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基于Arena的仓储物流系统仿真优化研究

来源：本站 | 宣布日期：2023-02-21

1 引言

随着企业竞争的加剧和物流技术的生长，物流成为决定汽车制造企业生产效率的要害因素，物流的本钱和效率开始受到企业越来越多的关注。仓储物流系统作为整个物流系统的重要环节，直接影响着企业物流网运作的通畅性[1]。因此，汽车制造企业越来越重视仓储物流系统的建设，尤其是建设前期对计划计划的评价和优化，以减少仓储物流系统建成后爆发的浪费，提高企业物流与生产效率。

仓储物流系统是一个庞大的离散事件系统，受许多随机因素的影响，古板的解析法很难对其进行准确的剖析[2]。而系统仿真要领是一种非解析法，该要领通过实际调研获得的数据仿真建模，能够较为准确、直观地描述离散事件系统，并充分反应系统的动态性。同时，系统仿真要领的模型更接近实际，便当对系统进行剖析[3]。目前仿真领域有许多仿真软件，Arena由于其善于解决随机问题、剖析与纪录功效强大、柔性化、简单化、可视性强的特点，被广泛应用于生产品流领域[4]。

本研究以某汽车制造企业为配景，运用 Arena仿真软件对该企业试制车间的仓储物流系统设计进行仿真模拟，找到该车间仓储物流系统未来可能泛起的运作问题和瓶颈，提出革新建议，指导车间仓储物流系统的实际建设。

2 研究配景

2.1 货仓概况

某汽车制造企业为更有效地研发产品，计划建立一个车间，该车间拥有两个货仓：外包货仓和车间内仓。外包货仓存储着 1/5 的物料，而车间内仓存储着 4/5 的物料，并且车间内仓的物料需要在外包货仓内中转暂存。车间内仓共三层，并拥有一个Dock。内仓计划面积为每层 2000 平方米，Dock 计划面积为 250 平方米。内仓除了具有存储物料的功效，还卖力物料的组盘，因此，内仓主要包括货架区、物料暂放区、设备停放区和组盘区。Dock 连结着车间内仓和外包货仓的一切物流运动，包括卡车泊位、物料暂放区和空托盘/铁箱接纳区三个区域，供外仓发来的物料在此卸货、暂存，然后发往车间内仓或车间工位，空托盘/铁箱也在此暂存接纳。

2.2 仓储物流计划

该试制车间物流作业主要包括四类：内仓物料入库、内仓物料出库、外仓物料进入车间以及空托盘/铁箱的接纳。首先，卡车将物料运至车间 Dock，Dock 铲车将物料从卡车上卸下，在外包货仓存储并配送至内仓的物料由拖车/人工直接运至车间工位；在车间内仓存储的物料由铲车运至 Dock 物料暂放区存储，然后再由铲车运至车间内仓。其次，内仓存储物料出库时生成物料需求清单。然后凭据物料需求清单取货，一楼、三楼内仓的物料为大中件，由铲车和料架车取货；二楼内仓的物料为小件，由人工和小推车取货。取完货后，依次组盘、待发，由拖车运至工位。最后，空托盘和空铁箱先统一运回一楼内仓物料暂放区，再由 Dock 铲车运至空托盘/铁箱接纳区，最终由卡车运回外包货仓。

3 仓储物流系统仿真与优化

3.1 仿真主要内容

该试制车间仓储物流系统由于涉及多种差别的物流作业�？�，并在运作历程中涉及到多种运输资源，导致其物流系统具有极高的庞大性和不确定性。本研究仿真的主要内容如下：

(1)评估车间种种物流资源的利用率。

该试制车间包括多种形式的物流资源，对物流资源的合理计划是权衡一个物流系统是否优良的重要标准。通过仿真，剖析种种资源在差别生产情况下的利用率，实现物流资源的最佳配置。

(2)寻找仓储物流系统的瓶颈环节。

仓储物流系统与生产系统密切相关，而货仓各物流作业之间也相互制约，因此，仓储物流系统的瓶颈环节将直接影响车间的运作效率。通过仿真中的动画演示以及仿真后的数据剖析，寻找瓶颈环节。

3.2 仿真设计

由于该试制车间拥有一个十分庞大和庞大的仓储物流系统，因此，仿真设计时接纳自顶向下的建模思想。凭据计划计划，首先，将整个仓储物流系统划分为三大�？椋篋ock 作业�？椤⒖馇饕的？楹统导渥饕的？�。其中，Dock 作业�？榘ㄎ锪系慕邮蘸妥�，库区作业�？榘ㄎ锪系娜肟夂统隹�，车间作业�？榘ㄋ土侠�。因此，为了实现每个�？榈墓π�，每个大的作业�？橛直换治舾筛鲂∽饕的？�，获得整个仿真模型架构见图 1。

4 仿真输出及优化

模型运行完成后，导出运行结果，仿真输出统计为各物流资源的利用率。各物流资源的利用率需要在一个合理的规模内，才华包管物流系统的有效运行，并不凌驾其事情负荷�？悸堑轿锪显莘徘约翱胀信�/铁箱接纳区需要留出一定的通道供铲车操作，而运输资源需要一定的维修和休息时间，因此，各物流资源利用率在 60%-75%较为正常[5,6]。事情负荷较小时，保存资源浪费的现象；当利用率大于75%时，说明该物流资源事情负荷较大，是一个瓶颈资源，物流系统在此处会泛起阻塞的现象。

通过对瓶颈物流资源数量的优化，以及影响物流资源利用率的相关物流作业的优化，极大地改善了物流资源的利用率，优化前后几种物流资源利用率的变革见表1�？梢钥闯�，物流资源利用率获得了显著的改善。

总的来说，优化后，各物流资源平均利用率获得显著改善。优化后的计划，不但缓解了物料抵达岑岭的压力，并且减少了资源浪费。

5 结语

仓储物流系统是整个物流系统的要害环节，关于提高企业物流效率有着重要的实际意义。本研究以某汽车制造企业为配景，以某试制车间的仓储物流系统为工具，进行仿真建模，找出了仓储物流系统中保存的问题，并对优化计划进行了仿真，提高了企业的仓储物流运作效率，降低了物流运作本钱。

  

表1 优化前后物流资源利用率变革  



表1 优化前后物流资源利用率变革

图1 仿真模型架构

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