基于Witness的C企业生产物流运输路径优化

陈超

摘 要：针对C企业生产物流运输路径的现状及生产物流中出现的主要问题，提出具体生产物流运输路径优化的方案，再运用Witness仿真技术对C企业生产物流优化运输路径进行仿真，帮助企业提高生产物流效率，增强企业的竞争能力。同时，研究的理论和方法对其它类似中小企业优化自身生产物流具有一定借鉴意义。

关键词：生产物流；运输路径；Witness

中图分类号：F25 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.33.015

1 概论

经济全球化和信息技术的不断发展，物流作为“第三利润的源泉”越来越被各国企业关注。企业在激烈的市场竞争中为了生存与发展，已经把物流重心从社会物流转移到改善企业物流系统中来，其中生产物流更是企业物流的核心。在我国，企业生产物流是处于薄弱环节的。企业生产物流效率的低下，则会造成时间和空间的浪费，生产物料的等待，成品的堆积，工人的重复搬运，不仅影响了企业生产效率，更占用了大量流动资金，成为企业发展的瓶颈。本文以C企业生产物流中运输路径为研究对象，运用Witness仿真技术对企业生产运输路径进行优化，解决生产物流系统中问题，提高企业生产物流效率。

2 企业生产物流运输路径现状

目前C企业主要有A和B两车间进行生产，生产中显现出如下突出问题，并且越演越烈，严重阻碍了生产效率的提高。（1）车间原材料的配送依靠人工从仓库搬运到两个生产车间，一方面人力消耗大，更重要的是运送原材料的不及时，两车间常常处于停工等待状态，造成了大量的时间和人力浪费。另一方面，运输工人面对两车间的同时催货到底先送谁的，常常出现某车间为了自己不断货，提前多报原材料的运送，势必造成另一车间送货的等待或者订货仓库定料的堆积。（2）两个车间的产成品堆积严重，不能及时运送入库，两车间常常堆积大量产成品和在制品，造成了车间产地的占用以及生产工序的不畅。（3）产量达不到预期目标，A车间和B车间目标产量为300单位和400单位 ，而现在A和B车间出来分别为240单位和310单位 ，严重阻碍了企业的发展。这些问题充分显现了C企业生产物流运输路径的低效率。

为了解决C企业目前面临生产物流运输路径的问题，建议引入准时制生产管理，减少车间等待，降低库存，降低产成品在车间的堆积，使生产工序有效畅通，提高企业生产物流效率。针对C企业实际情况给出如下具体方案并通过仿真验证：（1）引入准时制生产制度，因为C企业处于大工业园中，A和B车间原材料的供应商就在园区中，通过与供应商的协调，供应商将分别60min/次送A车间原材料到达、45min/次送B车间原材料到达，并采用标准统一托盘形式，送达到仓库指定地点，方便下部AGV小车的运载，这样可以大大节约仓库原材料的库存。（2）采用两辆AGV小车代替传统人工搬运原材料，既节省了人力资源也可以及时送货到车间工位，在运送完原材料的同时再把车间内产成品及时带走入库，既保证了原材料的及时送达也解决了车间产成品的堆积。（3）具体规划出5条路径供AGV小车运输，保证运输路径的畅通有序。（4）由于A和B车间原材料到达时间有时间差，就不能固定AGV小车只运输哪个车间原材料，因为这样造成AGV小车的空等浪费大量时间。所以采用货物托盘的统一，也是为了AGV小车可以交叉运输AB车间原材料，这样就会出现1号小车先运A货物，2号小车运B货物，在一定时间变化中1号小车会运B货物，2号小车会运A货物，形成规律性变化，我将通过仿真来具体实现，这样大大提高了AGV小车运输效率。下文将通过Witness仿真技术实现具体优化方案。

3 C企业生产物流运输路径仿真设计及结果分析

3.1 系统描述

现有两辆AGV小车处于工作状态，把准时制制度下到达仓库指定地点的原材料运输到A和B两车间，并回来时候带回车间已经完成的产成品。原材料到达已托盘形式，A车间所需原材料记为PalletA60min/次，B车间所需原材料记为PalletB45min/次，且托盘货物重量在AGV小车载重范围内。正如上文所说的不同车间所需原材料到达仓库有时间差，AGV小车将会在一定时间变化内呈规律性交替运载货物，以至充分发挥运输效率，保证原材料Pallet A、Pallet B以及车间产成品有序运输至指定地点。现做如下规定：只要运输Pallet A的小车只能通过T2路径——T5，而运输Pallet B则通过T3——T5，进行仿真模拟实验。

3.2 元素及其可视化定义

元素定义如表1 ，分别对仿真系统中各个元素实体进行可视化设置，各个实体元素的显示特征如图1。

3.3 元素细节设计

（1）对Part元素设计。

Name：Pallet A Name：Pallet B

Type：ActiveType：Active

Inter Arrival：60 Inter Arrival：45

Output Rules：PUSH to QAGV

Output Rules：PUSH to QAGV

（2）對Buffer元素设计。

元素QAGV、QPalletA、QPalletB的Part Queue都是Count ，Display Size 分别为1，3，3 。

（3）对Vehicle元素设计。

Name：AGV

Start Delays：0.5

Loaded：1.0

Stop Delay：0.5

（4）对Track元素设计。

首先设置Text和Path，然后输入具体规则如表2。

3.4 模型运行及数据报告

结合生产的实际，按一个月26天，每天工时12小时，也就是187200个时间单位进行仿真模拟，运行结果如图2，具体仿真数据如表3。

备注：（1）AGV小车从仓库QAGV指定堆放原材料地点托载A和B车间的原材料到路径T4的终点放下原材料，然后再从A和B车间托载产成品经过T5路径到达仓库QAGV产成品堆放点，再次托载原材料到T4路径的A和B车间以此为循环。（2）两小车会在第二次，第六次，第九次，第十三次……两个小车会变换运载托盘货物的种类。

3.5 数据分析及优化保障建议

（1）由数据一可以看出，2种托盘货物的运载量，由于到货的时间差，QPalletA运输312单位，而QPalletB运输416单位，认为原料到达车间量为最后产成品产量，所以完全符合企业生产目标要求。并且2个小车平均运行时间几乎接近，说明了AGV小车发挥了最大运输效率，此生产物流运输路径优化可以使用，比较合理。

建议：①统一托盘货物Pallet A和Pallet B货物的尺寸和规格，因为2种小车由于到货的时间差会分别按一定时间变换交互运载2种货物，所以托盘货物规格尺寸要适合AGV小车的运载且在载重范围内。②全面实施准时制生产，把准时制生产理论普及到每一个员工，相应的组织管理制度要配合准时生产。

（2）由数据二可以看到2个AGV小车的运行距离，传递，负荷以及堵塞率几乎接近。并且2个小车分别运载了364次，共728次，与A和B车间原材料总量一致。说明2个AGV小车的运输是合理的，没有出现某小车运载过多超负荷运行。

建议：①调整相关生产车间的布局，继续优化小车运输路径，提高小车运输效率，并且注意小车日常的维修与保养。②小车托运原材料到达车间以及从车间托运产成品到仓库，要做好物料搬运的衔接，保证AGV小车能够快速运输避免发生停留与空车运输。③培养相关员工操作AGV小车专业知识。

（3）由数据三可以看出T1——T5路径，每条路径的空闲率、繁忙率、堵塞率，通过次数。可以看出T5是最繁忙的，其次是T1，然后T3，T2 最后T4.堵塞率最高的为T3和T4.运输路径通过次数由高到低依次为，T5=T1，T3，T2=T4。

建议：①由于T5、T1、T3路径较为繁忙，尤其T5，所以必须保证各条路径的畅通，不能有任何障碍阻碍AGV小车运输。②由于路径T3堵塞率较高，后期将拓宽路径T3，避免堵塞造成AGV小车运输停滞，对生产带来影响。③对T5和T1路径进行重点监控，因为其繁忙率和通过率都很高。后期将设置备用路径，保证T5和T1路径的畅通。

通过仿真模拟验证了生产物流运输路径优化是可行的，A和B车间产成品分别提高了23%和25.5%，并且达到了生产目标要求，提高企业生产物流效率的同时，也提升了企业生产效率，此生产物流运输路径优化对C企业具有良好的实践意义。

4 结论

本文以C企业现有生产物流运输路径为研究对象，提出具体优化方案并通过Witness仿真运行。既提高了企业生产物流运输效率，也增强了企业市场竞争能力。同时把仿真技术与生产物流的结合为类似中小企业优化自身生产物流提供了借鉴。

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