设计基于Flexsim的Q电商仓库运行效率仿真优化研究.docx

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设计基于Flexsim的Q电商仓库运行效率仿真优化研究

摘要

近些年来，各地的电商物流公司为了实现进一步的效益增长，采取了十分积极的态度对内部的环境建设和人员管理机制进行改进和技术的革新，与此同时也扩充外部的客户资源，优化业务流程。

为了在市场竞争，国内电子商务公司必须积极使用先进的生产技术和机器。

物流公司的分类系统包括储存、分类和分配系统，仓储物流系统是整个分配中心的重要组成部分。

为了优化仓储物流中心的分拣系统，需要进行具体的步骤研究，分类系统的设备配置和参数。

这是整个物流行业瓶颈的关键，也是优化存储中心分类系统设计与研究的直接原因。

首先，本设计对国内外研究背景、重要性、现状及主要研究领域进行了详细的探讨，本设计总结了模拟和优化的仓储物流中心业务分拣系统的主要思路和方法，并对相关的存储中心理论和Flexsim模拟方案进行了详细的探讨。

如何运用研究在仓储物流中心方案中提供理论和方法方面的支持，其次，通过进行实际的专业实践，与一线管理者对企业面临的管理问题和等级评价制度运营中出现瓶颈的具体原因进行了深入研究，在Flexsim仿真实验中对Q电商公司仓储物流中心的运行效率问题进行优化，最后，通过建立仿真优化模型解决了所分析出的瓶颈，所提出的优化方案的效率研究很大程度上比原模型有所提高。

在当前的设计中进行数据变化的适当的比较分析，通过优化Q电商公司仓储物流系统，并对比以前和后优化模拟模型可以表明：

Q电商公司的仓储中心的分拣系统作业能力难题被妥善地解决了，通过使用自动化机械设备，对打包台等机械设备进行技术改造减少加工时间；通过增加上游的工作量为下游工作做减法，使更多的订单被分拣，从而整体上提高了该公司的仓储运行效率。

关键词：

仓储物流；分拣系统；仓储中心；FLEXSIM软件

Abstract

Inrecentyears,inordertoachievefurtherbenefitgrowth,e-commercelogisticscompaniesaroundtheworldhavetakenaverypositiveattitudetoimprovetheinternalenvironmentalconstructionandpersonnelmanagementmechanismandtechnologicalinnovation,whilealsoexpandingexternalcustomerresourcesandoptimizingbusinessprocesses.Inordertocompeteinthemarket,domestice-commercecompaniesmustactivelyuseadvancedproductiontechnologyandmachines.Theclassificationsystemoflogisticscompanyincludesstorage,classificationanddistributionsystem.Thestoragelogisticssystemisanimportantpartofthewholedistributioncenter.Inordertooptimizethesortingsystemofthewarehouselogisticscenter,itisnecessarytostudythespecificsteps,equipmentconfigurationandparametersoftheclassificationsystem.Thisisthekeytothebottleneckofthewholelogisticsindustry,andalsothedirectreasontooptimizethedesignandresearchofstoragecenterclassificationsystem.

Firstofall,thisdesignmakesadetaileddiscussionontheresearchbackground,importance,currentsituationandmainresearchfieldsathomeandabroad.Thisdesignsummarizesthemainthinkingandmethodsofthesimulationandoptimizationofthelogisticsstoragecenterbusinessclassificationsystem,andmakesadetaileddiscussionontherelatedstoragecentertheoryandFlexsimsimulationscheme.Howtousetheresearchtoprovidetheoreticalandmethodologicalsupportinthewarehousinglogisticscenterscheme.Secondly,throughthepracticalprofessionalpractice,themanagementproblemsfacedbytheenterpriseandthespecificreasonsforthebottleneckintheoperationoftheratingevaluationsystemaredeeplystudiedwiththefront-linemanagers.IntheFlexsimsimulationexperiment,theoperationefficiencyofthewarehousinglogisticscenterofQe-commercecompanyisstudiedOptimization.

Inthecurrentdesign,theappropriatecomparativeanalysisofdatachangesiscarriedout.ByoptimizingthewarehousingandlogisticssystemofQe-commercecompany,andcomparingthepreviousandpostoptimizationsimulationmodels,itcanbeshownthattheproblemofsortingsystemcapacityofthewarehousingcenterofQe-commercecompanyhasbeenproperlysolved,throughtheuseofautomaticmachineryandequipment,andthetechnologyofbeatingtableandothermechanicalequipmentThetransformationreducestheprocessingtime;byincreasingtheupstreamworkloadtoreducethedownstreamwork,moreordersaresorted,soastoimprovethestorageoperationefficiencyofthecompanyasawhole.

Keywords:

warehousinglogistics;sortingsystem;warehousingcenter;Flexsimsoftware

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.1.1研究背景

随着我国经济的快速增长和物流行业的快速发展，物流行业对我国国内生产总值的影响越来越大，其发展在国内外越来越受到关注。

电子商务物流系统发展也很快，物流也成为中国经济的重要组成部分，是决定一个国家现代化和一体化程度的因素，仓储已从一个物资分拣中心转变为物流系统的一个重要节点。

仓库管理是产品生产管理的一个重要组成部分，并在整个物流系统发挥协调作用。

电子商务物流是对订单要求作出迅速反应的关键，拣选是其所有业务流程的一个非常重要和关键的部分，因此，拣选效率影响到整个物流仓储中心的业务效率。

需要分析和优化业务流程的效率。

在介绍仓储系统和物流系统仿真的基础上，结合Flexsim物流仿真软件，以Q电子商务仓储物流中心的例子，以三维模拟方式模拟仓库系统的操作过程，直观的模拟结果通过输出找到系统的瓶颈进行优化，验证优化方案的合理性，并制定出对仓库运行效率优化的研究方法。

1.1.2研究意义

仓储物流系统是复杂的离散事件系统，很难用传统的方法进行研究和分析。

研究成果有限，对物流仓储系统进行分析研究对节约仓储费用，提高仓储管理水平，提高仓储运营效率非常重要，本设计首先对仓储功能和物流管理、介绍仓储设备中的作用，以及仓储系统的运行过程，为后续的优化打下了基础，其次，分析了物流系统的模拟，尤其是离散事件系统的模拟布局和基本流程，分析了Flexsim详细介绍了软件的介绍和应用基本流程。

介绍了其功能、特点、构成要素和模型，其次，以Q电子商务物流仓库中心为中心，利用最新物流模拟软件Flexsim对该仓库的运行过程进行模拟分析，设计仓库的具体操作流程，设计仓库作业的概念模型，设计仓库作业流程构建了一个系统模拟模型，设置和仿真了模型的主要参数，最后分析了三维模型模拟结果，找到系统的瓶颈，构建了系统优化目标和方法，模拟新模式多次执行，对该业务流程的效率进行分析和优化。

本设计所研究的工作对仓储系统作业的运行优化有一定的参考依据和理论支持。

1.2研究内容与目的

本设计主要以Q电商公司的物流仓储中心为主要研究对象，通过运用Flexsim仿真软件为Q电商公司分析现存的运行情况并得出适合的优化方案。

本设计的主要内容是：

首先，本设计在第一章所叙述的选题背景、意义、以及查询的国内外的研究现状，掌握该如何进行物流仓储中心出入库作业系统的仿真及优化的主要思路和方法。

随后运用了第二章关于仓储、物流仿真和仓储作业等理论以及第四章关于Flexsim仿真软件等技术，为后期的优化提供理论和方法上的支持。

本设计的第三章通过对Q电商公司的物流仓储中心所进行的系统数据、现状分析和问题研究等相关论述,找出Q电商公司的物流仓储中心的运行系统所存在的主要问题,从而确定本设计优化的目标。

接着在第四章中继续针对Q电商公司仓储中心的实际问题,利用接触到的Flexsim仿真软件等方法对Q电商公司的配送中心的打包台加工处理时间、机械设备数量管理、拣货路径和分拣作业的实际能力进行一定的分析并优化,最终可以给出优化方案,为Q电商公司物流配送中心的当前问题提供解决方法并支持后期的运营。

最后在第五章进行总结,总结出在本次设计中的不足之处并对未来的展望。

本设计的重点主要是在对Q电商公司物流配送中心的运行系统上进行一个基础的分析定位,运用配送中心相关的物流相关理论和方法,将Q电商公司原有的仓储中心的现状进行详细地分析并通过使用Flexsim软件对该公司的分拣系统进行仿真建模,找出分拣系统运行时的问题并且进行问题的改进,最终解决Q电商公司的物流仓储中心所存在的实际问题并提供出优化方案。

1.3国内外发展现状

1.3.1国内发展现状

由于当今社会上的物流系统随着技术的发展和生活水平的提高变得越加的复杂并且其子系统之间的内部关联性变得越来越强,国内外的大多数设计人员都利用仿真技术来研究并解决物流系统的问题。

目前基于模拟技术的研究性优化问题有物流配送中心的机械设备数量和货物通过能力的关系、物流配送中心的运输能力、物流仓库的库存能力等。

目前研究者常用的仿真软件有：

Flexsim、WITNESS、AutoMod、EXTEND等。

物流配送中心的分拣系统可以优化的地方主要是:

设备和人员配置的优化、分拣路径的优化、仓储布局的优化。

本设计的研究范围主要包括仓储物流运营、仓储运行效率和系统仿真优化三个方面的内容，针对上述研究内容和范围，相关学科的国内外学者对这些领域进行了系统的研究，取得了丰富的研究成果并得出了重要的结论，为未来的研究者提供思路和方法。

哈尔滨工业大学王建以企业生产的铝合金枢纽产品的仓储物流为研究对象，首先阐述了仓储物流的概念和功能，国内外仓储物流的发展现状和仓储物流的研究现状，之后以WFMG公司的成品仓库物流为研究对象，对WFMG系统分析了公司的成品仓库仓储物流流程和仓储的位置配置、运输渠道和信息技术手段，深入调查研究，优化选址、路径和流程，提高整体效率。

【1】

北京物资学院的许迪为了解决图书仓库的问题，提出了基于智能存储系统的图书仓库优化方案，并将以机器人为基础的“人对人”选择模式改为传统的“人对人”选择模式。

【2】

李新东，程国全以某公司对冷链储存地区的调查在一个月内提供了冷冻肉类等商品物流数据，并根据三个控制要素提出了最优化的预备方案。

这三种控制因素：

仓库的处理、操作过程和产品的分配，对库存的分析是系统设计理论，利用业务流程再设计理论和EIIT-ABC分析法，最后对某公司冷链存储问题提出会议优化建议，这种建议可以作为冷链企业发展的借鉴，在一定程度上对冷链物流行业发展有着不可或缺的意义。

【3】

温州大学的厉剑波、何涛、杨志强为了满足存储系统的社会发展需求，设计模型和作业流程，优化存储系统，结合RFID技术和传统存储企业的问题。

【4】

李强利，杨茂盛在介绍仓储物流操作系统仿真的基础上，以武汉市某仓库为例，采用Flexsim物流仿真软件，应用三维模拟方法模拟存储系统的功能，检测系统中的瓶颈，提出适当的解决方案，并通过输出对结果进行检查。

【5】

随着人们对仓储系统及其系统仿真优化的研究日益加深，各种物流仿真软件也应运而生，借此物流仿真研究也得到了快速的发展。

在众多物流仿真软件中，其中Flexsim软件是一个比较新颖并且操作简易的软件，它应用于各种物流系统仿真设计与研究。

东南大学的王勇,毛海军,刘静根据交通部的入库和出库调查以及基于经验分布参数的离散现象系统建模，开发了用于研究排队现象的系统仿真模型，操作员和叉车。

使用建立的模型进行优化分析。

【6】

陈伊菲,刘军采用Flexsim仿真软件对食品企业存储系统进行仿真、建模、分析和优化，提高了食品企业存储系统的效率。

【7】

王宏,符卓,左武以Flexsim软件开发了光缆生产策略推迟前后的生产模型，对两种模型的生产数据进行了对比分析，指出纤维原材料的股指过去和现在都发生了变化。

在等待期和执行率方面，企业可以根据执行率和等待订单对未来订单的重要性，对于未来的KN企业，企业可以在任何与订单执行速度和等待时间有关的不确定因素上投入不同的资源。

【8】

陈龙玉,谭跃生以Q制药公司为例，这项研究的重点是备件储存系统，对其储存状况的研究导致根据自动立体化平台制定了一个备件储存方案。

他们利用Flexsim模拟软件进行了模拟和模拟，该软件证明是可行的。

【9】

山东科技大学的徐林华结合FLEXSIM物流仿真软件，利用三维模拟法对仓储作业系统的过程进行了模拟，以便通过输出视觉模拟结果来探测和优化系统瓶颈。

【10】

陈月婷,何芳利用Flexsim模拟软件模拟其储存操作系统，分析模拟结果，找出影响到物流仓储中心储存操作系统的瓶颈问题，分析其存在的可能原因，优化其某些配置和参数，重新建立物流仓储中心业务系统模拟模型，优化方案模拟模型，执行和输出模拟结果，比较分析优化前和后模拟的结果，检验程序的合法性。

【11】

秦进,倪玲霖,史峰,邓连波就配送中心主功能区域面积分配优化模型及算法，目的是通过提高出入库业务的效率，提高整个系统的业务效率，并在此基础上对模型进行抽象和简化。

制作了一个配送中心仿真过程Flexsim模拟模型，验证了该模型，并介绍了参数配置和优化方法。

【12】

肖建,郑力在优化Flexsim公司的仓储和分销服务方面，主要目标是提高客户的满意度，其次是降低生产率。

提出了三种选择办法，即不断优化模型。

储存和分配系统已得到改进，供该公司其他部门参考。

【13】

徐辉在《中国物流》期刊重点研究是中国制造企业生产物流发展，对中国制造业的改进以及现有业务流程中的再补给、分类和分配程序提出了分析方法，提出了改进建议，并用Flexsim软件模拟了这些软件。

下文分析模拟结果，以便在不同条件下找到最佳解决办法。

【14】

通过上述国内相关学者的研究，可以得出普遍思路是通过实地调查研究，分析物流企业所存在的瓶颈，并通过Flexsim软件进行仿真建模研究，对上游的业务流程进行技术改造或者减少增加加工时间，增加操作人员等流动实体的方法来提高下游的工作效率，这对后续学科研究有着非同小可的影响。

1.3.2国外发展现状

随着我国社会经济水平的提高，现代科技的飞速发展，对仿真软件的发展也是一个最佳时期，但是由于每个国家的物流发展水平是不同的，有的国家研究的很前沿，有的国家则对此研究很不透彻，因此各国改善其物流系统的方法也是各种各样的。

相对来说,国外的研究人员或学者对物流研究的时间更长,换句话说就是已经形成了一个比较完整的物流体系。

目前的物流系统主要研究和优化的侧重点主要是集中在整个的供应链或者物流链的管理和控制。

随着研究时间的增长,研究人员更是较多地将重点放在关注物流系统的仿真建模与数据分析。

大多数是针对物流仓储配送中心来进行研究，因此通过专业实践可以得知物流配送中心的分拣系统主要优化的地方在于：

操作人员和机械设备、路径优化、物流仓储布局。

MohamedAl-Salem等也采用FlexSim仿真软件对冷链物流分配中心设备的配置和配置进行了研究，通过仿真入库和出库的情况来分析发现瓶颈，并通过优化设计改进了冷链设备的使用和材料的轮调。

【15】

BoYan在《AS/RSSimulationandOptimizationBasedonFlexsim》一文中介绍了一个利用Flexsim仿真软件对AS/RS系统模型进行分析研究，其研究的重点是运输机和压缩机的使用以及如何减少重要连接的空闲时间，为解决瓶颈问题提出了两种不同的办法，以便最大限度地提高系统的业务效率。

【16】

GuiliangZhou、LinaMao在一文《DesignandStorageLocationOptimizationModuleinAS/RSBasedonFLEXSIM》中强调了AS/RS系统中优化位置的重要性，设计了一个优化位置分配的数学模型，并通过Flexsim软件对模型进行了验证，该软件为企业优化提供了技术支持。

【17】

JavierSoto等通过使用Flexsim和3DSMAX技术对公路运输站进行模拟，以便通过优化设计，确定不同技术级别的站与支助设施的设备数量和建筑面积之间的关系。

【18】

第二章相关理论概述

2.1仓储及仓储系统概述

2.1.1仓储基本概述

随着中国特色社会主义市场经济的蓬勃发展，中国的仓储行业也得到了迅速成长，发展模式得到了推进和改善，仓储是国家经济体系中不可或缺的因素，也是不可缺少的社会经济力量。

中国的仓储行业在中华人民共和国成立之前有着悠久的历史，在小规模上发展，从数量和规模上来看，满足了这个国家的经济发展需求，但与国外的仓储业相比，服务质量和效率方面存在着严重的缺陷。

为什么仓储业发展这么快？

首先，要从它的本质来说也就是说从它的定义说起，经过查找相关理论资料，得知“贮存”指的是将货物转移到仓库，并将相关材料、设施和设备放入辅助仓库，并与储存的材料一起保管，开发储存材料并发展，劳动生产率：

储存是指货物流动的重要组成部分，也是下游活动的重要支柱。

仓储中心是提高物流系统效率的关键因素。

物流内部业务复杂多样，货物到达仓储中心后，通过交付、接收、储存、储存等业务与所有流程密切相关，如日常作业、储存、接收、包装检查等，库存不足可能导致交货和交货延迟，部分大型仓库可能会导致交货和交货延迟。

使用完全自动化的设备，影响客户的需求感受，提高仓储货物进出效率。

2.1.2仓储的功能

现代仓储是指仓储公司积极管理和控制库存。

这种公司在流通方面提供增值服务。

如信息处理、包装、分发和分析等。

仓储的基本功能包括：

表2-1仓储基本功能表

功能一

调节商品的时间需求，进而消除对商品的价值波动。

功能二

可以降低运输成本，提高运输效率。

功能三

商品在消费地的储存可以更好达到客户满意度。

功能四

可以更好满足消费者的个性消费的需求（如二次包装）。

2.1.3仓储的特点

本设计所论述的仓储是一个自动化的立体仓库，其特点需要从各种角度进行分析，包括货物进出口、进出口的好处和仓库管理。

（1）进出仓库的过程，自动三维仓库中进出仓库的过程与传统进出仓库的过程不同。

它使用分层存储方法来实现商品的多层放置。

同时，它可以通过控制计算机系统来实现早期控制。

放入仓库的货物应尽早从仓库中取出，并严格遵循存储顺序。

（2）出入库的效益，传统的仓库管理，无论是在出入库过程中，还是在货物库存中，都是通过人工来完成的，而人工的工作在功率和时间上都有一定的弱点，特别是在货物的高峰期，人工操作不仅耗费大量时间，而且管理效率低下，而且与传统的货物管理不同，自动立体仓库使用计算机系统控制货物，大大提高了进出口产品的效率和浪费。

采用自动化装货和卸货设备可节省进入仓库的时间，提高进入的效率，减少人力资源的浪费。

（3）储存空间的使用和管理，主要是通过传统的资产管理进行的，公司超重行李增加了行李和密度，影响到人的行为和持续的心理影响。

自动机器的主要用途是装卸，提高货架的高度可以提高储存空间的效率。

此外，还可以提高储存空间的效率。

另外，在传统的仓库管理技术下，需要依靠大量的人力来管理仓库，这会消耗企业的人力和实践，而自动化仓库则使用计算机系统进行管理。

仓库货物，这可以通过计算机系统实现。

仓库进出货物的管理和核算，库存货物的数量等大大节省了时间。

通过对仓储特点的相关理论论述，可以总结出仓储有三个特点，首先是控制整个出入库的流程，其次是影响出入库的效益，最后是对货物进行储存使用和管理。

2.1.4仓储的作用

物流仓储在整个仓储系统中发挥着举足轻重作用，降低运输成本，提高仓库的效率，定制产品，向客户订货，并进行了需求调整，它还可以支持企业的销售服务。

具体作用参考表2-2

表2-2仓储作用表

序号

作用

仓储在物流系统中的作用

作用一：

降低仓储的运输成本，进而提高仓储运输的效率。

从供应物流方面来讲，可以进行整车运输，大大提高了运输的效率，从销售物流方面来讲，可以进行拼箱装运，小批量的把物资送到客户手里，

作用二：

进行产品整合。

现如今物流商品，种类繁多，颜色不同，大小形状不一，这时仓储就发挥了重要的作用，可以根据订单的需求，进行产品的整合，整车运到工厂也是很经济的。

作用三：

调节供应和需求。

由于生产和消费之间或多或少存在时间或空间上的差异,仓储可以提高产品的时间效用,调整均衡生产和集中消费,或均衡消费和集中生产在时间上的矛盾。

作用四：

支持企业的销售服务。

对于企业的成品仓库而言，仓库要合理地靠近客户，