摘 要

仓储管理在物流过程中起着十分重要的作用，它上可以承接生产者，下可以对接消费者，仓储管理对整个物流过程都有巨大的影响。为了降低库存成本，提高存储效率，以期达到更高的利润，仓储企业必须要提高仓储管理的水平，仿真就应运而生。

通过对各种仿真软件进行分析比较后，本文选择采用 Flexsim软件进行仿真。本文以A仓库为例，对该仓储系统的出入库作业流程进行了详细的分析，然后根据分析结果对仓库的出入库流程进行了仿真研究，并且通过Easyfit数据拟合工具完成了对数据的分布拟合，通过对仿真结果的分析，找出了出入库流程中的“瓶颈”之处，然后经过了不断的修改、运行，完成对出入库流程的仿真优化，通过对比，证明了优化的可行性与经济性。 最后完成实际数据与仿真模型的对接接口，对仿真结果进行了实际的修正。

本文契合了自动化的发展趋势，为我国仓储企业降低仓储的成本、提高仓储的效率、获得更大的利润提供一定的参考价值。

关键词：仓储，物流仿真，仿真优化，Flexsim

Abstract

Warehousing management plays a very important role in the logistics process. It can undertake producers, can dock consumers, and warehouse management has a huge impact on the entire logistics process. In order to reduce inventory costs, improve storage efficiency, in order to achieve higher profits, warehousing companies must improve the level of warehousing management, simulation came into being.
After analyzing and comparing various simulation software, the simulation was selected using Flexsim software. Taking A warehouse as an example, this paper analyzes the inbound and outbound operation process of the warehouse system in detail, then simulates the warehouse's inbound and outbound process according to the analysis results, and completes the distribution of data through Easyfit data fitting tool. Through the analysis of the simulation results, the bottlenecks in the warehousing process are found out, and then through continuous modification and operation, the simulation optimization of the warehousing process is completed, and the feasibility and economy of the optimization are proved by comparison. Sex. Finally, the interface between the actual data and the simulation model is completed, and the simulation results are actually corrected.
This paper fits into the automatic development trend and provides a certain reference value for China's warehousing companies to reduce the cost of warehousing, improve the efficiency of warehousing and obtain greater profits.

Key words: warehousing, logistics simulation, simulation optimization, Flexsim

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内的研究现状 1

1.3 国外的研究现状 2

1.4 研究（设计）的基本内容、目标 3

1.4.1 基本内容 3

1.4.2研究目标 3

1.5 论文架构 3

第2章 仓储系统分析 5

2.1 仓储管理概述 5

2.2 自动化仓储设备 5

2.2.1 机器人 5

2.2.2 输送线 6

2.2.3 堆垛机 6

2.2.4 货架 7

2.2.5 分拣传送带 8

2.3 A仓库的自动化仓储 8

2.3.1 A仓库的现状分析 8

2.3.2 A仓库的仓储流程分析 9

2.4 本章小结 11

第3章 基于Flexsim的A仓储作业过程仿真 12

3.1 Flexsim仿真软件介绍 12

3.1.1 Flexsim简介 12

3.1.2 Flexsim窗口介绍 12

3.1.3 Flexsim的建模步骤 13

3.2 仓储流程优化步骤及目标 14

3.2.1 仿真范围的界定 14

3.2.2 仓储流程优化步骤 14

3.2.3 仿真目标 14

3.3 仿真的实体对象 14

3.4 系统概念模型的建立 15

3.5 仿真的模型建立 16

3.5.1 布局 16

3.5.2 逻辑流程分析 18

3.6 实体的参数设置 19

3.6.1 发生器 20

3.6.2 暂存区 24

3.6.3 处理器 26

3.6.4 传送带 27

3.6.5堆垛机 27

3.6.6货架 28

3.6.7机器人 29

3.6.8 分拣传送带 30

3.7 本章小结 30

第4章 仿真运行与优化 31

4.1仿真运行 31

4.2 仿真结果分析 32

4.3 仿真优化 35

4.3.1 瓶颈分析 35

4.3.2 优化结果 35

4.4 接口技术 38

4.5 本章小结 41

第5章 经济性与环保性分析 42

5.1 经济性分析 42

5.2 环保性分析 42

5.3本章小结 42

第6章 总结及展望 43

6.1 总结 43

6.2 展望 43

参考文献 45

致 谢 47

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

仓储管理在物流过程中起着十分重要的作用，它上可以承接生产者，下可以对接消费者，仓储管理对整个物流过程都有巨大的影响。为了降低仓库管理的成本，提高出入库的效率，以期达到更高的利润，仓储企业必须要提高仓储管理的水平，仿真就应运而生^[1]。

仿真的用处是十分巨大的，在仿真产生之前，各种设计都只能通过理论知识来判断该方案的可行有否，但是这会存在主观的因素，结果常常会事与愿违，会造成不适当的损失，当仿真产生后，人们就可以通过对仓储过程的仿真运行结果来判断仓储方案的优劣，并且可以不断的修改调试，最后产生更好的方案。
通过仿真软件，能够很好地把控好各个模块的参数和功能；仿真得以产生，这与人类迫切需要达到更高的利润分不开的，实践里面出真知，没有经过实践的设计只是一纸空谈，只有经历仿真的设计才会更加符合现实；仿真就是模拟出一个系统的各种功能与参数，然后进行结果分析，通过分析结果进行改进，虽然仿真十分有用，但是仿真模型总不可能完全的模拟实际，模型与实际总会存在一定的差距，所以要精益求精，仿真要尽可能的准确，从而达到更加准确的分析结果。

1.2 国内的研究现状

雷静运用了Flexsim仿真软件对粮食仓储系统进行仿真研究，并且通过建模、仿真得出了结果，最后进行分析和优化，得出了更优的方案，为粮食仓储系统提供了一定的参考价值^[3]。

杨雅兰运用Flexsim软件，以ZZ企业为基础，研究了它的出入库流程，然后对ZZ仓库进行了仿真，进行不断的修改、运行，完成了仿真模型的优化，为ZZ仓储企业提高仓储水平提供了参考建议^[4]。

徐华林运用Flexsim软件对仓储的出入库流程进行仿真，分析了仓储作业过程中所经历的各个环节，然后确定作业过程的流程，然后根据作业流程，建立了仓储作业的仿真模型，根据现实的数据设置了模型的主要参数，然后完成了仿真的运行，最后通过对模型仿真结果的分析，找出了该仓储作业过程的问题所在，然后对模型进行了优化，多次仿真运行新的模型，最终完成对该仓储作业流程的优化^[5]。

涂琰对仓储装卸搬运系统的进行了仿真与优化，最后将excel表格中的数据导入到了Flexsim仿真模型中，并且通过对协同任务序列的运用，实现了Flexsim软件中多种设备之间的协作^[6]。

魏兰，秦叙斌，孟令广等人对某集团物流中心的设施规划进行了研究，然后通过对仓储作业流程模型的建立，得出的结果为系统方案的改进提供了理论和数据依据^[7]。

董霜通过Petri网建模和Flexsim仿真之间相互结合的方法，对该物流仓储作业流程进行分析与研究^[8]。

胡学刚运用Flexsim物流仿真软件，研究某自动化仓库的叉车作业系统，然后通过对叉车作业系统的仿真，发现了该系统作业过程的问题所在，并提出了优化方案。通过优化后模型的仿真结果与优化前模型的仿真结果的对比，验证了优化结果的有效性。并且提出了将Petri网和Flexsim仿真软件应用于自动化立体仓库作业流程，同时该方法也适用于物流研究领域中其它具有动态特性的系统，为所有物流系统的设计与评估提供参考依据^[9]。

1.3 国外的研究现状

Qing Tian Han利用Flexsim软件建立了店铺系统模型，然后进行了数据的统计，最后，对数值算例进行了分析，分析结果表明，仿真有助于发现系统运行的瓶颈问题，证明了仿真对仓库系统的优化非常有用^[13]。

Jiun-YanShiau和Ming-ChangLee提出一种混合算法，该混合算法就是用分拣传送带代替了拣选部分和包装部分，通过它们的整合，有效了避免了资源的浪费，这不仅减少了使用空间，还提高了效率，从而提高了仓库的利润。^[14]。

Seomon Takakuwa和Hiroki Takizawa对某传统的仓库进行分析后，以它为基础，对它进行了布局的优化，然后运用Arena仿真软件进行了仿真，通过对结果的分析完成了对该传统仓库的优化，给传统的仓库提供了参考。

Tompkins G.H.Kornrcich D.E.和Parker R.Y.1以大型核设施为基础，通过对它的研究，运用Flexsim仿真软件对其进行了仿真，然后找出其中的不足之处，对其进行了优化，为大型核设施提供了宝贵意见^[15]。
Chiun-Ming Liu主要对配送中心进行了深入的研究，运用Witness完成了仓储的布局和拣选系统的仿真，经过不断的修改和调整之后，最终提高了配送中心的作业效率^[16]。
E.Jack Chen, Young M.Lee和Paul L.Selikson等主要使用eM-Plant仿真软件，以某化学企业的物流系统为基础，对其进行了建模仿真研究，并对其进行了优化^[17]。

Tongjuan Liu 对自动存储与检索系统的运行过程进行了详细的研究，然后利用Flexsim软件对其进行了仿真，对工艺瓶颈进行了分析，找出了优化方法，最终降低了系统的浪费，提高了设备利用率，从而提高了整个过程的效率^[18]。

1.4 研究（设计）的基本内容、目标

1.4.1 基本内容

自动化仓储系统仿真是分析实际系统和规划实际系统的重要手段，在结合自动化仓储系统的功能要求基础上，对全自动化仓储作业系统建模并分析系统性能，基本内容包括：

1、自动化仓储作业系统分析

2、自化作业系统仿真模型建立

3、自动仓储系统仿真数据分析与系统改进

4、仿真系统与实际系统的接口技术

1.4.2研究目标

研究的过程是通过查阅相关文献，根据自动化仓储的工艺特性确定整体仿真方案，然后依据自动化仓储控制流程，设计仿真系统的模型，最后开发自动化仓储仿真软件。

研究的目标是运用仿真软件对仓储进行仿真研究，并且要实现的仓储的自动，因此本设计要用机器代替人，实现无人的运行，在对自动作业系统的模型建立之后，然后对仿真的数据进行分析，找出所建立的模型的不足之处，对系统进行改进，以达到现实仓储的要求，使模型能运用到实际中，最后使仿真系统与实际系统的接口进行连接，总而言之，目标就是建立一个可以运用到实际的自动仓储仿真模型，然后将仿真系统与实际系统实现接口连接，最终模型可以运用到现实。

1.5 论文架构

本文主要以某仓储公司的A仓库为例，对该企业自动仓储的作业流程进行了分析，然后运用Flexsim仿真软件建立了出入库的模型，并通过对结果的分析，对仿真模型进行了优化，最终达到了降低仓储成本、提高整体作业流程效率的目的。本文一共分为六章，图1.1介绍了各个章节的内容，主要内容如下：

第1章主要介绍了研究背景及意义，然后通过对国内外研究现状的分析，确定了本论文的研究内容和研究目标。

第2章介绍了仓储管理的概念与仓储中的设备，然后对A仓库进行了介绍，对它仓储的作业流程进行了详细的分析。

第3章介绍了所运用的Flexsim仿真工具以及Flexsim软件的特点和建模所要经历的步骤，通过对A仓库作业流程的分析，确立了该仓库的系统概念模型，完成初始模型的建立，最后根据A仓库对各个实体进行的参数设置。

第4章主要是对模型进行运行得出结果，然后通过对生成报告的分析，找出了瓶颈所在，提出了优化后的模型，然后通过优化前后的对比，证明了优化的可行性和经济性，最后完成了Flexsim模型与Excel的接口。

第5章对本文进行了经济性与环保性分析，指出了本文的经济性与环保性。

第6章主要总结本论文所做的内容，然后提出了论文中的不足之处，以后需要进行改进的地方。

图1.1 论文框架图

第2章 仓储系统分析

2.1 仓储管理概述

仓储管理就是对仓库、仓库内的设备以及仓库内的货物进行管理，是仓储企业为了充分利用所具有的仓储资源以及提供高效的仓储服务所进行的一系列计划、组织、控制和协调的过程^[19]。具体来说，仓储管理包括许多的内容，包括仓储资源的获取、仓储的商务管理、仓储流程的管理、仓储作业的管理、保管管理、安全的管理多种管理工作以及相关的操作。

随着社会经济领域的作用的扩大，仓储的作用也变得更加的巨大。仓储系统是企业整个物流系统中不可缺少的子系统^[20]。物流系统的目标是以最少的成本提供令客户满意的服务，而仓储则在物流系统中发挥着重要作用。仓储活动能够促使企业提高对客户的服务水平，可以增强企业的竞争力。现代的仓储管理已经从静态的管理向动态的管理发生变化，对仓储管理的基础工作也提出了更严格的要求。

2.2 自动化仓储设备

2.2.1 机器人

机器人是一种自动执行任务的一种装置，在现在的自动化仓库，机器人已经取代了传统的人工操作，以前由人完成的任务现在由机器人来完成，只需要对机器人编写一些程序，机器人就能完成我们所需求的工作，图2.1为自动化仓库中的机器人。

图2.1 机器人

2.2.2 输送线

输送线主要用于货物的运输，它有效避免了人工问题，在当今自动化的时代下，输送线成为了自动化仓库中不可或缺的组成部分。

在货物出入库过程中，输送线不仅能够提高出入库作业的效率，还可以降低成本、提高利润，输送线如图2.2所示。

图2.2 输送线

2.2.3 堆垛机

随着货架的发展，堆垛机伴随着货架而产生的，堆垛机也成为了自动化仓库必不可少的设备，堆垛机可以在立体仓库的巷道内来回运行，可以将位于巷道口的货物送入到货架中，也可以将位于货架中的货物去出送到巷道口，它是立体仓库的标志。

堆垛机取代了传统的叉车作业，可以提高作业效率，而且堆垛机只需要编程控制，不需要人为操作，这也提高了仓库的自动化程度，除此之外，堆垛机在运行时稳定性特别好。堆垛机如图2.3所示。

图2.3堆垛机

2.2.4 货架

货架是现代化仓库中提高空间利用率的工具，货架的产生可以有效的避免空间的浪费，这样可以大大的降低仓储的成本，随着市场对货架的需求也越来越高，因此货架行业也就趁机崛起了，

随着经济飞速发展，外资企业不断地进入我国，它们不仅带动了经济的发展，而且还带来新的理念。随着企业的不断增加，为了提高竞争力，企业对仓库的高效化要求也在不断提高，图2.4为货架。

图2.4 货架

2.2.5 分拣传送带

分拣传送带就是指集分拣与传送于一身的专用输送设备，分拣传送带集运输与人工分拣于一身，分拣传送带有效的避免了传统的人工分拣，现在全部由设备自行分拣，这样大量减少了人力的成本，而且还能够提高作业效率。分拣传送带如图2.5所示。

图2.5 分拣传送带

2.3 A仓库的自动化仓储

2.3.1 A仓库的现状分析

A仓库主要的是储存其他客户的货物，通过保管从中获得效益，现已知A仓库占地面积为1000m²，仓库共有东西两个门，东西两个门都可完成货物的出入库，仓库内的货架为10层货架。

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