科學研究
物流系統實驗室

物流系統實驗室 
Logistics System Laboratory

物流系統實驗室位于舜德樓南521室,建筑面積約90平方米。該實驗室主要用于培養學生運用所學運籌學知識和一系列建模仿真手段,對復雜的物流系統進行設施規劃、設計、過程優化、以及流程管理的實際能力。

物流系統實驗室主要硬件設備有自動化立體倉庫、電子標簽分揀中心、混流組裝線、RFID等,主要軟件有倉儲管理系統、分揀作業管理系統、自動化立體倉庫管理系統、制造執行系統、物流網絡平臺等管理軟件。本實驗室能夠模擬現代生產型企業在產品的生產、存儲、運輸和銷售過程的一般情況。

為了培養學生關于現代物流系統實踐操作的知識和技能,物流系統實驗室的整體結構布局包括四個主要組成部分:混流組裝線、自動化立體倉庫系統、分揀中心及網絡平臺。

 
圖1 物流系統實驗室的整體布局


物流系統實驗室的建設和實驗的設計與開發富有創新,許多工作具有獨創性,對訓練學生的動手能力和從事物流管理的科學決策能力發揮了重要作用。迄今已有逾700名在校學生和逾600名在職學員在物流系統實驗室進行過實驗訓練。

物流系統實驗室是我系物流課程教學內容的一個綜合體現。物流系統實驗室自2004年建成以來,十余名教師在實驗室建設方面不斷開展創新性教學實踐,已為多門課程開發了系列實驗,并取得了良好效果。

近幾年大量的國內外學者來到物流系統實驗室參觀訪問,對于該實驗室的設計理念、實驗的開發原理以及所取得的成效給予了高度的贊揚。

圖2 我系蔡臨寧副教授在物流系統實驗室為來訪者做實驗演示

開設實驗的課程

根據供應鏈管理協會的定義,物流是供應鏈的重要組成部分,是為了滿足消費者需求,有效地計劃、管理和控制原材料、中間庫存、最終產品及相關信息從起始點到消費地的流動過程。

基于以上定義及觀點,將組成一條供應鏈上的基本元素分為以下五種:供應商、制造商、分銷商、零售商及顧客。在物流和生產管理專業方向的課程設置上,設有七個輔助課程實驗,分別面向“生產計劃與控制”、“庫存管理”和“物流網絡規劃”等課程。

圖3 物流系統實驗的框架圖

在本實驗室開設實驗的課程如下:

序號課程名稱教學實驗
1物流管理概論1.牛鞭效應實驗 
2.多級庫存管理 
3.配送系統規劃與管理 
4.物流網絡博弈
2配送系統規劃與運作1.倉儲管理實驗 
2.物流配送線路規劃 
3.物流配送中心系統設計
3生產計劃與控制1.產品結構分析、裝配工藝規劃與線平衡 
2.混流裝配生產
4物流裝備1.自動化立體倉庫堆垛機調度 
2.電子標簽分揀系統設計 
3.RFID在物流和生產管理中的應用設計

混流組裝線

混流組裝線實驗可以幫助學生把他們設計的多品目產品在混流組裝線中的排產計劃與活動付諸實踐,如:產品選擇、組裝線的平衡與排序、看板系統設計、生產計劃制定、原料采購計劃制定等等。


實驗 1

產品結構分析,組裝過程計劃,產線的平衡 

實驗的產品是由學生自己選擇的。首先把一個產品分解成若干模塊或零件,再根據分解后的組件畫出產品結構的物料需求清單,之后進行任務分析,確定裝配各個組件的任務之間的緊前工作關系。最后,學生就可自行決定采用不同的產線平衡方法來決定分配到混流組裝線各個工位的具體裝配任務。

圖4 產品結構

圖5 產品結構分析

實驗 2

混流組裝線生產

將50到200個零件組裝成3到5種類型的產品,需要決定將投送到混流組裝線的不同產品零件的數量比例與投放順序。學生也會在實驗中親身經歷到如何處理各種緊急意外情況,如設備損壞,原材料短缺或質量不合格,人工出錯等。學生還可通過實驗來比較不同的產線排序方法的優劣,不同的傳送帶傳輸速率的利弊,以及相鄰工位間不同的協調方式的優缺點。

圖6 生產前的物料準備

 
圖7 學生們工作在混流組裝線上


自動倉儲和分揀中心系統

物流實驗室配置了一個8×5層的自動倉儲系統,它由一個帶有條碼識讀器和RFID讀寫器的自動識別系統組成。這個自動貨架擁有40個倉位。分揀中心裝備有一條無動力滾筒輸送帶和一套電子標簽輔助揀貨系統。

實驗 3

庫存和分揀管理實驗

學生們可通過這個AS/RS系統學習有關庫存和分揀管理的知識。實驗系統隨機地產生不同產品需求訂單,學生們可自行設計程序實現管理策略,通過AS/RS 的接口來處理訂單和完成分揀中心的工作。實驗結束后,學生們還可就系統的執行效果和效率進行分析和匯報。

圖8 學生在進行庫存和分揀管理實驗

圖9 學生在進行庫存和分揀管理實驗

實驗 4

RFID在物流管理中應用

基于RFID的倉儲、分揀和生產管理系統包括五層架構,分別為數據層、邏輯層、集成層、用戶層和同步機制。該系統將通過Oracle中間件及同步機制與 RFID硬件設備所采集的信息進行溝通。學生對基于RFID的倉儲和分揀系統管理流程進行設計,比較條碼和RFID對物流管理的效率、成本的不同影響。

圖10 RFID 在物流管理中應用

圖11 RFID 在物流管理中應用

圖12 RFID 在物流管理中應用

圖13 RFID 在物流管理中應用


物流網絡實驗平臺

物流系統實驗室基于TCP/IP的計算機網絡開發了物流實驗網絡平臺。整個實驗系統設計的技術基礎是瀏覽器和服務器 (B/S) 架構,即由一臺網絡服務器向多個客戶機提供訪問的服務。學生們可以通過在客戶機端的操作登錄到網絡實驗平臺,參加各個實驗。

實驗 5

牛鞭效應實驗

通過多級庫存管理實驗平臺,以參與游戲的方式來模擬供應鏈環境中的運營,體驗供應鏈上的牛鞭效應。

圖14 牛鞭效應實驗

實驗 6

多級庫存實驗

供應鏈上全體節點共享整個系統的信息,所有的節點可通過協同合作做出決策,體驗基于信息共享的多級供應鏈庫存管理。

圖15 多級庫存實驗

實驗 7

物流網絡中的搶貨博弈

通過物流網絡實驗平臺,在競爭性物流網絡環境中進行貨源短缺博弈實驗。

圖16 搶貨博弈

實驗 8

配送系統規劃與運作

通過配送管理實驗平臺,對單配送中心 — 多個零售商的配送過程進行決策管理。

圖17 網絡配送


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