基于Flexsim的京東沈陽亞一物流中心效率優(yōu)化研究

侯景超 牛德坤

摘?要：文章以京東沈陽亞一物流中心的倉庫作業(yè)系統(tǒng)為研究對象，為了滿足京東超市市場規(guī)模的擴大和第三方物流業(yè)務的增加，保證其倉儲作業(yè)在正常期間與大促期間均能順利運行。根據(jù)倉庫布局，作業(yè)流程等影響因素，借助Flexsim系統(tǒng)仿真軟件模擬其倉儲運營情況。通過對仿真結果的輸出和分析，優(yōu)化存在的瓶頸，減少倉庫在布局和設備存在不合理現(xiàn)象，從而確定合適的方案，提高現(xiàn)有系統(tǒng)的運行效率，同時也能有效的避開建設物流中心必須面對的高成本、高風險因素。為京東沈陽亞一物流中心作業(yè)流程重組提供了參考，也為倉儲布局的優(yōu)化和資源合理配置提供了一定借鑒作用。

關鍵詞：物流中心；Flexsim；仿真優(yōu)化；倉儲作業(yè)

中圖分類號：F560.84文獻標識碼：A?文章編號：1005-6432（2023）18-0000-00

1引言

京東作為國內(nèi)自營物流一體化企業(yè)的代表，有著屬于京東企業(yè)文化特色的進貨、銷售、倉儲與配送等諸多物流活動，通過提供高質量的網(wǎng)絡電商環(huán)境，吸引著一大批著重于品質的消費群體。而京東沈陽亞一物流中心，作為東北地區(qū)的物流中心集物流、信息流和資金流高度集中匯聚和互通的重要節(jié)點，是能夠調(diào)度整體物流供應鏈的關鍵組成部分，其職能包括了組織分撥、信息匯總、調(diào)度、分撥等諸多命令的中心樞紐。[1]

物流中心面臨的主要問題是倉儲物流活動的完成速率緩慢，日常單量尚且需要全力以赴，大促期間更是加班加點，給員工的精神與身體均造成了一定的負擔。為了解決物流中心內(nèi)倉儲工作速率緩慢低下與大促期間時常出現(xiàn)的園區(qū)爆倉問題，考慮布局和作業(yè)流程等因素，適當引入智能設備提升作業(yè)能力，以此來降低運營成本和其他多方面的支出費用。經(jīng)過企業(yè)現(xiàn)有資源重組配置、流程再造等手段，打造一個更為完善的體系后，其不僅可以滿足自營物流需要，還可以將剩余生產(chǎn)力轉向第三方市場，從事租賃、倉儲、配送等社會化分撥物流，獲取多樣化經(jīng)營的利潤。

2研究現(xiàn)狀

近年來，我國倉儲與配送中心的建設如火如荼，但整個行業(yè)仍處于一種粗放型的狀態(tài)，倉儲管理水平較低、倉庫布局不合理、倉儲設備利用率不高。[2]國內(nèi)學者斯建永利用對配送中心的各功能區(qū)進行布置，通過Flexsim仿真確定了基于利用率所需的合理托盤量，對配送中心的規(guī)劃方案進行了評價。[3]馬瑩等基于SLP布局方法對物流園區(qū)功能布局進行了研究，借助Flexsim仿真軟件進行優(yōu)化分析，最終得到優(yōu)化的布局方案。[4]

張俊強研究了物流配送中心的作業(yè)流程，運用精益化思想分析作業(yè)流程，識別整個流程中的作業(yè)價值流，找到重復工作和等待時間等浪費資源的環(huán)節(jié)，通過采取措施消除這些環(huán)節(jié)來優(yōu)化作業(yè)流程，提高了配送中心的作業(yè)運作效率，降低了物流成本。[5]

3京東沈陽亞一物流中心仿真模型

3.1京東沈陽亞一物流中心概述

京東沈陽亞一物流中心作為八大樞紐“亞洲一號項目”之一，擁有9.6萬平方米，同時也東北地區(qū)最大的電商平臺實體化倉庫。目前，日常產(chǎn)能一般是處理2萬個訂單，極限處理能力可以達到5萬單。園區(qū)內(nèi)覆蓋糧油倉、百貨倉、食品倉、母嬰倉、圖書倉、3C倉等。[6]單倉擁有很多不同功能的分區(qū)組成，其中包括入庫區(qū)、月臺區(qū)、上架區(qū)、輕型貨架區(qū)、理貨區(qū)、打包復核區(qū)、辦公監(jiān)控區(qū)等。[7]通過實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)眾多倉內(nèi)日常作業(yè)主要依賴人工揀貨，采用摘果式揀貨方式完成揀貨操作，在此過程中依賴RF的槍下達訂單信息，根據(jù)商品在位置安排路線進行揀貨，其中大部分下達的揀貨單是多個客戶訂單的總和。[8]此外，揀貨人員依據(jù)系統(tǒng)提供的揀貨任務能夠完成大約每單20～30個揀貨儲位?；趥}庫貨架采用巷道式布局的方式，沒有嚴格限制揀貨人員的具體揀貨路徑，他們可以按照合并訂單中的商品順序依次走遍所有貨架進行揀貨，因此效率較低。尤其是在雙十一或618大促期間揀貨人員繁多，通道會擁堵、撞車、人力吃不消，[10]叉車在作業(yè)環(huán)境中壓壞商品的情況也時有發(fā)生。文章所選的單倉案例模型為米面糧油一號庫。

3.2京東沈陽亞一物流中心作業(yè)流程

京東沈陽亞一倉儲物流中心倉庫作業(yè)系統(tǒng)包含的工作有根據(jù)倉內(nèi)貨物數(shù)量決定是否下達采購訂單，接收處理網(wǎng)絡電商平臺的訂單。[11]總體作業(yè)流程如下：

3.2.1?倉庫貨物驗收入庫作業(yè)

收貨員依據(jù)采購需求將貨物的主要信息按采購單據(jù)逐一核準、校驗準確無誤后方可收貨、并登記收貨信息檔案。驗收完成后，由電動地牛將貨物從車廂中轉移到月臺區(qū)，貨物此時是待入庫品。

3.2.2?入庫貨物上架作業(yè)

根據(jù)商品的種類、名稱、型號、規(guī)格、性質、和、包裝，將商品正確的上架。貨物上架流程是由叉車司機取得入庫單后，按照每品商品所對應的容器號將入庫暫存區(qū)的貨物運往庫內(nèi)貨架。

3.2.3?倉庫貨物維護和盤點作業(yè)

對貨物合理的保存、科學地管理，將貨物分區(qū)、分類、按要求碼垛、盤點、保養(yǎng)等是倉庫貨物維護的主要工作。理貨員的工作首先要確認RF槍上的庫存信息與儲位上實際庫存量是否匹配，有無破損和差異出現(xiàn)。同時要定期三個月以及大促過后對倉貨物進行一次全面盤點，以及時收錄準確的庫存信息。

3.2.4?復核和包裝作業(yè)

由揀貨員按照訂單完成揀貨任務后會將貨物放至打包緩沖區(qū)，接下來的物流活動是進行復核打包任務，打包員可以掃描容器號編碼來獲取訂單信息，通過電腦上的商品信息和數(shù)量來檢查揀貨員的揀貨結果正確與否。復合完畢之后就直接將貨物按照相應打包標準進行打包出庫。

3.2.5?揀貨作業(yè)

揀貨員手中的RF槍可以接受到系統(tǒng)內(nèi)所生成的揀貨單，揀貨單可以向揀貨員展示客戶訂單中貨物的商品編碼、儲位編號等信息，并且還能說明貨物在庫區(qū)內(nèi)所處的具體分區(qū)、通道號、儲位號等位置信息。

3.3基于Flexsim的京東亞一物流中心仿真

Flexsim實體模型庫中的實體多種多樣，根據(jù)其作業(yè)流程和倉庫布局搭建臨時實體模型，[12]如圖1?Flexsim的實體仿真情況所示：

3.3.1?貨物到達參數(shù)設置

根據(jù)調(diào)研的歷史數(shù)據(jù)來看，在正常的工作日期間物流中心工作14個小時，每天到貨數(shù)量在4萬件左右，從早上八點開始每4小時到達一批采購車隊。米面糧油與方便食品到達區(qū)的設置容量均為10000，方便食品標為藍色，米面糧油標為黃色。

3.3.2?合成器參數(shù)設置

京東沈陽亞一物流中心入庫作業(yè)的檢驗與裝卸車工作是由入庫組的工作人員進行檢驗和裝卸，在仿真模型中用合成器來代替。方便食品區(qū)的貨物與托盤合成之后，每單位碼8個輕型方便食品入庫，即執(zhí)行時間為8秒。米面糧油區(qū)的貨物與托盤合成之后，以托盤為單位，每單位碼8個重型米面糧油入庫，即執(zhí)行時間為16秒。

3.3.3?月臺參數(shù)設置

月臺是貨物到達后的第一個以托盤為單位的存放地點，待裝卸工人將到達的貨品按照相應的規(guī)格碼垛的暫存區(qū)。[13]整個月臺區(qū)分為輕型方便食品月臺區(qū)和重型米面糧油月臺區(qū)，容量設置為150。

3.3.4?拆包器參數(shù)設置

由于方便食品的拆包方式較為繁瑣，則方便食品拆包器的單位工作時間設為15秒；米面糧油拆包器的單位工作時間為10秒。

3.3.5?上架區(qū)參數(shù)設置

上架區(qū)輕、重型貨物儲存區(qū)面積占比同月臺區(qū)一樣，均為1：2，輕型方便食品上架區(qū)的容量設置為10000，輸出方法為隨機上架。重型米面糧油上架區(qū)的容量設置為5000。

3.3.6?任務分配器及叉車參數(shù)設置

根據(jù)實際情況，負責方便食品作業(yè)區(qū)上架的叉車共3輛，負責米面糧油作業(yè)區(qū)上架的叉車共12輛，叉車存取貨物的時間忽略不計，叉車的最大速度是2M/S，加速度和減速度為1M/s，叉車每次的裝載量為100。

3.3.7?貨架參數(shù)設置

輕型方便食品貨架共16個，貨架層高3層，最大容量為100件。重型米面糧油貨架共24個，貨架層高6層，最大容量為600件?？紤]保質期的問題，即模型遵循先進先出的原則，方便食品貨架的最小停留時間為200秒，米面糧油貨架的最小停留時間為500秒。

3.3.8?揀貨員參數(shù)設置

揀貨員通常進行的揀貨操作中訂單在20～40件不等，因此在仿真模型中取中位數(shù)30件/單每個訂單中方便食品和米面糧油均有任務，揀貨員在實際工作中一天內(nèi)會有3～4組揀貨員在不同的時段完成揀貨任務。揀貨組按輪換班班制人數(shù)為20人每組。對揀貨員步行速度進行設置，最大速度為1M/S，每次搬運量為30。

3.3.9?打包緩沖區(qū)參數(shù)設置

打包緩沖區(qū)是揀貨員完成相應揀貨任務之后放置待出庫貨物的區(qū)域，最大容量為10000。

3.3.10打包臺參數(shù)設置

考慮到打包員在打包過程中需要自己到暫存區(qū)取貨，所以將其路上往返時間、檢查商品質量等問題的時間都計算在打包器的單位工作時間內(nèi)，則打包器的單位工作時長為17秒/件。

3.4?仿真結果輸出

按照上述模型布局及其參數(shù)的設置，按工作14個小時仿真后輸出結果（即運行時間為50400秒），如圖2所示。工作時間內(nèi)該仿真系統(tǒng)運行輸出為15905件，出庫率39.76%如圖2所示：

3.5模型優(yōu)化結果

經(jīng)過入庫流程重組和設備提升后的單倉工作系統(tǒng)可以出庫38187件貨物，如下圖3出庫數(shù)目圖所示，占所到達4萬件貨物的95.47%。

化后的仿真時間與貨物到達數(shù)量均不變，Source與打包器的效率分析如表1所示，貨物到達與合成器效率分析報告表所示：在相同到達貨物數(shù)量下，機械打包器均無堆積，平均停留時間在2秒左右，達到優(yōu)化要求。

4?結論

文章以京東沈陽亞一倉儲物流中心倉庫作業(yè)系統(tǒng)為核心，運用Flexsim仿真軟件建立了倉庫作業(yè)系統(tǒng)仿真模型，采用14小時仿真過程進行日常倉儲作業(yè)仿真，并得出優(yōu)化前后的效率分別是39.76%、95.47%，通過分析仿真結果，找出影響京東沈陽亞一物流中心作業(yè)系統(tǒng)的瓶頸因素，并提出了一定的解決方法。

在貨物到達不變的情況下優(yōu)化上架區(qū)的占地面積，在經(jīng)過碼垛之后直接由月臺區(qū)通過傳送帶的方式將單位托盤的貨物直接上架至各自區(qū)域的貨架上去，庫區(qū)內(nèi)所有需要分流的節(jié)點均有自動分揀矩陣進行識別與傳送，在貨物到達指定貨架位置時由自動堆垛機進行上架和揀貨下架。下架后的貨物繼續(xù)由傳送帶進行運輸，運送至打包緩沖區(qū)前進行統(tǒng)一拆包進入緩沖區(qū)進行等待打包出庫，從而更好地應對大促期間的壓力，也可以將此方法應用到更多的實際案例中。

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