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一、問題與概念模型描述

1．問題描述

本次管理業務流程是以德國MC公司為研究對象，主要研究該公司的下游成品倉庫管理。德國MC公司創立于1961年，公司創立支出就明確以保護、維護、養護和修復混凝土為他們的開發、生產目標，經過公司的不懈努力，MC公司已是當今世界完全處于領先地位的公司。公司擁有一支龐大的科研隊伍，覆蓋的產品達到 1000 多種，產品銷往世界各地，已在世界２０個國家和地區設有生產廠。如，德國、瑞士、巴西、法國等。
MC公司生產的產品多達1000多種，總的來說其產品可以歸為五大類，分別是粉劑產品、混凝土各種添加劑、人工合成液體材料、漆系列、乳膠瀝青系統和各種彈性系統材料。具體的產品介紹如下表所示：

MC公司的成品倉庫是按照這五大類進行分類管理。根據調查，成品倉庫處理接收產成品之外還需要根據客戶訂單進行成品打包，以便物流快速送至客戶手中。
由此可見，成品倉庫的運作效率大大影響公司的交貨時長。對產成品倉庫運作管理的仿真是為了分析該公司當前的管理方式是否合理。若不合理本文將會給出調整建議，使得運作效率提升。

2．系統參數

根據上述對成品倉庫的介紹， 倉庫有兩個功能。一個是將產成品分類檢驗，然后是將檢驗后的產成品按客戶訂單進行打包處理。根據調查MC公司的成品倉庫作業流程如下圖所示：

除此之外，還需要設定客戶訂單的相關數據，讓系統自動打包存放。我們模擬系統運作時長為28800s根據以前的訂單數據，初步預測了未來28800s可能發生的訂單情況。為方便展示，將第1節中提到的產成品進行編號，粉劑產品為產品1；混凝土各種添加劑為產品2；人工合成液體材料為產品3；漆系列為產品4；乳膠瀝青系統和各種彈性系統材料為產品5。具體情況如下表所示：

為使企業以“拉式”策略運作系統，還需要明確客戶的訂單時間，做到準時準點的將打包貨物流入下一物流環節。即就是在貨物先暫存于暫存區，當到訂單時間時再進行打包。客戶訂單時間如下：

注：以上數據是對MC公司業務合理預估數據，并不是實際數據。
根據MC公司的生產線，產成品送至該倉庫共5種，即5種臨時實體。根據調查，MC公司的5種臨時實體由相鄰的5種不同類型的廠房產出。5種產成品同時裝車，送至該倉庫。為簡化模型，這里設置5種產成品到達該倉庫的時間服從均勻分布。根據經驗，檢驗設備檢驗一個產品的時間是16s。后依據產品的類型，由不同的運輸線路（傳送帶的速度為2m/s）將產品送至打包處。打包完成后暫存于訂單貨物暫存區。最后由叉車以2m/s的速度運至貨架方便下一物流環節拿取。

3．概念模型

為更加清晰地了解運作流程，這里利用BPMN圖來展現。MC公司產成品倉庫BPMN圖如下：

產成品到達后卸貨至檢測暫存區，由工人將貨物搬運至檢測機進行檢測。檢測后經過5條傳送帶運輸至5個以產品類別分開的不同暫存區（集中暫存區）。當到訂單要求時間后（若沒到訂單時間，系統依舊會進行打包以備不時之需），貨物會依據訂單要求的貨物數量與種在打包區進行打包。打包后的產品放置在訂單貨物暫存區，等待叉車空閑后，由叉車送至貨架。

二、構建Flexsim仿真模型

1．模型實體介紹

在介紹實體之前，先宏觀展示整個模型，利flexsim2019搭建仿真模型。模型截圖如下：

下面利用表格對各個實體進行介紹。

2．主要參數設計

（1）發生器1：確定5種產品類型以及顏色；


（2）運輸卡車達到：規定產品到達時間，符合均勻分布N（20,2,0）；

（3）操作員：將檢測暫存區的產品搬運至檢測機



（4）檢測機：主要是將產品按類別分開，并放置相應的傳送帶，設備加工時間為16s；

檢測機檢測完成后分別發送至不同的傳送帶端口, switch代碼設置如下：

（5）傳送帶：當檢測完成后通過各自的傳送帶將產品運輸出去（傳送帶速度2m/s）；

（6）發生器11：控制打包區按照客戶訂單運行；

（7）打包區：依據全局表設置的訂單對暫存區貨物進行打包；



具體代碼如下：

（8）訂單貨物暫存區與叉車：當貨物被裝盤之后，裝盤后的產品先放入暫存區（容量25，批量2），然后產品被叉車以2m/s的速度放到倉儲中心的貨架上；

3. 建模主要特色

目前，因為客戶的需求不同，按照往常大規模的倉儲方式已經不能滿足及時物流的要求。當客戶下達訂單時，需要在大規模的倉儲中挑選訂單中的產品，這種方式既費時又費力。上述模型按照優先訂單打包的方式存儲產品，可以迅速又及時的將打包好的產品送至下一個供應鏈環節。
模型的難點主要在于需要及時根據客戶的訂單打包，次難點在于檢驗機對產品進行分類。我利用一個新的發生器（發生器11）來控制打包機按照訂單上的時間運行，并利用flexsim全局表設置各訂單的產品需求。打包機根據全局表中的產品需求從其上游的暫存區拿取相應的產品進行打包；
美觀上，為了使模型更加逼真，我從3dwarehouse網站上下載了幾個相應的3d模型來豐富系統。其中為了模擬卡車運輸的場景我利用卡車3d模型來展示，如下圖所示：

為模擬檢測機和打包區，我從3dwarehouse上分別下載了對應的模型，如下圖所示：


模型整體流暢，按照線性排布，清晰易懂。除此之外，流動實體（不同類型產品）按照不同的顏色進行區分，方便觀察模型的運行狀態。

三、運行及分析仿真模型

1．實驗結果分析

模型運行28800s（8h）， 輸出40個包裹。其中客戶訂單有11個包裹，29個庫存包裹。為分析模型運行結果，利用flexsim自帶的Dashboard進行分析。在模型的運行中各環節運行緊密，處理搬運人員有大量閑置的現象。于是進行人員效率分析。分析圖表如下：

可見，搬運人員閑置率過高，效率過低僅有約14%。說明搬運人員利用率低效。
分析搬運人員效率低下的原因是其下游的檢驗機需要時間對產品進行一一檢驗，耗時過長。這與產品到達的節拍不符，導致檢測暫存區存有大量的產品，而搬運人員由于檢驗機還在工作，無法繼續將暫存區的產品搬運至檢驗機，造成搬運人員閑置。

2．靈敏度分析

為改進上述問題我在原模型的基礎上添加了一臺檢測機，新模型名為“MC公司下游倉庫管理仿真實驗（優化后）.fsm”添加模型截圖如下：


將優化后的模型運行28800s，優化后的模型輸出了58個包裹，大于原先的40個。利用Dashboard進行分析，截圖如下：

綜合效率由原先的40個輸出上升到56個，人員效率由14%到現在的26%左右。說明增加檢驗設備是有效果的，MC公司應把優化重心放在增加檢測機的數量或者改進檢測機使得檢測機的檢測效率提升上。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的flexsim仿真模型-MC公司下游仓库管理仿真实验的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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