侯景超 牛德坤

摘?要：文章以京東沈陽(yáng)亞一物流中心的倉(cāng)庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，為了滿足京東超市市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和第三方物流業(yè)務(wù)的增加，保證其倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)在正常期間與大促期間均能順利運(yùn)行。根據(jù)倉(cāng)庫(kù)布局，作業(yè)流程等影響因素，借助Flexsim系統(tǒng)仿真軟件模擬其倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)情況。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的輸出和分析，優(yōu)化存在的瓶頸，減少倉(cāng)庫(kù)在布局和設(shè)備存在不合理現(xiàn)象，從而確定合適的方案，提高現(xiàn)有系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時(shí)也能有效的避開(kāi)建設(shè)物流中心必須面對(duì)的高成本、高風(fēng)險(xiǎn)因素。為京東沈陽(yáng)亞一物流中心作業(yè)流程重組提供了參考，也為倉(cāng)儲(chǔ)布局的優(yōu)化和資源合理配置提供了一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：物流中心；Flexsim；仿真優(yōu)化；倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)

中圖分類號(hào)：F560.84文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：1005-6432（2023）18-0000-00

1引言

京東作為國(guó)內(nèi)自營(yíng)物流一體化企業(yè)的代表，有著屬于京東企業(yè)文化特色的進(jìn)貨、銷售、倉(cāng)儲(chǔ)與配送等諸多物流活動(dòng)，通過(guò)提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)電商環(huán)境，吸引著一大批著重于品質(zhì)的消費(fèi)群體。而京東沈陽(yáng)亞一物流中心，作為東北地區(qū)的物流中心集物流、信息流和資金流高度集中匯聚和互通的重要節(jié)點(diǎn)，是能夠調(diào)度整體物流供應(yīng)鏈的關(guān)鍵組成部分，其職能包括了組織分撥、信息匯總、調(diào)度、分撥等諸多命令的中心樞紐。[1]

物流中心面臨的主要問(wèn)題是倉(cāng)儲(chǔ)物流活動(dòng)的完成速率緩慢，日常單量尚且需要全力以赴，大促期間更是加班加點(diǎn)，給員工的精神與身體均造成了一定的負(fù)擔(dān)。為了解決物流中心內(nèi)倉(cāng)儲(chǔ)工作速率緩慢低下與大促期間時(shí)常出現(xiàn)的園區(qū)爆倉(cāng)問(wèn)題，考慮布局和作業(yè)流程等因素，適當(dāng)引入智能設(shè)備提升作業(yè)能力，以此來(lái)降低運(yùn)營(yíng)成本和其他多方面的支出費(fèi)用。經(jīng)過(guò)企業(yè)現(xiàn)有資源重組配置、流程再造等手段，打造一個(gè)更為完善的體系后，其不僅可以滿足自營(yíng)物流需要，還可以將剩余生產(chǎn)力轉(zhuǎn)向第三方市場(chǎng)，從事租賃、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等社會(huì)化分撥物流，獲取多樣化經(jīng)營(yíng)的利潤(rùn)。

2研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)與配送中心的建設(shè)如火如荼，但整個(gè)行業(yè)仍處于一種粗放型的狀態(tài)，倉(cāng)儲(chǔ)管理水平較低、倉(cāng)庫(kù)布局不合理、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備利用率不高。[2]國(guó)內(nèi)學(xué)者斯建永利用對(duì)配送中心的各功能區(qū)進(jìn)行布置，通過(guò)Flexsim仿真確定了基于利用率所需的合理托盤(pán)量，對(duì)配送中心的規(guī)劃方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)。[3]馬瑩等基于SLP布局方法對(duì)物流園區(qū)功能布局進(jìn)行了研究，借助Flexsim仿真軟件進(jìn)行優(yōu)化分析，最終得到優(yōu)化的布局方案。[4]

張俊強(qiáng)研究了物流配送中心的作業(yè)流程，運(yùn)用精益化思想分析作業(yè)流程，識(shí)別整個(gè)流程中的作業(yè)價(jià)值流，找到重復(fù)工作和等待時(shí)間等浪費(fèi)資源的環(huán)節(jié)，通過(guò)采取措施消除這些環(huán)節(jié)來(lái)優(yōu)化作業(yè)流程，提高了配送中心的作業(yè)運(yùn)作效率，降低了物流成本。[5]

3京東沈陽(yáng)亞一物流中心仿真模型

3.1京東沈陽(yáng)亞一物流中心概述

京東沈陽(yáng)亞一物流中心作為八大樞紐“亞洲一號(hào)項(xiàng)目”之一，擁有9.6萬(wàn)平方米，同時(shí)也東北地區(qū)最大的電商平臺(tái)實(shí)體化倉(cāng)庫(kù)。目前，日常產(chǎn)能一般是處理2萬(wàn)個(gè)訂單，極限處理能力可以達(dá)到5萬(wàn)單。園區(qū)內(nèi)覆蓋糧油倉(cāng)、百貨倉(cāng)、食品倉(cāng)、母嬰倉(cāng)、圖書(shū)倉(cāng)、3C倉(cāng)等。[6]單倉(cāng)擁有很多不同功能的分區(qū)組成，其中包括入庫(kù)區(qū)、月臺(tái)區(qū)、上架區(qū)、輕型貨架區(qū)、理貨區(qū)、打包復(fù)核區(qū)、辦公監(jiān)控區(qū)等。[7]通過(guò)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)眾多倉(cāng)內(nèi)日常作業(yè)主要依賴人工揀貨，采用摘果式揀貨方式完成揀貨操作，在此過(guò)程中依賴RF的槍下達(dá)訂單信息，根據(jù)商品在位置安排路線進(jìn)行揀貨，其中大部分下達(dá)的揀貨單是多個(gè)客戶訂單的總和。[8]此外，揀貨人員依據(jù)系統(tǒng)提供的揀貨任務(wù)能夠完成大約每單20～30個(gè)揀貨儲(chǔ)位?；趥}(cāng)庫(kù)貨架采用巷道式布局的方式，沒(méi)有嚴(yán)格限制揀貨人員的具體揀貨路徑，他們可以按照合并訂單中的商品順序依次走遍所有貨架進(jìn)行揀貨，因此效率較低。尤其是在雙十一或618大促期間揀貨人員繁多，通道會(huì)擁堵、撞車(chē)、人力吃不消，[10]叉車(chē)在作業(yè)環(huán)境中壓壞商品的情況也時(shí)有發(fā)生。文章所選的單倉(cāng)案例模型為米面糧油一號(hào)庫(kù)。

3.2京東沈陽(yáng)亞一物流中心作業(yè)流程

京東沈陽(yáng)亞一倉(cāng)儲(chǔ)物流中心倉(cāng)庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)包含的工作有根據(jù)倉(cāng)內(nèi)貨物數(shù)量決定是否下達(dá)采購(gòu)訂單，接收處理網(wǎng)絡(luò)電商平臺(tái)的訂單。[11]總體作業(yè)流程如下：

3.2.1?倉(cāng)庫(kù)貨物驗(yàn)收入庫(kù)作業(yè)

收貨員依據(jù)采購(gòu)需求將貨物的主要信息按采購(gòu)單據(jù)逐一核準(zhǔn)、校驗(yàn)準(zhǔn)確無(wú)誤后方可收貨、并登記收貨信息檔案。驗(yàn)收完成后，由電動(dòng)地牛將貨物從車(chē)廂中轉(zhuǎn)移到月臺(tái)區(qū)，貨物此時(shí)是待入庫(kù)品。

3.2.2?入庫(kù)貨物上架作業(yè)

根據(jù)商品的種類、名稱、型號(hào)、規(guī)格、性質(zhì)、和、包裝，將商品正確的上架。貨物上架流程是由叉車(chē)司機(jī)取得入庫(kù)單后，按照每品商品所對(duì)應(yīng)的容器號(hào)將入庫(kù)暫存區(qū)的貨物運(yùn)往庫(kù)內(nèi)貨架。

3.2.3?倉(cāng)庫(kù)貨物維護(hù)和盤(pán)點(diǎn)作業(yè)

對(duì)貨物合理的保存、科學(xué)地管理，將貨物分區(qū)、分類、按要求碼垛、盤(pán)點(diǎn)、保養(yǎng)等是倉(cāng)庫(kù)貨物維護(hù)的主要工作。理貨員的工作首先要確認(rèn)RF槍上的庫(kù)存信息與儲(chǔ)位上實(shí)際庫(kù)存量是否匹配，有無(wú)破損和差異出現(xiàn)。同時(shí)要定期三個(gè)月以及大促過(guò)后對(duì)倉(cāng)貨物進(jìn)行一次全面盤(pán)點(diǎn)，以及時(shí)收錄準(zhǔn)確的庫(kù)存信息。

3.2.4?復(fù)核和包裝作業(yè)

由揀貨員按照訂單完成揀貨任務(wù)后會(huì)將貨物放至打包緩沖區(qū)，接下來(lái)的物流活動(dòng)是進(jìn)行復(fù)核打包任務(wù)，打包員可以掃描容器號(hào)編碼來(lái)獲取訂單信息，通過(guò)電腦上的商品信息和數(shù)量來(lái)檢查揀貨員的揀貨結(jié)果正確與否。復(fù)合完畢之后就直接將貨物按照相應(yīng)打包標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包出庫(kù)。

3.2.5?揀貨作業(yè)

揀貨員手中的RF槍可以接受到系統(tǒng)內(nèi)所生成的揀貨單，揀貨單可以向揀貨員展示客戶訂單中貨物的商品編碼、儲(chǔ)位編號(hào)等信息，并且還能說(shuō)明貨物在庫(kù)區(qū)內(nèi)所處的具體分區(qū)、通道號(hào)、儲(chǔ)位號(hào)等位置信息。

3.3基于Flexsim的京東亞一物流中心仿真

Flexsim實(shí)體模型庫(kù)中的實(shí)體多種多樣，根據(jù)其作業(yè)流程和倉(cāng)庫(kù)布局搭建臨時(shí)實(shí)體模型，[12]如圖1?Flexsim的實(shí)體仿真情況所示：

3.3.1?貨物到達(dá)參數(shù)設(shè)置

根據(jù)調(diào)研的歷史數(shù)據(jù)來(lái)看，在正常的工作日期間物流中心工作14個(gè)小時(shí)，每天到貨數(shù)量在4萬(wàn)件左右，從早上八點(diǎn)開(kāi)始每4小時(shí)到達(dá)一批采購(gòu)車(chē)隊(duì)。米面糧油與方便食品到達(dá)區(qū)的設(shè)置容量均為10000，方便食品標(biāo)為藍(lán)色，米面糧油標(biāo)為黃色。

3.3.2?合成器參數(shù)設(shè)置

京東沈陽(yáng)亞一物流中心入庫(kù)作業(yè)的檢驗(yàn)與裝卸車(chē)工作是由入庫(kù)組的工作人員進(jìn)行檢驗(yàn)和裝卸，在仿真模型中用合成器來(lái)代替。方便食品區(qū)的貨物與托盤(pán)合成之后，每單位碼8個(gè)輕型方便食品入庫(kù)，即執(zhí)行時(shí)間為8秒。米面糧油區(qū)的貨物與托盤(pán)合成之后，以托盤(pán)為單位，每單位碼8個(gè)重型米面糧油入庫(kù)，即執(zhí)行時(shí)間為16秒。

3.3.3?月臺(tái)參數(shù)設(shè)置

月臺(tái)是貨物到達(dá)后的第一個(gè)以托盤(pán)為單位的存放地點(diǎn)，待裝卸工人將到達(dá)的貨品按照相應(yīng)的規(guī)格碼垛的暫存區(qū)。[13]整個(gè)月臺(tái)區(qū)分為輕型方便食品月臺(tái)區(qū)和重型米面糧油月臺(tái)區(qū)，容量設(shè)置為150。

3.3.4?拆包器參數(shù)設(shè)置

由于方便食品的拆包方式較為繁瑣，則方便食品拆包器的單位工作時(shí)間設(shè)為15秒；米面糧油拆包器的單位工作時(shí)間為10秒。

3.3.5?上架區(qū)參數(shù)設(shè)置

上架區(qū)輕、重型貨物儲(chǔ)存區(qū)面積占比同月臺(tái)區(qū)一樣，均為1：2，輕型方便食品上架區(qū)的容量設(shè)置為10000，輸出方法為隨機(jī)上架。重型米面糧油上架區(qū)的容量設(shè)置為5000。

3.3.6?任務(wù)分配器及叉車(chē)參數(shù)設(shè)置

根據(jù)實(shí)際情況，負(fù)責(zé)方便食品作業(yè)區(qū)上架的叉車(chē)共3輛，負(fù)責(zé)米面糧油作業(yè)區(qū)上架的叉車(chē)共12輛，叉車(chē)存取貨物的時(shí)間忽略不計(jì)，叉車(chē)的最大速度是2M/S，加速度和減速度為1M/s，叉車(chē)每次的裝載量為100。

3.3.7?貨架參數(shù)設(shè)置

輕型方便食品貨架共16個(gè)，貨架層高3層，最大容量為100件。重型米面糧油貨架共24個(gè)，貨架層高6層，最大容量為600件。考慮保質(zhì)期的問(wèn)題，即模型遵循先進(jìn)先出的原則，方便食品貨架的最小停留時(shí)間為200秒，米面糧油貨架的最小停留時(shí)間為500秒。

3.3.8?揀貨員參數(shù)設(shè)置

揀貨員通常進(jìn)行的揀貨操作中訂單在20～40件不等，因此在仿真模型中取中位數(shù)30件/單每個(gè)訂單中方便食品和米面糧油均有任務(wù)，揀貨員在實(shí)際工作中一天內(nèi)會(huì)有3～4組揀貨員在不同的時(shí)段完成揀貨任務(wù)。揀貨組按輪換班班制人數(shù)為20人每組。對(duì)揀貨員步行速度進(jìn)行設(shè)置，最大速度為1M/S，每次搬運(yùn)量為30。

3.3.9?打包緩沖區(qū)參數(shù)設(shè)置

打包緩沖區(qū)是揀貨員完成相應(yīng)揀貨任務(wù)之后放置待出庫(kù)貨物的區(qū)域，最大容量為10000。

3.3.10打包臺(tái)參數(shù)設(shè)置

考慮到打包員在打包過(guò)程中需要自己到暫存區(qū)取貨，所以將其路上往返時(shí)間、檢查商品質(zhì)量等問(wèn)題的時(shí)間都計(jì)算在打包器的單位工作時(shí)間內(nèi)，則打包器的單位工作時(shí)長(zhǎng)為17秒/件。

3.4?仿真結(jié)果輸出

按照上述模型布局及其參數(shù)的設(shè)置，按工作14個(gè)小時(shí)仿真后輸出結(jié)果（即運(yùn)行時(shí)間為50400秒），如圖2所示。工作時(shí)間內(nèi)該仿真系統(tǒng)運(yùn)行輸出為15905件，出庫(kù)率39.76%如圖2所示：

3.5模型優(yōu)化結(jié)果

經(jīng)過(guò)入庫(kù)流程重組和設(shè)備提升后的單倉(cāng)工作系統(tǒng)可以出庫(kù)38187件貨物，如下圖3出庫(kù)數(shù)目圖所示，占所到達(dá)4萬(wàn)件貨物的95.47%。

化后的仿真時(shí)間與貨物到達(dá)數(shù)量均不變，Source與打包器的效率分析如表1所示，貨物到達(dá)與合成器效率分析報(bào)告表所示：在相同到達(dá)貨物數(shù)量下，機(jī)械打包器均無(wú)堆積，平均停留時(shí)間在2秒左右，達(dá)到優(yōu)化要求。

4?結(jié)論

文章以京東沈陽(yáng)亞一倉(cāng)儲(chǔ)物流中心倉(cāng)庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)為核心，運(yùn)用Flexsim仿真軟件建立了倉(cāng)庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)仿真模型，采用14小時(shí)仿真過(guò)程進(jìn)行日常倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)仿真，并得出優(yōu)化前后的效率分別是39.76%、95.47%，通過(guò)分析仿真結(jié)果，找出影響京東沈陽(yáng)亞一物流中心作業(yè)系統(tǒng)的瓶頸因素，并提出了一定的解決方法。

在貨物到達(dá)不變的情況下優(yōu)化上架區(qū)的占地面積，在經(jīng)過(guò)碼垛之后直接由月臺(tái)區(qū)通過(guò)傳送帶的方式將單位托盤(pán)的貨物直接上架至各自區(qū)域的貨架上去，庫(kù)區(qū)內(nèi)所有需要分流的節(jié)點(diǎn)均有自動(dòng)分揀矩陣進(jìn)行識(shí)別與傳送，在貨物到達(dá)指定貨架位置時(shí)由自動(dòng)堆垛機(jī)進(jìn)行上架和揀貨下架。下架后的貨物繼續(xù)由傳送帶進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)送至打包緩沖區(qū)前進(jìn)行統(tǒng)一拆包進(jìn)入緩沖區(qū)進(jìn)行等待打包出庫(kù)，從而更好地應(yīng)對(duì)大促期間的壓力，也可以將此方法應(yīng)用到更多的實(shí)際案例中。

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