分拣系统案例分析
1.、前言
随着客户需求朝小批量、多品种方向发展，配送中心配送货物的品种、数量和频次不断增加，这就对配送中心的分拣策略以及分拣作业能力提出了更高的要求。
分拣作业时将货物按订单从存储区“拣”出，并按用户进行“分类”集中、处理、放置的过程。
分拣作业实际上包括“拣选”和“分类”两种活动，其驱动因素是订单，其目标在于正确且迅速地集合客户订单商品。
因而，在实际的配送中心中，必须根据订单特点和要求，采用合理的分拣策略，科学地提高分拣效率。
同时，还必须考虑分拣的差错率、不合理作业环节与流程、成本等消极因素，并通过采用优化技术与方法尽可能减少或消除此类因素。
2、问题描述
某配送中心为一家服装公司配送中心三种产品（箱为单位），产品的类型记为A、B、C。
而这三种产品由不同的供应商供应，下表是主要相关数据。
表1 三种产品的相关数据
表2 订单组合数据
表3 其他相关数据
根据配送中心实际分拣系统布局，通过flexsim建立模型图（如图1所示）。
在图1中，三个货架分别代表三种产品的存储区，处理器代表单个订单的拣选作业，五个分拣道口分别对应五种不同类型的订单，五个暂存区分别存放按订单分类后的待配送中心产品。
图1 配送中心分拣系统布局
配送中心为节省成本，提高分拣效率，提高核心竞争力，在现有分拣条件的基础上，提出了四种初始分拣方案（见表4），希望通过flexsim模拟仿真技术寻求不同条件下的最优分拣策略。
表4 初始分拣策略
方案
并行处理订单数量
1个2个
分区拣选不分区
（Ⅰ）按单拣选：
订单按先后顺序处
理
（Ⅲ）按单拣选：
两订单可并行处理分区
（Ⅱ）每人一区：
订单按先后顺序处
理
（Ⅳ）每人一区：
两订单可并行处理
3、仿真建模
第一步：案例所需实体
模型元素系统元素备注
Source 发生器4个，分别是货物和托盘的发生器
Mergesort 分拣带对五种不同订单组合的分拣
Conveyor 产品传输带5条，对应不同的订单组合
Queue 产品暂存区5个，订单的存放区
Transporter 叉车2辆，负责订单的拣选
Dispatcher 分配器车辆拣选的分配
Combiner 合成器1-2个，订单的处理器
Sink 吸收器
第二步：实体布局及参数设置
➢供应商以及补货系统设置
先将三个发生器Source拖至模型视图中，作为三种货物的供应商，再拖三个货架至视图中，将发生器分别用A线连至对应地货架上。
随后则对发生器和货架进行设置。
（1）发生器的设置
双击其中一个发生器，在其Inter-Arrivaltime的下拉选项中选择第一个，单击它，此时则对A产品的补货时间进行设置
接下来，在接下来，我们再Tiggiers选项中Set Color下对货物的颜色进行设置，此时的A产品是红色，因此选择colorred。
同样的方法对另外两个发生器进行相应的设置，要注意的是产品B的补货函数应选择By Expression。
（2）货架的设置
由于我们每种货物的补货条件是当货物小于100时开始补货，因此，我们要对货架的
Tiggiers选项中的OnEntry和OnExit进行设置，点击进行代码编写。
在货架OnEntry触发器中编写代码
If(content(current)>=100)
{closeinput(current);} /**货架存货为100时，关闭输入端口*/
在货架OnExi触发器中编写代码
If(content(current)<100)
{openinput(current);} /**货架存货小于100时，打开输入端口*/
（3）初始存货的设置
拖入另一个发生器，将其用A线分别连接至三个货架，然后双击进行设置。
在ArrivalStyle下拉选项中选择ArrivalSchedule，将数量改为3种类型，按照下图进行设置。
同时，在OnCreation中对itemtype and color 和lable进行设置。
➢订单处理器的设置
将一个托盘发生器和一个合成器Combiner拖至模型视图中，先将托盘发生器用A线连接至合成器，再将三个货架按顺序依次连接至合成器上。
（1）托盘发生器的设置
在此发生器中找到Flowtype Class对其货物种类进行选择，在这里我们选择托盘Pallet；并对托盘的类型进行设置。
由于有五种订单，因为我们将设置五种类型。
（2）合成器的设置
在合成器的多订单生成中，我们要应用excel表导入的方法，因此，将我们的订单绘制成一excel表格，其数字部分的格式为“数值”。
订单1订单2订单3订单4订单5
2 5 4 0 8
1 8 4 10 0
6 0 4 0 2
此时，双击合成器，在combiner中点击，并确定。
接着，我们将进行excel的导入步骤。
在菜单栏中选择我们将得到一图表，图表中第三栏为多表导入，我们点击，对此表进行设置。
在表头的中，填写3并点击Apply，此时，我们需要对下表进行设置。
设置完毕后“确定”。
开始进行表的导入。
点击后找到你excel表对应存放的位置，“打开”导入（导
入的次数一般超过2次）。
此时，我们将发现刚才的excel表以导入：
然后，点击工具栏里的，增加全局表Global Table，再根据我们excel的容对其进行设置，（表名可自行设置）详细如下：
接下来在合成器的Tiggiers中对OnEntry进行设置。
选择最后一个选项，填上你所对应设置的表名即可。
➢分拣传送带的设置
在模型这拖入一条分拣带和五条传送带，将其用线按照流程连接，具体如下：
（1）分拣带的设置
双击分拣带，在send requirement中选择按类型分拣，正好对应了前面托盘所设的五种类型的订单。
在连接了五条传送带后，将会出现五个出口设置，并设置对应地出口。
接着要对其布局进行设置，在Layout中对其进行长度以及高度等设置。
（2）传送带的设置
双击传送带，在传送带的Layout中对其进行长度、方向以及高度等设置。
➢暂存区和吸收器的设置
最后拖入5个暂存框放置五种不同的订单，和一个吸收器作为订单的接受。
➢叉车和分配器的使用
拖入3辆叉车和一个分配器到模型视图中，用S线由货架到分配器和由分配器到合成器分别连接起来，作为信息流的传递，随后用A线将分配器和叉车分别连接起来。
由于货架和合成器使用了运输工具，因此，我们要给予其信息告知：
分别在货架的Flow中找到将其打钩，再在合成器中找到
打钩，这样就将运输的信息发送到两端了。
值得注意的是，在后面的方案中提到一人一区的工作分区策略，我们只需将分配器拆除，将三辆车分别连至三个货架即可。
4、模拟结果分析
在每一种方案建模完毕后，我们另其运行，在8h（28800s）后，输出仿真统计数据，如表summaryreport中所示。
在表中，我们提炼出有效地信息。
方案Ⅰ
表5 订单处理数据
实体输出量空闲时间处理时间收集时间平均停留时间
combiner5 4601 0 13.50% 86.50% 6.25 source8 390
表6 操作工具作业数据
实体搬运量空闲时间空行时间载行时间偏移空行时
间
偏移载行时
间
transport21 1422 21.60% 11.20% 29.10% 31.90% 6.20% transport22 1400 21.20% 12.30% 29.30% 31.30% 6.00% transport23 1390 21.50% 12.60% 29.50% 30.70% 5.80% 方案Ⅱ
表7 订单处理数据
实体输出量空闲时间处理时间收集时间平均停留时间
combiner5 2773 0 8.2% 91.8% 10.39 source8 236
表8 操作工具作业数据
实体搬运量空闲时间空行时间载行时间偏移空行时
间
偏移载行时
间
transport21 1081 57.0% 0% 14.6% 22.90% 5.5% transport22 564 68.2% 4.4% 12.5% 12.8% 2.1% transport23 893 36.4% 13.8% 26.3% 20.2% 3.3% 根据上述两种方案的仿真统计数据，对两种分拣策略的效率与人员作业效率进行分析。
分析结果见表9。
表9 两种分拣方案的分拣效果
项目方案Ⅰ方案Ⅱ
在订单连续作业策略下，方案Ⅰ的分拣量远远高出Ⅱ，其操作工具作业情况中，方案Ⅰ的搬运量也是超出方案Ⅱ，在平均空闲率指标中，我们发现方案Ⅰ的空闲率小，但其使用率仍须提高。
因此，在这两种方案的对比中，我们应选取订单连续作业且不分区策略，才能有效地提高分拣效率，减低运营成本，实现配送中心的最优。
5、作业
①对单并行分拣策略的方案Ⅲ和方案Ⅳ做出仿真建模，并给出结果分析报告；
②将四种分拣策略进行对比，得出最优分拣策略方案，并对其配送中心分拣问题进行分析，并提出改进策略。