幅度缩短拣选人员的行驶里程，在提升分拣效率的同时也提高了客户的满意程度。

本文旨在借助仿真优化效率较为理想的拣货路径方式，从而优化整体程序，提升拣选作业的工作效率。

针对订单分拣的含义，指的是按照用户具体的订货需求与其他有效力的送货计划，最大限度的确保商品能够由储位之中快速、准确的被拣取出来，且遵从相关的标准加以分类与整理等，是为配装送货所进行的准备工作。

当前，在电子商务水平不断提升的背景下，订单规模呈现出减小的趋势，同时存在需要拆箱分拣的情况。

这里所提到的拆箱分拣，简单而言指的是针对小件订单的分拣等。

尽管当前发展较为成熟的自动分拣系统不再少数，且被引入了仓储运作之中，但考虑到仓储分拣系统的静态特征并不明显，且属于一个反复多次的活动，再加之该系统需要消耗大量的资金投入且机械特定较为突出，所以说手动分拣系统具有一定的现实意义。

1.1.2研究意义

针对仓库性能高低程度进行评估时，需要立足于实际的存取或效率，而后者水平的高低又与拣货路径相关。

就多数情况下而言，在仓库的全部环节之中，订单拣货为周期最长、消耗资源较多的一个环节，为尽可能的缩短周期首先需要针对拣货路径进行合理恰当的设置，确保二者目标相互一致，以提高工作效率与强化服务水平为标准展开实际的工作，以求在最大程度上减小成本投入。

其一，恰当合理的拣货路径设置可大幅度提升仓库作业的整体效率。

在实际的工作过程中，只有确保仓库货物分配科学合理、拣货作业水平较高，确保各项作业的高效率进行才可以实现高质量的仓库管理。

其二，完善拣货作业体系可在提升工作效率的同时，不额外添设其他设备，能够驱使仓库货物作业能够高质量、高水平展开，国内而言，货架仓库占据了较大的比例，针对货物的存储建设了专门的区域。

所以说，针对此方面问题进行优化，能够大幅度的节约人力资源投入，缩短作业周期，存在一定的推广价。

其三，仓储中心拣货作业路径的优化脱离不开其优化的本质，针对此方面问题展开探索一方面是基于实际工作的需求，另一方面也存在较高的理论价值。

1.2发展现状

1.2.1物流中心仓储现状

就国内来而言，随着自动化仓库的不断应用，其在物理管理中的不足之处也愈加的突出，诸如利用率低、效果不理想、规模不具体、效力不足等，在这些问题的影响下，极大的制约了我国物流中心的有效发展。

通过分析发现，其中的关键性因素因素体现在如下几点：

未做好仓库建设以及规划的准备工作。

具体来看，存在调查力度不足与分析工作欠缺的问题，如此在实际的应用过程中就表现出来了显著的决策问题。

为实现目的而盲目进行，未能够针对其的必要性加以全面的了解与分析，由此使得在实际的应用过程中出现了利用率较小的问题。

缺乏仓库作业机械化、自动化的意识。

该问题为制约物流中心发展的主要问题之一，在人员缺乏正确的认识的情况下，无法有效的使用却配置的装备，仍是沿用了以往传统形式上的人工作业形式，难以积极的研究新的自动化仓库，由此使得自动化仓储使用效率较低。

在外部因素持续性变化的背景下，作业量、货物种类等也日趋多元化发展，但仓库管理系统却未能够跟踪这一趋势，加以改革与升级，在长时间的发展下就丧失了竞争势力，仓库的作用也难以得到有效发挥。

人员综合素质较差。

指的是在职的操作人员水平较低，专业技能不足，思想陈旧以及作业形式老套等。

而企业也未能够积极的组织人员培训，使得人员无法跟随时代的发展，掌握先进设备的操作技术，装备的效力难以得到有效发挥。

在针对新库房进行分析与设计的过程中，未充分的分析后期的维护与升级工作，不利于设备水准的进一步提升，尤其是在安装完成后，出现了某些系统暂时失效的情况，而售后服务跟不上，使得维修程序较为繁琐。

1.2.2物流中心拣货路径规划研究现状

在互联网技术与数字化科技的不断发展下，以往传统性质上单一的物流功能结构已难以适应当前市场的多元需求，再加之仓储管理成本的不断提升，为物理企业的经营与发展带来了挑战。

在此种背景下，怎样创设高水平的供应链，直接影响着企业的可持续发展。

在市场需求愈加清晰的状况下，人们也开始注重仓储管理方面的问题，并开始探索如何有效的提升仓储效率。

由物流中心的一系列作业而言，分拣作业为其中的重要组成内容，其的成本投入占据了总体的一半以上。

就某种角度而言，分拣效率既影响着总体的运营成本，也在一定程度上决定着客户服务水平的高低。

就实际情况来看，拣货路径为缩短工作周期与降低人力投入的主要因素之一，后二者则是强化服务水平的关键。

就多数情况来看，在分拣程序之中，第一步便是要按照客户订单创建拣选清单，然后分拣人员以此为依据开始拣货作业，基于这一拣货作为的程序可分述如下:

以清单作为依据，按照其的标识找到货物位置，待到达该位置后开始寻货以及拣货，然后向卸货地点出发，接下来便是清点与卸货，如此一个拣货作业便完成了。

近年来，随着电子商务的发展、生产准时制的要求，订单的规模越来越小，甚至是拆箱分拣。

拆箱分拣也称为小件订单分拣或单品拣货或拆零拣货。

小件订单分拣相对应于其它分拣单元尽管当前发展较为成熟的自动分拣系统不再少数，且被引入了仓储运作之中，但考虑到仓储分拣系统的静态特征并不明显，且属于一个反复多次的活动，再加之该系统需要消耗大量的资金投入且机械特定较为突出，所以说手动分拣系统具有一定的现实意义。

1.3.主要内容

第2章物流中心以及拣货路径相关理论

2.1物流中心

2.1.1物流中心的概念

指的是一种支撑物流活动的场所，其需要满足如下基本要求：

开放性服务；物流功能完善且成熟；高水平的信息网络；涉及区域广；少品种、大批量等。

2.1.2物流中心空间布局条件

（1）区位优势突出，交通条件优越。

沈阳市位于辽宁省东端，区位优势突出，发展腹地广阔。

具有铁路交叉、公路交汇、高速纵横、机场通航综合交通条件的枢纽城市。

“十三五”以来，该市范围内的交通条件会得以完善与优化，“三纵两横一环”高速公路网络得以建设;与沿海港口实现深入化合作，促使公、铁、空、海多式联运共同发展。

（2）产业基础雄厚，经济发展较快。

沈阳市设立了大批的工业企业，我国工业经济体所划分的41大行业中该市就涵盖了之中的6个，尤其是在钢铁、煤炭、电力等传统行业上已形成了突出的优势；再加之一系列新兴产业的崛起，诸如现代物流、生物制药，以及新能源等等，这共同决定了沈阳市具备较高的经济指标，为现代物流业的发展提供了良好的大环境。

（3）物流规模被不断扩大，聚集态势已愈加的凸显。

近些年，该市的物流行业得以快速、平稳发展，据有关资料显示，其年货物运输总量超过了2.1亿吨，在物流种类上涉及了包括商贸、钢材、快递等在内的多种不同形态，当前的注册物流公司数百余家。

其中，包括9个4A级以上的物流公司，在该市发展物流产业具有得天独厚的优势条件;马头综合物流中心已被归属于国家公路运输枢纽货运站场布局规划，为当地的支柱型产业。

沈阳中能源国际物流集团、林安智慧商贸物流城等骨干物流企业已发展形成一定的规模。

总体上来看，该市物流业表现出来了规模不断扩大、聚集发展的理想局势，与此同时，也被列为国家二级物流园区布局城市和国家物流标准化试点城市。

2.1.3物流中心作业流程

（1）入库阶段：

①入库申请:

存货人基于仓储服务提出相应的需求，并嗯，该需求传达给仓储企业。

②编制入库作业计划及计划分析:

仓库部门在分析了自身发展与存货人个人情况的基础上，评估存货人的需求以及需要自身提供服务的概率，在恰当合理地评估下，制定未来的发展规划。

③入库准备:

仓库部门以已有的入库作业计划作为依据与标准要求，针对货位、材料、验收、设备等问题进行恰当的安全，为之后的货物入库做好相应的准备工作。

④接运卸货:

有效且快速的由交通运输为进行指定货物的提取。

⑤核查入库凭证:

是货物是否达到入库标准重要凭证。

⑥物品检验:

是审核入库凭证中物实是否一致的程序，主要以验收准备、实物检验两个环节展开。

⑦办理交接手续:

仓储方面在接收到货物之后与送货人的核实过程，向对方通知货物的接受状态。

⑧入库信息处理:

将货物基础信息进行录入，在具体的实施过程中按照登账、立卡、建档的顺序依次进行。

⑨生成提货凭证（仓单）:

按照合同内容或存货人要求，向存货人签发仓单，并在提货过程中起到了凭证的作用。

（2）商品保管保养阶段：

①货位规划：

货位管理中，管理的主体为仓库的货位，管理内容包括进规划、分配、使用以及调整等。

具体而言，这一管理指的是基于物流中心按照相关的标准要求，在分析了各个不同类型货物的具体存放位置的基础上，抛开货品出厂时的相应属性，最终由操作员所形成的通俗意义上的货位编码。

②保管保养：

货物的状态并不是一成不变的，随着时间的增加其也在动态化的变化之中。

而保管保养的主要目的在于基于各类库存物的变化规律，明确其中重点内容，运用与其相适应的管理方式以及技术手段，尽可能地降低外部因素的影响，创设利于其存储的相应环境，以维持或接近其原有形态为目标，针对货物的变化进行管控，以有效地确保其的使用价值。

③盘点检查：

针对仓库中所储存的物资展开数量以及质量方面的检查，我们将这一过程称之为盘点检查。

目的在于获取当前物资的具体数量，以便于实现账、物、卡三者相一致的目标；针对存储时间过长、已超出了保管期限等物质进行种类、数量等方面的盘点，从而得到与库存物资盈亏相关的数据与信息。

（3）商品出库阶段：

①出库准备：

确保货物能够高效率的运送到客户的指定区域，仓库需要与业务管理单位建立起有效的联系，从而为准备工作提供良好的保障。

其中，准备工作包括：

编制物资出库计划、发运计划、所需要的设备与设施等。

②出库凭证：

发货通知书、提货单等均可以作为出库凭证。

在实际的工作过程中，出库凭证需要具备统一的格式，仓库方面必须再有凭证的前提下才可进行出库操作，所有不符合标准的凭证均无法产生凭证的效力。

在仓库获取到真实有效的出库凭证后，相关的负责人需要就其中的相关信息进行核对，但核对无误后依据其备料。

③备料：

依据出库凭证上所涉及的一系列货物信息，找到相应的货位，确保准备货物的规格、批次以及数量均和凭证上的相符，然后按照相关的规则备料即可。

④复核：

备料完成后还需要通过复核才可进行交接。

复核需要满足“二检”、“一核”的要求。

其中，“二检”指的是针对货物的外观质量进行核实，查看技术证件有无缺失；“一核”指的是将准备的货物信息与出库凭证上的进行核对，核对内容包括货物的种类、规格、数量等等。

此外，在实际的复合过程中，可不拘泥于某一种形式，可按照实际的要求进行选择。

⑤交点和清理：

在完成了上一步序之后，按照复核结果进行交点与清理工作，倘若选取自行提货方式，便携带证件到达提货地点进行当面点交，并进行手续的办理。

待这一工作完成之后，便可视作该货物的保管任务也就完成了。

2.2拣选作业相关理论

2.2.1拣选作业概述

（1）拣选作业概述

拣选（OrderPicking），可解释为：

配送中心依据客户所传达的基于货品的相关信息，诸如商品编码、品名等，将与信息相符的货品由仓库拣货区之中拿出，然后运输到指定的场所或区域，与客户进行连接，总之，这一作业是围绕着订单要求所展开的。

拣选作业的任务量占据了整体配送程序的一半以上，其中一系列准备工作、货物的排列与拣取、分类与处理等均属于其中的任务，当然，该包括掺杂在其中的搬运作业等等。

而就一个拣选任务而言，行走为其中最耗时的工作，因而以缩短行走距离为手段，也可以在一定程度上提高拣选作业的效率。

而对比寻找储位、拣取单品二者的消耗时间时发现，二者趋于一致。

（2）拣货作业的目标

上文中已经提到，拣选作业的效率不仅关系着配送中心的工作效率，也在一定程度上决定着成本投入的高低。

因而，在该系统的设计上，需要以实现各项资源优化配置为目标，促使这些资源效率得以最大限度的发挥。

为有效的达成这一目标，实现配送中心工作的高效率，可由如下几个分目标入手:

①尽可能的缩短单个订单拣货时间

②尽可能的缩短订单总拣选时间

③尽可能的减小人员行走距离

④尽可能的提示拣选区域的空间利用率

⑤尽可能地降低拣选设备与人员的空闲率

⑥尽可能的增加单位时间内拣选货品总数量

⑦尽可能地减小订单交货延迟率

⑧尽可能的减轻订单拣选差异率

（3）影响拣选作业效率的因素

事物的发展规律不仅与其内部因素有关，同时也受到了外部环境的影响。

因而，在针对拣选效率的影响因素进行分析时，应当内外部因素进行综合考虑。

本次研究中，针对其的外部因素认为包括：

营销渠道，客户具体需求，厂家补货形式、产品需求、经营实况等；针对其内部因素认为存在：

储位分布、订单分批、拣选方案、订单拣取手段等。

2.2.2储位分配理论

作为整体拣选任务中的基础性组成成分，储存分配所需要实现的功能需求在于：

实现货品的恰当合理化储备安排，从而易于接下来的货物存放以及拣选工作，进而在针对货品状态进行改变时，能够尽可能地缩短移动距离，节省所消耗的时间，确保储存空间能够最大限度地得以利用。

就一般情况而言，我们以固定储位、随机储位、分类分配等为主要的方式进行实际的储备分配工作，而具体选择哪一种方式需要综合多种影响因素而决定。

（1）固定储位分配。

基于货物属性的不同，均制定了专门储位。

此种分配方式，一方面能够便于后期的管理，另一方面能够降低搬运时所消耗的时间。

但同样也存在某些不足之处，主要体现在储存空间在不断的波动状态下，由此可能产生货架利用效率不高或找不到适当货架等问题。

（2）全周转率储位分配。

指的是以周转率作为依据实施具体的分类。

具体而言，针对那些销售状况比较好的热门产品安排在距离出入口相对较近的储位；同理，销售情况不理想的产品就被安排在较远的位置。

（3）随机储位分配。

由于部分储位不固定的特征，以随机的形式进行分配。

此种方式的优势之处在于能够促使储存空间得以较大程度的利用；不足之处在于加大了货物出入库管理难度，在日常的盘点中也会暴露出某些问题。

（4）储位分类分配。

基于类别的不同，产品被放置于与其类别相适应的位置。

一方面方便了后期的库位管理工作，另一方面能够有效的强化拣货效率。

同样的，该方式也存在着某些不足，如：

储位浪费情况较为突出。

分类存储常选用热销度指数（20/80原则）、体积流量指数和COI指数来作为分类指标。

流动快的品项被划分为A类，并按照领流动性的稍慢与最慢一次被划分为B类、C类。

COI指数代表的是特定阶段内存储某一品项消耗的具体空间与货物周转率二者的比值，不仅将货物热销程度作为重点依据，也将货物的占用空间考虑其中，如此辨识的距离，出库口位置较近的储备空间的利用率得以提高。

（5）储位共同分配。

在已经明确了出库单时间的前提下，把不存在性质排斥的产品安放在相同的位置。

尽管管理起来存在一定的难度，但能够有效的缩短搬运距离、改善储备的消耗情况，存在一定的经济适用性。

就具体情况而言，目前以固定储位、周转率储位二者相结合的形式较为常见，针对周转率高的货品被安排在距离出口较近的储位。

除此之外，在探讨分类随机储位特点时发现：

该方式也涉及了随机储位、储位分类二者的特点，基于同种货品存在相对较为固定的存放位置，在分类区域中以随机形式确定储位，不仅沿用了储位分类之中的优势，也可以强化作业效率、使储位空间得以最大限度的利用。

就此方面问题来的，应用到实际中表现出来了两种缺陷：

其一、在选取了详细的分配方式后，并未能够有效提高作业效率；其二、但完成了分配过程后，与最佳的方式存在较大的差距，进而间接的影响到了拣选作业的效率。

2.2.3拣货路径策略

（1）分拣式路径

据有关的调查结果表明，在提升仓库管理效率的过程中，多数情况下会有订单分拣入手进行优化，正是由于后者占据了前者成本投入的65％；此外，有学者提出：

工作人员的行走时间消耗会占到总体的1/2，以缩短人员行走距离的方式，能够有效的提高分拣效率，你可以在一定程度上减小仓库管理的成本投入。

但就实际情况来的，人员具体的行走时间与多方面影响因素相联系，主要与距离相关，因此，恰当合理的针对分拣路径进行规划能够有效的降低时间的消耗。

针对分拣路径进行方案制定时，首先需要就分拣单上货品的拣货顺序进行分析，以启发式以及改善路径的形式来缩短这一距离。

落实在具体的工作中，一般以前者较为常见。

因此应用优化手段而生成的路径与人员的习惯存在较大的差距，不易于实现，也未能够针对道路交通问题进行思考。

（2）穿越式路径

穿越式路径方式的特点在于形式较为简单，落实起来较为容易，也是大部分仓库均在使用的方式之一，特别是针对拣货密度高的任务表现出来了较强的适用性。

倘若选取这一方式，我们可进行如下的过程模拟：

通道一处进人，操作人员随即拣取放置在通道两边货架上的物品，然后又另一处离开。

在再次通过出入口前，操作人员已经走完了涉及拣取位置的全部通道。

因为这一整个路径与“s”形较为接近，因此我们又将其叫做“s”形路径。

倘若被拣品分布的巷道数是2的倍数的话，需要穿越每个存在被拣品的巷道；反之，不包括最后一个，其他的也会通过。

（3）回转路径

在回转路径方式之中，由通道一处进人，操作人员随即拣取放置在通道两边货架上的物品，然后又另一处离开。

在再次通过出入口前，操作人员已经走完了涉及拣取位置的全部通道。

操作人仅需要选择有拣取位置的通道经过即可，其他的可直接跳过。

倘若选取的是返回策略，便需要减小拣货行走距离，此时需