1、华荣配送中心系统建模与优化物流系统建模与仿真实验报告题目：华荣配送中心系统建模与优化 一、实验目的桂林华荣配送中心主要为自己店面提供配送服务。该配送中心总面积约为1200平方米，有A和B两个仓库，因为两个仓库是非常大的状态，并且货物也比较多，因此在这里我们只选择了比较小的一部分进行实验，在最理想的状态下进行一定的实验，但也可从一定的实验中得出整体的规律，在理想的状态下A库主要放牛奶、饮料和可乐这三种商品，B库主要放食盐和酱油等， A库存放的这几种商品因市场容量扩大的原因呈现上升趋势，从而导致了该配送中心的库存增加，日发货量提高等问题。A库里面现在主要是有2列商品存放货架。现在每天的到货量500
2、箱左右，每箱货物为20件。现在的情况是货物到货后，随意将整箱货物码放在货架上，并没有对商品进行分类摆放，使员工拣货效率大为降低，因此现场非常的混乱，货物量多的时候货架无法满足现在的堆放需求，因此只能把没有地方摆放的货物放在地上，现场杂乱无章，不仅影响美观而且还严重影响到员工的走动。货物在分拣区以件为单位摆放，发货前需要进行装箱工作，然后再采用托盘进行装车运输。因为场地有限，所以招人解决这个拥堵问题可行性不是很大。因此我们对桂林华荣配送中心的A仓库进行改进，使其仓储能力和分拣能力满足其配送业务量的需求是该配送中心当前急需解决的问题。二、实验要点1、改善的措施（1）在A库再购置一个入库商品存放货架
3、，一方面可以解决当前货架不能满足存放需求的问题，另一方面还可以提高仓库的储存能力。（2）对入库的三种货物划分存放区域，入库时就严格按照货架的划分区域存放三种类型的整箱商品，这样可以提高员工的工作效率。2、系统的流程图图1 模型的流程框图实体设置说明：（1）发生器A货物到达（以三种不同的颜色代表三种不同的货物）（2）暂存区A货物暂存（货物到达后无法处理完前起到缓冲作用）；（3）处理器货物分类（将三种货物进行分类）；（4）货架A、B、C货物存储（分类后的货物依次进入相应的货架存储）；（5）分解器 A、B、C货物分解（将货架上的货物整箱分解为单个产品）；（6）暂存区 B、C、D分解后的货物暂存（起到
4、缓冲作用）；（7）发生器B产生托盘（将合成后的货物提供一个包装工具）；（8）合成器货物装箱（合成后的货物进行装箱）；（9）生产器货物运走（货物进行运输）。3、数据分析（1）货物箱数489490493494495496497498499500501503505506509出现天数112123225223211（2）划分的区间进行计算gi区间观测数目gi486-48800.000488-49010.033490-49210.033492-49420.067494-49630.100496-49850.167498-50070.233500-50240.133502-50430.100504-506
5、20.067506-50810.033508-51010.033510-51200.000数据直方图根据数据辨识，服从正态分布，进行点估计，计算均值： ，n=30代入公式算出平均值为498.6。方差， 代入公式求得16.29，所以，由点估计可以确定该数据符合正态分布，其概率密度函数为：，其中F(x)= （3）提出假设：H0：随机变量X满足正态分布H1：随机变量X不满足正态分布利用上述概率密度函数计算出整数取值为489-509的概率，如p(489)=f(489)F(489)= =0.099*0.06=0.006同样p(490),p(493),p（494）p（509）计算得连续正态分布的概率质量p
6、(489)p(490)P(493)p(494)p(495)p(496)p(497)p(498)p(499)p(500)p(501)p(503)p(505)p(506)p(509)0.00580.01020.03780.05160.0664008030.09140.09780.09840.09310.08280.05460.02810.01840.0036区间观测到的数目预计的数目npi489-493)20.48174.7863493-495）32.68200.0377495-497）54.40290.0810497-500）98.62690.0161500-503）45.27830.30965
7、03-505）31.63721.1343505-506）20.84301.5880506-510）20.65962.7238统计量10.6767， 显著水平=0.05下，正态分布有2个参数，则 分布的自由度为k-s-1=8-2-1=5，查表得关键值，因此在显著水平取=0.05时，因为，所以接受原假设，即样本数据服从所假定的正态分布。查表得关键值，因此在显著水平取=0.05时，因为，所以接受原假设，即样本数据服从所假定的正态分布4、实验仿真图2建模模型（1）设置发生器1的参数到达方式的设置：按时间间隔到达设置一个指定时间为58的常量值。根据就是，分拣中心每天入库的货物按照500箱计算，每天工作就
8、按照8小时计算，那么每小时的处理速度就是62.5箱，3600/62.5=58 发生器的离开触发设置：在离开触发下设置临时实体类型和颜色为如下为临时实体指定一种类型号duniform（1,3），并为每种实体指定一种颜色。因为有牛奶、饮料和可乐三种商品。因此需要设置三种颜色才能把商品区分开来（2）设置暂存区A的参数暂存区A作为货物到达与检验之间的过渡，并没有什么特别的要求，因此采用默认的参数，即默认的最大容量为1000。设置图如下：（3）设置处理器的参数设置处理器的加工时间为48，因为达到的时间是58，从实际的情况出发，到达的时间会比处理的时间更久。货物的输出端口处设置为根据实体类型值执行不同的c
9、ase值，代表货物进入货架的时候按照不同的类型进入相对应的货架上。（4）设置货架A、B、C的参数最大容量：货架A、B、C的最大容量设置为1000。依据：A库总面积为600平方米，3个货架按照总面积300平方米计算，货架高实际为2米，箱子的体积大概为0.2立方米，则可以存放的箱子总数为：300*2/0.2=3000个。平均分配到每个货架的最大容量就为1000。（5）设置分解器A、B、C的参数处理时间：处理时间设置为30。依据：货物分解的时间应该比货物处理的时间要更快一些。分解器：将货物进行分解设置为拆包数量20个，因为每一箱的货物有20件。（6）设置暂存区B、C、D的参数 最大容量：将暂存区B、
10、C、D的最大容量分别设置为200。 依据：因为仓库面积有限，我们要充分利用面积，因此除去货架、暂存区A等面积后，暂存区B、C、D的总面积并不算大，设置为200是一个比较合理的选择。（7）设置合成器的参数处理时间：设置为常数值48，合成器的时间应该和处理器的时间基本对等，可以有效的实现货物的合成。装盘：假设每个商店的要求是40件商品，第一种货物10件，第二种货物16件，第三种货物14件。设置的时候改变组成清淡的数量即可，因各个店所需的货物不一，为了能更好的进行实验，在这里我们统一按照上述所需的商品进行实验，在实际情况中可以稍微的进行相应的调整即可。（8）设置发生器B的参数处理时间：设置一个为48
11、的指定时间值。依据：发生器B产生的是托盘，是为了将货物运走，所以在时间处理上应该和合成器的合成时间一致。三、模型的运行与分析1、模型的运行 模型编译完成后，运行28800s（8小时）后，得到下列结果：图2 模型运行结果2、运行数据（1）发生器A运行数据吞吐量输出：496，即入货496箱（2）暂存区A运行数据吞吐量输入：496；输出：496（3）处理器运行数据吞吐量输入：496；输出：495 Idle：5008，17.4%；Processing：23792，82.6% （4）货架运行数据InputOutput货架A16645货架B17932货架C15013（5）分解器运行数据InputOutpu
12、tIdleProcessingBlocked分解器A4588816296.,56.6 %1350,4.7%11154,38.7%分解器B326302024,7.0%960,3.3%25816,89.6%分解器C132432054,7.1%390,1.4%26356,915%（6）暂存区B、C、D运行数据InputOutputEmptyReleasing暂存区B888688310,1.1%28490,98.9%暂存区C630430136,0.5%28664,99.5%暂存区D24343368,1.3%28432,98.7%（7）合成器运行数据吞吐量输入：1668；输出：1667Idle：1876
13、，6.5%；Processing：1920，6.7%；Collecting：25004，86.8%（8）发生器2运行数据吞吐量输入：561；Blocked：1828，6.3%；Generating：26972，93.7%（9）生成器运行数据吞吐量输入：40，即出货量40。3、实验分析 从实验的运行数据上来看，我们可以看出，货物的到达时间和达到量是无法改变的，而处理器的输入量在496，输出量在495，差额只为1，不算从货架运行的数据来看，货架上的输入量都在158左右，而输出量平均在29，输入量和输出量之间存在着巨大的差额，货物过多的堆积在货架上，不仅严重浪费货架的使用效率，更增加了仓储成本，通过
14、暂存区的数据可以看出，它们之间的运行时间都比较的长，货物满满的堆积在暂存区，因此暂存区的空闲时间都比较少。产生以上实验的原因经过分析主要有以下几个方面： （1）分解器2和3的阻塞时间都比较长，分别达到了92%和88.6%，由于它们的处理时间比较慢，因此货物无法快速的分解从而导致货物的过多堆积在上游区域，也就是货架上。 （2）合成器处理速度较慢。从合成器的进程来看，合成器的处理时间所占比例仅为6.8%，而集合产品的时间比例占到了86.8%，处理时间和集合时间产生严重的不平衡性，处理的时间比较慢，集合产品的时间比较长，因此会导致货物堆积在暂存区。四、模型的优化1、方案改进由前面的原因分析我们可以看
15、到，问题产生的原因主要是由于分解器及合成器的处理速度较慢造成的，因此，针对这两个问题提出了以下两个解决方案：（1）提高分解器运行速度。将分解器的处理时间由原来的30降低到15。（2）提高合成器运行速度，将合成器的处理时间由原来的48降低到24，或者也可以考虑增加合成器。（3）加快托盘的产生速度，将发生器2的处理时间由原来的48降低到24。2、优化后的运行数据（1）发生器A运行数据吞吐量输出：496，即入货496箱；（2）暂存区A运行数据吞吐量输入：496；输出：496（3）处理器运行数据 吞吐量输入：496；输出：495 Idle：5008，17.4%；Processing：23792，82.
16、6% （4）货架运行数据InputOutput货架A16679货架B17953货架C15015（5）分解器运行数据InputOutputIdleProcessingBlocked分解器A79156016589,57.6%1184,4.1%11026,38.3%分解器B5310502057,7.1%795,2. %25948,90.1%分解器C152851868,6.5%225,0.8%26707,92.7%（6）暂存区B、C、D运行数据InputOutputEmptyReleasing暂存区B15601360295,1.0%28505,99.0%暂存区C1050850121,0.4%28679
17、,99.6%暂存区D28585353,1.2%28447,98.8%（7）合成器运行数据吞吐量输入：3481；输出t：3480Idle：353，1.2%；Processing：2016，7.0%；Collecting：26431，91.8%（8）发生器2运行数据吞吐量输出：1186；Blocked：329，1.1%；Generating：28471，98.9%（9）生成器运行数据Input：84，即出货量84。从上面改良后的运行的数据分析来看，如果将分解器和合成器的速度提高一半后，在产出量方面由原来的40提高到了84，提高了一倍多，看似基本上解决了该配送中心当前的问题。从而实现了提高该配送中心
18、分拣能力和仓储能力的目标，使该配送中心的利润得出提高。如果再把合成器的处理速度增加一半而分解器的处理速度不变，那么结果会是提高一半吗？因此我们带着疑问进行了再一次的模型模拟，模型的结果为生成器的输入量变为169，那么此时的产量就比84多了一半，说明方案的优化上面问题还是出在暂存区方面，也就是分解器的分解的货物足够可以让合成器进行合成，而合成器的合成速度还是比较慢，因此导致货物堆积在暂存区上，如果把暂存区的容量扩大，那么货架上面的出货量就会有相应的提高，但是，后面的处理速度也要相应的提高才可满足前面的货架的出货量和分解器的分解量，如果不能满足，那么最后货物还是会形成堆积。优化后的模型总体上比未优化之前有一定的提高，但是还是存在不足，那就是货架C的产出量较小，导致了分解器C的产出量较小，暂存区D的输入量和输出量都受到影响，因此到达合成器的该类型的产品量较小，在合成的时候由于缺乏该产品从而使得合成后的产量较小，而其余两种类型的产品在合成器的量又有剩余因此该模型的最优化还有待进一步的研究才能更近一步进行优化。
