煙草物流中心的設計與仿真

代思婕

[摘 要]在煙草行業逐漸失去國家政策優勢支持的現代社會，西安市煙草公司原有的物流中心已經不能滿足盈利的要求，需要建立新的物流中心。文章首先對西安市煙草物流中心的入庫區、倉儲區、分揀區以及出庫區等主要區域進行了設計，并利用Flexsim軟件在普通狀態和峰值狀態兩種情況下進行仿真，通過最終的驗證結果，文章設計的煙草物流中心完全滿足設計需求，該設計方法也具有廣泛的應用價值。

[關鍵詞]煙草物流；物流中心；仿真

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.24.111

一直以來，煙草行業在我國都由中國煙草總公司壟斷經營，但是隨著經濟全球化的發展，現代人開始逐漸追求健康的生活方式，國內反煙行動發起頻繁；另外，煙草行業長期一直處于平穩發展狀態，沒有意識到競爭和市場營銷的重要性，發展遇到了重重阻礙。在這種壓力之下，我國煙草行業想要進一步得到利潤，就需要從物流入手，企業的成本會因為使用了專業化的物流服務而減少，反之，服務水平和收益則會大幅度提高。我國目前大部分的物流中心信息化程度不高，并且仍然采用人工揀選的方法，對物流中心的重新設計不但可以擴大工作范圍，增加收益降低運作成本，同時還可以提高物流中心的設備自動化程度，為今后進一步的規劃和發展奠定了基礎，從而提高了對行業競爭環境的適應能力。

本文對已不能滿足需求的西安市煙草物流公司原有的物流中心進行了全新的設計，新的物流中心采取了現代化的措施，對運作流程進行徹底的改善，保證了以后的良性發展，同時，本文提出的設計方法也具有廣泛的應用和實踐意義，也可以為其他行業物流中心的設計提供參考。

1 國內外研究現狀

張孟威、張紅梅[1]通過對中外物流尤其是煙草物流趨勢的研究，指出了現代企業應從物流增值服務點切入，從而提高服務水平；楊兆文[2]分析了一些物流配送企業的現狀，總結出大部分物流配送企業目前還存在的缺陷以及不足，比如單一的配送模式等，提出了借鑒國外先進經驗技術，使以后的發展更具有集團性、規模性的建議；王海燕，孫濤[3]使用了Flexsim，通過研究冷鏈物流中心的仿真模型以及對仿真結果的歸納整理，指出了在冷鏈物流中心的運作過程中分揀作業是一個瓶頸，自動化設備在一定程度上能提高分揀效率，值得借鑒；侯凌燕，尹軍琪[4]對物流中心的評價體系進行了研究，指出評價的重點應該放在成本與效率兩個最核心方面，結合運營、系統、設備等其他方面，對物流中心進行綜合分析；David Cipres[5]在研究物流中心時指出，要更好地解決供應鏈中的問題需要綜合考慮任務的復雜性、可變性以及與其他操作之間的關系；David William Steffey[6]對原有的存儲區進行了魚骨式的新型布局，并與傳統的網格布局方式相比，這一新型的布局方式減少了工作時間并提供了更高的存儲密度。

2 西安市煙草物流中心設計

西安全市配送的卷煙全部在本部中心統一分揀配送，物流中心預計年銷量45萬大箱，年工作251天，每日有效工作8小時，西安煙草省產煙約占63%，相鄰省產煙占總量5.56%，遠距省煙占總量的31.45%，根據《卷煙物流配送中心設計手冊》[7]庫存需求能力為：

Q={A×10+B×15+C×30}×k（1）

其中，Q：總倉儲量；A：省產煙日平均銷量；B：相鄰省產煙日均銷量；C：遠距省產煙日均銷量；k：峰值系數，規定為1.3；計算出45萬大箱銷售量的庫存需求能力為34952大箱，每個貨位存放6大箱標準煙計算，貨位至少需要5825個；由標準尺寸可知，每個托盤可存放30件，6大箱卷煙。

設計入庫區時，平均每日入庫量為1793箱，峰值系數1.3，峰值入庫量為2331箱，伸縮皮帶機的運輸速度按0.3米/秒計算，單位時間內伸縮皮帶機的工作效率為20箱，可知一臺伸縮皮帶機每天可卸貨物量為900箱，需要3臺伸縮皮帶機。一天的入庫量為299個托盤，每個托盤占地面積約1.25m2。考慮到托盤擺放時并不是無間隙擺放的，入庫暫存區面積設置為540m2。電動叉車提升高度為3000mm，一個托盤高度為150mm，一個托盤位可堆放20層托盤，一天入庫299個托盤，需要托盤位150個，空托盤暫存區200m2。

設計儲存區時，卷煙行業標準托盤尺寸長1250mm寬1000mm，貨架長1350mm寬1100mm。堆垛機尺寸托盤尺寸決定，為1270mm，所以巷道寬約1500mm，一組貨架尺寸為3700mm；倉儲區寬度為24m，理論上的貨架組數6.4組，但是在實際工作時兩側需留有安全區域，因此取貨架組數為5，共10排貨架。一個堆垛單元的高度為1860mm，堆垛機叉車進入貨格操作所需要的距離為230mm，因此一個貨格高度為2090mm；倉儲區的高度為22.6m，貨架底部需要留出750mm的操作距離，頂部需要留出600mm的安全距離，所以貨架存儲部分總高度為21250mm，貨架層數為10層。設計目標是5825個托盤貨位，為了方便計算和留有一定空余，貨架列數為60列，貨架長度為81000mm；貨架前后需留出堆垛機走出貨架兩端的必要距離7.5m，故總長為88.5m，滿足倉儲區面積要求。

對分揀區進行設計，一大箱卷煙為250條條煙，日分揀量為448207條，分揀設備配置的計算公式：

N=Mi×δ/C（2）

C=Cn×η×T（3）

其中，N：分揀線數量；Mi：需該類設備分揀的煙草每日銷量；δ：銷量波動系數，為1.2；C：單套設備日分揀能力；Cn：設備單位時間公稱能力；η：分揀設備的綜合利用系數，為0.8；T：日有效作業時間。單套半自動分揀設備的日分揀能力為8000條/日；半自動分揀設備的數量為6.7，取整數7條。分揀區旁設有出庫暫存區，采用貨籠車作為集裝單元，一輛貨籠車可以放4大箱卷煙，所以一天需要貨籠車448臺，發貨暫存區面積為1500m2，即可滿足需求。endprint

3 Flexsim仿真驗證

為了檢驗所設計物流中心運行是否暢通以及對該系統進行評價，利用Flexsim對上文設計的物流中心仿真。仿真過程只關注貨物數量，對種類和產地不進行區分，假設貨物到達無破損不缺貨，不考慮機器維修，工作人員與機器的工作狀態均為連續工作，機器的運作過程都由仿真時間來代替，仿真時間為8小時。

入庫區用發生器模擬貨物到達，處理器模擬伸縮皮帶機，操作時間為20s，操作員模擬人員搬運，貨物到達服從均勻分布，普通狀態和峰值狀態到達時間間隔分別為10s、8s，入庫發生器設置為滿足每日進貨量后停止發送，普通狀態進貨量1793箱，峰值2331箱。倉儲區的模型由貨架以及堆垛機組成，貨架共10層60列，列寬1350mm層高2090mm，一個貨格存儲一個托盤。

分揀區是仿真重點，處理器模擬分揀過程，時間為72s，添加操作員以及空托盤暫存區，分揀后將貨物與托盤分離。七條分揀傳送帶的運作是最重要的部分，第一條傳送帶將貨物發向兩個方向，稱為二級傳送帶，兩段二級傳送帶分別包含三四條三級分揀傳送帶。第一條分揀傳送帶需要對所有的貨物進行分類，對進入的貨物用setlabelnum按順序賦值，得到的標簽值除以7取余，用setitemtype函數將進入分揀傳送帶的貨物按不同的余數從1至7定義，首先將貨物分成7類；從一級分揀傳送帶向二級傳送帶傳送時，前三個貨物用getitemtype獲得實體類型值，依照實體類型值依次發送至第一條二級分揀線，后四個貨物使用if函數判斷實體類型值，大于3則發送至第二條二級傳送帶；發送至第二條二級傳送帶的四個貨物，第一個貨物發送至第四條分揀線，后三個貨物發送至后三條分揀傳送帶，分揀完成后加入合成器模擬包裝過程。

出庫區只要能滿足每日入庫量完全被分揀出庫即可，用吸收器模擬貨物離開，普通狀態、峰值狀態出庫實體數量要求分別為448、557個。較遠距離的貨物用叉車向暫存區運輸，距離較近的貨物由操作員用貨籠車推到發貨暫存區，同時利用網絡節點給叉車和操作員規定行走路線，建立仿真模型如下圖所示。

為了全面模擬該物流中心的運作情況，本文選擇對仿真模型進行兩次模擬，分別在普通狀態和峰值狀態進行模擬，兩次參數分別設置，仿真結果如下表所示。

伸縮皮帶機和半自動分揀機都是由處理器進行模擬的，工作效率較高但又留有發展空間，基本滿足運作要求；堆垛機的工作效率與存儲區的設計和工作方式有關，堆垛機負責批量完成貨物的進出貨架，不可避免地需要等待以及空載，屬于正常狀態；叉車的工作效率較高，狀態良好；操作員的工作效率也滿足工人正常工作的需求；吸收器所一首的數量完全滿足該中心每日的貨物輸出，說明該中心的設計無論在普通狀態還是峰值狀態均滿足要求。

4 結 論

本文在分析煙草行業背景以及物流中心的發展和研究現狀之后，根據西安市煙草物流中心最新需求對該中心進行了重新設計，并利用Flexsim對設計結果進行了仿真，良好的仿真結果證實了該設計方法的正確性，為其他物流中心的設計提供了參考。

參考文獻：

[1] 張孟威，張紅梅.基于煙草物流增值服務的工業企業客戶滿意度評價體系研究[A].中國企業運籌學第十屆學術年會論文集，2015（10）.

[2] 楊兆文.淺析西安物流配送中心存在的問題及對策[J].品牌研究，2015（11）：213-217.

[3] 王海燕，孫濤.食品冷鏈物流配送中心作業流程仿真與優化[J].物流技術，2016（35）：92-97.

[4] 侯凌燕，尹軍琪.物流中心設計評價指標分析[J].物流技術，2015（34）：51-53.

[5] David Cipres，Dr.Carlos Millan，Hybrid Method for Task Schedulling in a Distribution Center[J].Proceedings of the Winter Simulation Conference Article No.314，2012.

[6] David William Steffey，Layout Design Analysis for The Storage Area in a Distribution Center[D].University of Louisville，2009.

[7] YC/T 335—2010，卷煙物流配送中心設計規范[S].北京：中國標準出版社，2010.endprint