物流系统建模与仿真课程设计报告.doc

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1、目录目录81 引言91.1物流仓储流程101.2 物流仓储在经济建设中的作用102 系统建模必要性113 建模步骤123.1 模型背景123.2 建模思路及实施123.2.1思路123.2.2问题一123.2.3问题二20体会234 附录24附录 参考文献241 引言仓库是保管、存储物品的建筑物和场所的总称，在物流系统中是企业储存原料、半成品、产成品的场所。传统的仓库管理经常将大批量的货物在仓库中存放较长时间，而现代物流仓库作业更强调货物的动态进出，尽量少的货物在仓库中存放尽可能少的时间。仓库作为物流结点在企业的整个供应链中起着至关重要的作用，如果不能保证正确的进货和库存控制及发货，将会导致管

2、理费用的增加，服务质量难以得到保证，从而影响企业的竞争力。仓库物流的重点应放在库存管理的延伸上，不仅要关注仓库设施内部的一切功能如收货、存放、补货、存储以及周期盘点，更应该在提高库存物资的准确性的同时，提升产品的实时透明度、提高对客户的服务水平。传统的仓库物流管理，由于只局限于执行仓库内部的活动，普遍存在着系统设计不合理、信息传递不及时、数据收集方式落后等问题，仓库管理的效率难以提高。现代物流下的仓库管理，不仅是静态的存储设施，更需要使用仓库的实时数据更好地响应供应链需求，以消除网络内部的过量库存，提高网络内部的库存透明度和流动速度。在企业物流系统中，仓储贯穿于整个物流过程的始终。企业物流目标

3、是使物流各环节的运作、衔接畅通无阻，以保证企业物流高效率地进行，减少无效物流和冗余物流，做到按需运送、零库存、短在途和无缝隙的传送，降低流通成本，提高库存水平。仓储的关键是零库存。以下图片为仓储整个流程,以及我们所标注的重点研究部分.1.1物流仓储流程一、入库流程以成品库的入库流程为例，外购的成品或自己企业生产的成品，首先由申请人填写入库申请单，入库申请单主要由以下几项：申请入库单位、入库时间、入库货位号、产品的品种、质量、数量（件数、重量）、金额、检验员鉴字、申请人鉴字、成品库库房主管鉴字等组成。二、出库流程货物出库的方式主要有三种；客户自提，委托发货，公司送货。第一种：客户自提，是客户自已

4、派人或派车来公司的库房来提货。第二种：委托发货，自己去提货有困难的客户而言，他们会委托我们公司去找第三方物流公司提供送货服务，第三种：是仓储企业派自己的货车，给客户送货的一种出库方式。一论采用哪种出货的方式，都要填写出库单，出库单主要有以下项目：发货单位、发货时间、出库品种、出库数量、金额、出库方式选择、运算结算方式、提货人鉴字、成品库主管鉴字。1.2 物流仓储在经济建设中的作用1现代仓储是保证社会再生产顺利进行的必要条件2是国家满足急需特需的保障国家储备是一种有目的社会储存，主要用于应付自然灾害、战争等人力不可抗拒的突发事变对物资的急需特需，否则就难以保证国家的安全和社会的稳定。储存是平衡市

5、场供求关系、稳定物价的重要条件。流通储存可在供过于求时吸纳商品，增加储存，供不应求时吐放商品，以有效地调节供求关系，缓解矛盾。这样既可保证生产的稳定性，又可防止物价的大起大落，避免生产供应的恶性循环。 3.仓储是物资供销管理工作的重要组成部分仓储活动直接影响到物资管理工作的质量，也直接关系到物资从实物形态上一直到确定分配供销的经济关系的实现。 4现代仓储是保持物资原有使用价值的重要手段目前,仓储管理的内涵随着其在社会经济领域中的作用不断扩大而变化。仓储管理,即库管.是指对仓库及其库存物品的管理，仓储系统是企业物流系统中不可缺少的子系统。物流系统的整体目标是以最低成本提供令客户满意的服务，而仓储

6、系统在其中发挥着重要作用。仓储活动能够促进企业提高客户服务水平，增强企业的竞争能力。现代仓储管理已从静态管理向动态管理了生了根本性的变化，对仓储管理的基础工作也提出了更高的要求。产品在仓储中的组合、妥善配载和流通包装、成组等活动就是为了提高装卸效率，充分利用运输工具，从而降低运输成本的支出。合理和准确的仓储活动会减少商品的换装、流动，减少作业次数，采取机械化和自动化的仓储作业，都有利于降低仓储作业成本。优良的仓储管理，能对商品实施有效的保管和养护，并进行准确的数量控制，从而大大减少仓储的风险。2 系统建模必要性 物流仓储系统是典型的现代机械与电子技术相结合的系统，由具有一定智能的物流设备和计算

7、机管理与控制系统组成。随着国内企业规模越来越大，拟建设的物流仓储系统变得越来越复杂，其内部关联性越来越强。企业在面临物流工程项目投资新建或原有系统技术改造时，由于缺乏准确丰富的信息数据和必要的物流仿真系统决策支持，造成项目建设投入的盲目性和资金流失。为了避免在物流仓储系统优化构建上浪费大量的人力、物力和时间，物流仿真是必然的选择。 系统仿真是系统分析的有效工具，它以建模理论、计算方法、评估理论为理论基础；以计算机技术、网络技术、图形图像技术、多媒体技术、软件工程、信息处理、自动控制及系统工程等相关技术为支撑。通常，根据研究系统的特点，系统仿真分为离散事件系统仿真和连续系统仿真。通过系统仿真方法

8、，可以在较短的时间内以较低的成本模拟得到系统运行的结果。在物流领域中常见的仿真研究有物流过程的仿真研究、物流管理的仿真研究、物流成本的仿真研究等。为了对这些系统进行分析和评价，最终达到优化系统的目的，可以考虑通过仿真技术对系统进行模拟，并依据模拟结果制定相应决策。本次课程设计的课题为物流仓储系统建模与仿真，故使用建模快捷方便和显示能力强的Fle*sim仿真软件。3 建模步骤3.1 模型背景本案例以北京*公司的牛奶仓库为实例，该仓库系统目前已经配置了一些设备，但是现在公司遇到了两个方面的问题：仓库在现有资源配置下无法估计其最大处理能力，公司考虑在明年扩大产能，仓库的入库量将较现在大幅度增加，因此

9、用怎样的方法来对入库量增加过后的仓库系统进行优化也是现在急需考虑的问题。3.2 建模思路及实施发生器 车辆到达0.5h 每次车辆到达货量（托盘）1000（10）暂存区1最大容量4800暂存区2最大容量3200处理器处理纯牛奶速度(/200s)100处理非纯牛奶(/200s)100叉车每次装载量（托盘）1最大速度（M/S）2货架列数34/30列宽1.15层数4层高1.5宽度1每相邻货架间宽度0.5通道宽度3.5 表一3.2.1思路由题意分析得，该仓库配送过来的牛奶配送时间是均匀的，每半小时一次，每次送货纯牛奶为600箱子（6托盘）、非纯牛奶为400箱子（4托盘）。一天配送时间为4小时。3.2.2

10、问题一问题一： 测算现有配置下的，最大处理能力（求在不堆积的情况下，设备最高利用率的处理能力，仓储能力） 1、设置参数由于题目没有给出相应的数据，左表的数据是由我们查资料得到后结合实际情 况给出的：2、 最初仿真模型图。（共得出9种情况并给出相应数据分析）（参数条件：由此模型 根据题意，进行参数设置（见表一）。） 3.初步建模后得到如下情况：（1） 无堆积 实验最初模型得到的是没有堆积但是利用率很低的模型，并且没有达到这个仓库运营的最大值。（2） （纯牛奶）暂存区利用情况：可知：暂存区域的空闲率高达82.4%。其中17.6%的货物在等待运输。分析：暂存区域在每次到货一段时间后，会被处理完，待下

11、次货物到来存在一定 空余时间。所以很大时间内未被利用，利用率低。小结论：在整个过程中，很明显的发现有很大一部分资源没有被利用到，所以没有达到整个仓库的运营最大值。（3） （非纯牛奶）暂存区利用情况：可知：暂存区域的空闲率高达80.5%。其中19.5%的货物在等待运输。分析：暂存区域在每次到货一段时间后，会被处理完，待下次货物到来存在一定 空余时间。所以很大时间内未被利用，利用率低。小结论：实验数据中看出暂存区的空闲率很高，有很大一部分时间可以被利用，所以得出，还没达到仓库运作的最大值。（4） （纯牛奶）第一辆叉车利用情况：可知：叉车空闲率为64.4%，运输时空闲率为14.3%，运输装载率为15

12、.8%。分析：货物每次到货一段时间后，会被处理完，待下次货物到来存在一定空余时 间。所以很大时间内未被利用，利用率低。小结论：数据分析中得到叉车的空闲率相对很高而且叉车在运作的时候运载率很低，没有达到实验要求，得出还没达到仓储的运作最高量。（5） （非纯牛奶）第一辆叉车利用情况：可知：叉车空闲率为61。8%，运输时空闲率为15.5%，运输装载率为17%。分析：货物每次到货一段时间后，会被处理完，待下次货物到来存在一定空余时 间。 所以很大时间内未被利用，利用率低。小结论：同上一个分类结果一样在货物来的时间分割段中产生了大量的空闲时间，所以可以合理利用这个空闲时间，增加仓库的运作量，未得到最大值

13、。（6） （纯牛奶）处理器情况：可知：处理器空闲率为5.2%，处理时间段占11.1%，等待叉车时间占83.7%分析：货物每次到货一段时间后，会被很快处理完，待下次货物到来存在一定空 余时间。处理效率高，但由于后面叉车运行速度有待提高。小结论：通过多次的实验结果可以看出设备的利用率越来越高，它们的空闲率越来越低，但是在综合考虑到叉车的运作时间上出现了等待时间相当大。所以叉车的利用率没有得到充分的体现。（7） （非纯牛奶）处理器情况：可知：处理器空闲率为20.6%，处理时间段占11.1%，等待叉车时间占68.3%分析：货物每次到货一段时间后，会被很快处理完，待下次货物到来存在一定空 余时间。处理效

14、率高，但由于后面叉车运行速度有待提高。小结论：这边和上个结果相差无几，当叉车的等待时间开始明显减小，并且处理 效率已经很高，所以可以继续考虑做以下实验。（7）（纯牛奶）第二辆叉车处理情况：可知：叉车空闲率为6.5%，运输空载返回时间占43.2%。分析：货物每次被处理后，由于叉车处理效率过低，造成货物在处理器堆积，使 叉车利用率高。小结论：通过再次的调整，我们明显看到叉车的空闲率明显的降低了，但是空载的时间却变多了，所以在考虑叉车利用率变低的现象，我们再次对其进行改进。（7）（非纯牛奶）第二辆叉车处理情况：可知：叉车空闲率为6.6%，运输空载返回时间占21.3%。分析：货物每次被处理后，由于叉车

15、处理效率过低，造成货物在处理器堆积，使 叉车利用率高。小结论：改进中还是未得到我们想要的结果，叉车的空载时间过长，还有很大一部分可以利用的空间。总结论及结果：在进行试验到最后，我们得出了以下两点情况，从而得到了我们想要的结果，已经我们所给每次试验的数据情况（1）（纯牛奶）货架情况： 由于不存在暴库现象，所以货架情况良好。但货架的载货率可以提高。（2）（非纯牛奶）货架情况： 由于不存在暴库现象，所以货架情况良好。但货架的载货率可以提高。结论：现有的资源配置下，各个仓储设备并没有利用率并不高。解决方法：实验分析中我们已经得到我们的整体思路，就是通过增加要处理的牛奶箱数量来找到那个仓库运作的极限的最

16、大值。所以我们从8000开始累积增加牛奶箱数量，并以1000为单位进行累加。分别分析通过实验并且得到相应的数据分析情况，将相关数据记录给下面表格中：表二 实验法总处理箱数8000（纯4800/非纯3200）11000（纯6600/非纯4400）12000（纯7200/非纯4800）13000（纯7800/非纯5200）（纯）第一叉车利用率35.6%87.1%97.8%100%（纯）暂存区利用率17.6%100%100%（有堆积）（纯）处理器利用率94.8%(处理效率高)98.5%98.9%98.9%（纯）第二叉车利用率93.5%（处理速度过慢）97.1%97.5%97.5%（纯）货架/（非纯）

17、第一叉车利用率38.2%55.5%67.678.4%（非纯）暂存区19.5%100%100%100%（非纯利用率）处理器利用率79.4%98.*%98.8%98.8%（非纯）第二叉车利用率93.4%（处理速度过慢）97.4%97.4%97.4%（非纯）货架利用率/ 总结 ：从上表可知：在进行重复试验改进，并且增加货量的情况下得出，当送货量为13000时，纯牛奶暂存区域出现了堆积现象，规定的时间内不能完成仓储业务，而在12000时利用率最高。当货量为12000的时候各种设备都几乎达到了最高的利用率，以及仓库没有出现堆积现象。 所以在现有的资源配置下最大的处理能力是12000箱。3.2.3问题二

18、问题二：公司在扩大产能后，模型的优化（及优化后的最大产能计算）（1）改进之前的模型：（2） 改进的方式：增加了货架的数量使得，能够存储更多的货物：暂存区与处理器的位置更合理（在仿真模型中距离更短），运输时间更 短。：叉车作业方案有改善，通过作业分配器可以使得叉车同时对两个暂存区 进行作业。 （3）改进之后的模型： 由于在仿真过程中，距离会对叉车作业有影响，所以把暂存区和操作区重合如下：重合注：在改进过程中没有改变设备原本参数，改进后通过试验的方式逐步测的，改进后能够扩大的产能：分析数据如下：表三总处理箱数13000（纯7800/非纯5200）14000（纯8400/非纯5600）15000（纯

19、9000/非纯6000）左侧叉车利用率86.8%96.2%98.2%（纯）暂存区利用率82.0%74.2%100%（有堆积）（纯）处理器利用率98.8%(处理效率高)98.9%99.4%右侧叉车利用率97%（处理速度过慢）96.5%97.5%（纯）货架/（非纯）暂存区62.2%92.8%99.9%（有堆积）（非纯）处理器利用率98.8%97.9%97.8%（非纯）货架利用率/分析： 产量扩大到15000时候，暂存区有货物未处理完全。由于左侧叉车利用率小于处理器利用率，说明处理器首先达到阈值。可以通过增加处理器效率的方式进一步增加产量。在没有设备增加或改进的情况下，优化后的设置下最大。总结：在考

20、虑设备一定的前提下，我们得到的结果是让每一个环节上的时间进行缩短，从而让一定时间内的暂存区的货物量堆积明显的降低，当然，为了实现仓库的运作量，来符合或者适应所扩大的量，我们可以再原有的基础上增加设备的数量，这样就会进行一个死循环中，所以又在考虑到仓库的大小，我们只能适当增加货架数量，和一定比例的设备数量，从而达到要求。主要需要改进的为上面所说的改进方法中的三点，来实现仓库的优化，提高效率。体会通过两周的课程设计，仓储系统建模与仿真的设计终于取得了成果。经过这两周的课程实践学习，我们对系统的建立于优化有了进一步的了解，同时通过不断的摸索，我们更加熟悉的掌握了系统优化的方法，思维及其相关的专业知识

21、。平时认为书上的知识都掌握了，但是在实际设计过程中发现自己的那点专业知识难以解决我们所面对的困难，为此我和同学边设计边翻阅各种相关资料，以此来完善我们的系统。同时我也懂得了合作的重要性，一个人的力量与智慧终究是有限的，好多问题都考虑的不够全面，这就好比三个臭皮匠赛过诸葛亮。这次课程设计实践学习所取得的收获，在于我们组员之间的相互配合，精诚合作、相互学习、共同进步。对于本次的设计情况只能说达到良好，因为是第一次则正式的设计一个系统，好多细节都没有考虑全面，造成了时间的浪费。所以我们设计的系统还有很大的改进空间，功能也不够全面，希望今后随着专业知识的提升可以设计出更完善更合理的系统。最后由衷的感谢学校安排此次课程设计，希望在今后的学习过程中我们取得更大进步，设计出更完美的系统！4 附录附录 参考文献1林志华，现代企业仓储管理新的要求，市场周刊(新物流)，2009年3月。2储雪俭，仓库管理系统分析研究，上海大学出版社，2007年6月。3 张二磊. 仓储管理运作效率提高途径J. 中国市场, 2009。