企业物流中心的优化的模型分析全文

第一章 生产物流在国内外的发展现状 1
第一节 国内物流系统仿真的研究现状 1
第二节 国外物流系统仿真的研究现状 2
第二章 产品物流流程优化的相关工具和理论 3
第一节 价值流程图 3
一、 价值流程图的概述 3
二、 价值流程图图标含义 3
第二节 仿真软件的介绍 4
一、 Flexsim简介 4
二、 Flexsim仿真软件的基本组成 5
三、 Flexsim仿真建模的基本步骤 6
第三章 摩托罗拉移动设备有限公司配送中心概况 8
第一节 摩托罗拉移动设备有限公司简介 8
第二节 配送中心的整体布局和规划 8
一、 配送中心的整体布局 8
二、 收货中心 9
三、 发货中心 10
四、 AS/RS仓库 11
第三节 物流设备及托盘的选用 13
一、 包装规格 13
二、 托盘 13
三、 叉车 13
第四节 物流中作业流程 14
一、 收货入库流程 14
二、 发货出库流程 15
三、 保管保养 15
第四章 物流中心的FLEXSIM建模仿真 16
第一节 生产物流系统的仿真建模 16
一、 仿真目标 16
二、 配送中心仿真的原则 18
三、 模型的建立 19
四、 数据的收集和分析 21
五、 仿真模型的运行 22
第二节 仿真结果分析和系统改进 23
一、 仿真模型暂存区状态分析 23
二、 物流搬运设备状态仿真分析 25
三、 物流系统改进和优化 27
四、 比较总结 30
第五章 总结和展望 31
第一节 本文总结 31
第二节 研究展望 31
参考文献 32
致　谢   33

第一章 生产物流在国内外的发展现状

随着社会的发展和技术的不断进步，全球一体化的进程在不断的推进着，企业之间的竞争也变得越来越激烈。企业之间的竞争已经不在是企业与企业之间的竞争，而是供应链之间的竞争。1962年世界著名管理学家彼得•德鲁克在《财富》上发表一篇文章《经济的黑色大陆》一文，在文中彼得•德鲁克把物流被称为经济领域中的黑暗大陆。在1970年，日本早稻田大学教授、日本物流成本学说的权威学者西泽修也提出“第三利润源”的说法。可见已经有越来越多的人开始注意到物流的重要性。在一般的情况下，企业往往只是看到支付给外部运输和仓库企业的委托物流费用，却忽略企业内部的物流活动所发生的费用 。内部物流包括库存量的合理控制、企业内部产品流或原料流的流通等等。现在许多大中型制造企业在生产经营中或者生产线中所用的原材料有很多种，而且库存量很大，这就要求企业要想办法去以最小的成本来支持物流活动。
我国现代物流业的起步比较晚，许多企业在物流管理上都存在着一定的问题。由于物流操作和管理技术没有跟上世界先进水平，从而导致企业很难能够满足客户所提出的需求，这就要求企业要不断提高物流操作和管理技术水平，也要更加注重企业物流系统的工作效率。

第一节 国内物流系统仿真的研究现状
根据上世纪80年代末的数据统计，运用系统工程来解决管理和决策问题在日本企业中已经非常的流行，大约80%的企业开始采用系统仿真来解决问题。除了日本，还有英国的制造业也普遍开始采用仿真来解决生产过程中遇到的问题，比如物料控制、人力配置、调度评估、投资策略及均衡生产等问题。据统计，运用系统仿真优化系统设计规划可以减少投资30%，库存控制方面可减少库存15%。由于物流研究对企业的帮助越来越大，越来越多的学者开始对生产物流优化有着一定的研究。
当前，国内的学者大多研究的物流系统主要是生产物流，研究基本思想是用库所集P代表系统中实体和活动的状态，用变迁集T代表系统中的事件。生产物流是指从企业的原材料采购，车间生产线生产，半成品与成品的周转直至包装好成为成品发送出去的全过程。生产物流仿真的是一个很复杂的物流系统，如何来提高系统的工作效率是一个非常重要的研究课题。大多数的学者采用建立Petri 网的网络模型的方式来研究物流系统,例如，清华大学的吴耀华、颜永年 （1996）提出了一种基于Petri网动态模型的物流系统的Petri网模型，可以将物流系统的物理过程通过网系统形象地表示出来。山东工业大学自动化系的常发亮、刘长有 (1998)分析了自动化立体仓库输送系统的若干调度问题，建立了该离散系统的仿真Petri网模型。上海交通大学自动化研究所李霄峰等(2001)针对宝钢炼钢连铸物流系统及制造业的复杂物流系统，采用分层有色Petri网进行建模。
此外，还有一些国内学者在生产物流系统仿真中引入了面向对象的建模和仿真方法。面向对象的思想将系统分解成若干类对象，把具有相似功能和行为的实体归并为一类对象，每个对象类之间按照消息的传递关系连接起来。现代物流系统是一个复杂的离散事件动态系统，具有复杂性、递阶性、并发性、随机性等特点，而面向对象的技术具有分解、抽象、递阶等特性，非常适用于复杂问题的求解。

第二节 国外物流系统仿真的研究现状
相对国内研究来说，国外研究物流起步比较早，物流管理的技术水平也相当的先进。目前研究的重点主要是集中在供应链的管理和控制上。由于供应链有很多的不确定性，最终对供应商的订单需求造成很大的波动。比如，供应商供货的不确定性、生产过程的不确定性客户需求的不确定性。已经有学者Forrester证明顾客需求的微小变化会使需求变化沿着供应链不断扩大，同时使系统产生不稳定性，也就造成牛鞭效应。研究者们也已经做了大量的工作来优化供应链管理，但所开发的模型大多数仅仅考虑供应链的某些部分，其中最早的模型是用来解决串行两阶段生产和存货控制问题的Hansman模型（ann,1959）。Cohen和Lee(1988)基于随机优化理论开发了一个具有代表性的对整个供应链的分析模型 。
此外还有很多的国外学者用仿真技术来分析供应链，利用仿真技术来解决物流系统设计和供应链的控制。例如，Southall 等人(1988)用一个离散事件仿真系统来评价不确定数据对供应链性能的影响，如顾客定单、工厂交纳周期等。如果不控制好那些不确定性因素的话，就会造成牛鞭效应，增加供应商的库存量。在此基础上，Dobrila Petrovic等(1998)开发了一个特殊的仿真工具SCSIM，主要原理是将用模糊集合来翻译和表示用模糊的和不精确的状态描述的不确定性，建立了在不同控制策略下的模糊供应链模型，来决定供应链中每个存货点的最佳的订货点量和补充数量 。
通过国内外的物流研究现状的分析，发现以前看到的物流系统研究只是被用来在算例中检验解析物流系统的结果，并不是真正的去仿真物流系统。真正的仿真是通过仿真软件的建模来模拟现实的物流系 统，用模型来更加全面的反应出物流的特征。在仿真模拟的时候可以通过改变各种参数来模拟现实中任何状况，并对物流系统做出一定的评价。最后通过改变一些参数和运作策略进行优化，得到比较有实际意义和可操作性的优化方案。
 

第二章 产品物流流程优化的相关工具和理论

第一节 价值流程图
一、 价值流程图的概述
价值流程图（Value Stream Mapping，VSM）是丰田精实制造（Learn Manufacturing）生产系统框架下的一种用来描述物流和信息流的形象化工具。它运用精实制造的工具和技术来帮助企业理解和精简生产流程。价值流程图的目的是为了辨识和减少生产过程中的浪费。浪费在这里被定义为不能够为终端产品提供增值的任何活动，并经常用于说明生产过程中所减少的“浪费”总量。VSM可以作为管理人员、工程师、生产制造人员、流程规划人员、供应商以及顾客发现浪费、寻找浪费根源的起点。从这点来说，VSM还是一项沟通工具。但是，VSM往往被用作战略工具、变革管理工具。
VSM通过形象化地描述生产过程中的物流和信息流，来达到上述工具目的。从原材料购进的那一刻起，VSM就开始工作了，它贯穿于生产制造的所有流程、步骤， 直到终端产品离开仓储。 对生产制造过程中的周期时间、当机时间、在制品库存、原材料流动、信息流动等情况进行描摹和记录，有助于形象化当前流程的活动状态，并有利于对生产流程进行指导，朝向理想化方向发展。
二、 价值流程图在物流流程中的运用
使用价值流程图可以帮助管理人员来分析流程，识别价值，创造价值。通过运用价值流程图可以帮助企业实施精益物流。精益思想的形成来源于丰田制造系统，在丰田过去的发展历程中，精益思想帮助丰田排除了许多的浪费，也降低了不少成本。在企业的活动过程中往往有很多的浪费，如仓库里堆满了没有客户需求的积压和多余产品库存、车间的物流路线没有合理规划造成不必要的物料移动。价值流程图可以帮助发现物流流程中的浪费，并帮助发现浪费的根源，运用比较少的人力和物力来帮助企业创造更多的价值。
三、 价值流程图图标含义
在分析的过程中要运用到一些图标来表示过程和价值流的流向，这些图标表示在图2-1上，充分的运用这些图标可以让画出来的价值流程图简单明了。

 
图2-1  价值流程图图标含义

第二节 仿真软件的介绍
一、 Flexsim简介
Flexsim是新一代的仿真软件，是基于OpenGl技术开发的，三维效果非常好，它是迄今为止世界上惟一一个在图形建模环境中集成了C++IDE和编译器的仿真软件。在这个软件环境，C++不但能够直接用来定义模型，而且不会在编译中出现任何问题。这样就不再需要传统的动态链接库和用户定义变量的复杂链接。Flexsim能应用于建模、仿真以及实现业务流程的可视化，它能使决策者很容易在个人计算机中建构及监控任何工业及企业的分布式流程。
Flexsim能率先找出未来工业及企业流程的模式，进而成为该领域中的领导者。Flexsim基础架构的设计不只是要满足使用者现今的需求，其架构更是为了企业的未来而准备的。Flexsim应用深层开发对象，这些对象代表着一定的活动和排序过程。要想利用模板单的某个对象，只需要用鼠标把该对象从库单拖出来放在模型视窗即可。每一个对象都有一个坐标(x, y, z)、速度(x, y, z)旋转以及一个动态行为(时间)。对象可以创建、删除，而目可以彼此嵌套移动，它们都有自己的功能或继承来自其它对象的功能。这些对象的参数可以把任何制造业、物料处理和业务流程的快速、轻易、高效建模的主要特征描述出来。Flexsim中的对象参数可以表示几乎所有存在的实物对象。像机器、操作员、传送带、义车、仓库、交通灯、储罐、箱了、货盘、集装箱等等都可以用Flexsim中的模型表示，同时数据信息也可以轻松地用Flexsim丰富的模型库表示出来。同时Flexsim可以让建模者使模型构造更具有层次结构。在组建客户对象的时候，每一组件都使用了继承的方法，在建模中使用继承结构可以节省开发时间。Flexsim可以使用户充分利用Microsoft Visual C++的层次体系特性。
日前在市场上，还没有其它任何仿真软件能像Flexsim有这样多的用户化设定。对使用者来说，软件的每一个方面都是开放式的。对象、视窗、图形用户界面、菜单、选择列表和对象参数等都是非常直观的。可以在对象中根据自己的想法改变已经存在的代码，删除不需要的代码，甚至还可以创建全新的对象。值得一提的是，不论是设定的还是新创建的对象都可以放入库中，而目可以应用在别的模型中。最重要的是，在Flexsim中可以用C++语言创建和修改对象，同时利用C++可以控制对象的行为活动。 Flexsim的界面、按钮条、菜单、图形用户界面等都是由预编译的C++库来控制的。由于Flexsim中的对象都是开放的，因此这些对象可以在不同的用户、库和模型之间进行交换，同时结合对象的高度可自定义性，可以大大提高建模的速度。当用户自定义的对象加入库中时，就可以非常方便的在别的模型中使用该对象。由此可见，用户化和可移植性扩展了对象和模型的生命周期 。
二、 Flexsim仿真软件的基本组成
(一) 实体
Flexsim软件中的对象有实体和临时实体之分。Flexsim的实体在仿真中模拟不同类型的资源。处理器实体就是一个例子，它在仿真中模拟一段延迟或者是处理的一个过程。临时实体是那些在模型系统中移动通过的实体。临时实体可以代表零件、托盘、组装部件、纸张、集装箱、人、电话呼叫、订单，或任何移动通过你正在仿真的过程的对象。一般情况下临时实体由发生器发出，最后由吸收器接收。
(二) 端口
每个Flexsim实体之间的连接是通过实体本身的端口进行通信的。端口主要由三种：输入、输出和中间端口。输入和输出端口是在设定临时实体在模型中的流动流线时使用。一般输入端口和输入端口的键盘操作是用A和Q键来创建连接的。而中间端口一般是用来建立一个实体与另一个实体的相关性。中间端口通常的应用是建立固定实体与可移动实体之间的相关关系，如某个临时实体的流动需要用到运输机的时候，就可以将输入的实体的中间端口和运输机相连，键盘操作是用S和W键来操作的。
(三) 方法
模型的运作和仿真就需要对每个模型的参数和属性进行设置才能更加的符合实际，必要的时候需要对实体的代码进行修改。Flexsim采用一系列方法集来完成所建模型的作业 。Flexsim方法集包括到达方法、触发方法、流方法、导向方法、临时实体库方法等。
三、 Flexsim仿真建模的基本步骤
物流系统的设计的成本是非常高的，但是通过运用仿真技术可以在计算机上模仿现实中的物流系统可以减少和降低一些不必要的成本和风险。要想充分的发挥出物流系统中的潜力，就需要要在做仿真的过程中按照一个比较系统的步骤来进行。对于系统仿真不仅仅是对企业流程的一个仿真描述，还需要更加系统的对模型进行分析并发现物流流程的问题。
生产物流系统包括：进料，临时存储，生产系统前、中、后的搬运、调度、装箱、库存、运送等多个环节。因此生产物流系统模型是建立在各个环节子模型的基础上的，即上一个环节的输出为下一个环节的输入。因而可以分别对各个环节建立子模型，并对其进行初步仿真，最后再对整个系统进行仿真和修正。仿真的一般过程如下图2-2所示
 
图2-2  物流系统仿真的一般过程

在生产物流系统的离散系统仿真过程中，首先是进行明确仿真问题目标及制定计划部分。
其次是仿真的核心部分，在这个部分要根据所研究的生产物流系统建立模型及收集数据。在收集数据的过程中还要对数据进行分析和处理，并根据数据对模型的参数进行设计，并验证是否正确，如不正确，则对生产物流系统模型重新修改，直到正确为止。
然后是模型的运行，将上一部分验证通过的模型投入运行，由于离散系统仿真实际上是一个统计试验，故应对其输出的结果进行统计分析。
最后是根据统计分析的结果来对企业物流流程进行优化和改进。
 

第三章 摩托罗拉移动设备有限公司配送中心概况
第一节 摩托罗拉移动设备有限公司简介
摩托罗拉移动通信设备有限公司(Motorola Cellular Equipment Co., Ltd.)和东信移动电话有限公司(Eastcom Cellular Phone Co., Ltd.)，是由摩托罗拉、东方通信共同出资成立的两家合资企业，是摩托罗拉全球供应链中最重要的生产基地之一，是摩托罗拉在美国境外设立的第一家CDMA产品生产企业，主要从事CDMA和GSM数字移动通信系统及终端产品的开发、生产、销售并提供相关的售后服务；同时从事通信电子类产品的制造和提供国内外采购批发及相关服务。
摩托罗拉移动通信设备有限公司是中国移动和中国联通系统设备的主要供应商之一，拥有国际先进的网络设备生产线，并为国内外合作伙伴提供GSM和UMTS基站所需的数十种数字和射频电路板。公司每年推出几十款移动终端产品投放到国内外市场，截至2006年11月累计出货量已达七千万台。公司自2004年起作为摩托罗拉的首选生产基地，在成本控制、质量保证和准时交货等方面的各项指标均名列同行业前茅，迄今已通过了ISO9002， ISO14001，TL9000，TS16949，BABT和3C等权威认证。

第二节 配送中心的整体布局和规划
一、 配送中心的整体布局
摩托罗拉有限公司配送中心采用自动立体化仓库是用来存储生产所需要的原材料、半成品等产品，并联合第三方物流公司将产品配送到韩国、印度、澳大利亚等国家。
配送中心主要有以下四大区域：
1. 收货中心；
2. 发货中心；
3. AS/RS仓库；
4. 包装区；
 图3-1  配送中心平面布置图

二、 收货中心
收货中心根据送货人的装箱单或者发票清点货物数，并将实收货物数量输入系统。如果是免检材料直接转交AS/RS仓库。否则将货物转放到待检区，等待检验部门的人员来检验，通过检验在送入AS/RS仓库，否则将不合格的材料另外处理。
 
图3-2  收货中心平面图

三、 发货中心
发货中心主要是负责产品的出货，发货人员根据ERP系统将单证、报关单等证件准备好，然后将要准备发运的货物放到待发货物区，通知货代公司来物流中心将货物运出去。
 
图3-3  发货中心平面图

四、 AS/RS仓库
自动立体化仓库主要有以下几个部分，立体仓库区、暂存区，AS/RS前端工作区、AS/RS后端工作区。AS/RS仓库主要是储存生产物料和一些半成品。立体仓库区主要的职能就是存放货品，暂存区的主要职能是将一些报废的产品或者是检验不合格的产品放在这里，等待货代公司运走。AS/RS前端和后端工作区主要是仓库管理人员的工作地方。
AS/RS仓库的示意图见下图3-4：
I. AS/RS后段工作区
II. 暂存区
III. 立体仓库区
IV. AS/RS前段工作区
 
图3-4  AS/RS平面图
AS/RS系统参数：
(一) 库区
库房空间(L×B×H)m3：38×22×12m
货位尺寸(W×D×H)mm3：820×1220×1650mm

立体仓库有6个巷道，12个货架，约30列，5层，每个货格可以存放2个托盘，但最左(西侧)和最右(东侧)两列货位数为各为1个托盘，因此每个库房的货位(托盘存储数)为：
153个+(31×3层+30×2层) ×2个×8排+148×2个+113×3= 1841个
(二) 堆垛机
堆垛机数量：6辆
运行速度：160m/min
起升速度：45m/min
叉车速度：40m/min
(三) 其他系统
装卸平台，条码识别系统等等。
第三节 物流设备及托盘的选用
一、 包装规格
手机原材料的体积比较小，而且包装体积一般都是比较统一，主要是以下几种规格：40×30×15mm，48×32×20mm，45×40×30mm，40×33×32mm，60×40×20mm。
二、 托盘
托盘的尺寸是按照国家统一标准选用1200mm×1000mm规格，单向叉入型木制平托盘，如图3-5
 
图3-5  托盘尺寸
三、 叉车

 
图3-6  托盘尺寸 数量：6辆电动叉车
 承载能力：2000KG
 提升高度：3000-6000mm
 车体宽度：1265mm
 护顶架高度：2090mm

第四节 物流中作业流程
一、 收货入库流程
 
图3-7  收货流程

二、 发货出库流程

 
图3-8  发货流程
三、 保管保养
做好商品的在库检查，对维护商品安全有重要的作用。检查在库存商品是为了了解和掌握商品在保管过程中的质量变化情况，发掘存在的问题，便于及时采取相应的措施，进行防治和处理。
在处理的时候主要有以下几种情况出现：
1. 入库时发现有问题的商品。
2. 性能不稳定或不熟悉的商品。
3. 储存时间较长的商品。
当出现以上几种情况的时候，要根据确定的检查周期，每月检查，循环进行。对所保管的商品的质量情况做到心中有数。

第四章 物流中心的Flexsim建模仿真

第一节 生产物流系统的仿真建模
一、 仿真目标
根据统计分析现在的手机行业中的物流主要有以下两种类型：一种是手机生产厂 商的物流，大致包括原材料采购物流，厂内物流，成品销售物流，售后服务物流；还一种是手机总经销企业的物流，类似于话机世界，天音通信等等类型的企业；主要活动是做物流的增值服务。包括手机采购物流，仓储，分拨配送物流，连锁店配送物流，以及售后服务物流。摩托罗拉有限公司就属于第一种类型。公司主要是生产手机和机顶盒两大类产品，生产的产品主要是出口国外。市场竞争的不断激烈就要求企业要不断的提高自己的生产效率，来降低物流成本。
(一) 价值流程图
根据价值流程图的方法分析摩托罗拉物流系统的运作流程，得到图4-1，主要是生产计划部门，国内外的供应商，生产线，分销商之间的流程。
 
图4-1  价值流程图
生产计划部门根据公司的计划和对以往的数据进行分析和预测，然后对国内外的供应商下订单，国外供应商的订货提前期一般为1周左右，而国内的则需要2、3天的时候左右才可以将货送到摩托罗拉的收货中心。收货中心的暂存区一般可以放2天左右的货量。运输和生产的过程中都是采用先进先出的原则。在一般的情况下，一个订单的生产时间为1天左右。摩托罗拉采用的生产方式为3班倒的形式。当货物从生产线出来则直接送入产品仓库，根据客户的要求在规定的时间内把货发送出去。
(二) 价值流程图的分析
根据图4-1发现在主要可以在收货中心的暂存区有一批货物的堆积，货物堆积的主要原因有两个方面，一个方面是上游到货的不确定性，有些时候货物提前到了收货中心，而收货中心的货物还没有及时检验入库或者是那些没有通过检验的报废货物没有处理。还一个方面就是下游要入库的材料处理的效率不是很高。
(三) 确定目标
在这次仿真的主要目标是统计货物检验、包装、生产、存储等过程中各种设备的性能，帮助决策者做出决策提供依据。主要的研究问题有以下三点：第一，搬运系统数量的合理分配和数量上的优化；第二，各个环节之间是否平衡，如果不平衡要怎么才能化解各个环节之间的“瓶颈”；第三，观察各个物流设备的利用率，提高设备的利用率，并最终提高整个物流系统的工作效率。
二、 配送中心仿真的原则
(一) 简单化原则
在仿真的过程中，有些区域或者设备跟物流系统没有很大的关系，就选择将这些区域或者设备简化掉，例如办公室或者灭火设备等设备。在建立仿真模型的时候可以根据设定的目标来仿真，而不是一味的追求与现实一模一样的去仿真。在仿真的过程中尽量用简单和统一的形式来描述配送中心复杂多样的任务操作，以便于任务指令的创建、传送和管理。因为在仿真的过程中是根据目标来仿真的，只要求能够反映系统中某一个方面的描述就可以达到分析和研究的目的。
(二) 全局化原则
由于一个物流配送中心由很多的子系统所组成的，而每个子系统在整个系统中都扮演着非常重要的角色。各个子系统之间的关系也是错综复杂。一个子系统的输出是下一个子系统的输入，而下一个子系统也要向其他的子系统输出，所以要站在宏观和全局这个角度来研究分析物流配送中心系统的规律和总体系。
(三) 标准化原则
在仿真的过程中有些过程是用仿真软件中的实体来代替的，比如在对货物检验的一个过程就用一个处理器来代替这个过程。还有就是生产线区域，仿真的过程中就用一条比较简单的生产线来代替全部的订单的生产过程。还有就是搬运系统中的叉车都是使用统一的规格的叉车实体来代替地牛等不同的搬运设备，用简单的、标准化的实体来代替不同的搬运设备，以方便快速的建立配送中心的仿真模型，减少重复操作时间和难度，节省建模时间。
(四) 设备分类管理原则
根据设备的位置特性和作业方式的不同，将物流设备分为两大类，一类是固定的设备或资源类设备，还一类称为共享类设备或执行类设备。固定类设备指的是相对比较固定的，专门负责一些叉车、流通加工设备等物流设备，如包装处理器、包装区用的搬运设备等。共享类设备是指能够为一块区域所使用的设备，如堆垛机就是专门为旁边的两个货架存货和取货的，还有就是AS/RS后端的叉车是共享被使用在生产线和包装区的。
(五) 搬运统一管理原则
在仿真模型中主要有两块一块是AS/RS前端区域，还一块就是AS/RS后端区域，每个区域都是由一个分配器来分配该区域中的叉车的搬运活动。对叉车进行统一的管理和调度，形成标准模式的搬运系统。这样就方便实现和分析各种仿真策略，还方便搬运系统规模的开展，增减搬运设备。
三、 模型的建立
物流仿真模型的各个子系统的组成及其功能介绍，见表4-1所示。物流系统的标准结构正视图如图4-2所示。

表4-1  自动化立体仓库仿真模型实体组成及功能
模型组成 实体 数量 实体功能
收货区 暂存区 6 堆放接收货物和托盘
 处理器 3 代表接货，检验
 发生器 1 材料的到货
AS/RS区 叉车 4 负责货物的运输
 货架 12 货物的存储
 堆垛机 6 负责将货物堆放到货架上，或者将货物从货架上取下来
 分配器 2 负责叉车的分配和运输
生产线区域 暂存区 2 材料和成品的堆放
 输送机 1 代表生产线的流程
 处理器 1 代表成品的制造过程
 合成器 1 代表成品的组装
包装区 暂存区 1 成品和包装材料的堆放
 合并器 1 成品的包装
发货区 暂存区 2 成品和托盘的堆放
 处理器 1 贴标签，包装的过程
 叉车 1 负责运输
 接收器 1 货物的发送

 
图4-2  物流配送中心模型的正视图
摩托罗拉物流中心仿真模型的透视图如图4-3所示。

 
图4-3  物流配送中心模型的透视图
对物流配送系统进行仿真的时候也是一个对物流系统进行拆分的时候，还对一些部分进行了简化的处理，忽略了一些和物流系统关系不是很大的部分，如办公室，叉车充电的区域等等。这样才能够快速的建立一个仿真模型。通过观察可以从模型中看出配送中心主要有以下几个大区：收货区、理货区、暂存区、AS/RS区、生产线区、包装区、发货区。物流系统可以拆分为几个小型系统，包括收货系统、搬运系统、生产系统、仓储系统、包装系统、发货系统。设备由一些标准化设备组成。仿真的关键部分是AS/RS系统和搬运系统。
四、 数据的收集和分析
在对摩托罗拉物流系统仿真研究的过程中，针对每天的到货情况，收货入库的情况进行统计和分析。从而了解更加了解现实情况，可以做出一个比较贴近实际情况的仿真模型。通过调查询问摩托罗拉的员工和主管记录和统计一些每天收货清单，如表4-2所示

表4-2 收货入库时间表
日期 到货时间 入库时间 托盘数 日期 到货时间 入库时间 托盘数
11月24日 10:00 10:12 1 12月8日 15:00 19:00 4
11月27日 16:50 18:55 2 12月8日 21:00 21:45 5
11月28日 18:00 19:33 19 12月8日 16:14 19:00 14
12月3日 17:20 18:30 2 12月8日 13:20 免检 1
12月3日 13:30 16:30 2 12月8日 17:20 18:17 10
12月4日 22:00 免检 4 12月8日 20:45 23:58 3
12月5日 17:00 17:35 17 12月8日 12:20 15:00 1
12月5日 21:40 免检 2 12月8日 21:00 0:12 2
12月5日 20:10 20:20 1 12月8日 21:00 21:55 1
12月5日 15:40 19:30 13 12月8日 12:20 13:20 1
12月5日 14:20 17:00 3 12月8日 8:00 10:55 12
12月6日 15:30 19:10 40 12月8日 15:40 17:05 5
12月6日 1:40 1:55 2 12月9日 3:00 12:39 2
12月6日 13:00 13:25 3 12月9日 0:10 2:00 1
12月7日 9:30 免检 3 12月9日 2:35 3:00 1
12月7日 9:45 免检 1 平均时间 101分钟 标准偏差 116分钟

当货代公司把货送到收货中心的时候，货物要经过盘点确认，免检产品则直接入库，不是免检产品则把货物交接给SQE部门检验，通过检验的话，再送入仓库，根据收集的数据表4-2分析得到，收货入库的平均时间为101分钟。在模型中的处理器的处理时间设置为正态分布，均值为101，标准偏差为116，使用随机数流1。MRO全名为（Maintenance, Repair & Operations），即非生产原料性质的工业用品，在仿真的过程中用粉红颜色的临时实体来代替，黑色和白色则是MRP生产需要的原材料。白色的临时实体为需要检验的原材料，黑色的为免检材料。临时实体通过检验，经叉车将货物送到自动立体化仓库中去，当生产需要材料的时候将货物运到生产线去，每四个材料组成一个产品在送到包装区经过包装，贴上标签在发送出去。
五、 仿真模型的运行
生产制造业因为订单的量比较大，所以需要一天24个小时上班工作，采用三班倒的轮换制进行运作。考虑到工作的时间比较长，所以仿真的过程中就模型20000。
 
图4-4  物流配送中心模型仿真后的情形
当仿真运行到20000的时候，发现在生产线的后端和包装区的前端货物堆积的比较多。而入库之前的暂存区货物堆积几乎没有。如上图4-4所示。

第二节 仿真结果分析和系统改进
在仿真模型的运行过程中，通过直观的动画演示查看到系统运行的全过程，从而能够非常容易掌握和了解系统的概况，也可以发现系统的瓶颈所在。
在现有系统设计和配置下，系统主要设备的利用率计算公式如下。
设备利用率=（载物送货时间+空车去取货时间）/系统总运行时间*100%
一、 仿真模型暂存区状态分析
通过仿真模拟的过程中，我们假设原材料是可以得到充分的保证的。通过软件的属性界面，可以了解检验后的暂存区仿真情况，原材料暂存区大约有45.2%时间处于没有货物的状态如图4-5所示。
 
图4-5  原材料暂存区
生产线产品暂存区大约有55.1%的时间是处于等待释放的时候如图4-6所示，包装区暂存区有95.7%的时候需要释放如图4-7所示。这就造成了一个物流系统瓶颈。
 
图4-6  生产线产品暂存区
 
图4-7  包装区暂存区
二、 物流搬运设备状态仿真分析
根据上图发现原材料暂存区的货物太少，却发现生产线暂存区和包装经常有堆积较多的货物，再观察前端的叉车的运转状态，发现AS/RS前端叉车1432有55.1%的时间处于空闲状态如图4-8所示，叉车80有24.4%处于空闲状态如图4-9所示，而AS/RS后端叉车基本上没有空闲时间如图4-10和图4-11所示。这就说明AS/RS前端的叉车使用率很低。造成很大的浪费。
 
图4-8  AS/RS前端叉车Transporter1432

 
图4-9  AS/RS前端叉车Transporter80
 
图4-10  AS/RS后端叉车Transporter85
 
图4-11  AS/RS前端叉车Transporter84
根据上图所示的状态统计分析对照得到表4-4的数据
表4-4  未优化时的叉车的空闲率和使用状态
 空闲率 空载行走时间 负载行走时间
Transporter80: 24.4% 23.80% 24.80%
Transporter182: 55.1% 2.80% 2.70%
Transporter84: 0.1% 42.60% 42.40%
Transporter85: 0.1% 42.90% 42.40%

三、 物流系统改进和优化
根据统计调查要检验的成品的合格率约为95%左右，优化之前暂存区没有专门划出一块区域来堆放不合格的材料，有时候会于合格的材料弄混淆起来，就会使工作人员在寻找材料上浪费很多的时间。所以在原材料暂存区分出一块区域专门堆放不合格的材料。
AS/RS前端和后端的叉车配置不合适，应该将AS/RS前端的一辆叉车分配到AS/RS后端去。这样可以将提高叉车的利用率。
通过优化改进以后，仿真模型运行后的效果图如图4-12所示。
 
图4-12  优化后仿真模型效果图
分别对四辆车的状态进行观察，如下图4-13，4-14，4-15，4-16所示。虽然在原材料暂存区有货物堆积，但是在旁边还有一块区域可以放更加多的货物，这并不影响货物的入库，在生产线区域的暂存区和包装区的暂存区的货物堆放量都有明显的减少。
 
图4-13  AS/RS前端叉车Transporter80
 
图4-14  AS/RS后端叉车Transporter85
 
图4-15  AS/RS后端叉车Transporter84
 
图4-16  AS/RS后端叉车Transporter83
根据上图所示的状态统计分析对照得到表4-5的数据

表4-5  优化后的叉车的空闲率和使用状态
设备 空闲率 空载行走时间 负载行走时间
Transporter80: 0.6% 30.80% 32.00%
Transporter83: 0.1% 32.60% 32.20%
Transporter84: 0.1% 33.40% 32.40%
Transporter85: 0.2% 33.00% 31.80%

四、 比较总结
根据表4-4和表4-5比较可以明显的看出优化后的叉车空闲率比优化前低了许多，也为原来AS/RS后端的两辆叉车分担了一部分的运输工作，提高了整个物流系统中叉车的使用率。
 

第五章 总结和展望
第一节 本文总结
本文通过运用仿真软件Flexsim对物流系统进行仿真，并结合摩托罗拉物流配送中心的物流作业过程对其进行了建模仿真，通过仿真发现物流系统有还有一些不足，结合仿真软件和对各个实体的状态进行分析，提出了有针对性的解决方案，在分析和研究的过程中，主要做了以下工作：
1. 调查和了解物流仿真的研究意义和选题背景，并发现运用仿真技术可以帮助企业在物流仿真方面提供依据和参考。
2. 通过实习了解到摩托罗拉物流中心作业流程和设备规格等一些要分析的重要数据。
3. 通过学习物流仿真软件Flexsim的相关知识以后，根据摩托罗拉的物流配送中心的物理布局及要研究的仿真目标，并根据现实情况对仿真模型中的实体的参数进行合理的设定以建立一个比较合理的的仿真模型，使之能够将摩托罗拉的物流作业 等现实活动进行仿真模拟。
4. 根据仿真模型的运行所产生的数据进行统计分析，发现物流系统中的问题，根据特定的问题提出可行的方案，合理的分配有限的资源，以达到合理的优化系统，节约物流成本，提高整个物流系统的效率。

第二节 研究展望
物流系统产品流程的的优化和改进是非常的复杂，在仿真的过程中有些是无法达到跟现实的是一样的，只能通过合理的假设来建立模型。本文是根据前人研究的基础上，并结合在学校学到的知识来做研究的，才能对物流流程的优化和改进提过一些方案。这些方案的提出也只能算是初步的，更多的问题还需要更进一步的研究和讨论。对于一个物流系统来说，做出来的仿真模型要接近实际情况，越接近真实情况就越能够反映出现实中的问题。一个好的仿真软件才能建立好符合实际情况的模型。在未来一定有更加好的仿真软件出现，建立更加合理的模型，才能提出符合实际的合理方案。
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致　谢
本次论文是在廖莉老师的指导下完成的，从论文的选题、写作、直到定稿为止，廖老师一直不断的给我指导和关怀。当我在遇到不明白的地方，廖老师总是能够给我指点一下，论文的顺利完成跟老师的指点是离不开的。
感谢浙江科技学院经济管理学院计算机实验室的毛华，朱军等老师们，感谢他们能够为我们开放实验室，给我们提供一个仿真的平台。让我们能够完成仿真模型的制作，如果没有这个平台，我的论文是无法完成的。
感谢摩托罗拉移动通讯设备有限公司给我一个实习的机会，让我学到了很多知识，谢谢摩托罗拉的同事和朋友的支持，给我提供一个非常有价值的资料。
最后，我要特别感谢我的家人，还有江思定等大学的老师及所有的同学和朋友，正是有他们的关心和鼓励，才能够让我顺利的完成大学学业。
感谢所有帮助我、鼓励我成长的人。