優化方案下的倉儲出庫效率提升研究

文/ 王志強 李曉東

物流業是我國的基礎性戰略產業，“十九大”報告指出要加快物流產業的升級換代，要不斷縱深發展研究倉儲系統，致力打造智慧物流、智慧倉儲。優化取貨、揀貨、裝車環節可有效提高貨品出庫效率。關于倉儲出庫效率優化，各方進行了廣泛研究。針對目前倉儲效率研究尚存在的問題，本文以A企業為例，提出了一種按訂單歸類優先取貨的方案并利用LOADMASTER 軟件使貨品出庫車載率最大化，最后通過FLEXSIM仿真，通過仿真數據的比較分析，驗證了所提方案的可行性及能有效提高貨品出庫效率。

圖1 出庫流程

一、A企業概況

1. A企業倉儲目前存在的問題

AS/RS系統取貨依訂單順序取貨，出庫區需人工揀選所需裝特定車的貨品，揀選效率慢，隨著訂單數量增加，貨品在出庫區堆積，倉儲成本高，裝車速度慢，配送效率慢，逐漸失去了競爭力。

2. A企業出庫流程分析

A企業按照訂單順序，先進先出的規則取貨，倉管員反復核對出庫貨品信息并確認保護措施完備，無誤即可出庫，有誤則上報管理人員處理和更正，流程如圖1所示。

二、優化前貨品出庫數據統計分析

1. FLEXSIM模型建立

設定傳送帶為1m/s，貨架為10層10列，裝卸車工人卸車（整托）時間為20s，裝車（整托）時間為40s，建立系統仿真模型布局如圖2所示。

2.出庫實體設備元素

FLEXSIM中實體設備及作用，如表1所示。

3.數據統計分析

FLEXSIM仿真統計數據，如表2所示。

根據仿真統計數據分析得出，全部出庫暫存區堆積率高，出現貨品堆積。整體倉儲出入庫作業完成需要15114.87秒。

三、改進方案的實施

1. AS/RS系統取貨規則

改變AS/RS取貨規則，不再按照訂單順序取貨，令AS/RS系統按照配送車輛編號所需裝車貨品進行取貨，即等待中的車輛需要裝哪些貨物，AS/RS系統就會先取這些貨品。

2.基于LOADMASTER的最大化車載率

（1）產品信息

產品A和產品B同一輸送路線，同裝1號車；產品C和產品D同一輸送路線，同裝2號車，該四種產品信息，如表3所示。

（2）最大化車載率

測試各100件產品裝車方案，LOADMASTER中設置好貨品和貨物的信息，根據優化目標自動選擇容器。

測試產品A、B各100件裝載概況及配載結果，如表4、表5所示。

第1輛貨車、第2輛貨車、第3輛貨車中產品A及產品B以立放-水平旋轉方式擺放，產品A以1行1列1層方式進行堆碼，產品B以8行2列2層方式進行堆碼；第4輛貨車產品A及產品B以立放-水平旋轉方式擺放，產品A以9行2列2層方式進行堆碼，產品B以1行2列2層方式進行堆碼；第5輛貨車產品A以立放-水平旋轉方式擺放，以10行2列2層方式進行堆碼；第6輛貨車產品A以立放-水平旋轉方式擺放，以4行2列2層方式進行堆碼。

測試產品C、D各100件裝載概況及配載結果，如表6、表7所示。

圖2 倉儲系統平面布局

表1 出庫實體設備元素及作用

表2 未改進的暫存區數據統計

圖3 優化后倉儲布局

表3 A、B、C、D四種產品信息

表4 產品A和產品B各100件裝載概況

表5 產品A、B各100件裝車的具體配載結果

第1輛貨車、第2輛貨車中產品D以立放-水平旋轉形式擺放，以9行2列2層方式進行堆碼；第3輛火車中產品C和產品D以立放-水平旋轉方式堆碼，產品C以2行2列2層方式進行堆碼，產品D以7行2列2層方式進行堆碼。第4輛貨車、第5輛貨車中產品C以立放-水平旋轉方式進行擺放，堆碼方式為9行2列2層；第6輛貨車中產品C以立放-水平旋轉方式擺放，堆碼方式為5行2列2層。

四、優化后貨品出庫數據統計分析

1.優化后FLEXSIM模型建立

為了體現所提方案取貨規則，并有效簡化倉儲設備數量，更加簡化高效，同時，為了實現堆垛機直接能按照裝車順序取貨的功能，將合成器取代出庫傳送帶，裝車工人改成1名，出庫暫存區改為1個，優化后倉儲布局圖如圖3所示。

2.優化后出庫實體設備元素

采用所提方案后的倉儲實體設備對應元素及作用，如表8所示。

表6 產品C和產品D各100件裝載概況

表7 產品C、D各100件裝貨車2的具體配載結果

表8 優化后倉儲實體設備元素對應表

表9 模型優化前和優化后整體運行時間比較

表10 優化前暫存區1、2、3、4及優化后暫存區1、2的利用率和空閑率比較

3.優化后FLEXSIM仿真數據統計分析

采用依裝車順序取貨的改進方案，主要針對A企業倉儲系統出庫過程中貨物在出庫暫存區存在堆積的問題。因此，在仿真結果數據統計分析中，對模型整體運行時間以及改進方案后的暫存區1和暫存區2的空閑率和堆積率進行統計，優化后模型整體運行時間為13526.41秒。

優化前和優化后模型整體運行時間比較及暫存區利用率、空閑率比較，分別如表9、表10所示。

仿真數據比較分析如下：

（1）倉儲產品出庫時間：對于A企業傳統的裝車方式，由裝車工人按照最大化裝車規則在出庫暫存區揀選貨物并進行裝車優化為AS/RS依裝車順序取貨方法，裝車時既不需要考慮裝車工人的綜合素質，又不需要裝車工人手動揀選貨物，這樣既節省了裝車時間，也解決了貨物在出庫暫存區堆積的問題。根據模型運行結果得出，當產品A、B、C、D各100件整托盤形式出庫并裝車時，產品出庫時間縮短，倉儲效率整體提高。

（2）出庫暫存區：根據未優化的模型和優化后的模型運行數據對此得出模型優化后的出庫暫存區1、出庫暫存區2堆積率降低，堆積問題有效改善。

五、結束語

采用完善的物流信息系統和出庫策略是提高貨品出庫效率的重要方式之一。本文以優化貨品出庫效率為研究方向，提出一種按訂單歸類優先出庫的優化方案，調整堆垛機取貨規則及利用LOADMASTER軟件實現車載率最優化，旨在實現取貨和裝貨有效銜接，最后通過FLEXSIM仿真驗證了模型及優化方案的可行性，為物流企業提供有限的技術手段和優化方案。