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    基于Anylogic的某林果仓储中心运作流程优化研究

    时间：2023-01-28 19:35:04来源：百花范文网本文已影响人

    程玉龙，卢 泉，黄梅萌萌

    1.广西科技师范学院经济与管理学院，广西来宾 546199

    2.塔里木大学经济与管理学院，新疆阿拉尔 843300

    林果业是新疆地区最具特色的产业，是农民增收致富的重要经济来源，为当地经济健康高质量发展、巩固脱贫攻坚成果作出了突出贡献。截止到2020 年，新疆地区的苹果、香梨等果品产量已突破850 万t，比去年增收36.4 万t，商品果率提升到85%。目前林果业已成为提升农民收入的支柱产业，据统计，2020 年新疆果农人均林果纯收入已达到6 000 元[1]。“十三五”期间，新疆通过设置护林员、草原管护员等公益性岗位，累计选聘49 332 人上岗就业，帮助9.87 万贫困人口实现稳定脱贫，而林果业带动40.99 万建档立卡贫困户脱贫致富[1]。目前，林果业已成为全疆覆盖区域最广、受惠人口最多、最具发展前景的生态产业和农民脱贫增收的支柱产业。

    据调查，80%以上的新疆果品销往疆外[2]，新疆林果产品日益受到内地消费者的喜爱。但新疆远离内地消费市场，冷链物流发展滞后，果品腐损率高，仓储保鲜技术亟需提升，如何优化林果产品仓储运作流程，促进林果产业链优化升级，对于助力当地农业增效、农村发展、农民致富，实现乡村振兴具有重大意义。

    仿真模型适用于复杂的动态系统，具有无风险、系统性强、运行直观等优点。目前多数学者将Flexsim、Vensim、Witness 等仿真工具应用到果蔬加工中心[3]、冷链物流配送中心[4]、农产品供应链[5]、生产物流[6,7]等领域。与其他仿真工具相比，Anylogic 是一款应用广泛的建模仿真软件工具。在物流[8]、交通[9]、行人疏散[10,11]、应急管理[12]等领域已经得到了广泛的应用。本文运用AnyLogic 软件对某林果仓储中心的作业流程进行建模仿真，以工作人员的利用率、林果周转量、入库队长为仿真目标进行优化改进。从而节约了林果产品的周转时间，提高了工作人员的工作效率，为新疆果品的保鲜保质、流通效率提供了有益借鉴。

    果品保鲜是林果业做优做强的一个重要环节，合理的储存保鲜，不仅能降低新鲜果品因腐烂变质而造成的损失，还能实现产品的增值。因此，对林果产品的保鲜仓储流程进行优化研究，使新鲜果品能及时的入库、分级、预冷、出库等环节，提升林果产品的保鲜仓储能力，助力新疆林果迅速走向内地市场，有效助推林果产业提质增效、农民增收致富。一般来说，林果产品的仓储作业流程为：接受订单、入库、储存、流通加工、分拣及理货、出库等。

    1.1 入库作业

    入库作业一般包括两个环节：接运、验收，具体工作有卸货、清点、拆包、检验、分类、入库等。入库前要做好入库的准备工作，包括库房的杀菌消毒、降温预冷、入库的时机、接货人员、装卸搬运设备的准备等工作。首先要保证质量，按比例抽样检验，把伤果、病果、畸形果、过大过小果剔除掉，做好果品的分类分级。其次要把握好入库量，每间仓库每天的入库量最好不要超过10%，库内堆码要科学合理，并按规定设置好垛距、墙距及顶距。然后要做好预冷工作，一般要求在无预冷条件下，3～5 d 内达到果品适宜储存的温度。最后要建立账、卡、档案，填好垛牌，标注好林果的品种、等级、数量、产地、入库日期等。

    1.2 流通加工作业

    流通加工作业主要对已入库的的林果类产品进行一定的流通加工和处理，包括清洗、分拣、分级、装箱等工作。例如对果品的清洗、去皮，目的是为了清洗表面的农药残留，为后期的包装加工做一些准备。对林果产品进行合理的流通加工，不仅能够提高产品的储存性能，而且还较好地节约了成本和时间。

    1.3 储存保管作业

    林果产品的储存条件较为严格，需要针对不同林果品种的储存要求做好仓库的温湿度管控。例如对于大多数苹果而言，储存的最适宜温度为-1℃～0℃，最适宜湿度为85%～90%，若不在此范围内，则仓储保鲜性能大幅度降低。另外，还要采取通风、密封、吸潮、降温等措施，遵循“先进先出”的原则，每日盘点，分类存放，定期检测果品温湿度、水分以及虫害发生情况，防止果品过期或损坏。

    1.4 分拣理货作业

    分拣理货作业主要是工作人员进行分拣和配货等作业，根据客户订单信息对林果产品进行一定的加工处理，比如：拆零或装箱处理，然后进行检查、搬运、包装、称重、贴标签等作业。此外，还要定期盘点，合理安排订货及补货需求。

    1.5 出库作业

    出库作业包括发货前准备和配装发货。需要特别注意的是，切忌将林果产品直接出库，否则将会因果品温度低于外界温度而造成果品腐坏，因此果品的出库一般需要经过升温处理。在进行升温处理时，切忌升温过快，以每2～3 h升温1℃为佳，通常果品的出库温度比库外低3～5℃最为合适。同时为了保证林果产品的配送质量与速度，还要注意车辆的合理配载、路径优化等问题。

    1.6 回收处理作业

    回收处理作业主要包括林果产品的退货处理、回库处理以及损伤处理。当给客户配送的林果产品与客户的需求不符时，或者因为一些质量问题或运输途中包装破损等客户要求将产品退回时，仓储中心将进行退换作业。

    以乌鲁木齐市某林果仓储中心的标准流程进行模型构建，仓储中心的作业流程为：入库、流通加工、储存保管、分拣理货、出库、回收。每个业务环节都配备了相应的工作人员和设备资源。

    2.1 仿真模型的假定条件

    要对现实的仓储中心的各个物流环节进行模拟，需要在一定的假设条件下将仓储中心进行模拟化和抽象化，因此，需要假定以下条件：

    林果产品采购的批次是固定的，采购的时间间隔服从泊松分布，到货量服从均匀分布，每次到货40～60 份。

    林果产品经处理后，直接出库的比例占60%，其余林果产品按其性质临时存放在三个保鲜库中，占比分别为10%、10%、10%，同时还有少部分林果（5%）需要存放在冷冻库中，存储时间均服从均匀分布。

    每份林果产品在各个作业处理的时间是不同的，但均服从均匀分布。假定入库作业占用的时间为40～60 s，流通加工作业的时间为70～90 s，分拣理货作业的时间为35～55 s，出库作业的时间为50～100 s。在出库完成后，有10%的产品需要回收处理，重新进入入库流程。

    根据以上的假定条件，我们可以进行下一步的工作，将仓储中心进行仿真模拟。

    2.2 确定仿真目标

    在满足仿真目标的前提下，还需要对模型进行适当简化，以减少工作量，仿真目标如下：

    （1）入库作业队长；

    （2）林果产品的周转率；

    （3）各作业人员的利用率；

    （4）周转时间。

    2.3 对模型元素的定义

    在进行仓储中心的模型构建时，需要用到多种不同的元素来完成目标。如表1 所示。

    表1 建模元素定义

    2.4 Anylogic模型构建

    根据以上信息，对仓储中心进行建模仿真。首先打开Aylogic“面板”中的“流程建模库”，依次将“模块”下的“Source”、“Queue”、“Service”等元素拖入到工作区，然后对元素按照作业流程进行连接。在所有元素连接完成之后，拖入4 个“ResourcePool”，用来描述各作业所雇佣的员工，即通过资源池来调动员工。之后再拖入“分析”中“图表”下的“条形图”、“直方图”，用来统计入库队长、各作业员工利用率及周转时间。最后对各元素属性进行设置，构建的模型效果如图1 所示：

    图1 仓储中心模型图

    模型默认的时间为秒，模拟仓储中心1 个工作日的作业状况，每个工作日按8 min 计算，故将仿真结束时间设定为28 800 时间单位（8 h×60 min×60 s=28 800）。

    3.1 各作业员工利用率分析

    模型运行后，得到各作业员工利用率，见图2。从Anylogic 仿真的结果显示，入库作业、流通加工作业、分拣理货作业和出库作业的员工利用率分别是81%、91%、52%、79%，表明入库作业、流通加工作业、出库作业的员工利用效率较高，而分拣理货作业的员工利用率较低。各作业区的员工利用率不均衡，这样会导致员工忙闲不均，影响员工工作的积极性。这里要求员工的利用率不低于60%。

    图2 员工利用率

    3.2 入库队长

    入库队长用来表示其后作业流程的阻塞程度，见图3。由图3 可知，入库作业前的排列队长为29.39，表明其后作业流程有一定的阻塞。

    图3 入库队长

    3.3 周转时间

    周转时间在这里是指从产品到达，经排队入库、流通加工、分拣理货直至离开系统所消耗的时间。它也是衡量仓储作业运作效率的一个指标，见图4。

    图4 周转时间

    3.4 周转率

    仿真模拟结果如图5 所示，可以得知各传送带的运输周转率均达到90%以上，各个传送带的利用率较高。

    图5 模拟结果

    由图5 可知，林果产品系统的输入和输出量分别为1671、1359，则林果产品的周转率为81%（1359/1671）。

    从以上的分析可以得知，仿真模型并未达到理想效果，各作业区的员工利用率不均衡，入库队长较高，作业流程有一定的阻塞。

    根据实际情况，可从以下几个方面进行优化改进：

    调整员工人数，将入库区员工人数由5 人缩减至2 人，分拣理货员工由5 人调至4 人，出库员工由5 人调至3 人，流通加工作业人数保持不变。

    通过培训等方式强化员工技能，缩短其处理单件产品的时间。在不改变工作区域其他元素的属性下，将入库作业、流通加工作业、分拣理货作业及出库作业的处理时间分别调整为uniform_discr(20,30)、uniform_discr(60,80)、uniform_discr(30,40)、uniform_discr(40,70)。

    对调整后的仿真模型再次运行，运行结束后的入库队长及产品周转时间见图6，可以看出，与原方案相比，入库队长从29.39 降到10.83，周转时间也从3283.09 缩减至2842.14。说明整个仓储系统的运作流程更为顺畅。

    图6 调整后的队长及周转时间

    而调整后的各作业员工的利用率见图7 所示。

    从图7 可以看出，调整后各作业员工利用率均达到60%以上，且各作业员工利用率更为均衡。

    图7 调整后的员工利用率

    调整后的系统输入输出量分别为1585、1416，周转率为89%，与原方案相比也有所提高，这也从侧面证明优化后的仓储系统作业流程更为顺畅。

    本文通过Anylogic 对某仓储中心的作业流程进行模拟仿真，在给定的假设条件下，以入库队长、周转时间、各作业员工利用率为仿真目标进行优化，然后通过调整各作业员工人数、技能培训缩短处理时间等方面进行优化改进。结果表明，优化后的入库队长、周转时间与原方案相比分别减少了63%、13%，周转率也有所提升，周转速度加快。各作业员工利用率均达到了60%以上，也更为均衡。加快林果产品仓储中心的周转速度，有利于提升林果产品的保鲜效果，推动新疆林果业的提质增效。

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