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基于 Flexsim 的冷链物流配送中心的运作过程优化

机械、 电子与控制工程

北京交大北京100044

经济学院和管理

北京交通大学

北京100044

* rtzhang@bjtu.edu.cn

摘要

随着人们的日益关注食品安全，冷链物流配送中心在防止食物不会变质中正扮演重要的角色。现在的冷链物流配送中心有拥堵的交通、 低程度的自动化、 规划布局不合理、 分布复杂过程等问题。实现高效的配送对解决这些问题很重要。首先，水果和蔬菜的冷链物流配送中心使用 Flexsim 软件模拟实现了建模和操作过程的。然后本文对初步输出数据进行了分析，并找出瓶颈和闲置资源。最后本文进行调整的系统，以获得更好的结果，希望能给建模参考和其他的冷链物流配送中心的运作过程仿真研究。

关键字︰ 冷链物流、 配送中心、 运行过程中， 建模与仿真，应用 flexsim 可视化仿真，优化。

介绍

冷链物流是一个复杂的系统工程，它使冷藏和冷冻货物在指定的低温环境中在生产、 储存、 运输、 过程和销售过程中保证质量和性能 ^{[1] [2]}。在这个供应链系统中，冷链物流产品有新鲜，易腐烂 ^[3]，及时性^[4] ，成本高，物流绩效 ^[5] 的等特点。缩短处理时间，降低风险的食物变质对冷链物流配送中心是非常重要的 。

冷链物流配送中心的研究目前仍处于早期阶段。国内和外国专家主要集中配送模式选择 ^{[6] [7]}，在路由选择基于 VRP 方法 ^[8]、 存储和领料方法 ^[9] 等，基本上涉及冷链物流配送中心的子系统。但是讨论了整个过程的冷链物流配送中心的研究较少。与此同时，国内冷链物流配送中心有交通量大、 低程度的自动化、 规划布局不合理、 分布复杂流程问题等 ^[10]。解决这些问题，以实现高效的配送很重要。冷链物流配送中心的研究是一种典型的随机离散事件系统。使用分析的方法不能完整分析和优化这种系统。

然而，仿真技术可以显示系统特定的状态，找出瓶颈和空闲系统资源使用情况，给出实际过程的细节描述和这个物流系统的信息。现在专家主要集中在分销中心 ^[11]，库存布局物流系统仿真研究选择策略。例如，Hassini ^[12] 将存储和配送货物，优化算法和算法成功地应用于大型超市配送中心; Chiun [^13] 模拟库存布局和分拣系统的配送中心采用WITNESS软件;赵 ^[14] 生成领料过程的仿真模型，然后通过使用Arena软件优化该模型。Fathollah.M ^[15] 为了研究通用性的影响，提供了在汽车行业中的某些供应网络仿真框架。

通过使用建模与仿真理论和应用 flexsim 可视化仿真软件，本文首先分析了水果和蔬菜的冷链物流配送中心的过程，然后生成这个配送中心仿真模型。其次本文获取关键设备和工人的效率，采用 Flexsim分析了初步输出结果。最后本文找出瓶颈和空闲资源，并做出若干调整，以提高这个水果和蔬菜的冷链物流配送中心的运作效率。

2. 使用Flexsim 软件建模和仿真

Flexsim是一套集合计算机三维图像处理技术、 仿真技术、 人工智能技术和数据处理技术的软件。Flexsim 适合于 产品生产、 存储和传递、 运输系统和其他领域 ^{[16] [17]}。Flexsim 提供原始数据，进入建模、 运行模型来实现仿真实验和系统优化。仿真建模通常遵循以下基本步骤︰

a)_系统的调查，然后确定模拟的目标。

b)_收集系统的基本数据。仿真数据收集涉及两个方面。一是根据既定的模拟目标保持系统的正常运行收集数据。另一个是数据涉及启动条件和系统的内部变量。

c） 建立系统模型。离散事件应通过使用流程图或网络图准确地定义系统的实体。工艺流程图包括三个部分︰ 到达模型的临时实体、 队列规则、 服务模式。

d)_建立仿真模型。过程包括确认模型和数据，选择根据数学模型和系统功能软件开发平台和程序设计语言的存储形式。

e) 模型验证。确定仿真模型和计算机语言是否可以精确地显示系统的每一部分 （组成的系统，系统组织，假设的参数）。

f) 仿真和运行。为了预测系统的实际移动原则，理解不同的模拟机制与不同的输入输出响应很重要。

g) 输出和仿真结果的分析。

具体步骤如图1 所示。

图1 Flexsim 建模与仿真的步骤。

3. 冷链物流配送中心运行过程的建模

3.1 配送中心的冷链操作过程

冷链物流配送中心通常具有收集和分发、 链接、 低温运输、 冷藏仓储、 分拣、 加载和卸荷、 低温度加工和物流信息处理等的功能。冷链物流配送中心的内部操作过程有六个基本步骤，包括订货、 收货、 加工、 仓储、 分拣及配送等 ^{[18] [19]}。在这些过程中可能会出现各种问题。涉及工作环境的问题非常复杂 ^[20]。基于以上的分析，考虑现实，水果和蔬菜的冷链物流配送中心拥有资源包括技术冷库、 分拣和包装设备、 工人、 信息服务等。

这个配送中心划分为五个领域︰ 收货区、 流通、 加工区、 清点和分拣区、 储存区、 配送区域。冷链物流配送中心包括下面的具体领域︰

a) 收货区包括卸载、 核对和储存货物。考虑保质期的时间，水果和蔬菜在区域只有很短的时间。这个区域涉及到的要素包括检查设备、 输送机和工人。

b) 循环和加工区主要涉及来自收货区 （洗涤、 分区、 包装等）的蔬菜与水果。在这一区域的资源包含了加工设备，工人等

c) 理货和分拣区域主要进行分拣和打包水果和蔬菜。这方面涉及到的要素包括排序地区，输送设备、 自动分拣机、 工人等

d) 存储区包含冷藏存储和冷冻存储。这一领域所需的资源是货架、 叉车、 工人、 冷冻设备等

e) 配送区域︰ 工人应送水果和蔬菜可根据客户的需求，合理的路线，和时间限制。这一领域的资源涉及车辆，工人，输送设备等。如图 2 所示，

具体操作程序如下

图2 水果蔬菜配送中心工作流程

3.2 模拟目标

由于冷链货物拥有易腐烂，冷藏期短等的特性。本文设置两个仿真目标。其中一个是运输周转量的水果和蔬菜。另一个是操作能力指标的分布中心 （工人、 机器效率），找出这个运作系统的瓶颈，并提高水果和蔬菜冷链物流配送中心操作过程的平衡。

3.3 数据收集

通过收集数据，本文采用变量 t （天） (tge;0) 表示的水果和蔬菜的更新时间。根据变量 t，本文将水果和蔬菜分为三种类型。水果和蔬菜的种类为模拟包括货物的短更新时间短

(更新时间 t lt; 3)，冷藏货物 (3't'7) 和冷冻货物 (3't'7)。水果和蔬菜，到达间隔服从泊松分布 (10,1) （分钟）。货物到达每批 4000 和平均重量是每批1000 公斤。配送中心根据不同的进程安排机器、 设备和工作人员。收货区配备输送机，工人，检查设备和时间处理每公斤的水果和蔬菜时间如下均匀分布 (2,5) (min);时间循环和加工的水果和蔬菜的地区处理遵循均匀分布(3,5) (min);清点和排序区配备分拣机和工人，分拣每公斤的水果和蔬菜的时间服从均匀分布 (1,3) (min);配送区域的工作时间遵循均匀分布(5,10) (min)。

3.4 建模操作过程的水果和蔬菜的冷链物流配送中心

根据冷链物流配送中心的运作过程的分析，本文以流程图建立系统模型。该模型也是冷链物流配送中心的运作过程的仿真模型。相比这个冷链物流分拣中心的实际工艺，仿真模型是合理的。

图3 水果蔬菜配送中心操作过程仿真模型

4..基于 Flexsim 仿真及冷链物流配送中心运行过程的结果分析

4.1 操作参数和模拟元素

设置仿真时间︰ 单位时间的仿真是1 分钟确定模拟工作时间为 8/天 （480 分钟），并得到的仿真结果。下面的表显示仿真模型的实体元素。

4.2 设置假设

仿真模型是从实际系统数学模型中抽象出来的。所以本文通过调查这个配送中心，设置几个假设。

1. 水果和蔬菜按固定批次送到配送中心，每一天的水果和蔬菜的到达时间服从泊松分布。

2. 水果和蔬菜在仿真过程中持续到达。

3. 水果和蔬菜的相等重量，没有区别。

4. 更新的时间对不同的水果和蔬菜并不是相同，的最大更新时间是 7 天。

5。 仿真模块包括收货区、 流通、 加工区、 清点和分拣区、 储存区、 配送区域。这些地区包括特定的操作过程。

4.3 输出和结果分析

通过使用 Flexsim 软件和运行仿真模型，本文得到的工作状态统计，输送机工作状态信息的统计和工人工作状态统计的结果。

表2显示处理器13处理器的（清点和排序区域）繁忙程度为 39.94%。所以处理器13的使用效率很低。

表3显示输送机19，输送机 22 的输送率输送机25分别是 68.1%、 84%和 28.6%。然而，输送的输送机 25（排序提供输送机）输送率只有 28.60%，输送机 25的堵塞率是 38.60%。它表示输送机 25的工作人员或设备不处理这批货物的时间，换句话说，工作人员或设备在这一区域是不够的。

表 4 显示空闲率运输机 20（转运配送中心），操作员29（在存储区中的操作员），操作员 28 （配送区域的操作员） 分别为 59.1%、 96.3%、 56.9%。它表明该系统从清点和分拣区存储区到配送区具有瓶颈、。

Name of elements	Type	Remark
Item1	Item	Goods of short refreshing time (tlt;3)
Item 2	Item	Refrigerated goods(3”t”7)
Item 3	Item	Frozen goods(3”t”7)
Source1	Producer	Produce Item1
Source 2	Producer	Produce Item 2
Source 3	Producer	Produce Item 3
Transporter 22	Transporter	Transporter of receiving area
Transporter 20	Transporter	Transporter of distribution centre
ASRSvehicle 22	Vehicle	Vehicle of storage area
Operator 24	Operator	Operator of sorting are
Operator 29	Operator	Operator of storage area
Operator 28	Operator	Operator of distribution and delivery area
Processor19	Processor	Processor of 全文共11953字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料 资料编号：[143375]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

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