基于Anylogic的某林果倉儲中心運作流程優化研究

程玉龍，盧 泉，黃梅萌萌

1.廣西科技師范學院經濟與管理學院，廣西來賓 546199

2.塔里木大學經濟與管理學院，新疆阿拉爾 843300

林果業是新疆地區最具特色的產業，是農民增收致富的重要經濟來源，為當地經濟健康高質量發展、鞏固脫貧攻堅成果作出了突出貢獻。截止到2020 年，新疆地區的蘋果、香梨等果品產量已突破850 萬t，比去年增收36.4 萬t，商品果率提升到85%。目前林果業已成為提升農民收入的支柱產業，據統計，2020 年新疆果農人均林果純收入已達到6 000 元[1]。“十三五”期間，新疆通過設置護林員、草原管護員等公益性崗位，累計選聘49 332 人上崗就業，幫助9.87 萬貧困人口實現穩定脫貧，而林果業帶動40.99 萬建檔立卡貧困戶脫貧致富[1]。目前，林果業已成為全疆覆蓋區域最廣、受惠人口最多、最具發展前景的生態產業和農民脫貧增收的支柱產業。

據調查，80%以上的新疆果品銷往疆外[2]，新疆林果產品日益受到內地消費者的喜愛。但新疆遠離內地消費市場，冷鏈物流發展滯后，果品腐損率高，倉儲保鮮技術亟需提升，如何優化林果產品倉儲運作流程，促進林果產業鏈優化升級，對于助力當地農業增效、農村發展、農民致富，實現鄉村振興具有重大意義。

仿真模型適用于復雜的動態系統，具有無風險、系統性強、運行直觀等優點。目前多數學者將Flexsim、Vensim、Witness 等仿真工具應用到果蔬加工中心[3]、冷鏈物流配送中心[4]、農產品供應鏈[5]、生產物流[6,7]等領域。與其他仿真工具相比，Anylogic 是一款應用廣泛的建模仿真軟件工具。在物流[8]、交通[9]、行人疏散[10,11]、應急管理[12]等領域已經得到了廣泛的應用。本文運用AnyLogic 軟件對某林果倉儲中心的作業流程進行建模仿真，以工作人員的利用率、林果周轉量、入庫隊長為仿真目標進行優化改進。從而節約了林果產品的周轉時間，提高了工作人員的工作效率，為新疆果品的保鮮保質、流通效率提供了有益借鑒。

1 林果產品的倉儲作業流程

果品保鮮是林果業做優做強的一個重要環節，合理的儲存保鮮，不僅能降低新鮮果品因腐爛變質而造成的損失，還能實現產品的增值。因此，對林果產品的保鮮倉儲流程進行優化研究，使新鮮果品能及時的入庫、分級、預冷、出庫等環節，提升林果產品的保鮮倉儲能力，助力新疆林果迅速走向內地市場，有效助推林果產業提質增效、農民增收致富。一般來說，林果產品的倉儲作業流程為：接受訂單、入庫、儲存、流通加工、分揀及理貨、出庫等。

1.1 入庫作業

入庫作業一般包括兩個環節：接運、驗收，具體工作有卸貨、清點、拆包、檢驗、分類、入庫等。入庫前要做好入庫的準備工作，包括庫房的殺菌消毒、降溫預冷、入庫的時機、接貨人員、裝卸搬運設備的準備等工作。首先要保證質量，按比例抽樣檢驗，把傷果、病果、畸形果、過大過小果剔除掉，做好果品的分類分級。其次要把握好入庫量，每間倉庫每天的入庫量最好不要超過10%，庫內堆碼要科學合理，并按規定設置好垛距、墻距及頂距。然后要做好預冷工作，一般要求在無預冷條件下，3～5 d 內達到果品適宜儲存的溫度。最后要建立賬、卡、檔案，填好垛牌，標注好林果的品種、等級、數量、產地、入庫日期等。

1.2 流通加工作業

流通加工作業主要對已入庫的的林果類產品進行一定的流通加工和處理，包括清洗、分揀、分級、裝箱等工作。例如對果品的清洗、去皮，目的是為了清洗表面的農藥殘留，為后期的包裝加工做一些準備。對林果產品進行合理的流通加工，不僅能夠提高產品的儲存性能，而且還較好地節約了成本和時間。

1.3 儲存保管作業

林果產品的儲存條件較為嚴格，需要針對不同林果品種的儲存要求做好倉庫的溫濕度管控。例如對于大多數蘋果而言，儲存的最適宜溫度為-1℃～0℃，最適宜濕度為85%～90%，若不在此范圍內，則倉儲保鮮性能大幅度降低。另外，還要采取通風、密封、吸潮、降溫等措施，遵循“先進先出”的原則，每日盤點，分類存放，定期檢測果品溫濕度、水分以及蟲害發生情況，防止果品過期或損壞。

1.4 分揀理貨作業

分揀理貨作業主要是工作人員進行分揀和配貨等作業，根據客戶訂單信息對林果產品進行一定的加工處理，比如：拆零或裝箱處理，然后進行檢查、搬運、包裝、稱重、貼標簽等作業。此外，還要定期盤點，合理安排訂貨及補貨需求。

1.5 出庫作業

出庫作業包括發貨前準備和配裝發貨。需要特別注意的是，切忌將林果產品直接出庫，否則將會因果品溫度低于外界溫度而造成果品腐壞，因此果品的出庫一般需要經過升溫處理。在進行升溫處理時，切忌升溫過快，以每2～3 h升溫1℃為佳，通常果品的出庫溫度比庫外低3～5℃最為合適。同時為了保證林果產品的配送質量與速度，還要注意車輛的合理配載、路徑優化等問題。

1.6 回收處理作業

回收處理作業主要包括林果產品的退貨處理、回庫處理以及損傷處理。當給客戶配送的林果產品與客戶的需求不符時，或者因為一些質量問題或運輸途中包裝破損等客戶要求將產品退回時，倉儲中心將進行退換作業。

2 林果倉儲中心Anylogic建模

以烏魯木齊市某林果倉儲中心的標準流程進行模型構建，倉儲中心的作業流程為：入庫、流通加工、儲存保管、分揀理貨、出庫、回收。每個業務環節都配備了相應的工作人員和設備資源。

2.1 仿真模型的假定條件

要對現實的倉儲中心的各個物流環節進行模擬，需要在一定的假設條件下將倉儲中心進行模擬化和抽象化，因此，需要假定以下條件：

林果產品采購的批次是固定的，采購的時間間隔服從泊松分布，到貨量服從均勻分布，每次到貨40～60 份。

林果產品經處理后，直接出庫的比例占60%，其余林果產品按其性質臨時存放在三個保鮮庫中，占比分別為10%、10%、10%，同時還有少部分林果（5%）需要存放在冷凍庫中，存儲時間均服從均勻分布。

每份林果產品在各個作業處理的時間是不同的，但均服從均勻分布。假定入庫作業占用的時間為40～60 s，流通加工作業的時間為70～90 s，分揀理貨作業的時間為35～55 s，出庫作業的時間為50～100 s。在出庫完成后，有10%的產品需要回收處理，重新進入入庫流程。

根據以上的假定條件，我們可以進行下一步的工作，將倉儲中心進行仿真模擬。

2.2 確定仿真目標

在滿足仿真目標的前提下，還需要對模型進行適當簡化，以減少工作量，仿真目標如下：

（1）入庫作業隊長；

（2）林果產品的周轉率；

（3）各作業人員的利用率；

（4）周轉時間。

2.3 對模型元素的定義

在進行倉儲中心的模型構建時，需要用到多種不同的元素來完成目標。如表1 所示。

表1 建模元素定義

2.4 Anylogic模型構建

根據以上信息，對倉儲中心進行建模仿真。首先打開Aylogic“面板”中的“流程建模庫”，依次將“模塊”下的“Source”、“Queue”、“Service”等元素拖入到工作區，然后對元素按照作業流程進行連接。在所有元素連接完成之后，拖入4 個“ResourcePool”，用來描述各作業所雇傭的員工，即通過資源池來調動員工。之后再拖入“分析”中“圖表”下的“條形圖”、“直方圖”，用來統計入庫隊長、各作業員工利用率及周轉時間。最后對各元素屬性進行設置，構建的模型效果如圖1 所示：

圖1 倉儲中心模型圖

3 仿真結果分析

模型默認的時間為秒，模擬倉儲中心1 個工作日的作業狀況，每個工作日按8 min 計算，故將仿真結束時間設定為28 800 時間單位（8 h×60 min×60 s=28 800）。

3.1 各作業員工利用率分析

模型運行后，得到各作業員工利用率，見圖2。從Anylogic 仿真的結果顯示，入庫作業、流通加工作業、分揀理貨作業和出庫作業的員工利用率分別是81%、91%、52%、79%，表明入庫作業、流通加工作業、出庫作業的員工利用效率較高，而分揀理貨作業的員工利用率較低。各作業區的員工利用率不均衡，這樣會導致員工忙閑不均，影響員工工作的積極性。這里要求員工的利用率不低于60%。

圖2 員工利用率

3.2 入庫隊長

入庫隊長用來表示其后作業流程的阻塞程度，見圖3。由圖3 可知，入庫作業前的排列隊長為29.39，表明其后作業流程有一定的阻塞。

圖3 入庫隊長

3.3 周轉時間

周轉時間在這里是指從產品到達，經排隊入庫、流通加工、分揀理貨直至離開系統所消耗的時間。它也是衡量倉儲作業運作效率的一個指標，見圖4。

圖4 周轉時間

3.4 周轉率

仿真模擬結果如圖5 所示，可以得知各傳送帶的運輸周轉率均達到90%以上，各個傳送帶的利用率較高。

圖5 模擬結果

由圖5 可知，林果產品系統的輸入和輸出量分別為1671、1359，則林果產品的周轉率為81%（1359/1671）。

從以上的分析可以得知，仿真模型并未達到理想效果，各作業區的員工利用率不均衡，入庫隊長較高，作業流程有一定的阻塞。

4 優化改進

根據實際情況，可從以下幾個方面進行優化改進：

調整員工人數，將入庫區員工人數由5 人縮減至2 人，分揀理貨員工由5 人調至4 人，出庫員工由5 人調至3 人，流通加工作業人數保持不變。

通過培訓等方式強化員工技能，縮短其處理單件產品的時間。在不改變工作區域其他元素的屬性下，將入庫作業、流通加工作業、分揀理貨作業及出庫作業的處理時間分別調整為uniform_discr(20,30)、uniform_discr(60,80)、uniform_discr(30,40)、uniform_discr(40,70)。

對調整后的仿真模型再次運行，運行結束后的入庫隊長及產品周轉時間見圖6，可以看出，與原方案相比，入庫隊長從29.39 降到10.83，周轉時間也從3283.09 縮減至2842.14。說明整個倉儲系統的運作流程更為順暢。

圖6 調整后的隊長及周轉時間

而調整后的各作業員工的利用率見圖7 所示。

從圖7 可以看出，調整后各作業員工利用率均達到60%以上，且各作業員工利用率更為均衡。

圖7 調整后的員工利用率

調整后的系統輸入輸出量分別為1585、1416，周轉率為89%，與原方案相比也有所提高，這也從側面證明優化后的倉儲系統作業流程更為順暢。

5 總結

本文通過Anylogic 對某倉儲中心的作業流程進行模擬仿真，在給定的假設條件下，以入庫隊長、周轉時間、各作業員工利用率為仿真目標進行優化，然后通過調整各作業員工人數、技能培訓縮短處理時間等方面進行優化改進。結果表明，優化后的入庫隊長、周轉時間與原方案相比分別減少了63%、13%，周轉率也有所提升，周轉速度加快。各作業員工利用率均達到了60%以上，也更為均衡。加快林果產品倉儲中心的周轉速度，有利于提升林果產品的保鮮效果，推動新疆林果業的提質增效。