烟草物流中心的设计与仿真

代思婕

[摘 要]在烟草行业逐渐失去国家政策优势支持的现代社会，西安市烟草公司原有的物流中心已经不能满足盈利的要求，需要建立新的物流中心。文章首先对西安市烟草物流中心的入库区、仓储区、分拣区以及出库区等主要区域进行了设计，并利用Flexsim软件在普通状态和峰值状态两种情况下进行仿真，通过最终的验证结果，文章设计的烟草物流中心完全满足设计需求，该设计方法也具有广泛的应用价值。

[关键词]烟草物流；物流中心；仿真

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.24.111

一直以来，烟草行业在我国都由中国烟草总公司垄断经营，但是随着经济全球化的发展，现代人开始逐渐追求健康的生活方式，国内反烟行动发起频繁；另外，烟草行业长期一直处于平稳发展状态，没有意识到竞争和市场营销的重要性，发展遇到了重重阻碍。在这种压力之下，我国烟草行业想要进一步得到利润，就需要从物流入手，企业的成本会因为使用了专业化的物流服务而减少，反之，服务水平和收益则会大幅度提高。我国目前大部分的物流中心信息化程度不高，并且仍然采用人工拣选的方法，对物流中心的重新设计不但可以扩大工作范围，增加收益降低运作成本，同时还可以提高物流中心的设备自动化程度，为今后进一步的规划和发展奠定了基础，从而提高了对行业竞争环境的适应能力。

本文对已不能满足需求的西安市烟草物流公司原有的物流中心进行了全新的设计，新的物流中心采取了现代化的措施，对运作流程进行彻底的改善，保证了以后的良性发展，同时，本文提出的设计方法也具有广泛的应用和实践意义，也可以为其他行业物流中心的设计提供参考。

1 国内外研究现状

张孟威、张红梅[1]通过对中外物流尤其是烟草物流趋势的研究，指出了现代企业应从物流增值服务点切入，从而提高服务水平；杨兆文[2]分析了一些物流配送企业的现状，总结出大部分物流配送企业目前还存在的缺陷以及不足，比如单一的配送模式等，提出了借鉴国外先进经验技术，使以后的发展更具有集团性、规模性的建议；王海燕，孙涛[3]使用了Flexsim，通过研究冷链物流中心的仿真模型以及对仿真结果的归纳整理，指出了在冷链物流中心的运作过程中分拣作业是一个瓶颈，自动化设备在一定程度上能提高分拣效率，值得借鉴；侯凌燕，尹军琪[4]对物流中心的评价体系进行了研究，指出评价的重点应该放在成本与效率两个最核心方面，结合运营、系统、设备等其他方面，对物流中心进行综合分析；David Cipres[5]在研究物流中心时指出，要更好地解决供应链中的问题需要综合考虑任务的复杂性、可变性以及与其他操作之间的关系；David William Steffey[6]对原有的存储区进行了鱼骨式的新型布局，并与传统的网格布局方式相比，这一新型的布局方式减少了工作时间并提供了更高的存储密度。

2 西安市烟草物流中心设计

西安全市配送的卷烟全部在本部中心统一分拣配送，物流中心预计年销量45万大箱，年工作251天，每日有效工作8小时，西安烟草省产烟约占63%，相邻省产烟占总量5.56%，远距省烟占总量的31.45%，根据《卷烟物流配送中心设计手册》[7]库存需求能力为：

Q={A×10+B×15+C×30}×k（1）

其中，Q：总仓储量；A：省产烟日平均销量；B：相邻省产烟日均销量；C：远距省产烟日均销量；k：峰值系数，规定为1.3；计算出45万大箱销售量的库存需求能力为34952大箱，每个货位存放6大箱标准烟计算，货位至少需要5825个；由标准尺寸可知，每个托盘可存放30件，6大箱卷烟。

设计入库区时，平均每日入库量为1793箱，峰值系数1.3，峰值入库量为2331箱，伸缩皮带机的运输速度按0.3米/秒计算，单位时间内伸缩皮带机的工作效率为20箱，可知一台伸缩皮带机每天可卸货物量为900箱，需要3台伸缩皮带机。一天的入库量为299个托盘，每个托盘占地面积约1.25m2。考虑到托盘摆放时并不是无间隙摆放的，入库暂存区面积设置为540m2。电动叉车提升高度为3000mm，一个托盘高度为150mm，一个托盘位可堆放20层托盘，一天入库299个托盘，需要托盘位150个，空托盘暂存区200m2。

设计储存区时，卷烟行业标准托盘尺寸长1250mm宽1000mm，货架长1350mm宽1100mm。堆垛机尺寸托盘尺寸决定，为1270mm，所以巷道宽约1500mm，一组货架尺寸为3700mm；仓储区宽度为24m，理论上的货架组数6.4组，但是在实际工作时两侧需留有安全区域，因此取货架组数为5，共10排货架。一个堆垛单元的高度为1860mm，堆垛机叉车进入货格操作所需要的距离为230mm，因此一个货格高度为2090mm；仓储区的高度为22.6m，货架底部需要留出750mm的操作距离，顶部需要留出600mm的安全距离，所以货架存储部分总高度为21250mm，货架层数为10层。设计目标是5825个托盘货位，为了方便计算和留有一定空余，货架列数为60列，货架长度为81000mm；货架前后需留出堆垛机走出货架两端的必要距离7.5m，故总长为88.5m，满足仓储区面积要求。

对分拣区进行设计，一大箱卷烟为250条条烟，日分拣量为448207条，分拣设备配置的计算公式：

N=Mi×δ/C（2）

C=Cn×η×T（3）

其中，N：分揀线数量；Mi：需该类设备分拣的烟草每日销量；δ：销量波动系数，为1.2；C：单套设备日分拣能力；Cn：设备单位时间公称能力；η：分拣设备的综合利用系数，为0.8；T：日有效作业时间。单套半自动分拣设备的日分拣能力为8000条/日；半自动分拣设备的数量为6.7，取整数7条。分拣区旁设有出库暂存区，采用货笼车作为集装单元，一辆货笼车可以放4大箱卷烟，所以一天需要货笼车448台，发货暂存区面积为1500m2，即可满足需求。endprint

3 Flexsim仿真验证

为了检验所设计物流中心运行是否畅通以及对该系统进行评价，利用Flexsim对上文设计的物流中心仿真。仿真过程只关注货物数量，对种类和产地不进行区分，假设货物到达无破损不缺货，不考虑机器维修，工作人员与机器的工作状态均为连续工作，机器的运作过程都由仿真时间来代替，仿真时间为8小时。

入库区用发生器模拟货物到达，处理器模拟伸缩皮带机，操作时间为20s，操作员模拟人员搬运，货物到达服从均匀分布，普通状态和峰值状态到达时间间隔分别为10s、8s，入库发生器设置为满足每日进货量后停止发送，普通状态进货量1793箱，峰值2331箱。仓储区的模型由货架以及堆垛机组成，货架共10层60列，列宽1350mm层高2090mm，一个货格存储一个托盘。

分拣区是仿真重点，处理器模拟分拣过程，时间为72s，添加操作员以及空托盘暂存区，分拣后将货物与托盘分离。七条分拣传送带的运作是最重要的部分，第一条传送带将货物发向两个方向，称为二级传送带，两段二级传送带分别包含三四条三级分拣传送带。第一条分拣传送带需要对所有的货物进行分类，对进入的货物用setlabelnum按顺序赋值，得到的标签值除以7取余，用setitemtype函数将进入分拣传送带的货物按不同的余数从1至7定义，首先将货物分成7类；从一级分拣传送带向二级传送带传送时，前三个货物用getitemtype获得实体类型值，依照实体类型值依次发送至第一条二级分拣线，后四个货物使用if函数判断实体类型值，大于3则发送至第二条二级传送带；发送至第二条二级传送带的四个货物，第一个货物发送至第四条分拣线，后三个货物发送至后三条分拣传送带，分拣完成后加入合成器模拟包装过程。

出库区只要能满足每日入库量完全被分拣出库即可，用吸收器模拟货物离开，普通状态、峰值状态出库实体数量要求分别为448、557个。较远距离的货物用叉车向暂存区运输，距离较近的货物由操作员用货笼车推到发货暂存区，同时利用网络节点给叉车和操作员规定行走路线，建立仿真模型如下图所示。

为了全面模拟该物流中心的运作情况，本文选择对仿真模型进行两次模拟，分别在普通状态和峰值状态进行模拟，两次参数分别设置，仿真结果如下表所示。

伸缩皮带机和半自动分拣机都是由处理器进行模拟的，工作效率较高但又留有发展空间，基本满足运作要求；堆垛机的工作效率与存储区的设计和工作方式有关，堆垛机负责批量完成货物的进出货架，不可避免地需要等待以及空载，属于正常状态；叉車的工作效率较高，状态良好；操作员的工作效率也满足工人正常工作的需求；吸收器所一首的数量完全满足该中心每日的货物输出，说明该中心的设计无论在普通状态还是峰值状态均满足要求。

4 结 论

本文在分析烟草行业背景以及物流中心的发展和研究现状之后，根据西安市烟草物流中心最新需求对该中心进行了重新设计，并利用Flexsim对设计结果进行了仿真，良好的仿真结果证实了该设计方法的正确性，为其他物流中心的设计提供了参考。

参考文献：

[1] 张孟威，张红梅.基于烟草物流增值服务的工业企业客户满意度评价体系研究[A].中国企业运筹学第十届学术年会论文集，2015（10）.

[2] 杨兆文.浅析西安物流配送中心存在的问题及对策[J].品牌研究，2015（11）：213-217.

[3] 王海燕，孙涛.食品冷链物流配送中心作业流程仿真与优化[J].物流技术，2016（35）：92-97.

[4] 侯凌燕，尹军琪.物流中心设计评价指标分析[J].物流技术，2015（34）：51-53.

[5] David Cipres，Dr.Carlos Millan，Hybrid Method for Task Schedulling in a Distribution Center[J].Proceedings of the Winter Simulation Conference Article No.314，2012.

[6] David William Steffey，Layout Design Analysis for The Storage Area in a Distribution Center[D].University of Louisville，2009.

[7] YC/T 335—2010，卷烟物流配送中心设计规范[S].北京：中国标准出版社，2010.endprint