随着全球化经济生长趋势放缓,制造业、生产加工业以及效劳业面临巨大挑战,企业利润不绝压缩,客户要求效劳水平有所提高,生产流程工序重复、多余等问题给企业造成大宗资源浪费
。企业需找到行之有效的要领对生产作业流程进行优化,在效劳水平一定的基础上缩减生产本钱,提高盈利能力
。

流程剖析法对企业作业流程优化提供了有效途径
。文献[1] 将历程控制与生产历程优化相结合,提出生产历程全流程优化控制;文献[2,3,4,5,6,7] 对企业生产、仓储系统、出库系统等进行剖析,基于ECRS原则与5W1H要领对流程进行优化;文献[8] 结合数据挖掘法对流程结构进行改善,对提高组织效率及解决庞大物流系统问题的有效途径进行研究;文献[9] 对货物分派中心进行模拟仿真;文献[10] 对冷链物流配送中心结构不对理问题进行研究
。差别研究领域的学者将Flexsim与所研究领域相结合,对机械、铸造、农业、烟草、汽车生产等领域的相关物流系统划分进行实证研究[11,12,13,14,15,16,17,18] 
。文献[19] 将动态计划法用于物流系统总体框架的建构;文献[20] 将动态计划法与模拟退火算法相结合,应用于半导体车间内部结构优化
。大都研究学者认为流程剖析能够有效找出流程中的问题,并通过ECRS原则与5W1H相结合解决问题,但差别企业治理者运用古板5W1H法剖析类似的仓储作业流程往往会得出差别的结论,并且定性要领受使用者知识水平、经验等因素影响较大
。因此本文引入动态计划算法,将ECRS原则与动态计划相结合,用Flexsim对某物流企业仓储作业系统作业流程建模仿真,对优化要领进行效果验证
。

1 仓储系统仿真与流程程序优化

1.1 Flexsim概况

Flexsim仿真软件能够通过3D模型仿真出逼真的实际系统作业场景,实时进行数据收集与剖析,用于对操作、流程、动态系统计划进行试验、评估,直观、易懂
。

使用Flexsim首先确定研究目的及研究工具,将真实情况中的系统进行剖析,清楚其流程、结构等信息
。然后进入软件界面对整体系统进行结构,运用正确的连接方法对实体进行连接,凭据仓储作颐魅真实流程进行系统参数设置
。运行系统,对输出结果进行筛选、剖析,为系统优化提供依据
。

1.2 流程程序剖析法

在工业工程中,流程程序剖析法是凭据具体作业流程,从起始工序到最终工序,对其中每一个工序进行全面、详细剖析,检查是否保存重复、多余及不对理工序
。在生产历程中,人们通过不绝优化作业流程及减少人、机械、物料等不须要的浪费来提高作业效率,生产治理者主要凭据ECRS原则对流程不绝进行改善优化
。凭据系统运行情况考虑取消不须要的、重复的工序及作业或行动,关于无法取消的工序考虑合并,不可取消与合并的工序考虑调解其顺序使其提高效率,以上均不可行时接纳简化方法,通过更新设备、使流程越发自动化、现代化,使作业现场结构合理,让工人能缩短行动距离,减少完成一件事情所需的基本行动数量[21]32-33
。

ECRS原则相关内容如表1所示
。

表1 ECRS原则的相关内容 

对目的改善适用选择取消原则,对时间、人员配置、所在结构等适用合并与重排,对技术要领的革新则进行一定水平简化[21]33
。

古板流程程序的改善是通过5W1H提问要领,对每个工序进行问题筛选
。此要领在鉴别工序类型上需泯灭大宗时间,并且定性要领主要依靠研究者通过自身知识储备及经验对问题进行剖析,受研究者知识水平、经验能力等因素制约
。差别治理者对相同工序的理解以及问题探寻也保存差别,为减少情况等因素的限制,增加解决要领的科学性及可量化性,接纳动态计划算法替代5W1H提问要领,使问题在量化剖析情况下,得出具有概括性、普适性及不受配景制约的结论
。

1.3 动态计划算法

动态计划的基本思路是将庞大问题简单化处理,将其剖析成一系列或同一类型的子问题,凭据整体最优逆序求出各子阶段最优决策,然后再顺序求解整个问题最优决策
。它能够从全局出发,考虑整体系统最优状态,对作业流程程序进行优化
。

在企业治理中,动态计划法一般用来求解最短路径问题、资源计划问题、生产调理问题等,企业治理历程中会泛起许多离散型问题,好比决策历程中的时间参量是离散的,或者决策历程是离散的,或者时间参量与决策历程同时为离散型,此类问题很是适适用动态计划法解决[22] 
。

动态计划的基本方程为:

式中:fk(sk)为第k阶段的最优值函数;dk为允许决策荟萃;sk为第k阶段的状态变量;uk(sk)为第k阶段状态处于sk时的决策变量;fk+1(sk+1)为第k+1阶段的最优值函数
。

1.4 研究流程

基于ECRS原则和动态计划的仓储系统仿真优化实施办法如下:

1)确定研究工具,如选择某物流中心的仓储作业系统为研究工具;2)凭据选定流程程序绘制流程程序图;3)利用Flexsim对流程进行仿真,找出瓶颈问题及其他问题;4)接纳ECRS原则和动态计划要领针对差别问题设计相应改善计划;5)将改善计划运用于流程进行优化;6)利用Flexsim对优化后的流程进行效果评估;7)在实际生产流程中实施改善计划
。

2 某物流中心仓储作业流程

某物流中心是海内一家中型民营物流企业,面积约为1 000 m2,员工总人数17人,主营业务产品种类较多,包括打扮、鞋、包、化妆品、小型家用电器等,单种商品贮存量差别较大
。为应对不绝增长的仓储需求,提高企业仓储能力,该企业已配置一套现代化仓储作业设备,并将其设置在仓储作业流程中
。但该系统在仓储流程中使用效率不高,经常泛起机械空转的情况,因此,本文以仓储作业系统作为研究工具,针对降低设备闲置率和降低资金占用及生产本钱为目标,对该作业系统进行优化
。

选取库存量较大、收支库较频繁的打扮、化妆品及小型家用电器3种商品作为贮存的主要商品,其仓储系统作业流程主要分入库和出库作业
。

1)入库作业
。3种差别类型货物抵达后,需对货物进行检验,检验及格的货物由叉车搬运到暂存区相应的储位
。

2)出库作业
。接到出库订单后,由拣货员将需出库的货物放入传送带,输送到暂存区期待出库检验,检验及格后出库
。

凭据上述作业流程,用连线将相邻工序进行连接,绘制出的仓储作业流程如表2所示,各工序所需时间及次数如表3所示
。

表2 仓储作业流程

表3 各工序实际所需时间及次数

3 Flexsim仿真建模

3.1 模型设计

由于仿真模型是实际系统的笼统描述,不可完全回复实际系统的真实情况,只能反应实际系统的实质属性
。该仿真模型简化部分作业流程:

1)假设设备均全新投产,一段时间内不会泛起故障及维修;

2)不考虑比例较小的货物类型;

3)不考虑订单等票据交接处理时间及具体交接要领;

4)盘算种种指标时不考虑员工休息时间等
。

凭据表2的具体仓储作业流程设计该系统的仿真流程,如图1所示
。

图1 仓储系统仿真流程示意图 

3.2 参数设置

仿真流程设计完成后,需对加入仿真的每个临时实体设置相应参数
。凭据企颐魅正常生产数据按一定比例进行参数设置,具体如表4所示
。

入库订单设置为托盘,爆发托盘的爆发器设置爆发时间及数量,凭据货仓每日接收订单的时间及数量得出,下午2:00后较集中爆发出库订单,因此设置爆发器属性时,凭据1 d内差别的时段分派端口并设置数量;各临时实体设置完成后依次用相应连接方法连接,最后建立仓储系统的仿真模型如图2所示
。

表4 Flexsim参数设置

图2 优化前Flexsim仿真模型图   

3.3 结果剖析

由于该工序作业周期约为60 s,将图2的模型运行30次,设置每次运行时间为1 000 s,运行后将各临时实体爆发的数据取均值,优化前各主要设备运行情况如表5所示
。

表5 优化前各主要临时实体参数表

由表5可知:

1)进行检验事情的处理器5使用情况较好,处理器7闲置率较高,为70.27%
。担负运输任务的叉车16和18的闲置率划分为89.57%和73.10%
。如果通过表5的数据删除设备闲置率较高的处理器7和叉车16,有可能会使系统陷入局部最优而无法确定整体是否最优的境况
。

2)除爆发器274阻塞以外,该流程中其他工序无阻塞现象,爆发器274阻塞的原因可能是参数设置和流程设计不对理
。在模型中阻塞体现系统提供的效劳满足不了客户需求,生产线每天都处于事情状态,没有多余的生产线满足新的需求,此时有新客户需求时就泛起了阻塞
。

因此需要将仓储流程进行优化,降低设备闲置率,提高资源利用率
。运用动态计划对流程进行阶段划分,不但能直观了解每一阶段设备的运行情况,同时能包管在整体最优的情况下局部同样处于最优状态
。

4 流程程序优化计划设计

4.1 基于ECRS思想的动态计划优化

凭据ECRS原则在整体系统运行最优的情况下考虑取消某种闲置率较高的设备、合并某些工序,以提高设备利用率,使资源获得最大利用
。运用动态计划要领,以某一种货物的运输路径为主体,将提高设备利用率问题转化为优化货物行走路径问题
。

凭据图2,将该仿真流程涉及的动态加工处理部分分为6个阶段,第1阶段为处理器5和127入库检验阶段,第2阶段为叉车16和18搬运阶段,第3阶段为入库阶段,选择闲置率最低的货架258作为货架代表进行运算,第4阶段为操作员35进行拣货阶段,第5阶段为合成器146进行合成阶段,第6阶段为处理器7进行出库检验阶段
。将表5中各主要设备的闲置率带入式(1),划分盘算货物位于各阶段时相应设备的运行情况,即从程序开始运行至货物抵达某一阶段为止时,设备的闲置情况为:

1)第6阶段,即k=6,逆序选择处理器7,由表5可知,处理器7的闲置率为70.27%
。

2)运行至第5阶段,即k=5,货物进入合成器146,则由式(1)盘算第(6+5)阶段设备的闲置率

式中d上标146为选择工具为合成器146
。

将第6阶段的设备的闲置率f6(u6(s6))=70.27%代入式(2),把表5中合成器146的闲置率作为d5146(s5,u5(s5))的函数值代入式(2),盘算得f5(s5)=70.83%,程序运行至第1~4阶段的盘算要领与此相同
。

3)运行至第4阶段,即k=4,进入合成器146后,选择操作员35,盘算第(6+5+4)阶段设备的闲置率

盘算得f4(s4)=134.96%
。

4)运行至第3阶段,即k=3,进入货架选择,选择货架258,盘算第(6+5+4+3)阶段设备的闲置率

盘算得f3(s3)=219.74%
。

5)运行至第2阶段,即k=2,泛起了2个选择,即叉车16和叉车18,盘算第(6+5+4+3+2)阶段设备的闲置率

盘算得f2(s2)=min(309.31%,292.83%)=292.83%
。

6)运行至第1阶段,即k=1,划分选择处理器5和处理器127,盘算第(6+5+4+3+2+1)阶段设备的闲置率

盘算得f1(s1)=min(332.06%,363.10%)=332.06%
。

因此货物在生产流程中的运行路线应为:处理器5→叉车18→货架258→操作员35→合成器146→处理器7
。

以提高整体工序利用率和降低本钱为目标,选择删除闲置率较高的叉车16与处理器127,保存所有爆发器、所有暂存区、入库检验设备的处理器5、运输叉车18、3个货架(由于差别组合的商品需要放在差别的货架上,并且货架没有对货物进行实际的加工,不影响加工设备的运行情况,因此保存全部货架)、合成器146以及出库检验的处理器7
。

通过盘算得出的结果不但能包管系统处于整体最优的情况,同时能够包管系统的正常运行
。

4.2 优化后流程

优化后的流程将货物从暂存区移至检验处与检验合并为货物移至检验处检验,将从叉车上卸货与安排货架上合并为从叉车上卸货后自动放入货架,将待拣货工序删除,优化后的仓储作业流程如表6所示,各工序所需时间及次数如表7所示
。

表6 优化后仓储作业流程  

表7 优化后各工序所需时间及次数

将优化后的流程用Flexsim再次仿真,仿真模型如图3所示
。

图3 优化后Flexsim仿真模型图   

4.3 优化效果评价

从表5盘算得出:优化前各设备平均闲置率为58.53%,平均阻塞率89.42%
。选择保存利用最高的设备,取消重复且利用率较低的设备,修改设备参数设置,使其更切合实际情况
。缩短各设备间的运输距离,合理计划作业空间
。同时可以为拣货员配备现代化拣货设备,减少拣货员不须要的拣货行动
。将图3的模型同样运行30次,每次运行时间设置为1 000 s
。优化后各主要设备的运行情况如表8所示
。

表8 优化后各主要临时实体参数表  

从表8盘算得知,优化后的总体资源平均利用率为39.81%,比优化前提高18.64%,平均阻塞率为17.13%,降低了72.28%
。优化后事情流程获得简化,多个主工序利用率得以提升
。入库检验的设备从2台减少到1台;后处理器5闲置率降低32.68%;出库检验效率提高2.18%;进行搬运作业的叉车效率提高54.14%
。进行拣货作业的操作员效率提高25.77%
。进行订单与货物合成打包的合成器闲置率提高了21.51%,即该设备的利用率降低了21.51%,可能是订货单减少与货物出库量减少导致的,优化后的合成器闲置率提高并不影响整个系统的运行,相反在一定水平上减轻了合成器的事情压力,能够延长机械使用寿命
。

优化前整个工序属于M/M/C(主顾源无限单队多效劳台)排队系统,优化后简化为M/M/1(主顾源无限的单队单效劳台)排队系统,效劳台数量减少,使系统的平均停留时间从优化前的24.10 s上升到28.65 s,凭据企业相关本钱统计资料显示,货物平均停留的时间本钱为4元/s,工人与设备每天事情8 h,一个月事情25 d
。凭据物流成内幕关盘算要领,盘算该程序的运营本钱为总的作业本钱与货物平均停留本钱的总和,优化后的本钱比优化前降低7 401.18元/月
。优化前后企业主要资源配置情况见表9
。

表9 企业主要资源情况表 

5 结语

本文将古板的ECRS原则与5W1H提问相结合的定性优化要领革新为ECRS原则与动态计划算法相结合的定量研究要领,该要领能快速准确识别须要程序与非须要程序,从而选择优化工序,在考虑全局最优的情况下对局部进行优化革新
。同时结合实例运用Flexsim软件建立仓储作业流程模型,对其作业流程中泛起的程序拥堵与资源利用情况进行优化
。优化后的计划提高了整个流程的作业效率,减少了设备闲置率,说明该要领在流程优化中是可行且有效的
。