基于flexsim的A企业卷烟配送中心分拣系统的优化设计
XXXXX
2012 届
本科毕业论文（设计）
论文题目：基于Flexsim的A企业卷烟配送中心
分拣系统的优化设计
学生姓名：
所在学院：
专业：物流管理
学号：
指导教师：
2012年3月
本科毕业论文（设计）原创性及知识产权声明
本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师的指导下取得的成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。
本毕业论文（设计）成果归XXXX所有。
特此声明。
毕业论文（设计）作者签名：
作者专业：物流管理
作者学号：
________年____月____日
XXXX本科学生毕业论文（设计）开题报告表
论文（设计）类型：A—理论研究；B—应用研究；C—软件设计等；
摘要
现阶段我国正迎来一个物流配送中心的发展热潮，越来越多的企业认识到了先进的配送中心对企业发展存在着至关重要的作用。而在配送中心中占60%多工作量的分拣作业系统在功能作用上在现阶段体现的非常重要，因为它能够保证及时、高效、准确的完成作业任务。
本文的研究对象是A企业烟草配送中心的分拣系统的优化设计。A企业因其发展对配送中心的重视程度越来越高，因其管理系统、分拣系统等方面的发展相对传统滞后，与发达国家的配送中心实力还有很大的差距，与本国的实力水平相比较也较落后，尤其是分拣系统，虽然已经引进先进的自动分拣系统，但是其能力还有待进一步提高和加强。
本设计利用相关理论、方法和技术与工具完成对A企业卷烟配送中心的分拣系统的优化设计，解决A企业目前存在的问题，使之在竞争中立于不败之地。
关键词：配送中心分拣系统优化仿真
Abstract
At the present stage a distribution center in China is being to an upsurge. More and more enterprises to realize the State of the art distribution center for enterprise development had a crucial role. About 60% much work sorting the distribution center operation system and function reflecting on the role at this stage is very important, because it would ensure a timely, efficient, accurate completion of tasks.
The subject of this article is a enterprise of tobacco distribution centre picking system optimization design. The importance of the distribution center business is becoming more significant. because of its management systems, comparing to traditional sorting system and other aspects of development lag, distribution centers of strength with the developed countries there is still a big gap, compared with national level of strength is less advanced, particularly sorting system, so it has introduced advanced automatic sorting system, but its capacity has yet to be further enhanced and strengthened.
This design uses the related theories, methods ,techniques and tools on a business of cigarette distribution centre picking system optimization design, solving the problems a business current, making it invincible in the competition.
Keywords:distribution center sorting systems optimization simulation
目录
一、需求分析 (1)
（一）、企业背景及设计意义 (1)
1、设计背景 (1)
2、设计意义 (2)
（二）、公司现状评估及分析 (2)
1、企业现状 (2)
2、问题分析 (5)
3、原因分析 (7)
（三）、设计目标 (7)
1、布局合理化 (8)
2、降低成本 (8)
3、提高分拣能力 (8)
二、概要设计 (9)
（一）、设计原则 (9)
（二）、设计思路 (10)
（三）、设计的理论和工具 (11)
1、设计的理论 (11)
2、设计方案的工具 (12)
（四）、概要方案设计 (12)
三、可行性分析 (13)
（一）、理论上可行性分析 (13)
（二）、技术上的可行性 (14)
（三）、总结 (15)
四、详细方案设计 (15)
1、基本布局状况 (15)
2、相关数据的设计 (16)
五、仿真模型建立 (17)
（一）、总体功能设计 (17)
（二）、各个模块功能设计 (18)
（三）、设计参数 (19)
（四）、模型建立 (19)
1、建立模型 (19)
2、Flexsim参数设置 (20)
（五）、运行仿真模型 (23)
（六）、仿真结果分析 (24)
1、结果分析 (24)
2、优化方案模型仿真 (25)
六、总结 (28)
参考文献 (29)
致谢......................................................................................................错误！未定义书签。
一、需求分析
（一）、企业背景及设计意义
1、设计背景
A企业系国有大型卷烟工业企业，它以“加速资源整合、管理优化、技术创新、品牌营销”为工作重点，全力打造核心技术，发挥它在西南地区的优势。其配送中心的运营模式相对滞后，尤其是管理系统、仓储系统配置等方面，还与发达国家的配送中心实力还有很大的差距，尤其是在货物从进库到出库这个流程还有待进一步提高和加强，其间流程包括退货、仓储、流通加工、分拣等。其中经营项目包括：如图1所示：
图1 经营项目
但是随着日益发达的卷烟行业，传统的管理模式和经营模式已经跟不上卷烟行业的日益发展，对配送中心的优化成为A企业配送中心生存和发展的必然条件和趋势。
2、设计意义
该设计对A企业配送中心整个分拣系统的优化，它主要通过减少物料搬运程序，简化作业流程，减少作业间的脱节现象，缩短生产周期，最大限度的有效利用空间、设备、人员和能源及力求投资最低，总之，它是对A企业配送中心的进货区、退货区、流通加工区、分拣区、出库区的各个加工设备、物料搬运设备、工作单元和通道走廊等资源进行合理整合提高效率的过程。
此外，在考虑配送中心的使用性能外还要综合考虑布局的美观性、操作的舒适性以及生产的安全性等因素。配送中心布局决定着整个配送中心各项设备人员的工作效率、厂房的利用率、人力物力的合理配置等，很大程度地影响到企业的总体效益，是企业提高生产率的重要环节。因此配送车间设计的合理化和科学化对降低生产流通费用，提高企业生产能力，增强企业竞争力具有重要的意义。
（二）、公司现状评估及分析
1、企业现状
（1）配送中心的布局
A企业物流配送中心主要由货物入库区、退货区、流通加工区、分拣区、仓储区和出库区组成。其大体分布如图2所示：
注：表示车辆行驶路线
图2 配送中心布局图（2）流程
作为配送中心，其大致流程如图3：
图 3 配送中心流程图
（3）运营模式及情况
该配送中心的是属于传统分工格局型配送体系，它主要依附于A 企业本身、批发商和零售商，配送职能被纳入批发、零售职能中，并服从于商流的需要。据调查，A企业虽然订单数日益增多，从2008年以后，订单数由76件/每天增长到175件/每天，其中为了保证其研究结果准确性，在本设计中均是取其平均值。但是因为在处理订单的效率上存在问题，订单效率仅由49%（37/76件）提升到了52%（91/175件），因此在增加分拣处理设备的前提下，订单的处理量较低。
与处理量直接相关的要素便是该配送中心的分拣效率问题。该配送中心虽然处理订单上应用了现代化的技术设备，如叉车、输送机、分拣机等，但是因为设备使用规划的不合理以及使用的成熟度，致使经常发生设备空闲的状况，从而也影响了分拣效率的问题。
表1 均日分拣相关数据表
该配送中心中还存在这样一种状况，设备花费大金额买回来，但是没有合理的安排使用，而造成设备被闲置。设备闲置率是闲置不用的设备数量与全部设备数量的比值，也是反映设备利用程度的指标，同时可从侧面反映设备资产投资的回报和利用程度。设备闲置率=100%×闲置设备台数/全部设备台数。
同时，该配送中心整个体系的运作还没有形成一个完整的合理的高效的运作模式，因为在配送中心的功能要素在系统中被不同成员间被分割。而这种分割会不可避免导致出现一些配送功能重复出现的问题，比如为了防止下游批发商或者零售商缺货、断货，不断的重复配送，又如配送作业流程纷繁复杂，这些做法既造成配送资源的浪费又造成了配送中心成本较高。同时，配送体系的功能被枝解和分散，使之配送连贯性差，各个任务片段的对接时间差在1~2分钟之间，配送水平明显落后同类配送中心。
该企业在基本生产发生的直接材料和直接人工费用以及各种费用上，根据企业的财务数据得出该企业的配送中心这部分成本额为设备购买费用8.3万元+人工费用4.5万元+折旧费用成本8000元+设备维修费用1.6万元+设备运杂费6000元=15.8万元。这部分占企业总成的32%，与企业生产成本相比较，它占了很大的比重。
2、问题分析
（1）订单处理量低
随着日益发达的卷烟零售行业，传统的管理和经营模式已经跟不上它的日益发展，配送中心就出现了有单不能拿的局面，滞后的配送
模式导致了订单需求存有巨大的市场，却没有能力拿到与企业实际能力相符合的订单量，这一方面在与较为先进的配送中心相比，在同等规模的情况下，配送能力为1:0.5。配送中心的分拣速度本来就是一种考验，但随着市场卷烟业务量的增加以及零售商个数与卷烟的品种规格还不断呈增长趋势，这将更加加剧配送中心的分拣压力。想要使订单处理量提高，配送中心分拣系统能力强弱尤为重要。同时，根据调研数据如表1得出，该分拣系统的分拣效率在50%上下，即意味着仅有一半的订单数被完成，还有50%的订单被浪费掉，从而对企业造成损失。
（2）配送中心成本过高
该配送中心的整体布局存在着一定的不合理，从而导致了分拣、出库等作业流程纷繁复杂，重复作业出现，造成资源浪费。同时，设备和工作人员的利用率较低，买回的应用设备因各种原因，没有使用在分拣线上，回报率小于成本付出率。总之，不合理的布局、设备、人员的不合理利用，导致了该配送中心需要支出过高的成本，来支持正常的运营。
（3）分拣能力较低
分拣作业在配送中心作业中所占的比例越来越大，分拣的工作量约占配送中心工作量的60%左右，是最耗费人力和时间的作业。该配送中心在系统分拣能力方面，主要受人员因素、设备因素和订单因素的影响。由表1和表2中可得知，该配送中心配送中心已出现订单处理量低，有额外订单不能拿的状况，这就直接影响了系统分拣能力。与此同时，表2中可得知设备空闲率方面叉车、传送带和分拣设备的
空闲率分别为50%、16.7%和20%，因此它们对分拣能力的影响也不能忽略。
3、原因分析
①A企业的配送中心中是由不同的部门组成，这些部门分别完成不同的任务，这些任务构成每一个流程的片段。此系统的整个作业流程成了片段式的任务流，任务和任务间的脱节和冲突司空见惯。在此配送中心中正是由于这样的原因导致了，处理量在接收订单之时，到发货流程的完成的过程中被降低。
②作业的操作流程对该配送中心而言也就是获取利润的过程，是其内部不同部门、岗位共同完成一项工作以输出流程结果的先后顺序。但是，为了输出这个结果本身会消耗一些人力、物力、财力以及时间，更主要由于该配送中心的某些作业流程存在重复作业等现象，这些额外的消耗，使这些资源都是所输出流程结果的成本，显然成本过高。如果输出结果的价值小于成本，显然不利于企业的发展。
③该配送中心在分拣上采用一般分拣和精细分拣，采用的设备也是先进的自动分拣设备，虽然提高了分拣速度，且能连续、大批量的作业，但是由于人员在对设备的使用上有一定的不成熟，导致了分拣误差频频出现，从而使有效的分拣能力较低。
（三）、设计目标
本设计旨在通过对配送中心的分拣系统进行优化设计解决配送中心不合理、高成本、分拣能力低下等问题。
1、布局合理化
优化配送中心布局使配送中心的布局合理化，避免货物在两个作
业点之间的流动与产品主流方向相反，也就是所谓的回流；同时也要避免货物才搬运过程中造成交通堵塞，使运输发生等待，降低物流效率，增加物流成本，也就是所谓的搬运路线的交叉现象1。改善以上两点弊端，可以从物流的搬运成本上来节约物流搬运成本节。设计优化的原则也就是以流程为基础，以提高效率为目的，对配送中心的布局进行合理化设计2。
2、成本降低15%左右
一方面，该配送中心布局的优化，必不可少的程序是对其流程存在问题进行优化设计。传统的配送中心的流程纷繁复杂，效率低下，提高整个流程的工作效率，减少不必要的工作环节或者分配不合理的员工，从而使实现降低成本的目的。另一方面，同时改变人员的冗冗状况或者提高其管理水平，持续改进和完善来消除设备的自身性能缺陷。再次，重点对于闲置率较低的设备进行处理，看是否变现或者进行合理利用，从而使成本实现降低的目的。
3、提高分拣能力，提高分拣效率，达到80%左右
配送中心想要满足现代卷烟零售行业日益增长的不断需求，必须提高分拣、仓储能力3。对配送中心的布局进行优化设计后分拣、仓储能力将有一定程度的提高；通过上述2点目标的设定直接或者间接的都可实现分拣能力的提高，最终会满足现代卷烟零售行业不断增长的
1张铎：《仓储规划与技术》，清华大学出版社，2003
2刘志强，丁鹏：《物流配送系统设计》清华大学出版社，2004
3董海，梁迪：《设施规划与物流分析》，机械工业出版社，2005
配送需求；重点对于叉车、传送带以及分拣机相对低的分拣效率进行改正，从而实现在设备80%的理想工作效率。
二、概要设计
（一）、设计原则
1、战略导向原则
此次设计以A企业卷烟配送中心所制定的总体方针战略、规划布局出发，以提高配送中心作业系统效率为手段，以最大化企业收益为最终目的；
2、科学性原则
整个方案设计中，不仅以物流专业的理论知识为基础，更利用Flexsim仿真软件作为工具，仿真出不同入库量不同时配送作业系统方案运行情况，并利用其导出的各类数据报表进行分析比较，得出的结论相对而言较为科学；
3、适用性原则
设计是在现有的配送中心布局基础上进行改进，是以企业现状为依托，以成本控制为条件。整个设计是针对企业而进行的，对企业而言，解决企业的实际问题，具有极高的适用性。
4、连续性原则
配送中心的各项作业应遵循连续性原则，即在各个环节或工序间的流动，在时间上尽可能衔接完全，不发生或少发生不必要的停顿或等待。在方案设计中体现了这一原则。
（二）、设计思路
本设计是运用仿真软件Flexsim，对整个货物从入库到出库这个流程系统进行优化设计，依据基础数据和资料，提出初始方案。再根据初始方案建立初始的模型，通过不断运行并统计其中需要的结果。由初始方案的运行结果，分析各个环节机器设备和工作人员的闲置率和阻塞率，查找瓶颈所在，通过绩效反馈进行修改，最终提高各个环节的机器设备和人员的利用率，合理优化布局，使整个配送中心流程的工作效率得到提高，减少各个环节成本，从而就达到了降低成本的目的。思路如图4所示：
图 4 思路图
（1）收集该配送中心流程中各个环节所需的数据及流程等基础资料，为建立系统模型做好基础准备。
（2）根据收集资料确定建模的方法，利用Flexsim软件及该配送中心的实际流程设计出相适应的模型，并对其个实体相关位置及其参数进行设置。
（3）在设好模型基础参数的基础上，试运行模型，在运行时间结束后，基于模型运行得到的数据进行结果分析并进行相关优化。
（4）根据出现的问题提出优化方案，运行得出结果，达到提升各环节工作效率及提高企业竞争力。
（三）、设计的理论和工具
1、设计的理论
（1）约束理论，它是关于企业应该如何做出哪些变化以及实现这些变化的理论。其目的是帮助企业针对在实现目标的过程中所存在的障碍，并通过必要的改变来消除这些障碍4。这理论在A企业的配送中心作为优化仿真的理论方法，对于其该做出改变的作业流程提出要求，进行流程的改造，使之作业流程变为有效的优化作业流程。
（2）流程改进，它是通过对流程中的各个环节进行持续改进，从而使得企业的人力，物力，财力等资源的利用率达到最大，增强企业的综合实力5。在该配送中心操作流程优化过程中，该方法与Flexsim 工具结合，为流程优化方面提出可行方案更具有说服性。它对于A企业配送中心的流程改进是基于约束理论的基础之上进行的，识别其整个流程中的制约流程流程，对流程进行流程再造，最终实现其配送中心的流程达到标准化，使它的流程更加有效。
4任南：《约束理论在企业信息化中的应用》，陕西工学院学报，2003年第10卷第4期
5李鹏飞，何桢：《应用BPR和BPI理论改造企业流程探索》，《科技管理研究》，2006年第17卷第五期
2、设计方案的工具
在进行分拣系统设计优化时，选用了Flexsim仿真软件设计，对方案进行仿真分析。Flexsim是一款全新的面向对象的仿真建模工具，它的特点是：
（1）可以构建三维的实体系统模型，并可输出报表进行数据挖掘与分析，解决真实情况化出现的问题，视觉效果完美，同时可以为企业节约大量反复操作所花费的成本；
（2）是迄今为止世界上惟一一个在图形建模环境中集成了应用程序编译器的仿真软件，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。
（四）、概要方案设计
（1）在配送中心初步设计的布局如图5所示：
注：表示车辆行驶路线
图5 配送中心布局图
收货区是到配送中心的物品入库前核对检查及进库准备的区域。
处理区是对需要配送的卷烟的检验、分拣等一般操作区。
配货区是拣取分类完毕的货品经过配货检验过程后，装入容器和做好表示，在运送到发货区，等待装车后发运。
设备存放区是配送中心中所持有的各类设备的存放区域。
（2）流程如图6所示：
图 6 流程图
三、可行性分析
（一）、理论上可行性分析
约束理论, 它是关于企业应该如何做出哪些变化以及实现这些变化的理论。在本文中约束理论主要被应用在配送中心布局上，因为原有的布局存在不足之处，导致一系列问题出现，因此需要对配送中心布局做出调整。运用约束理论，发现在该布局中处理加工区与中转商品处理区有重复作业的环节，是制约作业流程的因素。原布局图中，存在两个配送区，在此理论的指导下，建议合并配送区。
流程改进，是通过对流程中的各个环节进行持续改进，而使各种资源利用合理化。在本文中流程改进主要被应用于分拣作业流程上，旨在帮助该配送中心在分拣作业流程操作上获得重大的改进，从而实现节省资源的使用，增强业务流程的可靠性，降低成本，使流程更有效率。
（二）、技术上的可行性
本文所采用的主要技术包括：
1、配送中心的信息技术，对于订单的管理、订单信息、联系其为该公司供货、来货的堆放情况、入库情况、不合格品的出库情况等都有相应的信息进行记录，以确保配送活动的正确无误的进行。
2、仓库作业布局设计和合理布置，对于较小的设备和部件。第一，运用ABC分类法对商品进行分类，分为A类、B类、C类和D类。第二，仓库总体规模设置，需要进行货架计算（仓库货架数量共为4个，每个货架3层，长宽高分别为4m、0.8m、2m，所以备品备件库房的货架总面积为3*0.8*3*4=28.8㎡）。第三是仓库基本作业流程和功能区布置，如图2、3所示。
3、Flexsim仿真软件的操作运用，Flexsim是一套系统仿真模型设计、制作与分析工具软件。运用Flexsim系统仿真软件，可在计算机内建立研究对象的系统三维模型，然后对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得优化设计或改造方案。
有了这些相关的技术和原则，便可以做到对该A企业配送环节的相关技术方面的支持的，只要做好以上内容，熟练地操作仿真软件，