Enterprise Dynamics 物流仿真软件案例4 配送中心.docx
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Enterprise Dynamics 物流仿真软件案例4 配送中心.docx
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EnterpriseDynamics物流仿真软件案例4配送中心
EnterpriseDynamics物流仿真软件案例4配送中心
配送中心
1背景
Neduco公司的配送中心效率不高,资源不足。
公司要对它进行改进,增设运输车、叉车,加大卸载区域的面积。
管理人员想通过研究,来确定运输车、叉车的数量、卸载区域的面积。
卡车载着托盘到达配送中心。
司机把卡车停在有空位的停车位,再把托盘卸载到卸载区,卸载完托盘后,就离开配送中心。
叉车把卸载区的托盘搬运到仓库。
几辆叉车可以同时在卸载区域作业。
当卸载区域的托盘已经搬运完,叉车将一直等待托盘到来,管理人员也不给空闲的叉车安排其他任务。
卡车图1作业流程图
2问题
1.增加停车位,可以节约司机的等待时间,那么要设置多少停车位才合适呢?
2.如果雇佣太多叉车,将要支付额外的成本。
相反,司机数量太少就不能在规定的时间
内完成工作。
那么雇佣多少司机才合适?
3.卸载区域存放托盘的容量是多少只?
已知卸载区域的面积越大,存放的托盘就越多。
停车位数量、叉车数量和卸载区域的面积是相互影响的。
增加停车位的数量,可以减少卡车的等待时间,但是降低了卡车利用率;增加叉车的数量,可以提高托盘的搬运效率,就允许相应地减小卸载区域的面积(即更小存放托盘的容量也满足要求)。
因为实际上,卡车到来1小时后,叉车才开始工作,所以在这段时间内,托盘堆积在卸载区域。
但是一天的工作结束时,叉车会把托盘全部搬运到仓库。
3模型任务
每天8:
00到16:
00,到来的卡车数量符合平均值为40的负指数分布;每台卡车装载的托盘数量符合6到16的离散平均分布,平均值为11;那么平均每小时55只托盘到达配送中心(40?
11?
24?
55)。
每只托盘的卸载时间符合2到3分钟的平均分布,所以一个停车位每小时能卸载24只托盘(60/2.5)。
每天9:
00到17:
00,叉车把托盘从卸载区运输放置到仓库的时间,符合2到4分钟的均匀分布,那么一台叉车平均每小时搬运20只托盘(60/3)。
如果单位时间内,卸载和搬运的托盘数量,比来到配送中心的托盘数量少,那么卸载区域内的托盘将越积越多,因此停车位和叉车的数量不能少于3(3?
24?
55、3?
20?
55)。
3.1任务一
计算停车位和叉车的利用率ρ1、ρ2(托盘到达速率/托盘卸载或搬运的速率,如错误!
未找到引用源。
)。
首先研究3个停车位和3台叉车的模型(3?
3),再研究3?
4、4?
3等等模型,如果某种模型的运行结果是车队等待时间、工作效率等指标满足要求,就没有必要研究5?
5的模型。
表格1
载区域的面积,所以如果作业量增加,就得再采购叉车。
3.2任务二
管理人员要求,改进配送中心后,要保证每个卡车司机等待空闲停车位的时间不超过
5分钟。
仿真得出满足要求的停车位和叉车数量的最小值;在这种最小设置的模型中,卸载区域堆积托盘数量的平均值和最大值是多少。
4建模仿真
使用EnterpriseDynamics软件,有许多方法可以实现这个模型。
下面的建模方法,尽量
避免了4DScript语言,比较适合初学者。
4.1流程描述
1)卡车来到。
没有空车位,则形成卡车队列。
2)如果有空闲的停车位,卡车队列中第一辆卡车就到达该停车位,开始卸载托盘。
3)托盘堆放在卸载区域,卸载完成后的卡车离开配送中心。
4)叉车来到卸载区域。
5)叉车把卸载区域的托盘搬运到仓库。
4.2概念模型
图2
4.3模型原子设计
表格2原子与系统元素的对应关系
4.4生成原子
从原子库中拖出(按住鼠标左键)1个Source原子、3个Queue原子、12个Server原子、2个AvailabilityControl原子、2个TimeScheduleAvailability原子、1个Monitor原子,把各原子按照概念模型中的位置摆好,如图3生成所需原子对象所示。
图3生成所需原子对象
4.5连接端口
先显示出连接的端口,在2D模型视图中点击菜单栏中的View/Channels/Enabled,或者快捷键Ctrl+R,会显示出每个原子的端口,点击Queue端口左侧的“+”,增加可连接的端口,然后连接各个端口如图4各连接端口的连接所示:
图4各连接端口的连接
4.6定义各种原子
4.6.1Product原子
在模型中,双击Product原子,打开其参数视窗。
改变其Visualization选项卡中的选项“3Dicon”,选择“Cube”。
4.6.2产生卡车的Source原子的设置,其他保持默认值。
注:
每小时5辆卡车到达,所以平均的到达间隔时间12分钟(60?
5?
12)。
表格3
4.6.3代表卡车队列、托盘队列、仓库的3个Queue原子的设置,其他为默认
值。
表格4
Anopenchannel,使得该原子产生的产品,尽量从第一输出通道离开。
卸载注:
○
区域的托盘,尽量用第一台叉车搬运托盘,然后才可能用第二台叉车,再依次第三、四台叉车,使得这些叉车的利用率不同。
2Label([lastarrival],c):
=time这个命令,每当托盘到达仓库,就把当前时刻记录到托○
盘的LastArrival标签中。
一天的工作结束时,这个标签就记录了最后一只托盘进入仓库的时刻。
4.6.4代表停车场的4个Server原子的设置,其他为默认值:
表格5
1Dock产生的托盘离开时,把图标设置成托盘的形状。
注:
○
2duniform(6,16)是6~16的随机离散分布。
怎样模拟从卡车上卸载托盘的过程。
○
可以用服务器原子的分批处理功能(Batch),解决这个问题。
;
但是值得注意的是,卸载一只托盘的时间(2到3分钟),要在卸载服务器(UnloadPallets原子)上进行设置(见表格6)。
4.6.5代表卸载托盘的4个Server原子的设置,其他为默认值:
表格6
4.6.6代表叉车搬运托盘的4个Server原子的设置,其他为默认值:
表格7
4.6.7设置停车位开放时间的Availabilitycontrol和TimeScheduleAvailability原
子。
Availabilitycontrol原子更名为Availability
controlfortruck,设置如右图。
TimeSchedule
Availability原子的设置如下图。
注:
○1图6设置,勾选
Inputs,控制Queue2的输
入通道。
图6卡车时间
表中,Down=1的列,0
表示允许通过,1表示禁
图6卡车时间表
刻到8小时,Queue2的输入通道允许止通过。
仿真开始的0时图5设置
4.6.8设置停车位开放时间的Availabilitycontrol和TimeScheduleAvailability原
子。
Availabilitycontrol原子更名为Availabilitycontrolforforklift,设置如右图。
TimeScheduleAvailability原子的设置如下图。
注:
仿真开始1个小时候,叉车才开始工作。
因为下班之前,叉车不停地搬运,直到把所有的托盘搬运完,叉车才停止,所以这里不必设置叉车的停止时间。
配合使用可用性控制器原子和时间表原子。
把时间表原子输出通道与可用性控制器原
子的输入通道相连,把两个可
图8叉车时间表
用性控制器原子的输入通道分别与Queue2、与UnloadArea
的中心通道相连。
4.6.9Monitor原子的设置
表格8
图7设置
1.编译、重置、运行模型
利用下图所示的控制器来控制仿真的运行
速度和运行时间,并利用各个按钮来对仿真的细
节进行控制。
图9仿真控制器
5设计试验
试验的目的是观测卡车的平均等待时间、叉车的日平均工作时间、卸载区域的托盘的数量,并得到这些数据的正确可靠的报告。
5.1.1设计试验的相关问题:
1单次运行或者子运行的方式,2单次运行需要持续多长时间,3试验的预热期需多长时间,○○○
4试验要运行多少次;5研究哪种组合情况○○(比如5个停车位和5台叉车的组合,或者3?
3、4?
3、4?
4)。
第一个问题,通常,卡车从08:
00工作到16:
00,叉车从09:
00工作到17:
00。
但是我们把工作日设成08:
00到20:
00,共12小时,保证系统能应付将来更大的业务。
如果仿真运行到20:
00时,叉车还没有搬运完托盘,那么配送中心必须实行13或者14个小时的工作制。
因为我们不允许把当天的工作任务延迟到第二天,所以把试验设置成单次运行,单次运行时间是一个工作日(12个小时)。
第二个问题,因为每个工作日结束时系统清空(停车位、缓冲区没有卡车,卸载区域没有托盘),所以可以认为这是一个终结系统(仿真一开始,系统立即进入稳定的状态),不需要设置试验的预热期。
第三个问题,每次运行,将产生相互独立的结果,所以至少运行5次,才能建立一个达到某一置信度的置信区间,所以我们设置单次运行100次是足够的。
运行100次,每次运行一个工作日,那么相当于模拟配送中心运营5个月。
3?
4、4?
3、4?
4第四个问题,从前文(模型任务的任务一)的计算可知,需要研究3?
3、
的情况。
5.1.2试验步骤:
a.设置仿真方法,观察期,观
察次数和预热期,如错误!
未找到引用源。
。
其他设置
保持默认值。
b.
PFM1卡车的平均等待时
间,AvgWait(inMin),
avgstay(cs)/60
(如图11PFM1)。
PFM2叉车日工图10定义试验设置作时间,AvgWorkday(inMin),label([lastarrival],cs)/60-60
PFM3卸载区域的平均托盘数量,AvgStock,avgcontent(cs)
PFM4卸载区域的托盘的数量的最大值MaxStock,maxcontent(c)
图11PFM1
c.若生成标准报告,设置置信度为95%,得到表1。
表1
6结论和建议
按照以上试验的方法,分别研究3?
3、3?
4、4?
3、4?
4的情况,从表1得出错误!
未找到引用源。
。
表格9
卡车司机的平均等待时间,与停车位的数量相关的。
设置3个停车位时,等待时间是8分钟,比规定的目标时间长。
设置4个停车位时,平均等待时间是2分钟,达到了5分钟的要求。
在所有组合的情况下,叉车的平均工作时间,达到了480分钟的要求。
设置4个停车位与设置3个停车位的情况相比,叉车的平均工作时间减少20到30分钟。
通常把卸载区域的面积,作为其他因素的函数。
卸载位域的托盘数量低于30。
为什么4个停车位和3个停车位的仿真结果相比,停车位的托盘的数量的最大值增大?
设置4个叉车,与3个叉车相比,停车位的托盘的数量的最大值减小。
50只托盘存位,3个叉车就足够。
要记住,这个试验结果是基于试验的设置,试验设置不同,仿真结果不同:
例如如果运行200天,数据都增加(解释原因)。
只有4?
3和4?
4的设置才能满足要求(卡车司机等待时间不超过5分钟)。
若设置3个叉车时,则司机工作量太大。
在高峰期时,为了满足托盘数量对卸载区域容量的要求,应提供70个托盘存位。
这种设置的另一个优点是,将来业务增加时,增设第4台叉车。
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