1、課程設計物流系統建模與仿真專業年級 2011 級物流工程指導教師 張瑩瑩小組成員重慶大學自動化學院物流工程系2014年9月12日課程設計指導教師評定成績表項目分值(100>x >90)良好(90>x >80)中等(80>x >70)及格(70>x >60)不及格(x<60)評分經受標準經受標準經受標準經受標準經受標準學習態度認學習態度學習態學習態度學習馬真，科學作比較認真，度尚好，尚可，能遵虎，紀律風嚴謹，嚴科學作風遵守組守組織紀渙散，工學格保證設計良好，能按織紀律，律，能按期作作風不習態15時間并按任務書中規定期圓滿完成任務書基本保證設計

2、完成任務嚴謹，不能保證設度的進度開展規定的任時間，按計時間和各項，作務期完成進度各項工作技設計合理、設計合理、設計合設計基本設計不合術理論分析與理論分析理，理論合理，理論理，理論水平25計算止確，實驗數據準與計算正確，實驗數分析與計算基分析與計算無大錯，分析與計算有原則與確，有很強據比較準本止確，實驗數據錯誤，實實的實際動手確，后較強實驗數無大錯驗數據小際能力、經濟的實際動據比較可靠，實能分析能型口手能力、經準確，有際動手能力計算機應用濟分析能定的力差，文能力，文獻力和計算實際動獻引用、查閱能力機應用能手能力，調查調研強、引用合力，文獻引主要文后較大的理、調查調用、調查調獻引用、問題研非常合研

3、比較合調查調理、可信理、可信研比較可信后重大改進有較大改有一定有一定見觀念陳舊創或獨特見進或新穎改進或解10新解，有一定的見解，實新的見實用價值用性尚可解論結構嚴謹，結構合理，結構合結構基本內容空文邏輯性強，符合邏輯，理，層次合理，邏輯泛，結構（計層次清晰，文章層次較為分基本清楚，混亂，文算語言準確，分明，語言明，文理文字尚通字表達不50書、文字流暢，準確，文字通順，基順，勉強達清，錯別圖完全符合規流暢，符合本達到到規范化字較多，紙）范化要求，規范化要規范化要求；圖紙達不到規撰書寫工整或求，書寫工要求，書比較工整范化要寫質量用計算機打 印成文；圖 紙非常工整、清晰整或用計算機打印成文；圖紙工整

4、、清晰寫比較 工整；圖 紙比較 工整、清 晰求；圖紙不，整或不清晰指導教師評定成績：指導教師簽名：年 月 日重慶大學本科學生課程設計任務書設計題目：倉儲系統建模與仿真學院、專業：自動化學院物流工程專業年級：2011級小組人數：5 A下發日期：2014年9月1日設計的主要內容1 .案例背景本案例以北京某公司的牛奶倉庫為實例，該倉庫系統目前已經配置了一些設備， 但是現在公司遇到了兩個方面的問題：倉庫在現有資源配置下無法估計其最大處理能力。公司考慮在明年擴大產能，倉庫的入庫量將較現在大幅度增加，因此用怎樣的方 法來對入庫量增加過后的倉庫系統進行優化也是現在急需考慮的問題。2 .案例介紹倉庫總體布局該

5、倉庫面積約為1200平米，倉庫中間按照東西走向平行設置立體貨架， 貨物出 入的大門設置在倉庫西側，大門外的月臺為入庫區域，大門與貨架之間的區域設置 處理區，倉庫的西北角和西南角是叉車停放區、東北角是控制室。倉庫布局圖如 倉庫入庫流程倉庫的入庫操作流程如圖2所示，貨車到月臺即開始入庫流程。叉車負責將貨 物從月臺搬至倉庫內的處理區（檢查包裝完整性并根據貨物瓶中類表上不同標簽），貨物被處理完畢后即由叉車運送至貨架上相應的貨位。若在此過程中叉車繁忙則需 要進行等待。倉庫的作業特點1）倉庫系統運行有明顯的周期性該倉庫所存放的牛奶每天生產和送貨都有固定的時間表，因此牛奶的入庫與出 庫也有明顯的周期性，入庫

6、時間位于每天上午的十點至下午兩點之間，而出庫時間 在夜間，入庫和出庫作業之間沒有交叉干擾。目前倉庫的日入庫牛奶數量的平均值 為8000箱（純牛奶和非Z牛奶分別占60%口 40% ,且到達時間為上午十點到達4000 箱，下午1時到達4000箱。每個托盤的裝載量為100箱，則目前日入庫量均值為 80個托盤。2）倉庫系統目前周轉量很低在現有入庫量情況下，設備的利用率不高。目前配備了4臺叉車，兩臺叉車用于將兩種牛奶分別搬運至兩個處理臺，另外兩臺叉車則將處理好的牛奶分別搬運至 貨架存放。但大部分時間下叉車處于空閑狀態，貨架的使用率不高。3）貨物分為兩大類純牛奶約占60%是貨物的第一大類。各種味道的其他牛

7、奶約占總量的40%并 且出入庫頻率接近，因此將這些非純牛奶統一歸納為貨物的第二大類。這兩大類牛 奶占總量的比例保持不變。3 .建立仿真模型并分析以下問題：入庫情況分析設備利用率分析4 .通過分析，提出主要改善措施。設計報告要求1 .明確每位組員的詳細分工。2 .在上述設計主要內容的基礎上，根據本組的討論，整理出系統建模思路。3 .詳細描述設計模型。4 .列出具體的建模步驟和思路。5 .運行模型，記錄需要的數據。6 .找出模型存在的問題，提出解決方法，在已有模型基礎上進行完善和優化。7 .綜合以上內容，提交一份完整的課程設計報告書，并且提交優化前后的仿真模型。學生簽名：教師簽名：小組分工沙辰洛：

8、資料查找、論文撰寫陳小紅：系統建模實施、論文修改陳艷偉：資料整理、PPT制作及講解徐賢忠：資料查找、論文撰寫 杜 確：系統建模、論文修改目錄目錄 71 引言 7物流倉儲流程8物流倉儲在經濟建設中的作用 錯誤!未定義書簽。2 系統建模必要性93 建模步驟 10模型背景 10建模思路及實施1011 錯誤!未定義書簽。20體會 234 附錄 18附錄 參考文獻 241 引言倉庫是保管、 存儲物品的建筑物和場所的總稱， 在物流系統中是企業儲存原料、 半成品、 產成品的場所。 傳統的倉庫管理經常將大批量的貨物在倉庫中存放較長時間， 而現代物流倉庫作業更強調貨物的動態進出， 盡量少的貨物在倉庫中 存放盡可

9、能少的時間。倉庫作為物流結點在企業的整個供應鏈中起著至關重要的 作用，如果不能保證正確的進貨和庫存控制及發貨，將會導致管理費用的增加， 服務質量難以得到保證，從而影響企業的競爭力。倉庫物流的重點應放在庫存管 理的延伸上，不僅要關注倉庫設施內部的一切功能如收貨、存放、補貨、存儲以 及周期盤點，更應該在提高庫存物資的準確性的同時，提升產品的實時透明度、 提高對客戶的服務水平。傳統的倉庫物流管理，由于只局限于執行倉庫內部的活 動，普遍存在著系統設計不合理、信息傳遞不及時、數據收集方式落后等問題， 倉庫管理的效率難以提高。現代物流下的倉庫管理，不僅是靜態的存儲設施，更 需要使用倉庫的實時數據更好地響應

10、供應鏈需求，以消除網絡內部的過量庫存， 提高網絡內部的庫存透明度和流動速度。在企業物流系統中，倉儲貫穿于整個物流過程的始終。 企業物流目標是 使物流各環節的運作、銜接暢通無阻，以保證企業物流高效率地進行，減少無效 物流和冗余物流，做到按需運送、零庫存、短在途和無縫隙的傳送，降低流通成 本，提高庫存水平。倉儲的關鍵是零庫存。以下圖片為倉儲整個流程，以及我們所標注的重點研究部分.物流倉儲流程、入庫流程以成品庫的入庫流程為例，外購的成品或自己企業生產的成品，首先由中 請人填寫入庫申請單，入庫申請單主要由以下幾項：申請入庫單位、入庫時間、 入庫貨位號、產品的品種、質量、數量（件數、重量）、金額、檢驗員

11、鑒字、中 請人鑒字、成品庫庫房主管鑒字等組成。、出庫流程貨物出庫的方式主要有三種；客戶自提，委托發貨，公司送貨。第一種： 客戶自提，是客戶自已派人或派車來公司的庫房來提貨。第二種：委托發貨，自 己去提貨有困難的客戶而言，他們會委托我們公司去找第三方物流公司提供送貨 服務，第三種：是倉儲企業派自己的貨車，給客戶送貨的一種出庫方式。一論采 用哪種出貨的方式，都要填寫出庫單，出庫單主要有以下項目：發貨單位、發貨時間、出庫品種、出庫數量、金額、出庫方式選擇、運算結 算方式、提貨人鑒字、成品庫主管鑒字。物流倉儲在經濟建設中的作用1 .現代倉儲是保證社會再生產順利進行的必要條件2 .是國家滿足急需特需的保

12、障國家儲備是一種有目的社會儲存，主要用于應付自然災害、戰爭等人力不可 抗拒的突發事變對物資的急需特需，否則就難以保證國家的安全和社會的穩定。 儲存是平衡市場供求關系、穩定物價的重要條件。流通儲存可在供過于求時吸納 商品，增加儲存，供不應求時吐放商品，以有效地調節供求關系，緩解矛盾。這 樣既可保證生產的穩定性，又可防止物價的大起大落，避免生產供應的惡性循環。3 .倉儲是物資供銷管理工作的重要組成部分倉儲活動直接影響到物資管理工作的質量，也直接關系到物資從實物形態上 一直到確定分配供銷的經濟關系的實現。4 .現代倉儲是保持物資原有使用價值的重要手段目前，倉儲管理的內涵隨著其在社會經濟領域中的作用不

13、斷擴大而變化。倉 儲管理，即庫管.是指對倉庫及其庫存物品的管理，倉儲系統是企業物流系統中不 可缺少的子系統。物流系統的整體目標是以最低成本提供令客戶滿意的服務，而倉儲系統在其中發揮著重要作用。 倉儲活動能夠促進企業提高客戶服務水平， 增 強企業的競爭能力。現代倉儲管理已從靜態管理向動態管理了生了根本性的變 化，對倉儲管理的基礎工作也提出了更高的要求。產品在倉儲中的組合、妥善配載和流通包裝、成組等活動就是為了提高裝卸 效率，充分利用運輸工具，從而降低運輸成本的支出。合理和準確的倉儲活動會 減少商品的換裝、流動，減少作業次數，采取機械化和自動化的倉儲作業，都有 利于降低倉儲作業成本。優良的倉儲管理

14、，能對商品實施有效的保管和養護， 并 進行準確的數量控制，從而大大減少倉儲的風險。2系統建模必要性物流倉儲系統是典型的現代機械與電子技術相結合的系統，由具有一定智能的物流設備和計算機管理與控制系統組成。 隨著國內企業規模越來越大，擬建 設的物流倉儲系統變得越來越復雜，其內部關聯性越來越強。企業在面臨物流工 程項目投資新建或原有系統技術改造時，由于缺乏準確豐富的信息數據和必要的 物流仿真系統決策支持，造成項目建設投入的盲目性和資金流失。 為了避免在物 流倉儲系統優化構建上浪費大量的人力、物力和時間，物流仿真是必然的選擇。系統仿真是系統分析的有效工具，它以建模理論、計算方法、評估理論為理 論基礎；

15、以計算機技術、網絡技術、圖形圖像技術、多媒體技術、軟件工程、信 息處理、自動控制及系統工程等相關技術為支撐。通常，根據研究系統的特點， 系統仿真分為離散事件系統仿真和連續系統仿真。通過系統仿真方法，可以在較 短的時間內以較低的成本模擬得到系統運行的結果。 在物流領域中常見的仿真研 究有物流過程的仿真研究、物流管理的仿真研究、物流成本的仿真研究等。為了 對這些系統進行分析和評價，最終達到優化系統的目的，可以考慮通過仿真技術 對系統進行模擬，并依據模擬結果制定相應決策。本次課程設計的課題為物流倉儲系統建模與仿真，故使用建模快捷方便和顯 示能力強的Flexsim仿真軟件。3建模步驟模型背景本案例以北

16、京某公司的牛奶倉庫為實例，該倉庫系統目前已經配置了一些設備，但是現在公司遇到了兩個方面的問題： 倉庫在現有資源配置下無法估計 其最大處理能力，公司考慮在明年擴大產能，倉庫的入庫量將較現在大幅度增 加，因此用怎樣的方法來對入庫量增加過后的倉庫系統進行優化也是現在急需考發生器車輛到達每次車輛到達貨量（托盤）1000(10)暫存區1最大容量4800暫存區2最大容量3200處理器處理純牛奶速度（/200s）100處理非純牛奶（/200s）100叉車每次裝載里（托盤）1最大速度（M/S）2貨架列數34/30列寬層數4層高寬度'1每相鄰貨架間寬度通道寬度表一思路由題意分析得，該倉庫配送過來的牛奶配

17、送時 問是均勻的，每半小時一次，每次送貨純牛奶為600 箱子（6托盤）、非純牛奶為400箱子（4托盤）。一 大配送時間為4小時。問題一： 測算現有配置下的，最大處理能力 （求在不堆積的情況下，設備最高利用率的處理能 力，倉儲能力）1、設置參數由于題目沒有給出相應的數據，左表的數據是 由我們查資料得到后結合實際情 況給出的： 2、最初仿真模型圖。（共得出9種情況并給出相應 數據分析）（參數條件：由此模型 根據題意，進行參數設置 （見表一）。）3.初步建模后得到如下情況：（1）無堆積實驗最初模型得到的是沒有堆積但是利用率很低的模型，并且沒有達到這個倉庫運營的最大值。（2）（純牛奶）暫存區利用情況：

18、可知：暫存區域的空閑率高達 %其中的貨物在等待運輸。分析：暫存區域在每次到貨一段時間后， 會被處理 完，待下次貨物到來存在一定空余時間。所以很大時間內未被利用，利用 率低。小結論：在整個過程中，很明顯的發現有很大一部 分資源沒有被利用到，所以沒有達到整個倉庫的運 營最大值。（3）（非純牛奶）暫存區利用情況：可知：暫存區域的空閑率高達%其中的貨物在等待運輸。分析：暫存區域在每次到貨一段時間后， 會被處理 完，待下次貨物到來存在一定空余時間。所以很大時間內未被利用，利用 率低。小結論：實驗數據中看出暫存區的空閑率很高，有很大一部分時間可以被利用，所以得出，還沒達到倉庫運作的最大值。（ 4）（純牛奶

19、）第一輛叉車利用情況：可知： 叉車空閑率為%，運輸時空閑率為%，運輸裝載率為%。分析： 貨物每次到貨一段時間后， 會被處理完， 待下次貨物到來存在一定空余時間。所以很大時間內未被利用，利用率低。小結論： 數據分析中得到叉車的空閑率相對很高而且叉車在運作的時候運載率很低，沒有達到實驗要求，得出還沒達到倉儲的運作最高量。（ 5）（非純牛奶）第一輛叉車利用情況：可知： 叉車空閑率為 61。 8%，運輸時空閑率為%，運輸裝載率為17%。分析： 貨物每次到貨一段時間后， 會被處理完， 待下次貨物到來存在一定空余時間。 所以很大時間內未被利用，利用率低。小結論： 同上一個分類結果一樣在貨物來的時間分割段中

20、產生了大量的空閑時間，所以可以合理利用這個空閑時間，增加倉庫的運作量，未得到最大值。（ 6）（純牛奶）處理器情況：可知 ：處理器空閑率為%，處理時間段占%，等待叉車時間占%分析 ： 貨物每次到貨一段時間后， 會被很快處理完， 待下次貨物到來存在一定空余時間。處理效率高，但由于后面叉車運行速度有待提高。小結論： 通過多次的實驗結果可以看出設備的利用率越來越高， 它們的空閑率越來越低， 但是在綜合考慮到叉車的運作時間上出現了等待時間相當大。 所以叉車的利用率沒有得到充分的體現。（ 7）（非純牛奶）處理器情況：可知 ：處理器空閑率為%，處理時間段占%，等待叉車時間占%分析 ： 貨物每次到貨一段時間后

21、， 會被很快處理完， 待下次貨物到來存在一定空余時間。處理效率高，但由于后面叉車運行速度有待提高。小結論 ： 這邊和上個結果相差無幾， 當叉車的等待時間開始明顯減小， 并且處理效率已經很高，所以可以繼續考慮做以下實驗。（ 7） （純牛奶）第二輛叉車處理情況：可知：叉車空閑率為%，運輸空載返回時間占%。分析：貨物每次被處理后，由于叉車處理效率過低，造成貨物在處理器堆積，使叉車利用率高。小結論： 通過再次的調整， 我們明顯看到叉車的空閑率明顯的降低了， 但是空載的時間卻變多了，所以在考慮叉車利用率變低的現象，我們再次對其進行改進。（ 7） （非純牛奶）第二輛叉車處理情況：可知：叉車空閑率為%，運輸

22、空載返回時間占%。分析：貨物每次被處理后，由于叉車處理效率過低，造成貨物在處理器堆積，使叉車利用率高。小結論： 改進中還是未得到我們想要的結果， 叉車的空載時間過長， 還有很大一部分可以利用的空間。總結論及結果： 在進行試驗到最后， 我們得出了以下兩點情況， 從而得到了我們想要的結果，已經我們所給每次試驗的數據情況（ 1） （純牛奶）貨架情況： 由于不存在暴庫現象，所以貨架情況良好。但貨架的載貨率可以提高。（ 2） （非純牛奶）貨架情況： 由于不存在暴庫現象，所以貨架情況良好。但貨架的載貨率可以提高。結論：現有的資源配置下，各個倉儲設備并沒有利用率并不高解決方法：實驗分析中我們已經得到我們的整

23、體思路， 就是通過增加要處理的牛奶箱數量 來找到那個倉庫運作的極限的最大值。所以我們從8000開始累積增加牛奶箱數量，并以1000為單位進行累加。分別分析通過實驗并且得到相應的數據分析情況，將相關數據記錄給下面表格中：表二實驗法總處理箱數8000 （純4800/ 非純3200）11000（純6600/ 非純4400）12000（純7200/ 非純4800）13000（純7800/ 非純5200）（純）第一叉車利用率%100%（純）暫存區利用率%100%100%（有堆積）（純）處理器利用率%（處理效率局）%（純）第 二叉車利 用率%處理速度過慢）%（純）貨/架（非純）%第一叉車利用率（非純）%1

24、00%100%100%暫存區（非純利%98.*%用率）處理器利用率（非純）%處理速%第二叉車度過慢）利用率（非純）/貨架利用率總結 ：從上表可知：在進行重復試驗改進，并且增加貨量的情況下得出，當送貨量為13000時，純牛奶暫存區域出現了堆積現象，規定的時間內不能完成倉 儲業務，而在12000時利用率最高。當貨量為12000的時候各種設備都幾乎達到了 最高的利用率，以及倉庫沒有出現堆積現象。所以在現有的資源配置下最大的處理能力是 1200帥。問題二：公司在擴大產能后，模型的優化（及優化后的最大產能計算）（1）改進之前的模型：（2）改進的方式：增加了貨架的數量使得，能夠存儲更多的貨物,運輸時間更：

25、暫存區與處理器的位置更合理（在仿真模型中距離更短）：叉車作業方案有改善，通過作業分配器可以使得叉車同時對兩個暫存區 進行作業。（3）改進之后的模型：由于在仿真過程中，距離會對叉車作業有影響，所以把暫存區和操作區重合如下：分析數據如下:注：在改進過程中沒有改變設備原本參數， 改進后通過試驗的方式逐步測的， 改 進后能夠擴大的產能：我 表總處理W ' 數/13000 （純78P0/非純5200）14000 （純8400/非純5600）15000 （純9000/非純6000）左側叉車 利用率%（純）暫存 區利用率%100% （有堆 積）（純）處理 器利用率%（處理效 率局）%右側叉車 利用率97% （處理速度過慢）%（純）貨架/（非純）暫 存區% （有堆積）（非純）處 理器利用率%（非純）貨 架利用率/分析:產量擴大到15000時候，暫存區有貨物未處理完全。由于左側叉車利用率小 于處理器利用率，說明處理器首先達到閾