Flexsim仿真優(yōu)化課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 物流工程綜合課程設(shè)計(jì)說明書題目 物流工程綜合課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 丁東明 學(xué) 號： 5 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 物流工程 指導(dǎo)教師： 孫軍艷 楊瑋 2011- 年12 月 28日 目錄1課程設(shè)計(jì)內(nèi)容22課程設(shè)計(jì)步驟22.1立體倉庫系統(tǒng)概念與特點(diǎn) .22.2立體倉庫的主要設(shè)備.22.2立體倉庫系統(tǒng)的主要參數(shù)42.4立體倉庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則52.5立體倉庫系統(tǒng)描述.52.5立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì).92.7基于Flexsim的立體倉庫系統(tǒng)建模仿真.122.8仿真結(jié)果的獲取182.9仿真結(jié)果分析.222總結(jié)244附錄.24 1. 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容本次課程設(shè)計(jì)我選擇的案例是

2、第一屆物流大賽的第十個(gè)案例：A經(jīng)理的擔(dān)憂倉儲設(shè)計(jì)。 首先，根據(jù)案例總結(jié)主要問題。主要有兩方面的問題：一個(gè)是倉庫設(shè)計(jì)的問題，另一個(gè)是管理的問題。本課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決倉庫設(shè)計(jì)的問題，管理問題為次重點(diǎn)。 為解決倉庫設(shè)計(jì)不善而給個(gè)想做也帶來的不便，考慮用先進(jìn)的立體倉庫代替原來的分開存儲的平面?zhèn)}庫。并用系統(tǒng)仿真方法來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的瓶頸問題，不斷改善設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和解決問題的目的。下面開始對立體倉庫的闡述。 2. 課程設(shè)計(jì)步驟 2.1立體倉庫系統(tǒng)概念與特點(diǎn)。2.1.1立體倉庫系統(tǒng)概念。自動(dòng)化立體倉庫是高層或及倉庫的高級形式，又稱為自動(dòng)倉庫系統(tǒng)（automatic storage & retri

3、eval system，AS/RS）,它是現(xiàn)代物流技術(shù)的核心。它一高層里提貨架為主要標(biāo)志，使用成套先進(jìn)的搬運(yùn)設(shè)備，以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為主要手段，實(shí)現(xiàn)管理、監(jiān)控、執(zhí)行的功能，是集信息、存儲、管理于一體的高技術(shù)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)品。高架倉庫的出現(xiàn)和發(fā)展，使傳統(tǒng)的倉儲觀念發(fā)生了根本的變化。從以前的固定貨位、人工搬運(yùn)和管理、以存儲為主的傳統(tǒng)倉儲作業(yè)，轉(zhuǎn)變成為貨位可以隨機(jī)安排，且可在存儲的同時(shí)對貨物進(jìn)行揀選和配送的現(xiàn)代存儲。自動(dòng)化高架立體倉庫的出現(xiàn)使原來的“靜止”倉庫變成了“動(dòng)態(tài)”倉庫。2.1.2自動(dòng)化立體倉庫的特點(diǎn)：2.1.3占地面積小，倉儲容量大。有于倉庫向高層發(fā)展，同時(shí)堆積機(jī)的作業(yè)通道減小，因

4、此極大提高了倉庫面積的作業(yè)效率和空間利用率。2.1.4提高保管質(zhì)量。采用立體貨架存儲方式，每件貨物分別存放在貨架的獨(dú)立格內(nèi)，彼此不堆壓，取運(yùn)手段采用機(jī)械化作業(yè)，保證提高了貨物的完整性。2.1.5可方便、迅速地進(jìn)行貨物的出入庫作業(yè)，提高工作效率。由于貨物分別存放在不同的獨(dú)立格內(nèi)，彼此互不堆壓，所以在存取時(shí)互不干擾。特別適用于庫存品種繁多，且貨物出入庫次序無規(guī)律的倉庫。2.1.6便于實(shí)現(xiàn)倉庫作業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化，因而可以節(jié)省勞動(dòng)力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高出入庫作業(yè)率和倉庫周轉(zhuǎn)能力。2.1.7提高儲存的經(jīng)濟(jì)效益。立體倉庫可以大大提高庫存管理的準(zhǔn)確性和迅速性，相對減少庫存量和庫存資金，降低儲存成本。2.2

5、立體倉庫的主要設(shè)備 一般來說，自動(dòng)化立體倉庫包括入庫暫存區(qū)、檢驗(yàn)區(qū)、碼垛區(qū)、儲存區(qū)、出庫暫存區(qū)、托盤暫存區(qū)、不合格品暫存區(qū)及雜物區(qū)等。規(guī)劃時(shí)，立體倉庫可根據(jù)用戶的工藝特點(diǎn)及要求來規(guī)劃分各區(qū)域或增減各區(qū)域；同時(shí)，還要合理考慮物料的流程，使物料的流動(dòng)能夠暢通無阻，以上直接影響到自動(dòng)化立體倉庫的能力和效率。為構(gòu)成有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)存儲作業(yè)功能，自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)一般包括存儲系統(tǒng)、搬運(yùn)系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等。自動(dòng)化立體倉庫設(shè)備主要包括一下幾種。2.2.1貨架貨架是自動(dòng)化立體倉庫中最主要的組成部分。其托盤和周轉(zhuǎn)箱中的貨物提供自動(dòng)存儲的空間。常用的貨架有懸臂貨架、流動(dòng)貨架、水平

6、或垂直旋轉(zhuǎn)貨架等。作為一種承重結(jié)構(gòu)，貨架必須具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)作為一種設(shè)備，高層貨架還須具有一定的精度和在最大工作負(fù)荷下的有限彈性變形。貨架的結(jié)構(gòu)及功能有利于實(shí)現(xiàn)倉庫的機(jī)械化和自動(dòng)化。由于貨架是一種架式結(jié)構(gòu)物，所以它可以充分地利用倉庫空間，提高庫容利用率，擴(kuò)大倉庫存儲能力。存入貨架中的貨物，互不擠壓，可完整保證無資本省的功能，減少貨物的損失。貨架中的貨物存取方便，便于清點(diǎn)計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出。另外貨架還可采用防潮、防塵、防盜等措施，以提高存儲物的質(zhì)量。2.2.2堆垛機(jī)堆垛機(jī)是自動(dòng)化倉庫倉庫中的重要設(shè)備，它是實(shí)現(xiàn)托盤貨物的自動(dòng)出入庫作業(yè)的主要工具。堆垛機(jī)一般用點(diǎn)力驅(qū)動(dòng)，通過自動(dòng)或手動(dòng)控

7、制，實(shí)現(xiàn)貨物從一處到另一處。他的主要用途是在高層貨架的巷道口的貨物存入貨格；或者相反，取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口。2.2.3貨物輸送系統(tǒng)輸送系統(tǒng)是伴隨著生產(chǎn)物流和存儲倉庫產(chǎn)生的。它通過各種輸送設(shè)備吧工廠中的各個(gè)部分和各個(gè)生產(chǎn)工位連接起來，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中貨物的流動(dòng)。貨物輸送設(shè)備包括輥道輸送機(jī)、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)、帶式輸送機(jī)及自動(dòng)分揀系統(tǒng)等。2.2.4 自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)（AGV） AGV是一種自動(dòng)引導(dǎo)小車，它裝備有自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿一定的引導(dǎo)路徑行駛，可以在人工操作難以保證的環(huán)境下，代替輸送線實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)運(yùn)輸。AGV小車具有小車編程與停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種移栽裝置，它已經(jīng)成為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)

8、備之一。2.2.5堆垛機(jī)器人 堆垛機(jī)器人主要用于托盤的碼垛，它將不同外形尺寸的貨物整齊地、自動(dòng)地、碼（或拆）放在托盤上。2.3立體倉庫系統(tǒng)的主要參數(shù)立體倉庫最重要的兩個(gè)性能參數(shù)是倉庫倉容量和出入庫頻率。庫容量是指倉庫能容納物品的數(shù)量，是倉庫內(nèi)除去必要的通道和間隙后所能堆放的最大數(shù)量。在規(guī)劃和設(shè)計(jì)倉庫是首先要明確庫容量。庫容量一般以托盤單元為單位來描述。庫容量是指倉庫能容納物品的數(shù)量，是倉庫內(nèi)除去必要的通道和間隙后所能堆放的最大數(shù)量。，出入庫頻率可用“t/h”或者“托盤/h”來表示。此外，決定倉庫性能的還有以下一些因素和參數(shù)，包括：儲存物品的特性、托盤及其輔助工具的尺寸、倉庫的自動(dòng)化程度、出入庫

9、平均作業(yè)時(shí)間、倉庫約束條件（如運(yùn)輸條件、倉庫高度、面積及地面承載能力等）等。評價(jià)倉庫經(jīng)營效率的主要指標(biāo)為庫容量利用系數(shù)和庫存周轉(zhuǎn)次數(shù)。庫容量利用系數(shù)是平均庫存量與最大庫容量之比。由于這是一個(gè)隨機(jī)變動(dòng)的量，一般取它的平均值作為考核指標(biāo)。庫存周轉(zhuǎn)次數(shù)是年入庫總量或年出庫總量與年平均庫存量之比。對于生產(chǎn)性或經(jīng)營性的倉庫，庫存周轉(zhuǎn)次數(shù)越多說明資金周轉(zhuǎn)越快，經(jīng)濟(jì)效益越高。一些經(jīng)營好的倉庫可以達(dá)到每年24次以上（即平均半月一次的周轉(zhuǎn)速度）。其他主要參數(shù)如下：2.3.1單位面積的庫容量：總庫容量與倉庫占地面積之比。在土地緊缺、征用費(fèi)用高的地方，這是一個(gè)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2.4.2全員平均勞動(dòng)生產(chǎn)率：倉庫全年

10、出入庫總量與倉庫總?cè)藬?shù)之比。該參數(shù)主要取決于倉庫作業(yè)的機(jī)械化程度。2.3.2裝卸作業(yè)機(jī)械化程度：裝卸機(jī)械裝卸貨物的作業(yè)量與總的裝卸作業(yè)量之比。2.3.3機(jī)械設(shè)備的利用系數(shù)：機(jī)械設(shè)備的全年平均小時(shí)搬運(yùn)量與額定小時(shí)搬運(yùn)量之比?？捎么蜗禂?shù)來評估機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)配置的合理性。2.4立體倉庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則自動(dòng)化立體倉庫是由種類眾多的自動(dòng)化物流機(jī)械設(shè)備所組成，系統(tǒng)中任何活動(dòng)的完成都離不開固定的硬件設(shè)備的支撐，因此，立體倉庫系統(tǒng)流程的規(guī)劃和設(shè)備的布局方式對系統(tǒng)作業(yè)效率的影響是非常大的?？茖W(xué)的系統(tǒng)布局以及合理的作業(yè)流程設(shè)置能夠使企業(yè)內(nèi)部貨物流動(dòng)更加順暢，避免因不合理而引起的擁堵，同時(shí)也能夠有效地減少各個(gè)作業(yè)流程間

11、的路程，減少時(shí)間的耗費(fèi)。實(shí)踐證明，遵循一定的設(shè)計(jì)原則會(huì)大大地提高工作效率和產(chǎn)生最佳的生產(chǎn)效益。2.4.1明確設(shè)計(jì)目標(biāo)：再設(shè)計(jì)過程中，確定設(shè)計(jì)的做優(yōu)化指標(biāo)，避免其他次要因素的干擾。2.4.2保持物料向前移動(dòng)：保持物料始終向最終目的地移動(dòng)，盡量避免返回、側(cè)繞和轉(zhuǎn)向。直接從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路線是最經(jīng)濟(jì)、最快捷和最有效的。2.4.3物料處理次數(shù)最少：不管是以人工方式還是自動(dòng)方式，每一次物料處理都需要花費(fèi)一定的時(shí)間和費(fèi)用。通過復(fù)合操作，或者減少不必要的移動(dòng)，或者引入能同時(shí)完成多個(gè)操作的設(shè)備，可以減少處理次數(shù)。2.4.4何用合適的設(shè)備：對于具體的應(yīng)用，選擇合適的設(shè)備可能是成功與失敗的分水嶺，能完成規(guī)定任務(wù)最廉

12、價(jià)而有效的設(shè)備是合適的設(shè)備。面對多種設(shè)備時(shí)，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)及其他信息作出最佳選擇。2.4.5最少的人工處理：最少的人工處理，人工處理是昂貴的，并且容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。2.4.6系統(tǒng)簡化原則：盡量使用以低成本能完成工作的最簡單的系統(tǒng)。一般來說，系統(tǒng)越簡單，操作和維護(hù)成本越低，可能性越高，系統(tǒng)響應(yīng)速度越快。2.4.7容量富余原則原則：增加一個(gè)超負(fù)荷系統(tǒng)的容量是一件困難的事情，因此要設(shè)計(jì)一個(gè)能滿足現(xiàn)在即將來發(fā)展需要的容量。設(shè)計(jì)者與管理者應(yīng)能根據(jù)發(fā)展規(guī)劃預(yù)測出未來要增加的容量。2.4.8高效率利用原則：系統(tǒng)的自動(dòng)化程度越高，其固定成本越高。應(yīng)盡量減少設(shè)備的空閑時(shí)間。此外，由于故障或缺料，避免空間的

13、浪費(fèi)。2.4.9降低使用成本原則：在設(shè)計(jì)中，要能預(yù)測系統(tǒng)的使用費(fèi)用，盡量保持在很低的水平，著將為系統(tǒng)的使用帶來效益。2.4.10利用有效空間原則：由于自動(dòng)化倉庫需要大量建筑和各種設(shè)施，要占用經(jīng)費(fèi)，因此要充分利用庫房內(nèi)外的空間存儲物料，避免空間的浪費(fèi)。2.4.11復(fù)合操作原則：盡量吧幾種操作合并在一起進(jìn)行，便于出庫與入庫穿插進(jìn)行。2.4.12簡化流程原則：美中操作都需要一定的費(fèi)用，要盡量減少操作。2.4.13最短移動(dòng)距離原則：以物料和設(shè)備最短的移動(dòng)距離達(dá)到指定的目的地，移動(dòng)距離越長，所需時(shí)間和費(fèi)用越多。2.4.14標(biāo)準(zhǔn)簡化原則：標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品、設(shè)備和貨物單元能為制造與使用者帶來極大的方便，這也是國外

14、的發(fā)展趨勢。2.5立體倉庫系統(tǒng)描述2.5.1系統(tǒng)的實(shí)體與事件自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)有多少個(gè)具有機(jī)械自動(dòng)化特征的裝備共同組成，同時(shí)它們也是立庫建模仿真中的主要組成部分，按照功能及生命周期可以分為臨時(shí)實(shí)體和永久實(shí)體。定義臨時(shí)實(shí)體為自動(dòng)化立體倉庫的活動(dòng)部分，它在某時(shí)刻到達(dá)并進(jìn)入系統(tǒng)，在系統(tǒng)中停留一段時(shí)間并與其他實(shí)體發(fā)生作用后離開系統(tǒng)，具有生命周期。定義永久實(shí)體為自動(dòng)化立體倉庫中固定的部分，它永久停留在系統(tǒng)中。整個(gè)仿真系統(tǒng)中臨時(shí)實(shí)體的到達(dá)和離開及實(shí)體之間的相互作用促使系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生變化。所有實(shí)體設(shè)備均具有自身的主要屬性參數(shù)（表8-1）不同的參數(shù)設(shè)置決定了立體倉庫系統(tǒng)的作業(yè)效率。表8-1實(shí)體與實(shí)體屬性及

15、事件實(shí)體實(shí)體屬性實(shí)體事件堆垛機(jī)作業(yè)容量 運(yùn)行速度 加速度 裝載作業(yè)時(shí)間升降速度接受系統(tǒng)指令、出庫、入庫輸送機(jī)作業(yè)容量 運(yùn)行速度 長度貨物分類揀選、出庫、入庫貨物貨物種類 貨物尺寸 貨物數(shù)量 貨物起止點(diǎn)到達(dá)、入庫、出庫、離開貨架貨架容量 貨格容量 貨格高度 貨格載重量出庫、入庫定義事件為引起自動(dòng)化立體倉庫狀態(tài)發(fā)生變化的行為。只有在事件的作用 下，自動(dòng)化立體倉庫的狀態(tài)才會(huì)發(fā)生變化。系統(tǒng)的狀態(tài)定義為系統(tǒng)內(nèi)實(shí)體的數(shù)目，以及實(shí)體屬性的變化。而當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，總會(huì)引起自動(dòng)化立體倉庫的狀態(tài)發(fā)生變化。圖8-2描述了實(shí)體庫中的實(shí)體分類以及各實(shí)體的主要屬性及參數(shù)尺寸、觸發(fā)機(jī)制、作業(yè)路徑、運(yùn)行動(dòng)作位置、尺寸、顯示設(shè)置

16、、2D模型貨架(Rack)倉庫（Warehouse）機(jī)器手（Robot）操作員（Operator）卡車(truc)自動(dòng)搬運(yùn)車系統(tǒng)(AGV)叉車（Transporter）輸送機(jī)（Conveyer）靜態(tài)實(shí)體（Static Object）實(shí)體庫（Library）動(dòng)態(tài)實(shí)體（Dynamic Object）圖8-2 立體倉庫系統(tǒng)模型實(shí)體庫結(jié)構(gòu)圖 2.5.2系統(tǒng)的作業(yè)流程 出入庫作業(yè)是流通領(lǐng)域在倉庫內(nèi)的主要活動(dòng)，由進(jìn)貨、驗(yàn)收、拆分箱、入庫、出庫、揀貨、檢查、打包等作業(yè)環(huán)節(jié)組成。從公司經(jīng)營角度考慮，出入庫作業(yè)與上游的采購、加工等活動(dòng)銜接，與下游的分揀、配送等業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)，是倉儲作業(yè)環(huán)節(jié)中不可缺少的流程。對于初入庫

17、頻繁的自動(dòng)化立體倉庫，出庫流程與入庫流程相互分離，不共用物流通道，以免引起流程之間的沖突。叉車堆垛機(jī)出庫區(qū)出庫站臺輸送機(jī)堆垛機(jī)貨架入庫站臺輸送機(jī)叉車自動(dòng)分揀裝置貨物當(dāng)貨物運(yùn)送到立體倉庫后，首先有操作員在理貨區(qū)進(jìn)行驗(yàn)收、理貨、，并按照倉庫所要求的碼盤工藝將成件貨物幾種碼放在托盤上，使之成為托盤單元化的標(biāo)準(zhǔn)貨物運(yùn)送到指定的貨物存放位置，完成貨物的入庫過程。與此同時(shí)，在出庫時(shí)，巷道堆垛機(jī)行駛至指定的貨位，取出托盤貨物運(yùn)送至輸送機(jī)，有輸送機(jī)將貨物送至出庫站臺，并有叉車運(yùn)送到庫口，最后由操作員完成復(fù)核并裝車，作業(yè)流程見圖8-2圖8-2 立體倉庫作業(yè)流程圖在倉儲作業(yè)中，主要工作是上面介紹的驗(yàn)收入庫、揀貨出

18、庫等。但是在整個(gè)作業(yè)流程中也離不開一些輔助性的作業(yè)，主要指裝卸搬運(yùn)，還有包裝與流通加工等。建模和仿真過程中同樣需要考慮這些輔助作業(yè)流程，計(jì)算這些流程的作業(yè)時(shí)間，以便提高真實(shí)度和仿真結(jié)果的精確度。2.6立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.6.1立體倉庫主要由理貨區(qū)、入庫區(qū)、貨物存儲區(qū)、出庫區(qū)、等部分組成，理貨區(qū)進(jìn)行入庫貨物的驗(yàn)收、分揀、包裝等工作，掌握入庫貨物的品種、規(guī)格、數(shù)量等相關(guān)信息。入庫區(qū)的職能是將托盤有理貨區(qū)運(yùn)送至入庫平臺，等待入庫，貨物存儲區(qū)主要是存放貨物。以此來看，立體倉庫最為主要的職能就是完成貨物的存儲，所以在進(jìn)行系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)時(shí)首先要對倉庫的總體庫存能力進(jìn)行預(yù)測。流程以預(yù)測系統(tǒng)的存儲需求量作為初

19、始步驟。首先通過對歷史的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查分析，得出企業(yè)的年平均存儲需求量；而后從物流流通的角度，利用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)確定庫容量大小。對自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì)流程采用自底向上的方式，如前文中提及，首先得步驟為系統(tǒng)調(diào)查分析，確定總體庫存容量，確定貨物特征以及集裝單元的材質(zhì)特征、尺寸特征和集裝方式等。并根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)計(jì)算出系統(tǒng)貨位數(shù)、貨格數(shù)以及貨架的尺寸及布局形式，最后選擇相匹配的機(jī)械設(shè)備和出入庫銜接方式，確定巷道數(shù)及寬度，最終進(jìn)行系統(tǒng)建模與仿真，如圖8-4所示。庫存風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算確定系統(tǒng)倉儲能力確定庫存策略確定貨物周轉(zhuǎn)次數(shù)計(jì)算倉庫年存儲量預(yù)測存儲需求量圖8-4 自底向上的自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì)流程2.6.2托盤單元的確定

20、立體倉庫的最小貨物單元，及集裝單元一般為托盤方式存儲。而在立體庫中存在的托盤一般有1200mm*1000mm，1200mm*800mm，1100mm*1100mm三種規(guī)格，目前通用性較高的為1200mm*1000mm規(guī)格的木質(zhì)托盤。確定托盤規(guī)格后，根據(jù)貨物的尺寸特征設(shè)計(jì)碼盤方式，以確定最小貨物單元的尺寸參數(shù)，一般包括重疊式、縱橫交錯(cuò)式、正反交錯(cuò)式及旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式四種。2.6.3 貨格單元的設(shè)計(jì)托盤單元的規(guī)格尺寸確定完成后，便可進(jìn)行貨格單元的設(shè)計(jì)。根據(jù)倉庫設(shè)計(jì)的需要，可選擇橫梁式貨架或牛腿式貨架，兩種貨架各有不同的設(shè)計(jì)規(guī)則。橫梁式貨架每個(gè)貨格可以存入兩個(gè)或三個(gè)貨物單元，牛腿式貨架每個(gè)貨格只能存放一個(gè)

21、活物單元。選擇好貨架類型后再根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則確定其側(cè)面間隙、垂直方向間隙和寬度方向間隙，以確定貨格單元的尺寸。以下對橫梁式貨架的貨格單元設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。圖8-6 橫梁式貨架雙貨物單元貨格結(jié)構(gòu)圖貨格單元寬度 c貨格a單元寬度托盤單元寬度圖8-7 橫梁式貨架三貨物單元貨格結(jié)構(gòu)圖在貨格單元的設(shè)計(jì)過程中需要注意以下參數(shù):Pallet Width 托盤單元寬度：Pallet Height托盤單元高度;Pallet Length托盤單元長度;Cell Length貨格單元寬度；Cell Width貨格單元高度；Cell Depth貨格單元進(jìn)深。另外還有幾個(gè)重要的間隙參數(shù)a，b，c，以及貨架立柱的寬度M。針對以上

22、兩種貨格形式的計(jì)算方法如下：1)雙貨物單元貨格結(jié)構(gòu)。Cell Width=2*Pallet Width+2*a+2*c+MCell Depth=Pallet Length +(200200mm)Cell Height=Pallet Height+b 2) 三貨物單元貨格結(jié)構(gòu) Cell Width=2*Pallet Width+2*a+c+MCell Depth=Pallet Length +(200200mm)Cell Height=Pallet Height+b在上式中：a=75100mm;b=(0.850.8)*Pallet Width;c=2*a(2)貨架尺寸的設(shè)計(jì)貨物單元格的尺寸確定后

23、，可根據(jù)倉庫的作業(yè)面積、大致的布局設(shè)計(jì)貨架的總體尺寸。首先可根據(jù)分析得出的倉儲能力確定貨格單元的數(shù)量，而后決定貨架的形式布局和巷道數(shù)。具體的確定有靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法兩種基本方法，以下對靜態(tài)法做具體說明。靜態(tài)法師根據(jù)倉庫最大規(guī)劃確定有關(guān)尺寸的方法，即倉庫長度（或貨架列數(shù)）、倉庫寬度（或巷道數(shù)及巷道深度）、倉庫高度（或貨架層數(shù)）、倉庫容量（或貨位數(shù)）。動(dòng)態(tài)法是根據(jù)所要求的出入庫頻率和所選定的堆垛機(jī)的速度參數(shù)來確定貨架的總體尺寸。已知貨架單元的高度為Cell Height，貨架的進(jìn)深為Cell Depth，倉庫的高度為Hw，倉庫的貨位數(shù)位w,貨架的層數(shù)位C =Hw-hCell Height其中，h為貨架

24、頂面到倉庫頂下下弦的垂直距離。設(shè)巷道數(shù)位Gn，則當(dāng)Gn=n時(shí)，可以求得每層貨格數(shù)為L=w2*Gn*C則貨架的總長為 L=Cell Width*L（1） 系統(tǒng)總體布局的設(shè)計(jì)待貨架的數(shù)量及總體布局尺寸確定后，便需要設(shè)計(jì)貨物的流動(dòng)方式或倉庫的總體布局形式。貨物的流動(dòng)方式對自動(dòng)化立體倉庫來說至關(guān)重要，從某種意義上來說，貨物流動(dòng)方式?jīng)Q定自動(dòng)化立體倉庫的設(shè)計(jì)布局。貨物在自動(dòng)化立體倉庫中的流動(dòng)方式一般分為三種，即同端出入式，貫通式和旁流式。同端輸入式是貨物的入庫和出庫作業(yè)位于巷道同一側(cè)的布局方式，其中又有同層同端出入式和多層同端出入式兩種。這種布局方式最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠縮短出入庫作業(yè)的周期。尤其是在倉庫庫存量

25、不大、貨位隨記自由分配時(shí)，效果更加明顯。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)指定將貨物存放于距離出入庫作業(yè)區(qū)最近的貨位中，縮短了作業(yè)的距離，提高出入庫效率。同端輸入式布局圖貫通式布局圖旁流式布局圖貫通式機(jī)貨物從巷道的一端入庫，有另一端出庫。這種方式總體布置比較簡單，便于管理操作和維護(hù)保養(yǎng)，但對于任何一個(gè)貨物單元來說，完成由入庫至出庫的全生命周期，堆垛機(jī)均需要穿過整個(gè)巷道，增加了搬運(yùn)距離，增加了作業(yè)時(shí)間，降低作業(yè)效率。旁流式是貨物從倉庫的一端（或側(cè)面）入庫，從側(cè)面（或一端）出庫。這種方式是將貨架中間分開，設(shè)立通道，同側(cè)門相同。這樣就減少了貨格，即減少了庫存量，但是由于可組織兩條線路分別進(jìn)行搬運(yùn)，提高了搬運(yùn)效率，方便了不

26、同方式的出入庫作業(yè)。 在設(shè)計(jì)過程完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)方案構(gòu)建出系統(tǒng)的物理模型，通過仿真的方式得出系統(tǒng)的作業(yè)運(yùn)行效率，找出系統(tǒng)存在的瓶頸并優(yōu)化，經(jīng)過多次迭代后得出系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。2.7基于Flexsim的立體倉庫系統(tǒng)建模仿真在Flexsim仿真平臺中構(gòu)建立體倉庫系統(tǒng)的物理模型都可以采取以系統(tǒng)作流程為順序的思路。一般的順序?yàn)椋荷善?緩沖區(qū) 出庫區(qū) 輸送系統(tǒng) 立庫區(qū) 出庫區(qū)，根據(jù)此主體流程配合添加例如操作員、叉車、等執(zhí)行實(shí)體，然后構(gòu)建起各個(gè)實(shí)體間的正確邏輯關(guān)聯(lián)即可。在確定了立庫的布局等各項(xiàng)參數(shù)后，就可以在Flexsim軟件中構(gòu)建出系統(tǒng)的物理模型。下面將結(jié)合一個(gè)簡單的案例對立體倉庫系統(tǒng)的建模與仿真過

27、程進(jìn)行介紹。Flexsim軟件中支持實(shí)體的拖拽，首先可將需要的實(shí)體通過拖拽的方式擺放到平面視窗中，等待建模時(shí)使用。步驟1：在實(shí)體庫（Library）中拖拽生成器（Source）到模型平面視圖中，2、一次將剩余的實(shí)體（輸送機(jī)、處理器等）拖拽到模型平面視圖中，并依次擺放整齊3、連接端口，確定貨物的移動(dòng)路線。其中，出入-關(guān)系（出入端口）建立連“A”鍵，取消連接按“Q”鍵；控制關(guān)系（中間端口）建立連接按“Q”鍵，取消連接按“W”鍵。關(guān)聯(lián)構(gòu)建完成如下圖4、在模型中添加一個(gè)調(diào)度機(jī)（Dispatcher）和兩個(gè)操作者（Operator）。調(diào)度機(jī)用于工作團(tuán)隊(duì)和輸送機(jī)的任務(wù)調(diào)派。從對象欄中分別拉一個(gè)調(diào)度機(jī)和兩個(gè)

28、操作者到模型中。5、連接中心和輸入輸出端口。由調(diào)度機(jī)控制操作者將貨物運(yùn)到處理器，據(jù)此調(diào)度機(jī)必須連接到要求操作者進(jìn)行操作的對象隊(duì)列的中心端口，同時(shí)需將操作員與調(diào)度機(jī)連接。6、改變隊(duì)列流向，使用操作者。改變隊(duì)列參數(shù)，使用操作者進(jìn)行物料搬運(yùn)。雙擊圖形對象“隊(duì)列”，出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置界面。選擇臨時(shí)Flow，選中Output欄中的Use Transport，如下圖當(dāng)使用運(yùn)輸工具被選中后，出現(xiàn)了“按下列請求運(yùn)輸工具”，這個(gè)下拉菜單選擇操作者被連接的中心端口。在此模型中，將連接調(diào)度機(jī)分配任務(wù)給操作者。點(diǎn)擊確定，關(guān)閉參數(shù)設(shè)置圖形界面。7、添加叉車（transporter）。添加叉車將物料從輸送機(jī)隊(duì)列搬運(yùn)到出口，其操

29、作過程同上。但是由于模型中僅有一個(gè)叉車，所以無需調(diào)度機(jī)，直接將叉車連接到隊(duì)列的中心端口。拖拽實(shí)體“叉車”到模型中，成功連接隊(duì)列和叉車之間的中心端口后模型如下圖：8、調(diào)整隊(duì)列流向參數(shù)，使用叉車。調(diào)整隊(duì)列流向參數(shù)，使用叉車。雙擊圖形對象“隊(duì)列”出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置界面：選擇Flow對話框，選中“使用運(yùn)輸工具”隊(duì)列中心端口已經(jīng)被連接，無須再作調(diào)整。點(diǎn)擊確定，關(guān)閉設(shè)置界面。保存模型。9：將輸送機(jī)（Conveyor）的形狀修改成彎曲結(jié)構(gòu)，雙擊對象“輸送機(jī)”，進(jìn)行輸送機(jī)設(shè)置，其余兩個(gè)輸送機(jī)進(jìn)行同樣操作10：在輸送機(jī)與吸收器Sink之間拖拽三個(gè)貨架(Rack).從實(shí)體庫只能怪選擇貨架，并拉動(dòng)到模型中，并建立從隊(duì)列到

30、每個(gè)貨架的連接 這樣，一個(gè)簡單的立體倉庫系統(tǒng)模型就已構(gòu)建完成，可按照實(shí)際系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)并進(jìn)行運(yùn)行模型，通過實(shí)驗(yàn)仿真等方法的得出系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，找到系統(tǒng)瓶頸并優(yōu)化。2.8仿真結(jié)果的獲取2.8.1，在前面的模型完成運(yùn)行后，可以實(shí)時(shí)得出每一個(gè)實(shí)體的各項(xiàng)作業(yè)效率統(tǒng)計(jì)。打開歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，觀察對象統(tǒng)計(jì)記錄，分析模型是否存在瓶頸。選中需要統(tǒng)計(jì)的實(shí)體，鼠標(biāo)右鍵單擊，在彈出的菜單中選擇“Properties”，然后在彈出的對話框中選擇“Statistics”選項(xiàng)卡，則可得到關(guān)于該實(shí)體的各項(xiàng)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。另外，也可以直接生成系統(tǒng)全局的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行整體分析，該統(tǒng)計(jì)報(bào)告將以Excel表格的形式生成。在Flex

31、sim軟件界面菜單欄中選擇“統(tǒng)計(jì)”，在下拉菜單中單擊“標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告”，在彈出的對話框中選擇需要統(tǒng)計(jì)的類型，點(diǎn)擊生成報(bào)告，將得到基本報(bào)告或狀態(tài)報(bào)告。可在報(bào)告中添加變量，并通過表格借口來提供。2.9仿真結(jié)果分析系統(tǒng)模型構(gòu)建完成后，利用Flexsim進(jìn)行多次仿真實(shí)驗(yàn)可得出系統(tǒng)長期運(yùn)行的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果結(jié)果。對仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，從得到的仿真統(tǒng)計(jì)報(bào)告中，可以通過分析得出系統(tǒng)中那些功能區(qū)域出現(xiàn)了擁堵，重點(diǎn)集中在那個(gè)設(shè)備。另外還可以找出那些設(shè)備工作負(fù)荷過低，長時(shí)間處于閑置狀態(tài)。以上問題的發(fā)現(xiàn)可對立體倉庫系統(tǒng)的優(yōu)化起到很好的指導(dǎo)作用。對于仿真結(jié)果的分析一般有以下主要參考標(biāo)準(zhǔn)：2.9.1某一實(shí)體等待作業(yè)所占比例較大，則判定其上游實(shí)體處發(fā)生擁堵；2.9.2某一實(shí)體的作業(yè)時(shí)