基于精益物流的工位制倉儲配送仿真研究＊

嚴健翔，王 宇，王 靖

（大連交通大學交通運輸工程學院，遼寧 大連 116028）

近年來，制造企業很難通過降低勞動成本、改進生產工藝來增強企業競爭力，隨著制造業與物流業的融合不斷加深，越來越多的制造企業開始將生產物流作為企業新的利潤點。其中，生產物料配送作為連接倉儲和生產唯一橋梁，在整個生產物流中發揮著承上啟下的作用，直接影響企業的生產效率與成本[1]；通過精益物流的思想建立智能的物流中心[2]，實現生產物料至工位的及時準確配送，有利于企業實現降低倉儲成本，提高生產效率的目標。本文運用Anylogic 仿真平臺，建立中車大連機車車輛有限公司城鐵分公司物流中心從生產物料入庫、倉儲、處理生產訂單、分揀到配送至指定生產工位的物流系統的仿真模型并運行，以系統中的資源利用率以及出庫時間為評價標準進行分析，研究工位制倉儲配送對生產物流的影響。

1 城鐵庫物流中心基本情況

1.1 物流中心介紹

旅順新廠區城鐵庫隸屬物流中心，庫房占地面積9 200 m2，主要負責新廠區城鐵車輛生產用料的倉儲和配送。作為城鐵車輛生產用料的倉儲及配送中心，其實際運行是以精益思想為指導思想，將現代化信息技術作為有效手段，充分利用工業物流MES 系統與SAP系統的無縫對接，推進倉儲和配送信息協同，達到實物流、信息流與價值流高效同步，采用大數據、云計算、多級條碼、無線掃描等新一代信息化技術，實現信息系統的一體化運行和配送全程的信息化管控。

1.2 物流中心配送模式

現階段物流中心的配送模式有以下2 種。

二級配送。二級配送主要是根據生產單位的計劃向物流中心提出申請，由物流中心將生產物料配送至生產單位材料室，再根據生產單位的生產節拍與配送的BOM，直接與末端物流結合，做到點對點配送。

一級配送。一級配送是取消生產單位材料室，以物流中心庫房為倉儲和配送中心，生產物料按工位存儲，根據生產單位的生產計劃和生產物料需求，實現工位制節拍化從庫房到生產工位的點對點一級配送[3]。在一級配送模式下，由物流中心對生產物料進行倉儲和配送工作。之前需要在生產單位進行的工作現在由物流中心來承擔。這樣實現了生產物料運輸次數的減少，使生產單位能夠節約尋找生產物料的時間，從而可以進一步壓縮生產節拍，實現生產效率的提高。雖然一級配送模式可以實現提高生產效率的目的，但是一級配送模式的高效運轉必須要企業各個部門通力合作，信息及時共享才可以實現。配送流程如圖1 所示。

圖1 2 種配送模式流程圖

2 物流中心仿真設計

2.1 物流中心仿真模型邏輯模型的構建

物流中心的配送流程主要由供貨、入庫、倉儲、分揀、出庫配送等環節構成。建立物流中心的仿真邏輯模型過程即定義物流中心中的各項要素、各類事件的邏輯關系[4]。公司物流中心由以下部分構成：待檢區、暫存區、貨架、齊套配送區。根據配送流程，生產物料通過各種物流器具在各環節進行入庫、倉儲以及配送作業。根據以上說明并結合物流中心的配送現狀建立物流中心的仿真邏輯模型，具體邏輯模型如圖2、3 所示。

圖2 二級配送邏輯模型

2.2 物流中心仿真模型物理模型的構建

結合物流中心的實際情況對模型作出以下合理化假設：①處理器模擬復雜的操作，時間參數按照實際操作時間設置。②倉庫的生產物料由生成器生成，模擬生產物料入庫步驟。③將生產物料以箱為單位進行假設，對生產物料在各個環節的作業進行分解步驟，實現生產物料的運輸。④由于本文主要物流中心的配送流程，次品對配送的影響較小，因此不考慮生產物料在質檢過程中不合格的情況。⑤生產物料的運輸主要有人工分揀或操作物流器具為主，因此假設物流器具不會發生故障，人力資源總能滿足配送要求。⑥為便于仿真模擬，假設物流中心實行8 h 不間斷工作制。

按照物流中心的實際布局以及合理性假設建立仿真模型，如圖4、5 所示。

圖3 一級配送邏輯模型

圖4 二級配送物理模型

圖5 一級配送物理模型

3 仿真輸出設計及結果分析

物流中心為8 h 工作制，是典型的終止形仿真，因此要確定終止型仿真模擬的系統初始狀以及仿真運行終止事件。

3.1 確定初始狀態

本文中物流中心的仿真模型均按照實際調查的情況進行初始設置：生產物料在第0 時刻到達，將生產物料分為九大類，初始庫存量為貨架最大容量的30%；隨機挑選3 種生產物料作為一個生產訂單經一系列流程隨機配送至某一個工位。

3.2 確定結束狀態

本物流中心仿真模型設置運行長度為16 h。在實驗設計器里設置運行時間為57 600 s。

3.3 運行仿真模型并分析輸出結果

運行仿真模型并輸出相關數據如下：一級配送模式的平均貨架利用率為40.16%，工人及裝卸設備的平均利用率為28.82%，平均出庫時間為170.09 s；二級配送模式的平均貨架利用率為59.4%，工人及裝卸設備的平均利用率為27.53%，平均出庫時間為197.01 s。具體數據如圖6—圖8 所示。

圖6 工人及裝卸設備利用率

圖8 平均出庫時間

圖7 貨架利用率

在處理相同的隨機訂單的過程中，相較于二級配送，一級配送更加符合精益物流的思想，能夠在工人及裝卸設備利用率相同的情況下，降低庫存節約倉儲成本，靈活應對隨機生產訂單的各種要求，減少約16%的出庫時間，高效地完成生產物料配送任務。

4 結論

本文以出庫時間與設備利用率為評判標準，使用Anylogic 仿真平臺對中車大連機車車輛有限公司城鐵分公司物流中心進行建模仿真，可以直觀地表現出工位制倉儲配送的運行狀態，并且可以輸出模型中的各個環節的運轉、資源利用率等關鍵數據。為公司物流中心進一步優化提供依據，對企業建設基于精益思想的生產物流系統有一定的指導作用。