供应链建模与仿真全套电子整本书电子教案教学教程.pptx

,1.,供应链与物流系统,1.1,供应链相关概念,1.,供应链与供应链管理,供应链管理是通过高度的信息共享整合优势资源，打通各个环节并且以整体效率最大化为目标的管理思想和方法。新零售要想引领潮流在目前的,OMO,（线上线下的融合）发展阶段就不可避免的利用供应链的优势，而传统的推式、拉式供应链已经不再适合当前,OMO,模式顾客的多样化需求和快速反应时间。,推式供应链是指以制造商为核心，制造商通过历史数据和库存状况对供应链下游需求量进行预测和生产，并通过供应链从制造商逐级推向分销商、零售商和顾客，如图,1-1,。,在需求预测的过程中由于牛鞭效应的存在，增大了供应商供应、库存管理等方面的不确定性，如图,1-2,。,2.,推式、拉式、推拉式供应链,1.1,供应链相关概念,拉式供应链是指以顾客需求为核心，能够更迅速响应客户需求的变动，为客户提供定制化、个性化的服务。拉式供应链能够通过迅速的反映顾客需求变化，削弱某些产品因较长的提前期而导致的客户体验度的降低，同时降低推式供应链牛鞭效应导致的各级库存水平实现零库存。拉式供应链如图,1-3,所示。,1.1,供应链相关概念,1.2,物流系统相关概念,物流系统是指在一定的时间和空间里，由所需输送的物料和包括有关设备、输送工具、,仓储设备,、人员以及通信联系等若干相互制约的动态要素构成的具有特定功能的有机整体。,1.2,物流系统相关概念,物流系统优化的,10,项基本原则：,1,、设定定量的和可测评的目标（,Objectives,）。,2,、建立能够忠实反映实际的物流过程的模型（,Models,）。,3,、获得准确、及时和全面数据（,Data,）用于物流系统的优化。,4,、物流系统优化过程中集成（,Integration,）数据的自动传递。,5,、表述（,Delivery,）一种可执行、可管理和可控制的系统优化方案。,6,、借助优化的算法（,Algorithms,）给出物流优化解决方案。,7,、计算（,Computing,）平台必须具有足够的容量在可接受的时间段内给出优化方案。,8,、人员（,People,）具备支持建模、数据收集和优化方案所需的技术专长。,9,、商务实际运行过程（,Process,）中对物流优化技术实施监测、支持和持续的改进。,10,、考虑技术、人员和操作的总成本，证实物流系统优化的投资回报率（,ROI,）。,2.,系统模型仿真与优化,2.1,系统、模型和仿真,系统、模型和仿真之间关系密不可分，仿真是对所依据的现实系统建立的模型的一种模拟实验，通过对实验结果的分析来提出优化实际系统的方案。模型的建立依据实际系统，仿真则是为模型提供运行服务,可以不在现实中操作就能了解系统模型的性能,通过仿真可以找出问题所在,是解决问题的一种非常好的试验手段。系统模型、优化及仿真的三者相互结合,会使系统优化得更贴合实际。,2.2,物流系统的概念及特点,1.,物流系统,2.,物流系统仿真,3.,物流系统仿真基本步骤,2.3,基于,Flexsim,的建模仿真与优化,2.3,基于,Flexsim,的建模仿真与优化,2.3,基于,Flexsim,的建模仿真与优化,2.3,基于,Flexsim,的建模仿真与优化,2.3,基于,Flexsim,的建模仿真与优化,实体的连接与端口,FlexSim,模型中的实体之间是通过端口来连接的。有以下三种类型的端口：输入端口,(input ports,）、输出端口,(output ports,）和中心端口,(center ports,）。其中，固定实体之间的连接是通过输入端口和输出端口的连接，称为“,A,连接”，例如图,2-3,中发生器和暂存区的连接。固定实体和任务执行器之间的连接是通过中心端口连接称为“,S,连接”，例如图,2-3,中暂存区和操作员的连接。,2.3,基于,Flexsim,的建模仿真与优化,3,生产物流系统建模与仿真,3.1,研究背景,随着物流体系的不断完善和专业物流人士的增加，企业开始认识到企业内部的生产物流与企业发展密切相关，逐步将企业生产物流的管理和规划向专业化方向推进。虽然部分企业开始关注企业生产物流，但受各种因素的影响，现在大部分企业还不能对生产物流进行合理的规划和安排，生产物流管理仍处于探索阶段,。,产品在生产线上的加工时间由产品实际加工时间、产品等待加工时间和产品流动消耗的时间,3,部分组成，若想提高生产线的生产效率，则需要尽可能地降低产品在生产线上的等待时间和流动消耗的时间。所以，合理规划生产过程中的各种物料的流动过程，可以有效地缩短产品的生产周期，提高企业生产设备利用率，从而提高企业产品生产效率。,3.2,生产物流系统概述,生产物流的概念,生产物流是指企业在生产产品时，在制品在整个生产过程中的物流活动，即原材料、配件、半成品等在原材料库与生产车间之间、生产车间内部、生产车间之间、生产工序之间、生产车间与成品库之间流动、装卸搬运等物流活动。,生产物流系统优化目标,企业生产物流系统优化的目标是以最低的物流成本创造出最大的经济效益。这就要求企业在生产过程中，提高各个生产设备的利用率，降低闲置率，使各生产环节的物料运送速度达到最快、物料运送行程达到最短、生产费用达到最省。,3.4 W,制药厂生产物流现状分析,W,制药厂的产品结构、制造工艺相对简单，产品种类多，对生产过程有较高的要求。通过分析，车间生产线当前主要存在以下问题。,生产车间内，生产线上的在制品数量较多、停留时间较长。,生产车间的生产能力已无法满足日益增长的产品需求。目前，车间正常生产时间内的饱和生产状态已无法满足订单需求，生产车间工作时间延长。,产品在生产过程中，经常发生阻塞现象。对于这些现象缺乏针对性分析，难以找出本质原因，因此阻塞现象时有发生，生产效率偏低。,车间生产效率低，而订单数量增加，导致车间生产工人加班现象越来越严重，员工满意度差，工作积极性低，人力成本上升。据调研，制药厂生产车间实行,8,小时工作制，但目前车间生产工人每天需加班,1,2,小时，才能完成生产任务。,企业正在准备进行生产车间生产物流系统优化，增减设备或改善设备布局，却难以确定最优的设计方案。,3.5 W,制药厂生产物流系统模型的构建,3.5 W,制药厂生产物流系统模型的构建,仿真模型见附件,4,混,合流水线系统建模与仿真,4.1,研究背景,根据物流的作用，物流可以分为,5,类：供应物流、销售物流、生产物流、回收物流和废弃物流。参考这,5,类物流的工作环节可以知道，生产物流、回收物流及废弃物流在运作过程中都有加工环节，在加工环节中混合流水线系统是必不可少的。,4.2,混合流水线系统概述,混合流水线系统的概念,混合流水线系统是指将生产流程与生产方式大体相同的多种相似产品，按照固定的比例、时间和顺序进行科学编制，再将已编制好的产品组在流水线上进行加工生产的生产模式。,2.,混合流水线系统的分类,混合流水线系统可分为全人工型、全自动型和混合型。,4.3 Y,钢厂生产流程描述,Y,钢厂采用先进的低消耗、低污染的技术装备和生产工艺，主要生产的产品有生铁、连铸钢坯、棒材、线材、带钢、盘螺等，目前年产能可达到,300,万吨。工厂主要分为原料仓储区、生产加工区、成品仓储区及办公生活区,4,部分。其中，原料仓储区包括主材料区和配料区，生产加工区包括白灰、烧结、高炉、转炉、铸铁、竖炉、连铸和轧钢等多个加工车间。,Y,钢厂工厂整体布局如图,4-1,所示。,4.4 Y,钢厂轧钢作业流程现状分析,产品在加工过程中容易出现堵塞现象，虽然机器在运转，但实际上并不是所有的工作时间都在加工产品，有些时间只是在等待生产下一产品，为企业增加了生产成本。,设备利用率不均衡，导致某些设备在作业过程中过于忙碌，某些设备在作业过程中过于空闲，大部分设备利用率低，使得系统整体效率低下，增加了企业的时间成本及劳动成本。,4.5 Y,钢厂混合流水线系统模型的构建,4.5 Y,钢厂混合流水线系统模型的构建,仿真模型见附件,5,拣选系统建模与仿真,5.1,研究背景,将商品在短时间内准确及时地根据客户订单拣选出来并配送给客户是拣选系统的主要任务。虽说自动化拣选是未来拣选方式发展的大趋势，但是技术实力、资金能力、场地大小等因素制约着中小型企业引进自动设备。,所以目前对于中小型企业而言，在过去传统的拣选方式中发现影响自身效率问题的根源所在，解决好问题并一步步壮大自己是现阶段的一大重要任务。跟随国内拣选技术发展脚步，向国外成熟的拣选技术看齐，追求高速高效的物流运作模式，方能使企业稳健发展。,5.2,拣选系统概述,1.,拣选,拣选在物流中的含义是将不同种类、不同地点的货物，按照系统的具体要求拣选所需的种类、地点、单元并送至指定地点的一项作业流程。,2.,拣选方式,常用的拣选方式有订单别拣选、批量拣选和复合拣选。,5.3 L,酒品厂拣选系统描述,5.4 L,酒品厂拣选系统分析,5.5 L,酒品厂拣选系统模型的构建,仿真模型见附件,6,仓储系统建模与仿真,6.1,研究背景,仓储系统是物流系统中极为重要且不可或缺的环节，在整个物流活动中具有极其关键的连接作用。现代商品社会化发展越来越快，而商品在从厂家到买家的变更过程中，要经过存储阶段，所以促使仓储规模越来越大。随着人们的生产及消费方式的日益发展，仓储,的功能已经由原来单一的物资存储逐渐发展成具备收货、验货、分类、分拣、包装加工等多种功能，连接了上游供应和下游销售的必要中转站。,6.2,仓储系统概述,仓储,传统意义上的仓储利用仓库或其他场地存储保管货物。而随着零库存、物流供应链等思想的发展，仓储开始受到物流行业内的重视。仓储不再只是简单的存储货物，其物流活动得到了极大的扩展，通过对仓储成本的管理控制可以直接实现物流成本的降低。,6.3 L,服装公司仓储系统流程描述,6.4,L,服装公司仓储系统现状分析,通过对,L,服装公司仓储中心现状的调查，仓储系统目前存在以下问题。,整个物流仓储系统在运行过程中出现了实体堆积现象。因此，仓库的布局和作业流程可能存在不合理。,仓库内设备和人员存在大量空闲时间，因此分析出设备和人员可能没有得到充分利用，整个物流仓储系统的作业效率有待提高。,一些设备的位置摆放不合理，设备之间间隔太大或太小，因此分析出总体布局没有达到最优状态，操作员存在一些活动不方便的问题。,6.5 L,服装公司仓储系统模型的构建,仿真模型见附件,7,自动化立体仓库建模与仿真,7.1,研究背景,物流业作为服务业的一种，是根据实际的需求将货物从供应地运输至需求地的一种社会活动，包括储存、运输、装卸、搬运、包装、流通加工和信息处理等环节。近些年来，随着互联网的广泛应用和经济的快速发展，电子商务蓬勃发展、日渐繁荣，越来越多的人在电商平台上满足自己的需求，其订单数量不断增加，任务量愈发繁重。如何对消费者的需求做出快速且准确的响应，是物流业发展必须跨过的一道坎。将自动化技术引入物流，不仅可以降低人工成本，而且可以提高对消费者需求响应的速度和准确率，更好地服务消费者。对于仓库而言，将自动化技术与物流相结合就是自动化立体仓库。,7.2,自动化立体仓库概述,自动化立体仓库是一种采用高层立体货架储存物资，利用计算机系统进行控制管理，自动控制堆垛机及运输车进行存取作业的仓库。它作为仓储管理的重要组成部分，其工作效率直接影响着整个仓储系统的运作效率。在企业竞争日趋激烈的环境下，效率已被视为企业的竞争核心，这就对自动化仓储技术提出了新的挑战。随着射频识别（,Radio Frequency IDerttification,，,RFID,）技术的不断发展，把先进的,RFID,技术应用到目前的自动化立体仓库管理系统中，对提高自动化立体仓库的自动化和智能化程度意义重大。,7.3 D,集团自动化立体仓库,7.4,D,集团自动化立体仓库现状分析,D,集团自动化立体仓库旨在以下各方面进行提高。,提高货物出入库的效率，降低人工成本，提高仓库效率。,提高仓库的空间利用率，降低仓库费用。,优化整体物流体系，提高仓库管理水平。,7.5 D,集团自动化立体仓库模型的构建,仿真模型见附件,8,第三方物流系统建模与仿真,8.1,研究背景,以快递为主营业务的,S,速运作为第三方物流企业得到了迅速发展，其始终注重以客户为中心，尤其在快件收派时，要确保快件能快速、准确和安全地派送到客户手中。在快件收派时，配货作业作为其中一个环节起着很大作用，配货作业质量的好坏将对后续送货作业的质量产生一定的影响，进而影响快件时效性及客户满意度。,然而配货作业系统比较复杂，随机性高，运用传统方法很难对其进行准确的分析，而系统仿真作为一种以现实为依据，通过对系统建模仿真并运行，从而还原系统运作并对运行结果进行统计分析的方法，能更直观地反映出系统的缺陷与优势，更方便地对系统进行研究与优化。,8.2,第三方物流概述,第三方物流是指生产经营企业为主营其核心业务，把原本属于自己处理范畴内的非核心物流活动，以合同方式委托给第三方企业，第三方企业以合作方式提供专业物流服务于“第一方”或“第二方”，同时企业间通过信息系统保持密切的联系，以更好地管控整个物流过程的一种物流运作与管理方式。,8.2,第三方物流概述,8.3 S,速运配货作业流程描述,8.4,S,速运配货作业现状分析,S,速运的营业网点每天均有,4,个班次的班车从中转场送货过来，每个班次分,2,个车次，每个车次平均,1000,件快件。最早的一个车次大约在早晨,6,点,30,到达营业网点，需要在,7,点,30,左右将该车的快件全部卸货，分货装配完成，由收派员来取件。快件到达后，由收派员进行人工卸货，对快件进行分拣，并根据各快件的产品类型及所属派送区域进行巴枪扫描，将快件信息录入系统，完成与系统的对接，核实快件信息，再以先进先出的原则进行简单的配装整理，匹配收派员，并完成最后的派件。其中，次晨件和次日件占大多数，隔日件占极少数，其他类型的产品占比很小，相比来说可以不计。因此，在本书中为了方便建模，只对次晨件、次日件和隔日件进行建模仿真。,8.5 S,速运配货作业模型的构建,仿真模型见附件,9,物流配送中心建模与仿真,9.1,物流配送中心建模与仿真,对物流配送中心加以研究和改善，不仅可以改进现有物流配送中心的作业流程，改善客户的实际体验，还能够提高运营效率，增强企业的竞争力。运用建模与仿真技术对物流配送中心进行研究规划，可以更加全面、更加合理地对系统进行有效的设计与改进，从而实现资源配置的优化，有效地降低物流配送中心的运作成本，提高工作效率，节省优化过程中的时间和费用。,9.2,物流配送中心概述,随着市场化商品流通加速及社会化大生产环境的扩散，物流配送中心应运而生。物流配送中心以物资配送、存储为主要任务，以这一任务为中心，物流配送中心发展出更多的功能，包括物流过程状态的变化追踪，以及与环保相关的物料回收等功能。,物流活动的进行应包括各种各样的过程，如物资的采购、存储、运输及废弃物管理等。不同的过程必须进行统筹管理以提高效率，因此对物流配送中心的研究和管理就显得尤为重要。,9.3 D,物流配送中心作业流程,9.4,D,物流配送中心作业现状分析,实际调研发现，,D,物流配送中心的各个环节都会同时存在很多操作员，而每天的,工作量,是大概固定的，这样就会存在人员过剩的情况，而且操作员的流动性相对较大，工作的不稳定性较高，经常有熟悉工作流程的人员辞职，而新雇佣的人员需要一段熟悉流程的时间，前期往往会出现失误等情况。其次，,D,物流配送中心的整体利用率较低，尤其是叉车的利用率低导致入库、上货、出库等一系列流程运转速度慢，影响了后续作业。,9.5 D,物流配送中心作业模型的构建,仿真模型见附件,10,延迟供应链建模与仿真,10.1,研究背景,要想实现线上、线下高效率的结合，进一步提升顾客的体验度和降低库存成本，必须发挥供应链的整体优化作用。而传统的推式供应链已经不再适应顾客需求的多样化，也不能满足新时代顾客注重体验感的要求。与此同时，单纯的拉式供应链也存在局限，对于一些提前期较长的产品，无法及时满足顾客需求，造成顾客体验度降低。而推拉式供应链则很好地糅合了两者的优势，能够更好地适用于,OMO,发展阶段。,10.2,延迟供应链概述,（,1,）生产延迟策略,生产延迟策略是指通过标准化、模块化使产品的最终形态延迟至顾客需求产生，在合适的时间按照订单生产合适数量、合适品质的产品来满足顾客需求。生产延迟策略避免了因需求预测偏差而产生的库存积压，降低库存，加快资金周转。生产延迟可以实现一定数量通用化中间产品的规模经济。,（,2,）物流延迟策略,物流延迟策略指地理上的延迟，产品根据需求预测放置在中央仓库或配送中心，而不是放在消费所在地的仓库，当顾客下单时，立即从中央仓库中实施最优的调度将货物送达顾客。物流延迟在制造生产阶段仍然以规模生产的方式进行，物流延迟使得前期产品的库存集中在中央仓库，消费地的库存延迟到顾客下单以后，因此可以实现库存的规模效应。,10.3 X,渔业集团供应链流程描述,10.4,X,渔业集团供应链现状分析,10.5,基于,OMO,的延迟供应链模型的构建,仿真模型见附件,11,三级供应链建模与仿真,11.1,研究背景,管理模式逐渐转向成熟的“横向一体化”。在这种模式中，制造商、分销商与零售商被串联起来，形成一个新的整体，如同一条“链”，也就是所谓的供应链。在各个供应链中担任节点的厂商，受益于供应链的快速、经济等条件，产生了新的成本问题，也就是库存成本。每个厂商受益于供应链就必须面对供应链所带来的成本问题，如果存在策略能够合理地控制库存成本，那么它所带来的经济利益是不可忽视的。供应链是一个相当复杂的链状结构，无论是上游企业还是下游企业，都会存在着产品储存问题。企业在这个多级链状结构下，必须从多个角度去考虑多级库存问题，如果能够制定合理的策略及合理运用资源，那么便可以从多个方面来降低成本。,11.2,多级库存系统理论概述,11.2,多级库存系统理论概述,11.3,库存系统逻辑流程描述,11.4,单级库存系统模型的构建,11.5,多级库存系统模型的构建,仿真模型见附件,