基于Flexsim的供应链信息共享对仓储运营影响的建模与仿真

2015-06-13林腾飞

物流技术 2015年12期

林腾飞，张虹，辛辰

（安徽大学，安徽合肥 230601）

1 引言

系统仿真是系统分析的有效工具，它以建模理论、计算方法、评估理论为理论基础；以计算机技术、网络技术、图形图像技术、多媒体技术、软件工程、信息处理、自动控制及系统工程等相关技术为支撑[1]。

近年来，随着通信网络的发展以及企业经营外部环境的变化，企业在不断地成长，由过去单打独斗的局面转变为追求合作共赢的模式。要想实现合作共赢，建立供应链合作伙伴关系是必然选择，而结成供应链合作伙伴关系最基础的要求就是合作伙伴间的信息共享，以使得同一供应链上的企业联结成整体，为了相同的目标共同努力，实现利益共享，风险公担。

现今，供应链伙伴间信息共享问题越来越受到重视，但以往的相关研究还存在以下不足：①以理论研究为主，缺乏实证研究。②缺乏对供应链伙伴间信息共享影响因素的研究。未考虑到合作伙伴特性（企业文化、协调性与资源互补性）、伙伴间信息化水平落差等因素是否也会影响供应链伙伴间的信息共享。③尽管国内外有许多文献指出伙伴间信息共享对企业运营绩效会有正面影响，并且这种正面影响已在国外许多跨国公司得到了验证，如Wal-Mart、DELL 等，但中国的实际情况与其并不相同，因此伙伴间信息共享对中国企业运营绩效的影响程度有待进一步证实[2]。

基于对某公司仓储的调研，证明供应链合作伙伴信息共享对于仓储成本的控制有着促进作用。一个基于供应链信息共享的仓储管理系统能更好地发挥其作用，信息共享能更加合理地达到资源的有效配置，节约社会成本。

由于仓储管理系统变得越来越复杂，为避免对仓储系统进行盲目投资，造成不必要的浪费，物流仿真成为必然的选择[3]。本文讨论基于Flexsim 开发平台的物流设备仿真建模方法，研究信息共享给物流仓储系统带来的效益，为仓储系统的优化提供依据。

2 问题描述

2014 年7 月10 日，某公司仓管员李师傅根据配送与定额清单，向总装分厂发货。待发物料名称为上法兰半精件C48（R410A 加长），编号16003237。配送与定额清单显示需求数为7140 件，查当日盘点表后，得知该型号有生产结存，计算后发现只需再发2000 件左右该物料即可。

根据先进先出原则，李师傅备好A 公司6 月30 日批次的16003237 货物2000 件，临时收到生产车间的通知，由于生产过程中发现此批货物不合格，要求换货。李师傅根据先进先出原则，改发7 月3 日批次A 公司的货物10 箱共7200 件编号为16003237 的物料。

但车间认为A 公司的货物仍会有问题，要求更换该物料的厂家。因此，李师傅不得不再次备料，改发B 公司7 月5 日批次共8 箱7680 件该物料。

由于备货重换次数过多，导致生产车间迟迟未收到货物，从而认为仓管员李师傅拒绝发货，生产经营部领导发现此问题后，联系仓管员李师傅了解情况，李师傅解释之前因为并未收到质量技术部门关于A 公司货物检验不合格的通知，所以导致发出的货物因质量不合格而换货，造成发货延迟，并说明目前已根据生产车间的要求改发B 公司的货。

因此，生产经营部借助邮件声明仓库未接到相关检验不合格通知，已经改发货，并且要求质量技术部门对A 公司编号为16003237 的货物进行全面检验。

随后，李师傅对16003237 货物进行了盘点，得知共有该物料57640 件，其中A 公司29120 件，B 公司12320 件，C 公司16200 件。

从案例中发现，对于仓管部门，由于与质量技术部门的沟通不畅，生产车间临时要求更换厂家，易造成当需要B 公司的货物时，出现货物短缺，同时，也造成A 公司的货物大量积压。简而言之，即对车间易造成缺货停产，对仓库易造成货物积压。

3 问题分析

对于上述问题进行简化：问题中有1 种货物，分别属于3个公司，由于质检部门的疏忽，未及时将质检结果传达给仓管员，当仓库将货物送到生产车间时，生产车间在生产时发现货物不符合生产要求，需要仓库换货，导致仓库需重新备货。流程如图1 所示。

图1 仓库配货流程图

假定该系统中有3 种公司的同种货物，货物到达的时间间隔服从均值为5s 的指数分布，到达的公司类型服从1～3 的整数分布，货物入库前需对货物进行检测，质检部门检测的时间服从U（5,8）的均匀分布，仓管员处理车间货物需求的速度服从均值为5s 的指数分布。在车间处进行生产，假设车间判断货物是否符合生产要求的时间服从U（5,10）的均匀分布，而货物90%的概率是符合要求的，10%是不符合要求的，不符合要求的货物退给仓库，让其重新发货。主要相关数据见表1、表2，其他数据略。

表1 三家公司货物相关数据

表2 其他相关数据

从企业的仓储作业流程可以看出，该供应链上企业的信息共享程度是比较低的，而且该公司的质检部门、采购部门也存在一定的问题，质检部门未将质检结果及时地反馈给仓库，采购部门的采购计划不合理，而带来一系列的问题，导致仓库货物堆积以及车间退货。

（1）缺乏信息交流。缺乏信息交流是造成这一系列问题的最重要原因。质检部门因人为因素导致系统更新不及时，仓管员无法得知物料的具体信息，在发货时也未向质检部门核实物料是否合格，导致物料状态的信息流通不畅，使得车间无法及时获得物料。

（2）采购计划不合理。该公司的采购计划也不合理，采购小组在制定采购计划时，必须充分考虑提供物料的供应商的信用等级和物料采购的合理数量。在案例中，可以发现采购小组制定的采购计划不尽合理，导致采购的物料不合格率高，并且导致了不合格的物料由于无法进行生产而成为呆料形成积压，而急需的物料数量不足。

若是该企业和其供应商建立合作伙伴关系，部分与企业经营无关的信息对合作伙伴公开，并且企业对内部管理加强，在下游对供应商货物了解的基础上，签订一份大合同，让供应商的货物合格率保证在98%以上，企业选择信任供应商，实行到货不检验、直接入库，然后仓管员根据车间需求进行备货后，直接进入生产，将会提高仓储的运作效率。在供应链信息共享的条件下，仿真模型就省去了质检部门质检的环节，而且货物合格率在98%以上，车间退货率也降低了，理论上会对企业的仓储管理有很大的改善，至于事实是否如此，下面将对两个模型进行建模仿真。

4 仿真建模

根据仓库配货的流程，以及对问题与参数的分析，通过Flexsim 建立模型，如图2 所示，在图2 中3 个车间需求处理分别对3 个不同公司生产的货物进行处理，在车间生产时判断货物是否符合生产需求，若不符合需求，则退回到仓库（为了便于观察，退回的货物变色）。

图2 无信息共享下的Flexsim仿真布局

Flexsim 是一个面向物流系统的仿真软件，通过对实体的拖放、连接，对参数与属性的设置来完成物流系统仿真。仿真建模通常需要耗费仿真人员大量的时间和精力，而且许多仿真软件即便在建立一个简单的模型时也要编写程序，这无疑提高了对使用人员的要求，而使用Flexsim 建模就容易很多，可以不编程就轻松地做出3D 模型。

该仓储备货系统是车间生产前的一个重要环节，它依据车间对货物的需求，迅速、准确地将货物从仓库运送到车间，然而由于质检部门的疏忽以及采购部门的不合理采购，造成了仓管员的备货不及时，导致车间对货物质量的要求不能很好地满足，耽误了生产，导致某品牌的货物缺货和某品牌货物的堆积。

改进前的系统采用5 个处理器，分别对3 个不同公司生产的货物进行处理，以及质检部门的验货和车间对货物的生产。若是在供应合作伙伴信息共享的背景下，该备货系统就可以得到简化，只使用4 个处理器（如图3 所示）。由于供应商已经和企业签订合同，并且保证货物的合格率，只要车间明确告诉仓库货物所需类型，仓库便可及时备货，减少了车间生产时货物的不合格率，加快了供应链以及仓储作业的反应速度。此外，由于仓库的补货条件不是本文考虑的重点，所以忽略。

图3 信息共享下的Flexsim仿真布局

5 仿真模型运行及结果分析

完成两种情况的仿真模型建模，运行仿真模型8h（28800s）后，输出仿真统计数据。通过多次仿真模拟，得到相关数据。其中供应链信息不共享情况结果见表3，供应链信息共享情况见表4。

表3 无信息共享下的Flexsim 仿真结果

表4 信息共享下的Flexsim 仿真结果

由以上仿真结果可知：在没有信息共享的情况下，车间生产在99.95%的情况下都在工作，同时货物还有10%的情况是不满足车间需求的，仓库的闲置率仅为0.13%，所以仓库大部分时间都是处于货品积压的状态，并且仓库中还有一部分从车间退回的货物，实际中造成了人力、物力的浪费。

相反在信息共享的情况下，仓库能很清楚地了解车间对于货品的需求，这能使得仓库的压力得到释放，货物的堆积压力减轻，从仿真结果的数据可知，仓库空闲率达到58.90%。而且，供应商提供的货物质量也得到了保证，减少了因货物质量不合格而被车间退回的情况，解决了仓库货物积压的问题。同时，车间的生产效率也得到提高，车间空闲率达到18.24%，使得车间可以考虑适当地提高产能。

仿真分析表明，供应链信息共享比信息不共享的情况对于仓储管理更加有利，信息共享不仅提高了仓储作业的效率而且降低了仓储作业的成本。