第一章 緒論

1.1 研究背景及意義
據中國物流與采購聯合會報道：2010年，我國物流總費用約占GDP的18%，這個數字與發(fā)達國家相比竟然高出了一倍。中國行業(yè)咨詢網研究部指出：在2011年的第一季度，我國物流成本的總支出占到整個GDP比重的17.45%，在第二季度環(huán)比增長了2.75個百分點，在第三季度環(huán)比增長了0.45個百分點，到第四季度卻環(huán)比下降了1.39個百分點。在2011年的前三季度，我國物流成本的支出費用所占比例呈逐漸上升趨勢，但是上升的幅度變的越來越小，等到第四季度開始出現了小幅度的下滑趨勢；到2012年第一季度，物流成本總費用的支出比例下滑至17.52%，第二季度上升至17.99%，第三季度達到18.11%。縱看2011-2012年物流支出所占比例圖，其整體最后的數據趨勢又處于逐步上升的階段（如圖1-1所示）。

以上數據顯示，與發(fā)達國家相比，我國物流總成本占GDP的比重整體偏高，尤其在2012年的第二季度和第三季度出現了明顯的上升趨勢。在21世紀，誰掌控了物流，誰就擁有了市場。尤其在互聯網高速發(fā)展的今日，無論是企業(yè)還是政府，都已經對物流業(yè)的快速發(fā)展引起了足夠多的重視。倉儲，作為物流系統(tǒng)中必不可少的重要一環(huán)，在其整體運作過程中又占據著十分重要的地位。商務部在2012年底公布的《關于促進倉儲業(yè)轉型升級的指導意見》中指出，從2007年到2011年，我國物流成本的整體費用支出在GDP中所占的比例下降了0.4個百分點，與此同時，在物流總成本支出中的保管費用所占比重卻上升了0.3個百分點。結合以上統(tǒng)計數據表明，降低倉儲企業(yè)的作業(yè)成本，提高倉儲系統(tǒng)的運作效率，加大倉儲管理的信息化建設，提高倉儲系統(tǒng)的技術設計水平，對于物流系統(tǒng)整體效率的提高以及成本的降低都具有十分重大的現實意義，其應用前景不可估量，而將計算機仿真技術充分運用到倉儲系統(tǒng)的作業(yè)中去，又是一種十分有效的技術手段。綜上所述，本文將研究對象定位于倉儲系統(tǒng)，符合時代發(fā)展的背景，迎合我國相關部門制定出臺的政策措施，同時又結合物流仿真軟件Flexsim，主要針對倉儲的作業(yè)系統(tǒng)展開了具體的分析和研究，具有很好的研究價值和應用前景，同時也為我國倉儲業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展提供了參考價值。
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1.2 國內外研究現狀
國內外學者對倉儲系統(tǒng)的研究取得了豐碩的成果，本文通過大量的收集、閱讀、總結相關的參考文獻，試著從倉儲系統(tǒng)與物流系統(tǒng)仿真這兩個角度著手來進行綜合述評。
1.2.1 國內外倉儲系統(tǒng)的研究現狀
（1）國內倉儲系統(tǒng)的研究現狀
以“倉儲系統(tǒng)”為主題關鍵字，在中國知網全文數據庫中檢索資料，發(fā)現國內學者從多個方面都對其進行了深入研究。本文主要圍繞著倉儲系統(tǒng)的設計、貨位的分配與優(yōu)化、倉儲系統(tǒng)中應用到的關鍵技術以及倉儲作業(yè)系統(tǒng)等等這幾個方面展開的述評。
①倉儲系統(tǒng)的設計十年來，國內學者對倉儲管理系統(tǒng)的開發(fā)和設計的研究一直備受關注。紀壽文，李克強，繆立新（2003）學者系統(tǒng)全面的介紹了集成化倉儲系統(tǒng)的構成和工作流程[1]。文中針對物流配送中心及倉儲流通環(huán)節(jié)，對其信息系統(tǒng)及相關的管理技術進行了詳細的分析和研究，為學者們的后續(xù)研究奠定了豐富的理論研究基礎。鄭啟忠，朱宏輝，張旭輝（2004）進一步推進了倉儲系統(tǒng)管理的自動化和信息化研究[2]。在描繪自動化倉儲信息管理系統(tǒng)的具體框架上，又詳細的介紹了自動化倉儲的出入庫作業(yè)流程及信息流程。進一步推進了倉儲信息系統(tǒng)的開發(fā)和研究。隨著自動識別技術RFID（射頻識別）的興起和廣泛使用，越來越多的學者們意識到將射頻識別技術應用到物流領域的重要性。劉媛，郝銘（2006）通過引入自動識別技術RFID，具體闡述了針對倉儲而設計的監(jiān)管系統(tǒng)，提高了數據收集的準確性[3]。張曉力，廉小親，翁貽方等（2007）通過引入RFID技術，構建了由AIDS、API以及AS構成的計算機倉儲信息管理系統(tǒng)[4]。在文中，又詳細介紹了倉儲貨物信息及數據的自動識別系統(tǒng)、自動識別系統(tǒng)與應用程序接口以及倉儲管理系統(tǒng)應用軟件等等方面的硬件和軟件系統(tǒng)的構成和設計方案，進而實現了在倉儲系統(tǒng)中貨物信息能夠自動識別的功能，增加了物品信息采集的便捷性。沈斌，周瑩君，王家海等（2009）學者基于無線射頻識別技術，設計出了一整套特別適合于中小型化工企業(yè)的倉儲管理系統(tǒng)，并對其硬件和軟件系統(tǒng)的實現分別進行了詳細的闡述[5]。徐慧劍（2012）通過應用物聯網無線射頻識別技術，成功設計了智能倉儲系統(tǒng)的總體技術架構，并且在文中詳細介紹了此系統(tǒng)實現的功能模塊[6]。以上學者們的研究表明，將RFID無線射頻識別技術引入到倉儲系統(tǒng)中，能夠有效的提高對倉儲的管理和控制能力。
隨著國民經濟的快速發(fā)展和先進科學技術的不斷革新，學者們在對倉儲系統(tǒng)的規(guī)劃和設計方面的研究也變得越來越豐富化、系統(tǒng)化、信息化、集成化、可視化和智能化。牛江波，王轉，程國全等（2007）針對備品配件物資，闡述了倉儲系統(tǒng)規(guī)劃中的備件分類、儲區(qū)劃分，并對IQ（品項出庫量）和IK（品項出庫次數）進行了詳細分析，同時構建了可以充分反映倉庫儲存能力的一系列相關指標體系，最后應用SLP（系統(tǒng)布置規(guī)劃）對倉庫的布置進行了具體規(guī)劃設計[7]。許曉偉，梁英宏，吳耀華（2009）描繪了典型的自動化倉儲物流系統(tǒng)布局圖，并借助于資源Petri網（RPNs）對其系統(tǒng)進行建模，進而在RPNs中引入顏色和時序元素進行深入分析，又結合輸入傳感器和輸出控制器信號，面向物流倉儲系統(tǒng)，提出了一種基于資源顏色時序信號的擴展Petri網建模方法，為系統(tǒng)建模、程序設計及系統(tǒng)仿真提供了很好的輔助設計工具[8]。曹浪財，羅鍵（2012）詳細介紹了可視化自動倉儲系統(tǒng)設計的功能結構，以及與貨位管理、出入庫作業(yè)流程相關的整體系統(tǒng)概念模型，并通過采用平行坐標法，將系統(tǒng)中的庫位存儲信息進行了可視化呈現，實現了自動化倉儲系統(tǒng)中庫存信息的可視化操作[9]。邵凝寧，蔣國華，楊歡（2013）又基于先進的可編程控制器（PLC）技術，設計了一套自動化倉儲系統(tǒng)的實施方案[10]。文中通過對該系統(tǒng)中關鍵技術的詳細描述，實現了貨物管理的自動化和數字化。
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第二章相關理論基礎

2.1倉儲管理
2.1.1倉儲管理的含義
倉儲，是物流活動中必不可少的基本環(huán)節(jié)之一；物流系統(tǒng)離不開倉儲，倉儲活動是物流活動的重要組成部分。關于倉儲管理的定義，到目前為止并沒有形成統(tǒng)一的規(guī)定，學者們對此紛紛形成了自己的表述方式。高曉亮，伊俊敏，甘衛(wèi)華（2006）認為，倉儲管理指的是對庫存物料、倉庫設施及其布局進行規(guī)劃、控制的活動，銜接供應與需求[76]。張誠，周湘峰（2008）學者明確提出，倉儲管理就是對在庫貨物及倉庫的管理，是為高效提供倉儲服務而展開的包括計劃、組織、控制和協調在內的一系列過程[77]。田源（2010）指出，倉儲管理是服務于一切庫存物品的經濟技術方法和活動，是為了更好地利用所具有的倉儲資源提供高效的倉儲服務所進行的計劃、控制、組織和協調過程[78]。
倉儲管理（Warehouse Management），作為物流大系統(tǒng)管理體系的重要組成部分之一，簡潔而談，主要圍繞著這些時速為零的運輸貨物以及儲存和保管這些貨物的場所而進行的一系列同時涵蓋著裝卸搬運、分揀、包裝、配送等等具有附加性功能特征的相關倉儲管理活動。
2.1.2 倉儲管理的內容
倉儲管理的基本內容涉及面很廣（如圖 2-1），可以簡單的概括為對“倉”“儲”“物”這三個關鍵字的管理。
“倉”，古時指的是用來收藏糧食等谷物的建筑物。在倉儲管理中，“倉”常常指的是用來存放儲存貨物的場地。對于“倉”的管理，包括貨物儲存場地的地址選擇、預計占用的面積、設施布局的規(guī)劃以及需要配置的倉儲硬件設備等問題。
“儲”，貯也；亦備也。在倉儲管理中，“儲”常常圍繞著在庫貨物而進行的相關活動。具體包括物資儲位的規(guī)劃和設計、在庫物品的盤點、貨物的進出庫作業(yè)以及廢棄物品的處理等等相關問題。
“物”，是物品的簡稱。在倉儲管理中，對“物”的管理主要指的是對所儲藏商品的庫存數量進行有效合理的控制，以及對商品質量的高度保證。

2.1.3 倉儲作業(yè)
整個倉儲作業(yè)過程是指，以在庫商品物資的保管和管理為核心內容，從該保管物資到達倉庫開始，歷經檢驗、入庫、保管、控制、分揀、出庫環(huán)節(jié)，直到該物資按需送出保管場所為終止的一系列作業(yè)流程。簡而言之，倉儲的作業(yè)流程是由貨物入庫、貨物保管和貨物出庫這三個環(huán)節(jié)所構成，其基本流程如圖2-2所示：
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2.2Flesxim仿真工具
2.2.1Flesxim工具介紹
Flexsim工具，是美國FlexsimSoftwareProduction公司負責研制開發(fā)的一套仿真軟件。它能夠利用3D模型逼真的再現企業(yè)實際系統(tǒng)中的作業(yè)場景，通過動畫模擬，形象生動的對模型進行實時分析，達到最終的仿真目標。它的功能強大，建模和調試的步驟簡單易行，開放和擴展性能好。該軟件的主要操作界面分為中文版和英文版兩個版本，其中文版本界面如圖2-4所示，英文版本界面如圖2-5所示。

2.2.2Flesxim的基本術語
現實中的系統(tǒng)都是由個體組成的。如果把現實系統(tǒng)比作仿真模型，那么組成現實系統(tǒng)的個體就相當于仿真模型中的實體（Objects）。Flexsim通過連接（Connections）實現仿真模型中實體間的有序相連，而方法（Methods），是用來定義各個實體需要完成的一些動作或者協作關系。上述內容中所提到的實體、連接和方法三者基本組成了Flexsim的仿真模型。本文主要針對于實體和連接等內容來進行簡要的概括。
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第三章 基于 Flexsim 的ZZ倉儲出入庫作業(yè)過程仿真..........................20
3.1 ZZ倉庫的基本現狀 .....................................20
3.2 ZZ倉儲的出入庫作業(yè)過程 .........................................20
3.2.1 入庫作業(yè)過程.....................................20
3.2.2 出庫作業(yè)過程...............................................21
3.3 出入庫作業(yè)過程的概念模型 ........................................21
3.4 ZZ倉儲出入庫作業(yè)過程仿真 .......................................23
3.4.1 仿真范圍的界定.............................................23
3.4.2 仿真目標的確認.............................................23
3.4.3 仿真模型中的實體對象.......................................24
3.4.4 模型布局.......................................25
3.4.5 實體參數的設置.............................................26
3.4.6 出入庫作業(yè)過程仿真運行工作狀態(tài).............................39
第四章 ZZ倉儲出入庫作業(yè)過程的仿真結果分析..............................41
4.1 入庫作業(yè)過程仿真結果分析 ........................................41
4.1.1 暫存區(qū)........................................41
4.1.2 操作員......................................43
4.1.3 處理器.......................................45
4.1.4 叉車......................................46
4.2 出庫作業(yè)過程仿真結果分析 ........................................47
4.2.1 叉車.......................................................47
4.2.2 處理器.....................................................48
4.2.3 操作員........................................50
4.3 本章小結 ......................................51

第五章ZZ倉儲出入庫作業(yè)過程的優(yōu)化

針對仿真系統(tǒng)中出現的問題，經過多次運行分析模型，確定ZZ倉儲系統(tǒng)出入庫作業(yè)的最終優(yōu)化方案。

5.1入庫仿真過程優(yōu)化
5.1.1入庫作業(yè)優(yōu)化方案
由于在入庫作業(yè)模型的運行過程中，Queue1暫存區(qū)的臨時實體容量一直處于飽和狀態(tài)，此處出現了臨時實體大量滯留的現象，從整體系統(tǒng)的角度出發(fā)來看，對其后操作員的工作造成相當嚴重的影響，從而會導致系統(tǒng)性能的整體降低。而在系統(tǒng)仿真的優(yōu)化過程中，必須要緩解系統(tǒng)節(jié)點長時間的堵塞現象，在此，，應當擴大暫存區(qū)Queue1的容量；系統(tǒng)中操作員約有一半以上的時間處于工作時間，整體工作效率處于中下水平，因此，此處是系統(tǒng)優(yōu)化的目標之一，為了提高人員的利用效率，可以結合系統(tǒng)運行的整體效果適當的減少操作員在此工作的數量。當確定了系統(tǒng)整體的優(yōu)化目標后，需要結合實際情況，對系統(tǒng)進行有針對性的參數及人員配置比的合理調整。在這里，需要反復多次的運行系統(tǒng)，前后對比分析、再運行系統(tǒng)、繼續(xù)前后對比分析，實時觀察各個實體的運行狀態(tài)和數據統(tǒng)計分析圖表，盡可能的減少仿真模型的仿真運行誤差。在日常生活中，提高人員的工作效率同樣可以通過相關知識業(yè)務的培訓、增強操作人員的積極主動性及職業(yè)道德素養(yǎng)等等其它路徑來解決，在此系統(tǒng)的運行中，采用的是減少操作人員的數量、同時提高操作人員的工作技能和業(yè)務熟練程度兩方面，來達到整體的工作效率的提升綜合方案來實現優(yōu)化的。
5.1.2 入庫作業(yè)仿真優(yōu)化過程
（1）暫存區(qū)
根據系統(tǒng)入庫作業(yè)的優(yōu)化方案可知，將其暫存區(qū)MaximumContent的屬性參數由原來的50個單位增加到70個單位能夠提高有效解決此處的擁堵現象，提高入庫作業(yè)的整體效率，具體設置結果如圖5-1所示。

（2）操作員
為充分提高操作人員的利用率，降低人力成本的支出。在這里將空閑率達66.3%的Operator1操作員調走，同時需要對操作員進行業(yè)務與相關技能的知識培訓，減少操作人員在處理器的預置時間，Operator1操作員調走后的Dispatcher即分配器與Operator的配置情況如圖5-2所示。

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第六章總結

6.1主要工作回顧
本文圍繞著倉儲系統(tǒng)，主要針對其倉儲作業(yè)的出入庫流程進行研究，文中主要的工作內容及所研究的成果概括總結如下：
通過大量閱讀文獻、實地調研、查找收集資料，在總結前人研究的基礎上，詳細分析了倉儲作業(yè)的出入庫流程，為接下來使用Flexsim物流仿真工具進行模型的建立奠定了邏輯基礎。文中第三章分別建立了倉儲系統(tǒng)入庫及出庫作業(yè)的Flexsim仿真模型，具有一定的適用性，并借此總結歸納出基于Flexsim平臺的仿真模型建立步驟。文中第四章和第五章以實體企業(yè)為例，具體闡述了如何在Flexsim平臺中構建模型、設置屬性參數、運行模型、優(yōu)化及分析模型等等工作內容。其中在設置模型中實體屬性參數階段，決定選用EasyFit工具對數據實現擬合分布是本文的一大亮點，其實施過程在文中第三章第四節(jié)進行了具體舉例闡述。由于學校實驗室安裝的Flexsim軟件在使用過程中存在一定的功能限制，無法直接調用ExpertFit工具進行擬合，本文針對這一現象借助于EasyFit對數據的分布擬合進行了處理，力求最大程度上貼近模擬的真實系統(tǒng)。最后通過多次運行、分析、改進、優(yōu)化模型，為該企業(yè)倉儲系統(tǒng)效率的提高、成本的節(jié)約提供了建設性意見，其論文工作的開展與實施具有一定的實際意義和借鑒價值，同時也為倉儲系統(tǒng)出入庫作業(yè)的進一步研究奠定了理論基礎和實踐經驗。

6.2 本課題今后需進一步研究的地方
本論文今后需要進一步改進的地方體現在以下幾個方面：
（1）由于本人的文獻閱讀量、知識積累度、綜合分析問題的能力以及相關技術的研究深度有限，在分析問題、解決思路乃至認知的程度上還有所欠缺，各個方面仍需要在以后的學習研究中進一步的深化、加強和完善。
（2）本文為提高倉儲作業(yè)的效率、降低其成本費用的支出，對倉儲系統(tǒng)的出入庫作業(yè)流程進行了仿真模擬，但僅僅針對的是出庫與入庫這兩個階段而展開的詳細分析，為了更加全面綜合的提高倉儲作業(yè)的效率，還需要綜合考慮倉庫的整體布局規(guī)劃、倉儲設備作業(yè)的技術路線與作業(yè)方式以及貨物的在庫保管階段等等方面去展開綜合分析，而本文在此方面還需要繼續(xù)努力，增強分析的強度、力度和廣度。
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參考文獻（略）

本文編號：12023