虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)物流仿真系統(tǒng)研究與應(yīng)用

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)物流仿真系統(tǒng)研究與 應(yīng)用Virtual reality technology in the warehouse logistics simulation system of research and application/學(xué)科專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) 研究生：* 指導(dǎo)教師：*市建設(shè)學(xué)院二零一零年十二月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外， 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表 或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得*市建設(shè)學(xué)院或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已

2、 在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解*市建設(shè)學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)*市建設(shè)學(xué)院 可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。 同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期： 年 月 日簽字日期： 年 月 日物流對(duì)人們的日常生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有著極為重要的作用。物流是經(jīng)濟(jì)生活的重要因素。隨著生產(chǎn)力的日益提高，生產(chǎn)物流系統(tǒng)中蘊(yùn)藏的巨大潛力越來(lái)越引起 人

3、們的注意。在提高加工制造設(shè)備本身能力和效益的同時(shí)，挖掘物流潛力，追求 提高生產(chǎn)系統(tǒng)的效益是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。倉(cāng)庫(kù)是物資準(zhǔn)備、高度集散 中心，是整個(gè)物流供應(yīng)鏈的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，日常業(yè)務(wù)涉及到訂貨、儲(chǔ)備管理、供應(yīng)、 協(xié)調(diào)等諸多方面，有關(guān)人員不僅要懂得科學(xué)管理，還要精通一定的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，了解儲(chǔ)備物資的有關(guān)特性，借助虛擬仿真系統(tǒng)，能夠縮短對(duì)倉(cāng)庫(kù)人員的技術(shù)培訓(xùn)， 增強(qiáng)他們對(duì)工作環(huán)境和對(duì)象的直觀認(rèn)識(shí)，盡快適應(yīng)實(shí)際工作的需要。論文研究的倉(cāng)儲(chǔ)仿真系統(tǒng)首先介紹了倉(cāng)儲(chǔ)的功能、組成要素以及系統(tǒng)仿真的 基礎(chǔ)知識(shí)，分析使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)研究倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的重要性。根據(jù)其倉(cāng)儲(chǔ)設(shè) 備，存儲(chǔ)任務(wù)和物流管理的要求，進(jìn)行三維可視化

4、、 物流倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)和信息化管理 等方面的研究，并開(kāi)發(fā)出具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的倉(cāng)儲(chǔ)仿真管理信息系統(tǒng)。提高倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)運(yùn)作效率的揀貨策略、揀貨路徑和倉(cāng)儲(chǔ)策略等。論文的主要研究?jī)?nèi)容是利用三維可視化和 VC.NET技術(shù)，在虛擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn) 倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)貨物實(shí)際流程的三維顯示，使倉(cāng)庫(kù)管理人員能夠直觀地獲取倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ) 狀況，而不是僅僅面對(duì)枯燥的庫(kù)存數(shù)據(jù)；分析和管理各種倉(cāng)儲(chǔ)物流信息，探討倉(cāng) 庫(kù)的管理策略，包括倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，貨位的安排和進(jìn)出貨的策略等，方便管理人員更好的了解倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行情況并對(duì)倉(cāng)庫(kù)管理做出科學(xué)決策。本文采用 VC.NEFF臺(tái)、視景仿真工具 Multigen Creator/Vega Prime 及其 所

5、提供的應(yīng)用程序接口 OpenFlight API與Vega Prime API實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)儲(chǔ)模型的自 動(dòng)生成、出入庫(kù)操作的模擬。同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了在三維虛擬環(huán)境中的實(shí)時(shí)漫游、交互控制、數(shù)據(jù)庫(kù)信息查詢等功能。關(guān)鍵詞：MultiGen Creator , OpenFlight API , Vega Prime API ,倉(cāng)儲(chǔ)，虛 擬現(xiàn)實(shí)ABSTRACTLogistics has a vital role to the people's daily life and economic activity.Logistics is an important factor in economic activ

6、ity. With the increasing of productivity, the huge potential within the logistics system is attracting more and more people ' s attention. As the abilitndi the efficiency of manufacturing equipments rise, digging the potentiality of logistics and pursuing the efficiency of production system is o

7、ne of important signs of production modernization. The warehouse is the centre of material preparation and intensive distribution, and is the key node of the whole logistics supply chain. Its day-to-day businessinvolves order, reserve management, supply and coordination, etc. The relevant staff shou

8、ld not only understand scientific management, but also a certain degree of relevant technical expertise.They must understand the relevant characteristics of reserve materials, and with the aid of the virtual simulation system, shorten the technical training of warehouse staff, enhance the intuitive

9、understand of work environment and object , to adapt to the practical demands.The warehouse simulation system in this paper first introduces the function, elements and basic knowledge of system simulation, analyzes the importance of studying the warehouse logistics system using the method of simulat

10、ion. According to the demands of warehouse storage equipment, storage task and logistics management, study 3D visualization, logistics storage technology, informatization management and some other aspects. Besides, develop a warehouse simulation management information system which is of actual appli

11、cation value and improves the operational efficiency, picking strategy, picking path and warehousing strategy.The main contents of the research is, using 3D visualization and VC.NET technology, in a virtual environment, achieve 3D display of the actual process of warehouse storage goods, to make war

12、ehouse management personnel intuitively obtain warehouse storage condition, instead of only facing the boring inventory data. Analyze and manage various warehousing logistics information, discuss the warehouse management strategy, including the design of warehouse database,the arrangement of the loc

13、ation and the strategy of the shipments, etc. It' s conve management personnel to better understand the warehouse operations and make scientific decision.By using VC.NET platform, the visual simulation tools MultiGen Creator/Vega Prime and its provided application program interface OpenFlight AP

14、I and Vega Prime API, this system achieves functions such as the simulation of the operation of the automatic generation and in-out warehouse model. Also realizes the real-time roaming, interactive control, database information querying and the other functions in 3D virtual environment.KEY WORD SMul

15、tiGen Creator, OpenFlight API, Vega Prime API, Warehouse, Virtual Reality第一章緒論01.1 選題背景及研究意義 01.1.1 選題背景01.1.2 研究意義11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.3 主要研究?jī)?nèi)容 4第二章倉(cāng)儲(chǔ)物流仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí) 62.1 虛擬現(xiàn)實(shí)與系統(tǒng)仿真 62.1.1 系統(tǒng)仿真的概念 62.1.2 系統(tǒng)仿真的建模 62.1.3 系統(tǒng)仿真的基本步驟 72.1.4 系統(tǒng)仿真在倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中的應(yīng)用 82.1.5 系統(tǒng)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)的結(jié)合 92.2 倉(cāng)儲(chǔ)仿真系統(tǒng)的組成 92.2.1 倉(cāng)儲(chǔ)在物流中的功能 102.2

16、.2 倉(cāng)儲(chǔ)在物流中的地位和作用 112.2.3 倉(cāng)儲(chǔ)的類(lèi)型122.3 倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 122.3.1 經(jīng)濟(jì)訂貨理論（EOQII型）142.3.2 安全庫(kù)存理論 142.3.3 訂貨提前期理論（再訂貨點(diǎn)的確定） 142.3.4 倉(cāng)庫(kù)外形設(shè)計(jì)理論152.4 本章小結(jié)16第三章系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件介紹 173.1 虛擬現(xiàn)實(shí)模型的渲染過(guò)程 173.2 MultiGen Creator 的實(shí)體建模183.2.1 MultiGen Creator 的簡(jiǎn)介183.2.2 OpenFlight 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)193.2.3 MultiGen Creator建模過(guò)程中關(guān)鍵技術(shù) 203.3 視景開(kāi)發(fā)軟件 Vega P

17、rime213.3.1 Vega Prime 的簡(jiǎn)介213.3.2 Vega Prime 與 Vega 的區(qū)另213.3.3 Vega Prime 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 223.4 本章小結(jié) 24第四章倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 254.1 離散系統(tǒng)仿真 251 .1.1 基于離散事件驅(qū)動(dòng)的物流建模 254 .1.2 建模方式的分類(lèi)284 .2 倉(cāng)庫(kù)模型描述 294 .2.1貨架及托盤(pán)裝載單元模型描述 294 .2.2貨物模型描述304 .3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)304.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)接口 ADO的工作原理和特點(diǎn) 304.3.2 對(duì)象介紹 384.3.3 實(shí)現(xiàn)步驟304.3.4 具體實(shí)現(xiàn) 304 .4 本章小結(jié)33第五章基于

18、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)物流仿真系統(tǒng) 345 .1系統(tǒng)概述345 .1.1 系統(tǒng)功能分析 345.1.2 系統(tǒng)需求分析 345 .2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 355.3系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程 365 .4系統(tǒng)主要功能及其實(shí)現(xiàn)技術(shù) 365.4.1 倉(cāng)庫(kù)模型的自動(dòng)構(gòu)建 365. 4. 2庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) 475 .4.3庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢 465 .4.4出入庫(kù)路徑的選擇 495 .4.5碰撞檢測(cè)465 .4.6交互式場(chǎng)景設(shè)計(jì) 495 .5 系統(tǒng)測(cè)試及效果分析 49第六章結(jié)論與展望526 .1論文總結(jié)527 .2進(jìn)一步工作展望 52參考文獻(xiàn)53發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明 56致 謝57緒論1.1 選題背景及研究意義1.1.1

19、選題背景隨著物流的發(fā)展及物流在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位， 人們對(duì)物流的重要性越來(lái)越重 視。倉(cāng)儲(chǔ)作為現(xiàn)代物流的一個(gè)重要組成部分，在物流系統(tǒng)中起至關(guān)重要的作用， 是廠商研究和規(guī)劃的重點(diǎn)。高效合理的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)可以幫助廠商加物資的流動(dòng)，降低作業(yè)成本，保障生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的正常進(jìn)行。而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的合理有效控制及 管理。隨著我國(guó)制造業(yè)的崛起，物流業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展，倉(cāng)儲(chǔ)越來(lái)越受 到廠商和社會(huì)的廣泛關(guān)注，大大促進(jìn)了人們對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)理論的研究，使其逐步 發(fā)展完善，從而成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科倉(cāng)庫(kù)是物資準(zhǔn)備、高度集散中心，是整個(gè)物流供應(yīng)鏈的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，日常業(yè)務(wù)涉及到訂貨、儲(chǔ)備管理、供應(yīng)、協(xié)調(diào)等諸多方 面?zhèn)}儲(chǔ)物流，就是利用自建或租賃庫(kù)房

20、、場(chǎng)地，儲(chǔ)存、保管、裝卸搬運(yùn)、配送貨物。 倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展也經(jīng)歷了不同的階段，從原始的人工倉(cāng)儲(chǔ)到現(xiàn)代化的智能倉(cāng)儲(chǔ)，通過(guò)各 種高新技術(shù)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)的支持，倉(cāng)儲(chǔ)的效率也得到了大程序的提高。虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality )是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，是利用電腦模擬 產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬， 讓使用者如同身臨其境一般，可以及時(shí)、沒(méi)有限制的觀察三維空間內(nèi)的事物，使 人作為參與者通過(guò)適當(dāng)裝置，自然的對(duì)虛擬世界進(jìn)行體驗(yàn)和交互作用。 身臨其境 的沉浸感和人機(jī)互動(dòng)的趣味性是虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)質(zhì)特征，對(duì)時(shí)空環(huán)境的現(xiàn)實(shí)構(gòu)想(即啟發(fā)思維，獲取信息的過(guò)程)是虛擬現(xiàn)實(shí)的最終目的。近年

21、來(lái)， VR已逐漸 從實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目走向?qū)嶋H應(yīng)用。目前在軍事、航天、建筑設(shè)計(jì)、旅游、醫(yī)療 和文化娛樂(lè)及教育方面得到廣泛應(yīng)用。 借助虛擬仿真系統(tǒng)，能夠縮短對(duì)倉(cāng)庫(kù)人員 的技術(shù)培訓(xùn)，增強(qiáng)他們對(duì)工作環(huán)境和對(duì)象的直觀認(rèn)識(shí)，盡快適應(yīng)實(shí)際工作的需要。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種集立體圖形、自然交互等技術(shù)，以營(yíng)造與客觀世界高度類(lèi)似 的逼真、虛擬的環(huán)境為重要內(nèi)容進(jìn)行各種應(yīng)用的系統(tǒng)。具重要特性是具有一種身 臨其境的臨場(chǎng)感.為達(dá)到身臨其境的現(xiàn)場(chǎng)效果，建立虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)該具備一些與普通圖形系統(tǒng)不同的特點(diǎn)：(l)生動(dòng)的計(jì)算機(jī)圖形圖像場(chǎng)景。計(jì)算機(jī)場(chǎng)景的生動(dòng)表現(xiàn)依賴(lài)于計(jì)算機(jī)圖形 的效果。除了計(jì)算機(jī)圖形內(nèi)容(如精致的紋理圖像、適應(yīng)計(jì)算機(jī)能

22、力的一定分辨 率的模型資料)外，更為重要的是計(jì)算機(jī)圖形的表現(xiàn)形式。為生動(dòng)地表現(xiàn)計(jì)算機(jī) 圖形場(chǎng)景，需要應(yīng)用一些圖形軟件以及一些模型構(gòu)造軟件。(2)自然的人機(jī)交互。為了達(dá)到臨場(chǎng)感的效果，需要自然的人機(jī)交互。這種 交互形式要求盡量讓操作者感到是在虛擬環(huán)境中進(jìn)行動(dòng)作。自然的人機(jī)交互在相當(dāng)程度上依賴(lài)于交互設(shè)備。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的深入，人們發(fā)現(xiàn)自然的人機(jī)交互 已成為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的一個(gè)重要問(wèn)題。1.1.2 研究意義物流是一個(gè)控制原材料、制成品、產(chǎn)成品和信息的復(fù)雜系統(tǒng)，從供應(yīng)開(kāi)始經(jīng) 各種中間環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)讓及擁有而到達(dá)最終消費(fèi)者手中的實(shí)物運(yùn)動(dòng)。物流業(yè)已成為國(guó)際經(jīng)濟(jì)體系的重要組成部分。現(xiàn)代物流是經(jīng)濟(jì)全球化的產(chǎn)物，也

23、是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)全球 化的重要服務(wù)業(yè)。近年來(lái)，世界現(xiàn)代物流業(yè)呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，歐洲、美國(guó)、日本 成為當(dāng)前全球范圍內(nèi)的重要物流基地。 中國(guó)物流行業(yè)起步較晚，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的 飛速發(fā)展，物流業(yè)的市場(chǎng)需求持續(xù)擴(kuò)大。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，在國(guó)家繼續(xù)加強(qiáng)和改善宏觀調(diào)控政策的影響下，中國(guó)物流行業(yè)保持較快增長(zhǎng)速度，物流體系不斷完 善，行業(yè)運(yùn)行日益成熟和規(guī)范。2007年中國(guó)物流業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，物流需求規(guī) 模進(jìn)一步擴(kuò)大，物流業(yè)增加值較快增長(zhǎng)，社會(huì)物流總費(fèi)用增速加快，與GD生匕率略有上升。全國(guó)社會(huì)物流總費(fèi)用為 45406億元，同比增長(zhǎng)18.2%,增幅比2006 年提高4.7個(gè)百分點(diǎn)。2008年，雨雪冰凍和汶川地震兩大自然災(zāi)害，

24、北京奧運(yùn) 交通限行和環(huán)境整治，油價(jià)劇烈波動(dòng)和燃油稅出臺(tái)，都對(duì)物流業(yè)帶來(lái)影響，特別是國(guó)際金融危機(jī)對(duì)物流業(yè)的沖擊。在嚴(yán)峻形勢(shì)下，中國(guó)物流業(yè)增速放緩，但行業(yè)總體發(fā)展依舊保持增長(zhǎng)水平。2008年12月，國(guó)家海關(guān)總署、財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù) 總局和外匯局聯(lián)合發(fā)文，正式批準(zhǔn)設(shè)立上海西北物流園區(qū)等 17個(gè)保稅物流中心， 進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)內(nèi)物流園區(qū)的發(fā)展壯大。倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)作為整個(gè)物流設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是貨物停留時(shí)間最長(zhǎng)同時(shí)又是產(chǎn)生成本 最多的地方，是物流系統(tǒng)中一個(gè)很重要的部分，是消費(fèi)和供應(yīng)的中間部分，在物 流系統(tǒng)中起著平衡和緩沖的重要作用。目前研究分析倉(cāng)儲(chǔ)物流的方法主要可以分為以下兩種：一種是解析方法。這是一種把倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)

25、好抽象些一個(gè)表達(dá)式，用數(shù)學(xué)工具求出最優(yōu)解，是一種通過(guò)邏輯推理來(lái)求解的方法。 解析法在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用比較廣泛， 如動(dòng)運(yùn)籌學(xué) 中的線性規(guī)劃法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，也是一種比較成功的方法。但由于解析法偏重于 數(shù)學(xué)抽象，當(dāng)人們面對(duì)抽象假想的邏輯模型時(shí)，很難得到系統(tǒng)的真實(shí)感受，解析法雖然可以得到最優(yōu)解，但不利于人們進(jìn)行實(shí)際的系統(tǒng)分析。另一種分析方法是非解析法。它是以現(xiàn)實(shí)為依據(jù)的系統(tǒng)仿真方法。 由于系統(tǒng) 仿真所依據(jù)的是對(duì)系統(tǒng)實(shí)際觀測(cè)所得到的數(shù)據(jù)建立的動(dòng)態(tài)模型。應(yīng)用這種方法建立的數(shù)學(xué)模型即反應(yīng)了系統(tǒng)的物理特性， 邏輯特性也能體現(xiàn)。即系統(tǒng)既有靜態(tài)的 性質(zhì)又有動(dòng)態(tài)性質(zhì)，更能貼近實(shí)際，更利于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析。倉(cāng)儲(chǔ)

26、物流系統(tǒng)中由于存在著大量的不確定的隨機(jī)因素， 而且系統(tǒng)中各變量之間的關(guān)系復(fù) 雜，運(yùn)用解析方法不能有效的建模及分析，并且倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)完成設(shè)計(jì)之后，難于即刻進(jìn)行評(píng)價(jià)，只能在項(xiàng)目實(shí)施后才能作出系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，再對(duì)之進(jìn)行完善改進(jìn)。 按照這種傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，容易造成物流系統(tǒng)較高的建設(shè)成本的比較長(zhǎng)的設(shè)計(jì) 周期。而采用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)，在倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)末建立起來(lái)的情況下，預(yù)先把系統(tǒng)規(guī)劃轉(zhuǎn)換成仿真模型，通過(guò)模擬系統(tǒng)運(yùn)行后的性能的效果，確定規(guī)劃方案， 可以在倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)建成或者改造之前就能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，對(duì)不合理設(shè)計(jì)及投資進(jìn)行改正，從而減少了人力、資源及時(shí)間的浪費(fèi)。本課題的研究目的就在于應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)， 對(duì)

27、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)全局或局部變量 進(jìn)行分析和優(yōu)化，例如倉(cāng)庫(kù)規(guī)?？刂啤?kù)存控制策略分析等。 為企業(yè)提高倉(cāng)儲(chǔ)管 理水平提供有力的工具。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)物流的認(rèn)識(shí)較早，因此對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流運(yùn)行系統(tǒng)的研究也較早， 由于訂單 分揀作業(yè)在倉(cāng)庫(kù)中占用了 60犯上的勞動(dòng)力資料及整個(gè)物流作業(yè) 353 40流右 的時(shí)間，所以國(guó)外將對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的研究重點(diǎn)放在訂單分揀作業(yè)上。 國(guó)內(nèi)對(duì)這 一問(wèn)題的認(rèn)識(shí)研究起步較晚，目前的研究?jī)?nèi)容也是圍繞揀貨作業(yè)。倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)作為一個(gè)勞動(dòng)密集型的系統(tǒng)，世界各地大部分物料搬運(yùn)也都是通過(guò)人工完成的，或者是半自動(dòng)化搬運(yùn)，所以國(guó)內(nèi)外對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè) 計(jì)時(shí)，通常還是以人工分揀和半機(jī)械化的倉(cāng)庫(kù)

28、為研究對(duì)象（人工系統(tǒng)和叉車(chē)一托盤(pán)系統(tǒng)），而且通?？紤]最簡(jiǎn)單的倉(cāng)儲(chǔ)布局，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的各種策略進(jìn)行比 較研究時(shí)，也是以總的作業(yè)時(shí)間為衡量標(biāo)準(zhǔn)。目前市場(chǎng)上主要的物流仿真軟件有以下幾種：1、Autosimulation 的 AutomodAutomod是目前 市面上比 較成熟的 三維物流 仿真軟件。主要包 括了AutoStat、AutoWiew和AutoMod三大模塊。AutoStat為仿真項(xiàng)目提供統(tǒng)計(jì)分析 工具，由用戶事先定義測(cè)量和實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)在AutoMod模塊上運(yùn)行分析，具有多CPU行計(jì)算的特點(diǎn)。AutoMod提供用戶一系列物流模塊來(lái)仿真現(xiàn)實(shí)世界的 物流物流。包括輸送機(jī)模塊、自動(dòng)化存取系

29、統(tǒng)、基于路徑的移動(dòng)設(shè)備、起重模塊 等。AutoMod模塊提供給用戶一系列的物流系統(tǒng)模塊來(lái)仿真現(xiàn)實(shí)世界中的物流自 動(dòng)化系統(tǒng)。AutoView允許用戶通過(guò)AutoMod模型來(lái)定義場(chǎng)景和攝像機(jī)的移動(dòng)， 產(chǎn)生高質(zhì)量的AVI動(dòng)畫(huà)格式。用戶還可以縮放或平移視圖，還可以使用攝像機(jī)跟 蹤一個(gè)物體的移動(dòng)，如叉車(chē)或托盤(pán)的運(yùn)動(dòng)。AutoView可以提供動(dòng)態(tài)的場(chǎng)景描述和靈活的顯示方式。但由于AutoMod對(duì)全部設(shè)備等對(duì)象需要程序命令語(yǔ)言，因此 對(duì)操作人員的編程要求比較高，而且價(jià)格也比較昂貴。2、 3i 的 SIMAnimation 28SIMAnimation是美國(guó)3i公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的集成化物流仿真軟件。SIMAnim

30、ation使用基于圖像的仿真語(yǔ)言，來(lái)簡(jiǎn)化仿真模型的創(chuàng)建。使用OOP®程方法，仿真系統(tǒng)可以非常簡(jiǎn)單的創(chuàng)建模型。許多先進(jìn)軟件工具都合成為一種語(yǔ) 言，它包括布局編輯器、曲線擬合、線路優(yōu)化、試驗(yàn)編輯器、二維和三維的動(dòng)畫(huà) 和完整的用戶報(bào)表編輯器。仿真模型還具有豐富的交互特點(diǎn)，允許用戶改變參數(shù) 輸入，可以通過(guò)模擬實(shí)際生產(chǎn)情況及市場(chǎng)波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)造成的沖擊，從而避免了在理想化狀態(tài)下系統(tǒng)設(shè)計(jì)所無(wú)法預(yù)料的各種因素，對(duì)系統(tǒng)的堵塞有著形象和直觀的 解決方案。SIMAnimation使用OpenGL維建模技術(shù)，集材質(zhì)視點(diǎn)變換、三維實(shí)體光 照、漫游于一體，提供真正的三維動(dòng)畫(huà)和虛擬的現(xiàn)實(shí)世界，使仿真模型更加容易 理

31、解。同時(shí)使生產(chǎn)、管理和工程人員的意見(jiàn)交流更加容易。SIMAnimation使用Petri網(wǎng)模型技術(shù)。它包含兩個(gè)程序：建模部分是針對(duì) 于物理和邏輯模型。在用戶定義物理和邏輯模型之后，他就可以編輯成為一個(gè)可 執(zhí)行模型，在這個(gè)模型中仿真和動(dòng)畫(huà)同時(shí)運(yùn)行，并且運(yùn)行非?？欤瑢?shí)現(xiàn)了完全交互化。而且它可以隨時(shí)停止來(lái)觀察統(tǒng)計(jì)和模型狀態(tài)。3、ShowFlowShowFlow仿真軟件可為制造業(yè)和物流業(yè)提供建模、仿真、動(dòng)畫(huà)和統(tǒng)計(jì)分析 工具。ShowFlow可以提供生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量，確定瓶頸位置，估測(cè)提前期和報(bào) 告資源利用率。還可以被用來(lái)支持投資決策，查驗(yàn)制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，通過(guò)對(duì)不同的制造策略進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)得到最優(yōu)

32、解。主要包括仿真、建模、分析、統(tǒng) 計(jì)、動(dòng)畫(huà)及文檔輸出等幾大模塊。1.3主要研究?jī)?nèi)容本文將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)物流仿真系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)儲(chǔ)物流相關(guān)模型的 自動(dòng)生成、存取貨物的路徑選擇，出入庫(kù)操作的控制以及倉(cāng)庫(kù)性能的分析等。本文選用 VC.NET200W臺(tái)、應(yīng)用視景仿真工具 Multigen Creator 、Lynx Prame, 平面圖象處理軟件 Photoshop CS以及 OpenFlight API> VegaPrime API> OpenGL 進(jìn)行總體程序設(shè)計(jì)。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下：(1)倉(cāng)儲(chǔ)物流相關(guān)模型的自動(dòng)生成。通過(guò)Creator建成相關(guān)模型，利用VC.NETg術(shù)在場(chǎng)

33、景中自動(dòng)生成。(2)出入庫(kù)操作的控制。通過(guò)生成出入庫(kù)的類(lèi)，在窗口中自動(dòng)生成出入庫(kù)操作。(3)倉(cāng)庫(kù)性能的分析在場(chǎng)景漫游的過(guò)程中，通過(guò)場(chǎng)景可以分析出整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行狀況，概據(jù)這個(gè)狀況對(duì)倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ)策略進(jìn)行調(diào)整。(4)查詢功能設(shè)計(jì)能夠與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，可以通過(guò)查詢條件的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)查詢操作。(5)三維場(chǎng)景的漫游。本文設(shè)置了兩種漫游方式：通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等外部設(shè)備在三維場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí) 時(shí)的漫游；通過(guò)在存取路徑中的路徑選擇，實(shí)現(xiàn)出入庫(kù)的動(dòng)態(tài)模擬。第二章倉(cāng)儲(chǔ)物流仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)在社會(huì)生產(chǎn)生活中，生產(chǎn)與消費(fèi)之間存在著不一致性，使得生產(chǎn)與消費(fèi)節(jié)奏 存在時(shí)間差，如何生產(chǎn)與消費(fèi)或者供給與需求的時(shí)間差當(dāng)中妥善地保持物

34、質(zhì)實(shí)體 的有用性，這是物流倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中面對(duì)的主要問(wèn)題。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品需求方式呈現(xiàn)出個(gè)性化、多樣化， 生產(chǎn)方式也變 得多樣化和小批量化。物流過(guò)程也表現(xiàn)為從少品種、大批量變成多品種、小批量或多批次、小批量，倉(cāng)儲(chǔ)也從由重視保管效率轉(zhuǎn)變重視物資的流通。儲(chǔ)存只是物 流系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在這節(jié)點(diǎn)上，物質(zhì)實(shí)體創(chuàng)造了時(shí)間效益同時(shí)也化解了供求之 問(wèn)在時(shí)間上的矛盾。所以，倉(cāng)儲(chǔ)是物流的重要部分，物流體系的儲(chǔ)存功能既有緩沖與調(diào)節(jié)作用，時(shí)也有增值與增效的作用。2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)與系統(tǒng)仿真2.1.1 系統(tǒng)仿真的概念現(xiàn)代系統(tǒng)仿真理論是以形式化、系統(tǒng)化、隨機(jī)過(guò)程、統(tǒng)計(jì)和優(yōu)化理論為基礎(chǔ)， 以計(jì)算機(jī)為工具，對(duì)具備不確定性因素

35、的現(xiàn)實(shí)或未來(lái)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)研究的理 論方法。在系統(tǒng)仿真的實(shí)施過(guò)程中，是通過(guò)對(duì)所研究系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和了解，抽取當(dāng)中的基本要素和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，從而建立與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相應(yīng)的仿真模型， 通過(guò)對(duì)仿真模 型的確認(rèn)及仿真程序的驗(yàn)證，然后在仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)模型進(jìn)行仿真試 驗(yàn)，模擬系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程，觀察系統(tǒng)狀態(tài)變量隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)規(guī)律性，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)分析，得到被仿真系統(tǒng)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特性，由此推斷和估計(jì)系統(tǒng)的 真實(shí)參數(shù)和性能測(cè)試，為決策提供輔助依據(jù)。2.1.2 系統(tǒng)仿真的建模仿真模型是對(duì)所研究系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程和一種抽象描述，并能反映系統(tǒng)的本質(zhì)屬 性。通常仿真建模是采用面向問(wèn)題和運(yùn)行過(guò)程的方法建模。虛擬仿真從本質(zhì)上來(lái)

36、是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，虛擬仿真模型必須經(jīng)過(guò)理論和實(shí)踐的檢驗(yàn)，在仿真建模過(guò)程中必須有嚴(yán)格的“確認(rèn)” (Validation )與“驗(yàn)證”(Verfication )環(huán) 節(jié)，保證仿真建模的科學(xué)性。2.1.3 系統(tǒng)仿真的基本步驟系統(tǒng)仿真建模求解方法不同于其他建模方法之處主要在于其建模的不唯一性及求解過(guò) 程的實(shí)驗(yàn)性，所以，系統(tǒng)仿真須遵循一定的實(shí)現(xiàn)步驟，才能保證建模的有效性以及仿真實(shí)際運(yùn)行結(jié)果的正確性。如圖 2-1所示(1)闡明問(wèn)題和目標(biāo)設(shè)定每項(xiàng)仿真研究都必須從所研究的系統(tǒng)說(shuō)明開(kāi)始，只有對(duì)該系統(tǒng)作深入了解，明確需解決的主要問(wèn)題和要達(dá)到的主要目標(biāo)，并且在這些問(wèn)題上與決策者達(dá)成一致，才能為提供可靠的仿真

37、建模與仿真運(yùn)行基礎(chǔ)。(2)仿真建模 仿真模型是對(duì)所研究系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程和一種抽象，并反映該系統(tǒng)的本質(zhì) 屬性(3)數(shù)據(jù)采集 根據(jù)仿真模型給出的系統(tǒng)仿真構(gòu)架和驅(qū)體，當(dāng)用戶輸入正確數(shù)據(jù)后， 仿真運(yùn)行能自動(dòng)調(diào)動(dòng)模型內(nèi)部的邏輯關(guān)系和數(shù)學(xué)關(guān)系，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算和統(tǒng)計(jì)計(jì)算， 最后給出準(zhǔn)確的仿真輸出結(jié)果。(4)仿真模型的確認(rèn)由仿真建模所建立的仿真模型是否代表所研究的真實(shí)系統(tǒng)，是決定仿真效果的關(guān)鍵，對(duì)仿真模型的代表性須按照一定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。(5)仿真程序的編制和驗(yàn)證 由于仿真模型只是系統(tǒng)仿真的一種抽象和運(yùn)行框架，只有將仿真模型轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的代碼，才能通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行必要的仿真實(shí)驗(yàn)。所以仿真程序的驗(yàn)

38、證是對(duì)仿真程序的邏輯和數(shù)學(xué)關(guān)系以及輸入輸出響應(yīng)與仿真模型一致性所進(jìn) 行的測(cè)試和檢驗(yàn)。(6)仿真模型的運(yùn)行在仿真模型已得到確認(rèn)，仿真程序也以過(guò)驗(yàn)證之后，就可以對(duì)仿真模型進(jìn)行正式運(yùn)行。(7)仿真輸出結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析對(duì)仿真模型進(jìn)行多次獨(dú)立重復(fù)運(yùn)行后，就可以獲得仿真輸出響應(yīng)和系統(tǒng)性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)偏差、最大小值、均值、變異系數(shù)、觀察數(shù)等參數(shù)。這些數(shù) 值也僅是對(duì)所研究系統(tǒng)所作仿真實(shí)驗(yàn)的一個(gè)樣本，要對(duì)系統(tǒng)的總體參數(shù)和分布特征進(jìn)行估 計(jì)，還要在仿真輸出樣本的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析和統(tǒng)計(jì)推斷。問(wèn)題描述確定仿真目標(biāo)仿真建模數(shù)據(jù)采集程序驗(yàn)證模型再確認(rèn)仿真程序編制（生成）正式仿真運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仿真試運(yùn)行仿真輸出統(tǒng)計(jì)

39、分析仿真報(bào)告圖2-1系統(tǒng)仿真的基本步驟2.1.4 系統(tǒng)仿真在倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中的應(yīng)用倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的仿真是物流技術(shù)和仿真技術(shù)的綜合應(yīng)用，系統(tǒng)仿真技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)成本的評(píng)估倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的主要成本包括倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)、設(shè)備和器械的購(gòu)置、運(yùn)作過(guò)程中人員及設(shè)備的成本，運(yùn)用系統(tǒng)仿真方法，判斷出倉(cāng)庫(kù)的布局、設(shè)備和人員的數(shù)量及工作安排的總成本在 長(zhǎng)期運(yùn)作過(guò)程中是否能達(dá)到最小。同時(shí)也可以針對(duì)倉(cāng)庫(kù)的某一區(qū)域或者倉(cāng)儲(chǔ)物流運(yùn)作過(guò)程當(dāng) 中的某一環(huán)節(jié)，在有關(guān)因素不變的前提下，確定最小的布置和運(yùn)作方式。2、尋找倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的瓶頸環(huán)節(jié)在系統(tǒng)仿真的動(dòng)畫(huà)演示和仿真結(jié)束后的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，尋找倉(cāng)

40、儲(chǔ)物流運(yùn)作過(guò)程中的最大影響環(huán)節(jié)，即瓶頸環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)產(chǎn)生瓶頸的各種因素的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的優(yōu)化。3、選擇合適的物流操作方式在倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中，除倉(cāng)庫(kù)的布局、物流設(shè)施的放置等固定因素以外，倉(cāng)庫(kù)操作人員在倉(cāng)庫(kù)的物流運(yùn)作中所采取的操作方法也會(huì)影響倉(cāng)儲(chǔ)物流的效率，如貨物的倉(cāng)儲(chǔ)方法、揀貨方法、揀貨路徑的選擇等。通過(guò)系統(tǒng)仿真，可以對(duì)各種操作方法的優(yōu)劣進(jìn)行比較，從而指導(dǎo)揀 貨人員的物流操作。2.1.5 系統(tǒng)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)的結(jié)合為了在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中能夠得到身臨其境的感覺(jué)，用戶可以像在實(shí)際生活中 一樣，實(shí)時(shí)地對(duì)象的運(yùn)動(dòng)，干預(yù)虛擬環(huán)境中系統(tǒng)的運(yùn)行。尤其是對(duì)以仿真為產(chǎn)要目的研究，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的目標(biāo)是提供給研究者

41、一個(gè)仿真的空間，使得到的仿真結(jié)果更加真實(shí)可信。所以仿真系統(tǒng)的對(duì)象應(yīng)該是可控的，可以按照研究者的需要 動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生或消除三維實(shí)體，而三維實(shí)體的運(yùn)動(dòng)也應(yīng)該按照仿真的需要進(jìn)行。因 此，在進(jìn)行三維仿真系統(tǒng)時(shí)，只有在虛擬現(xiàn)實(shí)的建模環(huán)境是不夠的，必須在環(huán)境中加入主動(dòng)控制的因素。本文中采用基于MultiGen Creator/Vega 和C+勺虛擬現(xiàn)實(shí)仿真機(jī)制。Vega 及其相關(guān)模塊支持Unix和Windows平臺(tái)，用Vega寫(xiě)的應(yīng)用程序可以99嘛容跨 平臺(tái)使用，支持Open Flight、3D Studio等數(shù)據(jù)庫(kù)格式。作為專(zhuān)業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí) 建模環(huán)境，Vega提供了三維實(shí)體、場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)的專(zhuān)用模塊，把這些模塊置于

42、C+環(huán)境中，可以把C+叫言編制的仿真程序與 Vega的環(huán)境實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，在程序 運(yùn)行時(shí)通過(guò)綁定的Vega模塊即可實(shí)現(xiàn)該環(huán)境下的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真。2.2倉(cāng)儲(chǔ)仿真系統(tǒng)的組成2.2.1 倉(cāng)儲(chǔ)的概念倉(cāng)儲(chǔ)是指?jìng)}庫(kù)中物品堆放的管理，包括貨架、貨位、分揀等操作，其中就主要 的是出入庫(kù)及在庫(kù)管理。也就是說(shuō)倉(cāng)儲(chǔ)是以改變“物”的時(shí)間狀態(tài)為目的，通過(guò) 倉(cāng)庫(kù)這類(lèi)特定場(chǎng)所來(lái)對(duì)“物”進(jìn)行控制、保管等操作，從供求關(guān)系之間的時(shí)間差中獲得效益?，F(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)不是傳統(tǒng)意義上的“倉(cāng)庫(kù)”、“倉(cāng)庫(kù)管理”，而是在經(jīng)濟(jì)全球化與供應(yīng)鏈一體化背景下的倉(cāng)儲(chǔ)， 是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中的倉(cāng)儲(chǔ)，它表示一項(xiàng)活 動(dòng)或一個(gè)過(guò)程，在英文中對(duì)應(yīng)的詞是“ warehousing

43、"，是以滿足供應(yīng)鏈上下游 的需求為目的，在特定的有形或無(wú)形的場(chǎng)所、運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)物品的進(jìn)出、庫(kù)存、 分揀、包裝、配送及其信息進(jìn)行有效的計(jì)劃、執(zhí)行和控制的物流活動(dòng)。2.2.2 倉(cāng)儲(chǔ)在物流中的功能倉(cāng)儲(chǔ)在物流中具有儲(chǔ)備、庫(kù)存的廣義概念。是和運(yùn)輸(物的空間狀態(tài)的改變) 相并列的兩個(gè)重要功能因素。倉(cāng)儲(chǔ)的主要功能是包括進(jìn)入物流系統(tǒng)的貨物進(jìn)行堆 存、保管、保養(yǎng)、管理、維護(hù)等一系列的活動(dòng)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，物流也從 大批量、少品種進(jìn)入到小批量或少批量、多品種的時(shí)代。重視保管效率的功能也逐漸被重視如何保證貨物的順利發(fā)送所取代。圖 2-2表示出完備的倉(cāng)儲(chǔ)功能。集貨、理貨、打包、使用圖2-2倉(cāng)儲(chǔ)的功能在

44、現(xiàn)代大規(guī)模的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)中，勞動(dòng)生產(chǎn)的高效率和產(chǎn)量的擴(kuò)大導(dǎo)致了絕大 部分產(chǎn)品都需要在倉(cāng)庫(kù)是進(jìn)行存儲(chǔ)而不是很快就被消費(fèi)，因此這些物品在物流過(guò)程中有很大一部分時(shí)間是處于存儲(chǔ)狀態(tài)的， 而且需要在倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)行重新整合、 配 送、加工或根據(jù)市場(chǎng)需要進(jìn)行重新調(diào)整供給。在物品的流通中，倉(cāng)儲(chǔ)的主要功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)當(dāng)產(chǎn)品由于量大而不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)消費(fèi)時(shí)，可以運(yùn)用倉(cāng)儲(chǔ)來(lái)避免生產(chǎn) 過(guò)程的堵塞，生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行就得到保證。同樣，生產(chǎn)過(guò)程中所需的原材料合理儲(chǔ)備，也是生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要保證。(2)產(chǎn)品在流通過(guò)程經(jīng)過(guò)從生主到消費(fèi)的過(guò)程，各環(huán)節(jié)的順利連接也是非常 重要的。倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸。因此商品在倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)

45、行分類(lèi)、包裝、配送 等，可以使商品更容易銷(xiāo)售。(3)如何商品在消費(fèi)前保持其使用價(jià)值，而倉(cāng)儲(chǔ)是產(chǎn)品用于消費(fèi)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，倉(cāng)儲(chǔ)就需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行管、保護(hù)來(lái)防止其何價(jià)值的損失。(4)當(dāng)需求與供給之間的平衡因此生產(chǎn)和消費(fèi)之間的時(shí)間差打破時(shí)，市場(chǎng) 就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。對(duì)產(chǎn)品在倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)行集中儲(chǔ)存，可以保證產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)的持續(xù)供給， 滿足市場(chǎng)需求，可以解決集中生產(chǎn)與供給的時(shí)間差，穩(wěn)定市場(chǎng)，有利于生產(chǎn)活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行。(5)通過(guò)對(duì)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)的及時(shí)了解，生產(chǎn)者可以掌握市場(chǎng)需求動(dòng)向，倉(cāng)儲(chǔ)環(huán) 節(jié)的反饋信息還可以反應(yīng)出產(chǎn)品的銷(xiāo)售狀況，雖然具有一定的滯后性，但具有低成本的優(yōu)點(diǎn)，而且信息更加集中準(zhǔn)確，生產(chǎn)者也可以把倉(cāng)儲(chǔ)的充化作用決定生

46、產(chǎn) 的依據(jù)之一。2.2.3 倉(cāng)儲(chǔ)在物流中的地位和作用倉(cāng)儲(chǔ)在物流體系中扮演“節(jié)點(diǎn)”的角色。在化解供求關(guān)系在時(shí)間上的矛盾的同時(shí)還可以 創(chuàng)造新的時(shí)間上的效益(如時(shí)令上的差值等)，因此倉(cāng)儲(chǔ)在物流系統(tǒng)中有非常重要的作用。 在現(xiàn)代物流中，倉(cāng)儲(chǔ)的主要作用如下：< 1>生產(chǎn)運(yùn)輸成本的降低。建立產(chǎn)品的倉(cāng)儲(chǔ)雖然會(huì)增加費(fèi)用，與此同時(shí)卻可以提高生產(chǎn)和運(yùn)輸效率，總得來(lái)說(shuō)是降低了兩者的成本。在市場(chǎng)需求難以預(yù)測(cè)不確定的情況下，儲(chǔ)存一定數(shù)量的產(chǎn)品可以防止缺貨成本的產(chǎn)生，同時(shí)也可以在一定程度上保證了生產(chǎn)的節(jié)奏化運(yùn) 行，生產(chǎn)計(jì)劃能夠很好的實(shí)施，降低生產(chǎn)成本。倉(cāng)儲(chǔ)可以將小批量、分散的產(chǎn)品運(yùn)輸任務(wù)集 中整合，有利于形成整

47、擔(dān)運(yùn)輸以及運(yùn)輸線路的整體優(yōu)化，從而降低了運(yùn)輸成本。雖然倉(cāng)儲(chǔ)的建立會(huì)增加新的成本，但同時(shí)可以減少物流其他方面的運(yùn)營(yíng)成本，最終可以達(dá)到物流系統(tǒng)總成本降低的目的。< 2>貨物運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)。由于各種運(yùn)輸工具的運(yùn)輸能力不一樣。船舶的運(yùn)輸能力最大，海 運(yùn)船一般都是萬(wàn)噸級(jí)，內(nèi)河船舶也可以達(dá)到幾百?lài)嵵翈浊嵉??；疖?chē)的運(yùn)輸能力相對(duì)較小， 但每節(jié)車(chē)皮裝運(yùn)力也有 3060t, 一列火車(chē)的運(yùn)量最多也有幾千噸。汽車(chē)的運(yùn)輸能力很小， 一般每輛車(chē)410t。它們之間的運(yùn)輸銜接是比較困難的，這種運(yùn)輸能力的差異，都可以通 過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)進(jìn)行調(diào)節(jié)和銜接。< 3>供需調(diào)節(jié)。物流的基本職能之一就是創(chuàng)造物質(zhì)的時(shí)間效用，倉(cāng)儲(chǔ)

48、環(huán)節(jié)可以完成這一 職能。在多樣化的現(xiàn)代大生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)和消費(fèi)是連續(xù)的，每種產(chǎn)品各不相同，有些產(chǎn)品 的生產(chǎn)是不均衡的，而消費(fèi)是均衡的，還有一些產(chǎn)品生產(chǎn)均衡，消費(fèi)卻是不均衡進(jìn)行。在這 種情況下，需要通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)進(jìn)行供需調(diào)節(jié)供需平衡。< 4>檢驗(yàn)。如何有效的防止偽劣產(chǎn)品流入市場(chǎng)保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益，還需要要貨物在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)，同時(shí)也是在保護(hù)廠商的信譽(yù)。在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中保證產(chǎn)品質(zhì)量主要有兩 個(gè)方面：一是在入庫(kù)時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，查看貨物是否符合倉(cāng)儲(chǔ)要求，嚴(yán)禁不合格品混入庫(kù)， 二是在貨物的儲(chǔ)存期間內(nèi)，保證產(chǎn)品盡量不發(fā)生物理和化學(xué)變化，減少庫(kù)存貨物損失。< 5>傳遞信息。信息傳遞是從

49、傳統(tǒng)物流向現(xiàn)代物流轉(zhuǎn)變提出的新要求。在處理倉(cāng)庫(kù)有關(guān)事務(wù)時(shí)，需要計(jì)算機(jī)互聯(lián)，利用條碼技術(shù)和電子數(shù)據(jù)交換（EDI）來(lái)提高倉(cāng)儲(chǔ)信息的傳遞速度，及時(shí)準(zhǔn)確地了解儲(chǔ)庫(kù)信息，比如進(jìn)出庫(kù)的頻率、儲(chǔ)位利用率、顧客需求、倉(cāng)庫(kù)人員置配 及倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸狀況等。< 6>支持產(chǎn)品生命周期。在 2002年1月美國(guó)物流管理協(xié)會(huì)發(fā)布的物流定義中：在物流 供應(yīng)鏈運(yùn)作中要以滿足客戶要求為目的，是對(duì)貨物、服務(wù)等有關(guān)信息在產(chǎn)銷(xiāo)地間實(shí)現(xiàn)低成本高效率的正反向流動(dòng)儲(chǔ)存時(shí)所進(jìn)行的計(jì)劃、執(zhí)行和控制的過(guò)程。可見(jiàn)現(xiàn)代物流包括了產(chǎn)品從“生”到“死”的整個(gè)生產(chǎn)、流通及服務(wù)的過(guò)程。因此，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)能為產(chǎn)品生命周期提供支持。2.2.4 倉(cāng)儲(chǔ)的類(lèi)型根據(jù)

50、倉(cāng)儲(chǔ)在物流系統(tǒng)中的作用，主要有幾下幾種類(lèi)型：<1>儲(chǔ)存?zhèn)}儲(chǔ)。這是一種較長(zhǎng)周期存放的倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)型。費(fèi)用相對(duì)較低，通常設(shè)在比較偏遠(yuǎn)地區(qū)。存放品種也比較單一，但存儲(chǔ)量比較大。<2渤流中心倉(cāng)儲(chǔ)。以物流管理為目的是物流中心倉(cāng)儲(chǔ)，是對(duì)物流的數(shù)量、方 向、過(guò)程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)物流時(shí)間價(jià)值。通常設(shè)在一定經(jīng)濟(jì)地區(qū)的中心、交通便 利、儲(chǔ)存成本低。物流中心倉(cāng)儲(chǔ)是以大批量、少品種的方式入庫(kù)，以分批、定批 量的方式出庫(kù)，整體吞吐能力強(qiáng)。<3>配送倉(cāng)儲(chǔ)。配送倉(cāng)儲(chǔ)也可以稱(chēng)為配送中心倉(cāng)儲(chǔ)， 在商品配送交付消費(fèi)者之 前所進(jìn)行的短期倉(cāng)儲(chǔ)，也是商品銷(xiāo)售或供生產(chǎn)使用前的最后儲(chǔ)存。配送倉(cāng)儲(chǔ)經(jīng)常 設(shè)在商品的消費(fèi)經(jīng)

51、濟(jì)區(qū)間，可以快速送達(dá)消費(fèi)和銷(xiāo)售。配送倉(cāng)儲(chǔ)物品種類(lèi)繁多， 要支持銷(xiāo)售、控制物品存量，需采用定量進(jìn)貨、分批次少批量出庫(kù)的操作方法， 而且同時(shí)還要對(duì)物品進(jìn)行拆包、分揀、組配等作業(yè)。<4>運(yùn)輸轉(zhuǎn)換倉(cāng)儲(chǔ)。是在不同運(yùn)輸方式之間進(jìn)行運(yùn)輸轉(zhuǎn)換銜接的倉(cāng)儲(chǔ)方式。 設(shè) 在不同運(yùn)輸方式的相接處，可以保證不同運(yùn)輸方式的高效銜接， 有效地減少運(yùn)輸 工具的裝卸和停留時(shí)間。運(yùn)輸轉(zhuǎn)換倉(cāng)儲(chǔ)具有大進(jìn)大出、貨物存期短的特點(diǎn)， 注重 貨物的周轉(zhuǎn)率和周轉(zhuǎn)作業(yè)效率。在本文所研究的倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)型為儲(chǔ)存?zhèn)}儲(chǔ)型。2.3倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)我們?cè)谖锪飨到y(tǒng)運(yùn)用仿真之前，首先要剖析物流系統(tǒng) ：實(shí)體、屬性和活動(dòng)是 一個(gè)系統(tǒng)必須存在的三個(gè)要素服。

52、組成系統(tǒng)的具體對(duì)象的實(shí)體，屬性是指實(shí)體所 具有的每一個(gè)屬性，隨著時(shí)間的推移的活動(dòng)。一個(gè)完整的物流系統(tǒng)實(shí)體是構(gòu)成物流系統(tǒng)并且維持其正常物流活動(dòng)的各類(lèi)有形物體，通常包括生產(chǎn)商(暫不考慮廠內(nèi)物流)、消費(fèi)者、經(jīng)銷(xiāo)商以及交通運(yùn)輸、搬運(yùn)堆垛、倉(cāng)儲(chǔ)、通信等設(shè)施設(shè)備。這些實(shí)體都具有不同的屬性，廠商屬性是生產(chǎn)能力、生產(chǎn)量等，經(jīng)銷(xiāo)商屬性是則有銷(xiāo)售量、進(jìn)貨量、進(jìn)貨周期等，倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備屬性是容量、自動(dòng)化程度、堆垛高度 等，搬運(yùn)設(shè)備的屬性為機(jī)械數(shù)量、機(jī)械利用率作業(yè)效率等，以此類(lèi)推。這些因 素組成了整個(gè)物流系統(tǒng)，并在物流系統(tǒng)中各自起到了各自的作用。實(shí)際上，倉(cāng)庫(kù)作用物流系統(tǒng)的一個(gè)成本中心，倉(cāng)庫(kù)布置則是有關(guān)物流系統(tǒng)運(yùn) 作效率和物

53、流成本的關(guān)鍵問(wèn)題。屬于設(shè)施布置的范疇，基本內(nèi)容是在一定的設(shè)施 范圍內(nèi)、安排參與物流單元的活動(dòng)。目的是將系統(tǒng)內(nèi)合理安排的各種物流設(shè)施運(yùn) 行，得到高效、低成三的系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)，獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)施布置的基本問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面：(l)物流活動(dòng)單元的確定。這些單元包括倉(cāng)庫(kù)庫(kù)房、貨架、托盤(pán)、搬運(yùn)工具、 堆場(chǎng)等。這主要由物流企業(yè)的客戶、規(guī)模、物流專(zhuān)業(yè)化水平、協(xié)作化水平和技術(shù) 水平?jīng)Q定。(2)單元需求空間。包括每個(gè)單元的基本空間要求、 以及考慮單元間聯(lián)系的附 加空間要求，還有考慮到庫(kù)存中特殊商品要求的各種要求所進(jìn)行的空間調(diào)整。(3)單元屬性。包括單元的平面幾何形狀及其基本面積要求與基本空間要求， 單元的

54、工作能力，以及單元的成本消耗等。(4)單元相對(duì)位置與絕對(duì)位置。 絕對(duì)位置指單元的地理坐標(biāo)，它通常與設(shè)施范 圍的出入口相聯(lián)系；而相對(duì)位置指單元之間的相對(duì)靠近程度，是與單元間物料的 搬運(yùn)和信息溝通的效率相關(guān)。單元相對(duì)位置和絕對(duì)位置都與運(yùn)費(fèi)有關(guān)，相對(duì)位置 決定內(nèi)部運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，絕對(duì)位置與外部運(yùn)輸有著聯(lián)系的密切。這些問(wèn)題都是與搬運(yùn)系統(tǒng)及內(nèi)部設(shè)備選用決策，物流系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)布局決策， 儲(chǔ)位與揀貨管理決策等有關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)成本效率的主要問(wèn)題都是緊密相關(guān)的。目前這些問(wèn)題都有大量的研究，由于物流系統(tǒng)的復(fù)雜性與隨機(jī)性，利用數(shù)學(xué)公式無(wú)法 有效的做出準(zhǔn)確快速的描述和決策。 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展彌補(bǔ)了這一遺憾，可以用計(jì)算機(jī)仿真

55、方法對(duì)倉(cāng)庫(kù)布置問(wèn)題進(jìn)行模擬，通過(guò)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，對(duì)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、布置、運(yùn)作管理中的優(yōu)化問(wèn)題作出正確的決策，還可以利用仿真的思路開(kāi) 發(fā)出適合物流決策應(yīng)用的輔助決策軟件。2.3.1 經(jīng)濟(jì)訂貨理論（EOQ更型）經(jīng)濟(jì)訂貨理論的原理是在進(jìn)行訂貨的時(shí)， 使訂貨費(fèi)用最低，要確定一個(gè)經(jīng) 濟(jì)訂貨量。假設(shè)全年需求量H,每次訂貨費(fèi)用0,存儲(chǔ)費(fèi)用率K,貨物資單價(jià)p（元 每噸），訂購(gòu)批量Q每年的iT購(gòu)次數(shù)N,則：訂貨費(fèi)用B七次訂貨費(fèi)用*每年訂購(gòu)次數(shù)=0* N =H*0/Q存儲(chǔ)費(fèi)用C用儲(chǔ)費(fèi)用率*平均庫(kù)存值=QPK/2= HPK/（2N）單個(gè)訂貨周期內(nèi)發(fā)生的總費(fèi)用為 A=B+C經(jīng)濟(jì)訂貨批量使得總費(fèi)用是最小值。即:至工=0.:

56、Q;Q根據(jù)以上可以推導(dǎo)出訂購(gòu)次數(shù) N與經(jīng)濟(jì)訂貨批量Q的計(jì)算公式：Q=徑日0公式（2-1）,PKHPK20公式(2-2)N=2.3.2 安全庫(kù)存理論安全庫(kù)存理論的原理是：在先確定服務(wù)水平的前提下，規(guī)定在此服務(wù)水平情況下訂貨完成率為P,假定對(duì)存貨的需求量服從正態(tài)分布，%為單位時(shí)間內(nèi)平均需求量的標(biāo)準(zhǔn)差，Z是標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)，貨物在訂貨周期內(nèi)訂貨量的標(biāo)準(zhǔn)差。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)可以從調(diào)查數(shù)據(jù)中得到：Z根據(jù)P從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表I網(wǎng)中查得，假設(shè)訂貨提前期為那么在訂貨提前期內(nèi)需求標(biāo)準(zhǔn)差L ：=。t * JT,因此可以得出此時(shí)的安全量SS=Z* 0 L公式（2-3）2.3.3 訂貨提前期理論（再訂貨時(shí)間的確定）發(fā)出補(bǔ)貨訂單后

57、，要經(jīng)過(guò)一個(gè)隨機(jī)的訂貨周期后才能對(duì)倉(cāng)庫(kù)中的貨物補(bǔ)足。因此在設(shè)立再訂貨點(diǎn)時(shí)，必須根據(jù)商家所提供的供貨情況確定合理的提前訂貨期。企業(yè)要保證生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的順利進(jìn)行，需要提前進(jìn)行補(bǔ)貨，提前的時(shí)間就是訂貨提前期。通常，訂貨提前期要與交貨 時(shí)間相等。在提前進(jìn)貨的前提下，企業(yè)一般在根據(jù)發(fā)出訂貨單時(shí)倉(cāng)庫(kù)尚存貨的庫(kù)存量確定再訂貨點(diǎn)。通常，在考慮安全庫(kù)存的前提下，再訂貨R的數(shù)量要等于交貨時(shí)間 L與平均每日需求量d之積再加上安全庫(kù)存量 SS表達(dá)式（即再訂貨點(diǎn)模型）為：R=d*L+SS 公式（2-4）2.3.4 倉(cāng)庫(kù)外形設(shè)計(jì)理論在不考慮限制建筑用地的前提下，倉(cāng)庫(kù)（存儲(chǔ)區(qū)域）一般都是按矩形設(shè)計(jì)的，因此，接下來(lái)就是確定倉(cāng)庫(kù)平面形狀的長(zhǎng) （