基于Flexsim某钢铁厂三层综合仓库的物流工艺仿真与分析

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导读：大家好，我是程工，博士学历，一名资深的研发经理，长期从事冶金行业及仓储行业物流工艺设计和建模仿真，以及相关成套设备的开发，有15年研发和仿真经验。截止目前共完成30+个仓库、原料场及快递分拣中心的物流工艺设计及仿真，在物流仿真领域有着丰富的经验。近日我与仿真秀独家合作，在仿真秀平台开设《Flexsim物流仿真系统建模和物流工艺设计优化》精品课。如有不当，欢迎专家学者、同行批评指正。以下是正文：

一、写在文前

仓储是集中反映工厂物资活动状况的综合场所，是连接生产、供应、销售的中转站，对促进生产提高效率起着重要的辅助作用。基于Flexsim的仓储物流仿真主要是为了解决库存的数量与位置、仓库储位管理与优化、仓储设备配置等问题。本文要介绍的综合仓库主要是用于某大型钢铁厂五金件、建筑材料、油脂库等备品备件存储，首先根据钢铁厂的日常生产对仓库的货位数量和位置，以及设备配置进行了相应的物流工艺流程设计，然后在Flexism中导入整个仓库的CAD图纸进行三维实体布局建模，最后对整个物流模型进行数据的收集和处理。

二、某钢铁厂三层综合仓库物流工艺仿真

本项目按照“统一规划，合理布局，配套建设”的设计原则进行仓储设施的工艺布置。本项目占地长390m，宽60m，面积约2.4万m2，位于厂区东北侧。综合仓库为为3层封闭式建筑，存储物资包括备品备件、劳保及办公用品等，防火等级为丙级，建筑面积约1.5万m2。综合仓库一层设仓储中心控制室；办事大厅；配送站；自助取货区；拆包区；建筑材料库区；大五金工具库区；大件劳保用品区；配套汽车装卸月台。综合仓库二层、三层为其它小件备品备件存储区。为充分考虑利用仓库空间，针对不同物资，将分别采用搁板货架、横梁货架、抽屉货架、悬臂货架、悬挂货架、电缆货架等方式储存，其中重件、大件采用地面堆存方式。仓储设施内配备人工操作叉车、起重机等设备进行大、重型物资的转运，另外仓储设施内还设有自动无人叉车、AGV移动小车、配套移动货架、电梯等设备进行物资的自动拣选与转运。为实现智能自助物资配送，对于个别物资，仓储设施设置有智能仓储柜。

本项目仓储设施的布置见下表：

表1 仓储设施布置表

综合仓库的入库作业是指物资入库各步骤和单据流转过程，主要包括入库通知、入库调度、收货、上架等。

入库通知单由系统下达到仓储管理系统，入库进货管理员需根据通知单中的任务在现场打印出相关条码，条码的编码内容根据需要制定。入库进货管理员按照要求将条码标签粘贴在物资包装既定位置（麻袋或编织袋包装产品，条码可粘贴在合格证上，也可根据情况与合格证一同打印生成）。入库管理员将物资放入指定的货位后用手持条码抢扫描产品包装上的条码，同时扫描货位条码（如果入库任务中指定了货位，则采集器自动进行货位核对），采集完毕后把数据上传到系统中，系统自动对数据进行处理，数据库中记录此次入库的品种、数量、入库人员、质检人员、货位、产品生产日期、班组等所有必要信息，系统并对相应货位的产品进行累加。入库流程如图1所示。

图1 入库作业流程

基于以上物流工艺入库流程设计，基于Flexsim建立了综合仓库三层仿真模型，如图2所示。

图2

模型总共包括12个存储货架，4台装卸货叉车，6台AGV运输小车，12个取货货架，存储货架和取货货架用“Rack”实体来表示，两台电梯用PF模块中的AGV Elevator来建立，货物的产生用发生器来表示，同时设置AGV小车回原位充电，并实时显示电量。

模型的内置逻辑用Flexsim中的PF模块来建立，总共分为充电部分、仓库一层、仓库二层和仓库三层。所有的装卸货流程用子流程来表示，监听货物到达取货货架后小车才开始运货。如图3所示。

图3

同时，为了显示仓库一层两台AGV小车停留卸货时间，在PF中设置消息发送命令,将两台AGV小车的状态设置为standby，最后输出在dashboard中。如图4所示。

图4

同时，我们还可通过dashboard输出每个装卸设备包括电梯的利用率。如图5所示。从图中可以看出，1号AGV小车利用率偏低（为16.76%），仓库一层货架处四台叉车利用率非常低（分别为2.3%、1.88%、9.62%、1.57%）。可知，1号AGV小车入库工作量较少，可与2号AGV 小车合并，叉车没必要上4台，可适当减少数量。

图5

本文通过Flexsim对某钢铁厂三层综合仓库进行了物流工艺仿真，并采集了相应的数据进行分析，下一步将在分析结果的基础上进行物流工艺优化设计。由于篇幅原因，物流工艺优化设计仿真技巧请关注笔者在仿真秀原创的精品课。

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作者：程博士仿真秀专栏作者

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首次发布时间：2022-11-25