（北京邮电大学自动化学院 物流工程中心 北京 100876）

 

摘要：本文针对卷烟商品具有几何形状单一，最小存储单元（SKU）标准统一的特点，以该商品配送中心的通式分拣机为原型，采用专业仿真软件Em-plant对基于订单的并行分拣线系统建立了仿真模型。最后给出了6种不同的系统运行参数下的仿真结果，并一一比较，分析得出包装机械的数量和工作效率影响该分拣系统的主要约束因素。

 

关键字：仿真；物流；并行分拣；订单处理；Em--plant；

 

分拣费用一般占到现代物流配送中心物流总成本费用的40% ，因此分拣系统的效率对物流配送中心的经济效益产生巨大影响。目前配送中心规划中比较难以解决的问题就是如何确定各环节的工人数或是代替人工劳动的及其数目以及系统硬件和软件参数的组合。通过配送中心分拣作业的流程发现，它是一个通过订单拉动而运作的系统，影响系统性能的因素众多，比如订单需求结构、产品数量、上货过程、出货过程、机器的工作效率，不同的软件硬件参数等。这些参数大都是随机的，因而难以对分拣系统建立一个完善的解析模型。随着计算机技术的发展，应用各种优秀的仿真软件对现实系统仿真已成为分析、研究各种工程和非工程系统尤其是复杂系统的有效途径。文章主要仿真了基于客户订单，采用并行分拣方式，以通式分拣机为原型，（通式分拣机传送带不停止运行的情况下，不同机口可读取不同订单从而同时分拣多个订单，它可以一次分拣出指定数量的条烟。）拆零B/C类成品烟的分拣。Tecnomatix Technologies Ltd公司 Em-plant软件对离散性、随机性事件的建模有其独特的优点, 本文采用emplant建立了随机订单收集与批量处理，烟仓优化分配，并行分拣线的分拣和包装出货四个系统模块的仿真模型，并以分拣总时间最小化为目标，设置参数进行了六次仿真实验。

2.1   仿真流程模型及图如下

 

 

运行逻辑：由EventController的start按钮启动模型。订单

产生器有随机订单Method控制按产生时间服从正态分布

 

 

进行初始的是补货工作，保证有充足的烟量供一批订单的分

拣

事件控制器：到访用来控制事件何时发生，运行速度，启

动模拟，初始化，重置等功能。

系统重置：将仿真的所有数据置为0，用于重复仿真。

订单产生器：订单产生的时间间隔符合正态分布，平

均产生时间为6秒，方差为3秒，上下限分别是3秒

和10秒由随机订单控

容器生成器：设置生成容器的间隔时间为4秒，由产生容器Method控制。

产生容器：如果当前分拣的订单号小于100（没有分拣完毕），则继续产生容器。

上/下外层容器：主要读取订单号生成容器的订单属性然后

开始进入分拣线并行分拣。

订单排序表：将积累的100个订单进行总量统

计，为各品种的烟分配烟仓。

订单详细表：，列代表订单中某个品牌的烟，行代表该

品牌烟的订购量。设定烟总共有100个品种。

TotalOrders：统计订单的总数。

V：每个订单中的烟的总量。

烟仓：烟仓1到烟仓100用来产生并暂存烟(entity)，

设定容量为200，每批次开始分拣之前进行补货。根

据订单排序表，按S型将各品牌的烟排布在两条分捡

线旁。

              

传送带(line)：设置长度为26m,匀速运动：v=1m/s.每

条line设置50个Sensor模拟条形码或其他识别标志

并由相应的Method控制。

Methodn：当分拣容器经过一个Sensor时，Method1~100读取订单中相应品牌的分拣量控制烟仓1到100出烟。

 

分拣好的订单等待包装缓存：缓存量为10。

包装机器：将一个订单中的成品烟包装。设置每包装一个订单需要13s。

机器工作量及缓冲区(Chart)：横轴分别为包装工人和

缓冲区纵轴表示工作时间，等待时间，阻塞时间等的

比例。

分配出货口：对不同的订单随机生成其出货口属性Port。

送往不同出货口：将包装后的烟分配到不同的出货口，

分配原则由出口method读取当前订单的port属性送

往不同出货口装出货。

出货口1~5：将容器与包装成箱的烟的装车运送到客户手中。设定工作时间为5秒

 

为使数据具有可比性下面两个参量设为全局常量：

一批量订单数——100个

分拣总量——11665 条

 

下面是随机生成的订单表和订单排序

 

           

 

图-3：随机订单生成表                                图-4：订单排序表

在不同的系统参量值下的仿真结果统计表如下：

3.2仿真结果分析：

从上表可以看出，第二次与第一次对比工人的数

量增加一个后分拣效率明显提高，第三次与第二次对

比，容器产生时间减少其他因素不变，但是系统效率

没有明显提高。第四次与第三次对比，传送带速度增

加，其他因素不变，系统效率有所提高。第五次与第

四次对比，工人数量增加一个，其他因素不变，系统

效率明显提高。第六次与第四次对比，工人的工作能

力提高，其他条件不变，系统效率明显提高。由此可

以看出，包装机器的数量以及工作能力是影响分拣系

统效率的主要因素。但是由于成本和分拣机本身效率

等因素的限制，包装机器的 数量不能过多。此系统中，第五次的分拣效率最高。所以采用此次的参数设定。

本文利用eM-Plant软件建立了基于通式分拣机的仿真模型。以模块化的方式建立了分拣系统拣取作业的仿真过程。通过仿真，可以评价系统不同参数的组合绩效。从而对系统进行优化。通过对订单的分拣的优化，可以大大的提高条烟的分拣效率。

可以节省设计时的成本，避免在建成分拣系统时对设备的浪费。而且这个模型可以重复利用，实现程序的重复利用功能

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