基于Anylogic的倉儲物流系統仿真優化

(華北電力大學 北京 102206)

電子商務的快速發展對現代倉儲物流帶來更多的要求。科學的倉儲物流管理能夠實現一個倉庫甚至跨倉庫的精細化管理，從而動態地控制倉儲流程，實現倉庫作業效率最大化。但我國目前倉儲管理水平較低，存在倉庫布局不合理，管理水平較低等問題。大多學者都是從倉儲管理策略或數學建模的方法優化倉儲物流系統，進行嚴謹的邏輯推理后獲得最優解。顯然，從宏觀和數學的角度并不能直觀的展示和分析倉儲物流系統。

為了進一步的研究，引入Anylogic軟件對倉儲物流系統建立仿真模型。與數學方法相比，仿真模型更加直觀地展示倉儲作業的運作流程，便于企業對倉儲物流系統進行分析和優化。

一、基于Anylogic的仿真模型

(一)軟件介紹

AnyLogic是一款基于面向仿真對象的軟件。人們可以運用AnyLogic 系統軟件，通過模型的交互性結構以及層次結構對系統進行整體仿真，而且可以進行系統分析和驗證，來獲得較為優質的結果。對于倉儲物流這種同時具有離散加工和流程加工特性的運行環境，AnyLogic是較合適的軟件之一。

(二)仿真模型構建

入庫運作流程：首先，貨物到達后操作員記錄貨物信息，系統為貨品分配貨位。然后把貨物進行簡單處理后放傳送帶上。最后用叉車將貨物送到貨架存儲。

文中相關的仿真數據設置：貨物到達速率為30個/分鐘，服從poisson(30,new Random())分布，暫存區最大容量500，傳送帶長度10米，傳送速度為米/秒。

Source：到達貨物量為6000。貨物到達速率為泊松分布，期望和方差均為30，時間為分鐘。根據實際情況，把到達的貨物分為兩類：紅色大件與黃色小件。模型中用概率來控制數量，大件概率為25%，小件概率為75%。

Queue：暫存區按照先進先出的規則排隊揀貨，容量為500。

Selectoutput：大件分配給操作臺1與傳送帶1處理和輸送，小件分配給操作臺2、3、4及傳送帶2、3、4處理和輸送。

Service：每個操作臺分配一個操作員。操作臺隊列容量為50，延遲時間為uniform_discr(3,5)，時間單位為秒。

Conveyor：傳送帶長度為10米，速度為1米每秒。傳送帶1處理大件貨物，寬度為2米，其他傳送帶寬度為1米。

Seize：叉車資源。隊列容量為100。

Rackstore：貨架為6層，每層10米，高60米。

二、仿真運行分析

仿真結果：6000件貨物的處理時間為24433秒，即6.7個小時。

隨著仿真時間的推進，利用率不斷增大。當達到一定的時間長度時，利用率指標在某一確定值小幅度波動。叉車利用率為99%，顯然叉車一直處于高負荷狀態。操作臺4利用率較高，此節點的設備和人員處于較為忙碌的狀態。其他操作臺利用率較低，說明操作臺2、3、4的閑置較多，員工工作時閑時忙。后期優化的時候應該注意調整其相應的延遲時間，使得處理時間和資源到達速率相匹配，達到工作量均衡的狀態。

兩個貨架利用率達到了90%以上，說明配置的貨架可以滿足倉庫6000件貨物的需求。操作臺4和傳送帶4工作較繁忙，工作量較大，利用率較高。

從仿真結果中可以看出，隨著時間的推移，暫存區容量滿了，傳送帶也逐漸出現了擁堵。在運行過程中，暫存區的容量隨著仿真時間的推進呈上升趨勢，且系統運行到最后已經超過其最大容量了，可以判定系統在這里出現了擁堵。此處為系統瓶頸所在，必須再擴大暫存區的容量。在后面的仿真運行中，要對資源的產生速率和處理時間進一步協調，實現產出和加工的協同運作。

三、仿真結果改進

通過分析入庫作業流程的過程和結果可知，倉儲系統在暫存區發生擁堵，操作臺設備利用率也不高。這就是系統運行過程中要優化的主要問題。其中，人員及設備的利用率是評價倉儲物流系統的關鍵因素，因此本文重點對其進行優化。運行中關注操作人員工作效率、操作臺和叉車利用率。實現設備和人員的配置的最優，降低倉儲成本。

綜上所述，倉儲作業系統的優化目標是通過擴大暫存區的容量和提高倉儲設備利用率來實現倉儲作業系統的合理運行，進而達到系統的最優狀態。

優化后的新模型運行時間單位為分鐘，增加暫存區容量總共到達6000件貨物，處理時間為668.68分鐘，平均每分鐘處理9件貨物。在暫存區容量增加后，貨物可以順暢地進入倉庫。優化操作臺以后，設備和人員利用率提高。平均處于80%以上的水平，時閑時忙的狀態減少。貨架1存放了2988件，貨架2存放了3012件，貨架得到充分利用。由此可見，經過優化后，入庫作業基本得到有效運行。

圖1 優化后仿真結果

四、結論

本文對入庫作業流程進行分析，用Anylogic對倉儲物流作業系統仿真研究。在仿真基礎上制定了系統優化方案，對仿真中遇到的“瓶頸”進行改進，重新設置系統參數并得到較好的優化，整個系統運行較為暢通。試驗證明，用Anylogic軟件進行倉儲物流優化具有可行性。