Flexsim在冶金物流企業(yè)流程重組中的應(yīng)用研究

1、 本文由愛喜樂貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 2007 年 9 月 第 17 卷第 5 期 西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版) Journal of Xidian University(Social Science Edition) Sep.2007 Vol.17 No.5 Flexsim 在冶金物流企業(yè)流程 重組中的應(yīng)用研究 趙道致,蔣 寧 (天津大學(xué) 管理學(xué)院,天津 300072) 摘 要: 業(yè)務(wù)流程的瓶頸影響了冶金物流企業(yè)運(yùn)營的效率, 利用 Flexsim 仿真工具可以有效地解決這一問題. 本篇文章在闡述 Flexsim 基本步

2、驟及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出一種新的基于 Flexsim 仿真工具的重組模式,幫助冶 金物流企業(yè)改進(jìn)業(yè)務(wù)流程,提高效率.并以一個(gè)冶金物流企業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)流程為例,分析 Flexsim 的應(yīng)用. 關(guān)鍵詞:冶金物流;Flexsim;仿真;業(yè)務(wù)流程 文章編號(hào): 1008-472X(2007)05-0001-07 中圖分類號(hào): F252 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 收稿日期:2007-03-28 基金項(xiàng)目:國家軟科學(xué)計(jì)劃項(xiàng)目(2003DGQ2D090) 作者簡介:趙道致(1956) ,男,江蘇無錫人,天津大學(xué)管理學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師,天津大學(xué)管理學(xué)院 現(xiàn)代制造與物流研究所所長,物流工程系主任,研究方向:物流與供應(yīng)鏈管

3、理,運(yùn)營管理和工 程項(xiàng)目管理. 蔣 寧(1979) ,男,天津人,天津大學(xué)管理學(xué)院博士研究生,研究方向:物流與供應(yīng)鏈管理. 一,引 言 在以往的幾十年中,制造商們在其熟悉的核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域如原材料采購與供應(yīng)成本控制,客戶關(guān)系管 理,生產(chǎn)運(yùn)營管理及關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)等方面做出了很大的努力.近年來,企業(yè)發(fā)現(xiàn)在以上幾個(gè)方面成本節(jié) 約的空間越來越小.紛紛將目光轉(zhuǎn)向了半成品及成品流動(dòng)過程中的搬運(yùn),裝卸,運(yùn)輸,包裝,配送等物 流活動(dòng).因此加強(qiáng)對物流企業(yè)系統(tǒng)的研究,通過科學(xué),理性的分析,對企業(yè)物流業(yè)務(wù)流程進(jìn)行再造,提 高周轉(zhuǎn)效率,增加出貨準(zhǔn)確性,節(jié)約總成本,進(jìn)而最大限度滿足下游客戶的要求是非常必要的. 據(jù)資料顯示,在

4、冶金企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)鏈中,存在著巨大的物流業(yè)務(wù)費(fèi)用,估計(jì)全部物流成本在企業(yè)的 總產(chǎn)值中占的比例不會(huì)低于 20%.存在著人力,物力挖掘的潛在空間,同樣又是巨大的第三利潤源泉, 如何改進(jìn)業(yè)務(wù)流程以降低物流成本是值得我們?nèi)ド钏己脱芯康? 企業(yè)業(yè)務(wù)流程重組(Business Process Reengineering, BPR)是美國人哈默(Michael Hammer)和詹 比(James Champy)首先提出的,BPR 被定義為從根本上重新思考和徹底改造企業(yè)的流程,以便在當(dāng)今 衡量績效的關(guān)鍵指標(biāo),諸如成本,質(zhì)量,服務(wù),速度等方面,取得顯著的改善1.通過二十多年的實(shí)踐 和應(yīng)用,歐美大部門發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成

5、功的利用 BPR 重組了自己的業(yè)務(wù)流程,并取得了較好的結(jié)果.近 年來,我國的很多行業(yè)也紛紛認(rèn)可這一思想. 現(xiàn)階段業(yè)務(wù)流程再造的方法很多,如價(jià)值鏈分析法,ABC 成本法,頭腦風(fēng)暴法及結(jié)合戰(zhàn)略進(jìn)行分析 等多種方法,但均無法直觀對流程進(jìn)行分析及診斷.流程分析和診斷是業(yè)務(wù)流程重組實(shí)施中的關(guān)鍵,而 流程的分析和診斷的目的就是發(fā)現(xiàn)制約流程順暢運(yùn)行的瓶頸點(diǎn).本文著重于研究 BPR 中流程分析及診 斷,采用新的物流仿真技術(shù) Flexsim 對一個(gè)現(xiàn)實(shí)的以冶金產(chǎn)品為主營業(yè)務(wù)的物流企業(yè)業(yè)務(wù)流程建模并仿 真,直觀定量的分析出流程的瓶頸. 二,物流企業(yè) BPR 與仿真技術(shù) (一)BPR 的內(nèi)涵 從Hammer和Dav

6、enport提出業(yè)務(wù)流程再造理論至今,已經(jīng)有不少學(xué)者對BPR做了不同的定義,達(dá)文 波特(Davenport)提出了企業(yè)流程創(chuàng)新(Business Process Innovation, BPI)的概念.馬羅(Marrow)等 1 三,實(shí)例分析 本文主要研究的是一個(gè)主營業(yè)務(wù)為冶金產(chǎn)品的物流企業(yè),仿真研究最終目的是通過仿真了解產(chǎn)品存 儲(chǔ)及運(yùn)輸動(dòng)態(tài)過程的各種性能,如運(yùn)輸路線是否順暢及設(shè)備及人員的利用率,最終分析業(yè)務(wù)流程中哪些 是阻礙流程運(yùn)行的瓶頸, 實(shí)現(xiàn)低成本, 高效率的產(chǎn)品內(nèi)部及外部倒運(yùn), 以保證企業(yè)內(nèi)外部對物資的時(shí)間, 地點(diǎn),數(shù)量等的需求. 在參考實(shí)際系統(tǒng)的基礎(chǔ)上, 把分析物流業(yè)務(wù)流程轉(zhuǎn)換成為仿

7、真模型, 通過在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行仿真模型, 分析業(yè)務(wù)流程是否順暢,分析存在的瓶頸,為 BPR 的實(shí)施提供理論依據(jù).因此開展物流業(yè)務(wù)流程系統(tǒng) 仿真的研究具有很強(qiáng)的實(shí)際意義. (一)企業(yè)基本業(yè)務(wù)流程描述 本文研究的物流企業(yè)主要面向的產(chǎn)品是成品及半成品冶金產(chǎn)品.對于半成品,一方面要防止下線存 儲(chǔ)于中間庫時(shí)產(chǎn)生混堆現(xiàn)象,另一方面也要保證上線的準(zhǔn)確,及時(shí).而對于成品,則要保證對下游顧客 2 供貨的準(zhǔn)確性.冶金企業(yè)的產(chǎn)品往往是下游用戶的生產(chǎn)建設(shè)的主要原材料,因此產(chǎn)品供貨的不準(zhǔn)確,不 及時(shí)往往會(huì)給兩方企業(yè)帶來很大的損失. 以下是企業(yè)原始的業(yè)務(wù)流程,從采購入庫來看,本物流企業(yè)主要包括對上游生產(chǎn)廠家下線鋼管成品 及

8、半成品的代儲(chǔ)及自有產(chǎn)品倉儲(chǔ).從銷售出庫來看,主要包括下線半成品上線及自有與代儲(chǔ)成品的銷售 出庫. 1.成品或半成品由上游生產(chǎn)企業(yè)下線,倉儲(chǔ)部門統(tǒng)計(jì)人員從采購人員手中接到下線的成品及半成 品下線通知單;2.統(tǒng)計(jì)人員處理下線單,并交到現(xiàn)場理貨員手中,由理貨員尋找適當(dāng)?shù)呢浖?3.協(xié)同 吊運(yùn)汽車及下線車將產(chǎn)品放入相應(yīng)貨架,并填寫相應(yīng)的單據(jù),交給下線人員;4.質(zhì)量檢查部門對下線 產(chǎn)品進(jìn)行檢查,不合格的產(chǎn)品予以退還;5.出庫流程為倉儲(chǔ)部門統(tǒng)計(jì)人員接到銷售部門的發(fā)貨單查詢 并填寫鋼管存放地點(diǎn),爐號(hào)等基本信息,理貨員根據(jù)收到的發(fā)貨單尋找鋼管并測量鋼管噸數(shù)或打尺測 量長度. 現(xiàn)場調(diào)度人員指揮吊車及提貨車進(jìn)行裝車

9、,理貨員返回磅單讓記賬員填寫實(shí)發(fā)噸數(shù)及運(yùn)費(fèi),記賬員 分配單據(jù)給銷售,財(cái)務(wù)及客戶,最后記賬員刪除庫存帳. (二)BPR 過程問題描述 企業(yè)原占地面積約 60 畝,有一個(gè)堆場及一個(gè)室內(nèi)倉庫.在近期新近購買了約 200 畝的土地.隨著 業(yè)務(wù)范圍增大,現(xiàn)有流程已無法滿足外部的變化,企業(yè)內(nèi)部出現(xiàn)了業(yè)務(wù)混亂的現(xiàn)象.因此企業(yè)對內(nèi)部業(yè) 務(wù)流程進(jìn)行了幾次重組,購買了新的物流設(shè)備,增添了新的操作人員,但效果非常的不理想.改變后的 流程沒有達(dá)到預(yù)期的效果,反而更加混亂. 通過對物流企業(yè)業(yè)務(wù)流程重組步驟的分析,發(fā)現(xiàn)企業(yè)在 BPR 之前并沒有利用合適的技術(shù)對流程進(jìn) 行分析和診斷,沒有發(fā)現(xiàn)真正的瓶頸點(diǎn),而是采取全面出擊的

10、方式,認(rèn)為簡單的加大設(shè)備及人力的投入 就能夠?qū)嵤?BPR, 對于 BPR 來說是沒有理論依據(jù)的. 在這里我們采用 Flexsim 技術(shù)對原始的業(yè)務(wù)流程進(jìn) 行仿真,對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行診斷和分析,發(fā)現(xiàn)原始流程的瓶頸,為 BPR 提供強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ). 四,Flexsim 仿真模型建立過程 Flexsim 是一個(gè)全新的面向?qū)ο蟮碾x散式(Discrete Manufacturing)仿真建模工具,它是一個(gè)在圖形 建模環(huán)境中集成了 C+IDE 和編輯器的仿真軟件,在不需要傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫及用戶定義變量的復(fù)雜鏈 接基礎(chǔ)上,使用 C+就可以直接定義模型.在使用時(shí)為用戶提供了圖形化的模型構(gòu)建,原始數(shù)據(jù)擬合, 虛擬

11、現(xiàn)實(shí)顯示,輸入建模,運(yùn)行模型,優(yōu)化結(jié)果,生成 3D 動(dòng)畫文件等功能,可實(shí)現(xiàn)建模,仿真及業(yè)務(wù) 流程的可視化及預(yù)測等操作. Flixsim 軟件也可以成功的運(yùn)用于不同行業(yè)和流程的戰(zhàn)略系統(tǒng)設(shè)計(jì)及日常運(yùn)營管理,是一個(gè)具有重 要現(xiàn)實(shí)意義的分析及預(yù)測工具. (一)Flexsim 建模過程 對物流業(yè)務(wù)流程進(jìn)行的仿真研究,其目的是統(tǒng)計(jì)流程中各個(gè)子流程如理貨,統(tǒng)計(jì),定單處理及吊裝 等的性能,幫助決策者理性直觀的了解到各個(gè)流程中人員及設(shè)備的利用率.主要包括以下幾個(gè)部分 1.流程系統(tǒng)定義:定義一個(gè)流程系統(tǒng),必須對現(xiàn)實(shí)的物流業(yè)務(wù)流程進(jìn)行描述;2.模型建立:模型的建 立應(yīng)在符合實(shí)際情況的基礎(chǔ)上盡量的簡化,仿真模型的構(gòu)造

12、應(yīng)該是緊緊圍繞仿真目標(biāo)展開,不同的仿真目 標(biāo)對仿真內(nèi)容要求不一樣.只要能達(dá)到目標(biāo),應(yīng)盡可能地簡化模型.一方面可以減少工作量,另一方面減 少不必要的干擾引起的誤差9;3.數(shù)據(jù)準(zhǔn)備,各個(gè)對象之間關(guān)聯(lián)性確定:包括針對現(xiàn)實(shí)中各個(gè)模擬對象數(shù) 據(jù)的收集,按照收集到數(shù)據(jù)的情況,確定模型中參數(shù)及隨機(jī)變量的分布情況,進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入,并通過連 線將各個(gè)對象按照一定的流程關(guān)系邏輯性的連接在一起;4.模型的編輯及運(yùn)行:模型運(yùn)行是一個(gè)動(dòng)態(tài)的復(fù) 雜過程,只有通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行,才能得到合理的結(jié)果. ;5.分析仿真結(jié)果:依據(jù)實(shí)際情況的不同,仿 3 真所要達(dá)到的目的也是不一樣的.因此針對不同仿真所要達(dá)到的目的,對結(jié)果進(jìn)行分析

13、,如圖 4.1. 流程系統(tǒng)定義 模型建立 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備,關(guān)聯(lián)性確定 模型編輯及確定 分析仿真結(jié)果 圖 4-1: Flexsim 仿真模型建模過程 (二)模型的簡化及建立 根據(jù)原有的業(yè)務(wù)流程,我們對流程進(jìn)行簡化,如下: 1.根據(jù)產(chǎn)品類型設(shè)計(jì)三個(gè)入口 source,分別定義為 A(line pipe) ,B(structure pipe)及 C(fluid pipe)三 種產(chǎn)品,以不同的顏色加以區(qū)別,并根據(jù)實(shí)際情況給予不同的到達(dá)時(shí)間,分別為 30,80 及滿足平均值 為 15,標(biāo)準(zhǔn)差為 6 的正態(tài)分布到達(dá)時(shí)間. 2.根據(jù)流程我們在這里設(shè)計(jì)了一個(gè)緩存區(qū)(Queue)以模擬下線車入庫的等待,而后針對三個(gè)不

14、同 型號(hào)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)了三個(gè)處理器(Processor) ,并將處理訂單和尋找下線產(chǎn)品存放地點(diǎn)的時(shí)間分別定義為 設(shè)定時(shí)間和處理時(shí)間,相應(yīng)的給予固定時(shí)間值.因?yàn)榈诙€(gè)處理器,也就是操作人員業(yè)務(wù)水平較低,在 處理器 2 中的設(shè)定時(shí)間我們規(guī)定了一個(gè)泊松分布,以代表不確定性. 3.根據(jù)流程我們在這里設(shè)計(jì)了一個(gè)緩存區(qū),以代表在訂單處理時(shí),運(yùn)輸裝置等待入庫的模擬,而后 我們根據(jù)現(xiàn)實(shí)的一個(gè)存儲(chǔ)功能區(qū)設(shè)置了六個(gè)貨架及一臺(tái)吊運(yùn)汽車.并依照實(shí)際情況對吊車的速度,最大 容量及貨架的規(guī)格加以賦值. 4.設(shè)置一個(gè)處理器(test processor) ,對產(chǎn)品進(jìn)行檢查,根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對退還率加以賦值. 5.對這些產(chǎn)品,我們在

15、貨架(Rack)中設(shè)置產(chǎn)品離開的時(shí)間為常數(shù),分別為 8,12.有 80%的產(chǎn)品 離開貨架的時(shí)間為一個(gè)固定的常量,也就是說在下線的時(shí)候我們已經(jīng)收到上線通知或者銷售定單.而對 剩余 20%無法確定的時(shí)間我們則根據(jù)歷史情況按照泊松分布進(jìn)行賦值. 6.同時(shí)設(shè)置一個(gè)處理器,分別將設(shè)定時(shí)間和處理時(shí)間設(shè)為找管時(shí)間及處理定單時(shí)間,最終通過產(chǎn)品 出口(Sink)將產(chǎn)品運(yùn)出. 7.根據(jù)以上的流程關(guān)系,連接各個(gè)實(shí)體. 由上述流程建立模型分別如下圖: 圖 4-2:物流業(yè)務(wù)流程平面圖 4 圖 4-3:物流業(yè)務(wù)系統(tǒng)立體圖 通過以上對現(xiàn)實(shí)流程的分析,模型與實(shí)際情況是一一對應(yīng)的. (三)系統(tǒng)運(yùn)行及分析 模型簡化及建立,參數(shù)賦

16、予及內(nèi)部程序確定后,就可以在 VC.NET 環(huán)境進(jìn)行編譯,編譯通過后就可 以運(yùn)行分析結(jié)果. 模型的分析主要包括兩步: 1.從總體上觀察流程是否能夠順利運(yùn)行 通過選擇 Stats 中 Standard Reports 輸出關(guān)于(入口) Source 及出口(Sink)的 Excel 表,主要包括的參數(shù)有 輸入,輸出,最大平均等待時(shí)間,空閑率及最大容量等,如下表: 表 5-1:Flexsim 標(biāo)準(zhǔn)仿真 Excel 表 由 Flexsim 標(biāo)準(zhǔn)仿真表,可以清楚的看出在仿真運(yùn)行到 12180 模擬時(shí)間時(shí), 系統(tǒng)的三個(gè) Source 輸入的 總數(shù)與到達(dá) Sink 的數(shù)量是一致的,說明流程基本上比較順暢,

17、能夠完成整個(gè)業(yè)務(wù)量,但在兩個(gè)輸入口都存 在一定的平均等待時(shí)間和阻塞時(shí)間. 這也說明了系統(tǒng)中還存在一定的瓶頸, 使系統(tǒng)無法達(dá)到完全的順暢. 標(biāo)準(zhǔn)仿真報(bào)告無法詳盡而直觀的表示出主要業(yè)務(wù)流程的物流情況,因此為了具體分析系統(tǒng)的狀況, 接下來再來研究一下系統(tǒng)中各個(gè)處理器的情況. 2.對各個(gè)處理器的分析 采取最詳盡,最直觀的餅圖(State Pie Charts)觀測方法,通過選擇各個(gè)處理器在 12180 模擬時(shí)間 的性質(zhì)(Properties)中狀態(tài)值(State) ,得出五個(gè)處理器的狀態(tài)圖(如 44 所示) . 處理器 1 處理器 2 處理器 3 5 處理器 4 處理器 5 圖 4-4:處理器餅圖 其

18、中處理器 1,2,3 分別為 A,B 及 C 的訂單處理及運(yùn)輸?shù)骄彺鎱^(qū)的業(yè)務(wù)流程模擬,處理器 4 為質(zhì) 量檢驗(yàn)的流程模擬,處理器 5 為出庫的訂單處理時(shí)間.如表 52: Idle 處理器 1 處理器 2 處理器 3 處理器 4 處理器 5 64.9% 77.4% 94.8% 1.1% 80.4% Processing 12.4% 11.1% 2.3% 98.9% 19.6% Setup 22.7% 11.5% 2.9% 表 5-2:處理器狀態(tài)表 "瓶頸"就是系統(tǒng)中相對繁忙的元素 10 .由餅圖及表格我們不難看出處理器 2,3,5 相對比較空閑, 處理器 1 相對較忙,但均無

19、堵塞的現(xiàn)象,處理器 4 空閑率為 1.1%,是整個(gè)業(yè)務(wù)流程的瓶頸. 如果企業(yè)未來的發(fā)展方向是擴(kuò)大業(yè)務(wù)量,或者由于上游或質(zhì)檢部門本身人員的變動(dòng),處理業(yè)務(wù)的時(shí) 間增加,則這個(gè)瓶頸點(diǎn)勢必影響業(yè)務(wù)流程的順暢運(yùn)行,導(dǎo)致堵塞的發(fā)生.企業(yè)應(yīng)率先對這個(gè)瓶頸點(diǎn)采取 措施,如增加人員及設(shè)立多個(gè)并行的部門等方法,以確保企業(yè)的正常運(yùn)營. 因此通過直觀的仿真方法對流程進(jìn)行模擬是非常必要和有效的,它為 BPR 的有效實(shí)施提供了基礎(chǔ) 的理論依據(jù). 五,結(jié)束語 物流做為一個(gè)新興的行業(yè),其業(yè)務(wù)流程具有獨(dú)特性,是一個(gè)復(fù)雜離散的動(dòng)態(tài)系統(tǒng).Flexsim 作為面 向?qū)ο蟮碾x散形物流軟件,在物流規(guī)劃應(yīng)用及研究中有著很寬廣的前景.Fle

20、xsim 能夠直觀定量的進(jìn)行 物流業(yè)務(wù)流程的建模與仿真,對原有業(yè)務(wù)流程進(jìn)行分析與診斷,發(fā)現(xiàn)流程中的瓶頸,為業(yè)務(wù)流程重組提 供了充實(shí)的理論基礎(chǔ). 參考文獻(xiàn): 1 MICHAEL H, JAMES C. Reengineering the corporation-manufacture for business revolution M. New York:Harper Collins Publishers, Inc,1993. 2 劉舒燕,楊 旸.基于 BPR 的物流作業(yè)流程設(shè)計(jì)J.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2003,6(6). 6 3 王 煜,蔡林寧,岳秀江.物流系統(tǒng)的仿真研究綜述J.制造業(yè)自動(dòng)化,2

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