基于Flexsim 的亚一图书仓出库优化设计

文/俞豪杰 姜欢

本文对沈阳京东亚一物流中心图书仓的出库流程效率优化进行了研究。首先查找该物流中心入库流程的问题所在，明确优化的思路，通过Flexsim 仿真软件对该过程进行模拟，通过仿真数据分析来验证优化思路的合理性，最终为沈阳京东亚一物流中心的效率优化问题给出一种解决问题的思路和方案，同时为这类问题提供了优化方法和模型的参考。

0.引言

近年来，以京东为标志的B2C电商公司发展迅速，同时也积极建设自营物流体系。京东在每个区域都建立了自己的物流中心，然而随着公司的发展，物流中心的内部规划和建设不能满足订单处理量。现在需要通过技术手段升级原有的物流运作环节，最大限度提高运营效率。但设施设备的投入涉及大量资金的进入，前期的合理规划和优化以及仿真模型的选择对于B2C企业来说非常重要，Flexsim作为一个成熟的仿真手段，可以验证优化思路是否合理，给予决策层准确的数据参考。[1]

1.1京东亚洲一号仓库基本情况。京东物流作为国内自营物流的优秀代表，2014年首个“亚洲一号”仓在上海投入使用，到现在京东物流已经有30多个“亚洲一号”投入使用，未来几年还将有20多个建成[2]。

1.2内待解决问题的识别、描述

1.2.1京东物流的分拣作业。物流中心分为：入库区、收货区、上架区、仓储区、理货区、打包区、复核区、办公监控区。京东亚洲一号仓库-图书仓拣货主要依赖人工，拣货员使用自己工号登录到扫描枪，然后按照扫描枪下达订单信息，根据信息所列商品在拣货区进行拣货。每一单的商品会按照客户订单中货物首次出现顺序进行排序。拣货人员会推着拣货车到拣货区进行拣货，找到对应商品后，再进行下一商品的拣取。当这一单所以商品全部拣选完毕后，将拣选车推到相应的分拣区，交给复核员复核分拣，再交由打包员进行打包出库。

1.2.2京东物流分拣存在的问题。图书仓的拣货作业具有多品种、小体积、小批量的特点。仓库现有货架摆放方式属于死巷道式，对于拣货员的具体拣货路径没有严格的要求，每个拣货员按照集合单所列商品的顺序和自己的习惯进行拣货，大促期间拣货人员剧增，货架内不能进入小车，导致通道会被小车拥堵，甚至发生撞车，串车等情况，人力吃不消且会影响拣货效率。

1.3 Flexsim仿真方案的设计和实施过程描述。第一步就是对图书仓进行仿真的设计和构建。由于模拟单个图书仓，只模拟京东仓库的一个到货的窗口，模型中设置26个货架，模拟京东图书仓6D2、6E2、6F2、6A1、6B1、6C1、6D1、6E1、6H1、6I1、6J1、6K1、6L1的13个区，每个区分两个货架。设置一个的商品分拣出库的流程如下图所示，一个处理器模拟复核台，一个打包器模拟打包台，发生器模拟图书办公室，整个系统模拟包括拣货员工在图书办工作台领取任务后，到货架拣货后，将商品送至打包台的整个过程。同时对仓内部分货品来进行仿真设计，由产品发生器发出订单，随机分配到各个货架。其货架之间的连线是拣货员的拣货路线。商品到达仓库，进行入库作业，将商品收入备货仓内，再对缺货的商品进行上架作业，拣货人员根据订单需求在货架内取货下架，一单货物取完后，将所有商品放置在复核等待区，由复核人员进行复核作业，复核完成后，再交由打包人员对商品进行打包，最后放入传送带送入分拣中心。

1.3.1参数设置

针对图书仓，根据调查发现，一共有13个货架分区，26个货架，即创建26个货架，并按实际布局。1）订单发生器：平均每一单都要取一百左右的商品件数，以同一单进行比较，预设发生器到达方式为ArrivalSchedule，到达次数为2，第一次Arrival-Tim e为0，Quantity为106。第二次ArrivalTim e为3000，Quantity为96设置发生器临时实体颜色为106种。2）暂存区1：为保证每单货物不错包，所以暂存区输出端口设置为第一个可用端口。

同时设置OnEntry,SetItem Type=1。设置Onm essage中CloseandOpenPorts的命令closeinput=true。3）暂存区2：设置onreset中CloseandOpenPorts的命令closeinput=true。Onm essage中CloseandOpenPorts的命令openinput=true。4）货架：假设这两单的商品近乎均匀分布在仓库的各组货架上，设置使用交通工具，输出为第一个可用端口。5）拣货人员：实际拣货人员是带着拣货车一同拣货，模型用操作人员表示，设置容量为150。拣一件货设定为15s，设置操作人员的装载时间为15s。6）复核：员工拣选完成后，将小车推到待复核区，复核人员开始复核。假设复核一件商品的时间为7.5s，将合成器的加工时间设置为7.5秒.TargetQuantity设置为2。7）复核员1：当复核开始工作时，对应的暂存区1不能再进入新的商品，避免复核到不同的订单。而让暂存区2重新开始工作。设置onload的sendm essage，向暂存区1、2发送m essage。8）打包框发生器：设置临时实体类型为pallet。9）暂存区3：因为复核员需要全部复核完商品才能交由打包员，设置onentry中CloseandOpenPorts的命令 closeoutput条 件 为 current.subnodes.length<105，openoutput条件为current.subnodes.length>105。10）暂存区4：与暂存区3同理，设置onentry中CloseandOpenPorts的命令closeoutput条 件 为current.subnodes.length<95，openoutput条件为current.subnodes.length>95。11）打包台：打包人员将商品进行打包作业，假定每三箱货物包装到一起。设置打包器加工时间为10s。12）路径：模拟实际拣货出发点，并模拟实际铺设S型不可逆网络节点路线。

1.4Flexsim仿真模型构建。根据上述参数，用FlexSim软件建立对应的仓库拣选系统的模型，如图2所示。

1.5 Flexsim仿真模型运行结果分析。对模型进行模拟运行9297s后，运行结果如下表1和表2所示：

表1 工作人员数据

表2 各工作台数据

运行时间为9297s，记为一百五十四分钟。拣货人员总行进距离为3062.39。可以直观发现复核打包人员的闲置率很高拣货人员的闲置率低，这样会造成复核打包人员的资源利用率低，造成效率上的损失。而拣货人员的负担较大。

2.仿真模型优化

2.1Flexsim优化仿真模型优化方案。增加一个拣货员，负责从后往前进行拣货，将货架分成两个部分，重新设置路径。减少一个复核员，一个打包员。复核打包不再固定单一的岗位，而是各自负责两台机器，两个复核台可以一起进行订单的复核，再将同一订单放置在同一暂存区准备打包作业。将复核员交由一个任务分配器安排工作。

2.2优化模型流程框图

图3 优化模型流程图

2.3优化模型参数设置。1）暂存区1：增加onentry，SetItem Type，type=1。2）暂存区2：增加onentry，SetItem Type，type=2。3）复核台1：sendtoport更改为bycase，case1port1，casedefaultport2。4）复核台2：sendtoport更改 为bycase，case1port2，casedefaultport1。

2.4Flexsim优化仿真模型建立和运行

（1）优化模型构建。优化后模型构建结果如图4所示：

3.运行结果分析

对模型模拟运行时间6691s后，运行结果如下表3和表4所示：

表3 优化后工作人员数据

表4 优化后各工作台数据

3.1优化前后结果比较

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模型的运行时间为6691s，记为一百一十一分钟。拣货人员总行进距离为2687。优化后拣货员闲置率从45.59%提高到平均67.77%，复核打包闲置率从平均71.99降低到48.36%。打包闲置率从平均84.12%降低到73.34%。总体效率得到提升。

4.优化方案总结

通过增加一个拣货人员，同时进行拣货工作，将货架分成两个部分，重新设置路径，减少一个复核人员，一个打包人员从而提高符合打包的效率。最明显的就是同样订单下，优化前后的模型运行时间得到大幅减少，减少了28.03%。各工作人员的闲置率得到优化改善。拣货人员总运行距离减少了12.24%。

引用出处

[1]李琪.应用Flexsim对京东亚一物流中心入库运行效率优化研究[J].农家参谋，2019(02):260-261.

[2]赵建军，赵毅帆，李非凡,等.探讨自营物流仓储管理现状及对策[J].农村经济与科技，2020，31(02):92-93.