物流自動化技術和物流仿真技術

1、第8章 物流自動化技術和物流仿真技術一、物流自動化技術的組成1、自動化倉庫技術2、自動化識別技術3、自動化分揀技術81 物流自動化技術二、物流自動化基礎1、基礎物流設備2、PLC3、計算機管理系統(tǒng)81 物流自動化技術82 物流仿真技術港口物流仿真視頻物流仿真技術的介紹什么叫系統(tǒng)仿真 系統(tǒng)仿真是現(xiàn)代企業(yè)科學管理技術之一,是將對象系統(tǒng)模型化,把模型作為實驗裝置,用來分析已存在的或計劃中系統(tǒng)的一種技術 。系統(tǒng)仿真是工程師、經(jīng)理和決策人對提出的關于操作、流程、或是動態(tài)系統(tǒng)的方案進行試驗、評估、以及視覺化的工具。計算機仿真的特征是系統(tǒng)本身不必實裝就可以進行實驗。它在減少損失、節(jié)約開支、縮短開發(fā)周期、提高

2、生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面起著重要作用。系統(tǒng)仿真技術的必要性（1）不組裝實際系統(tǒng),利用計算機模型進行實驗,可以在短時間、低成本下運行，而且不給現(xiàn)行系統(tǒng)帶來任何中止或破壞的危險?，F(xiàn)實系統(tǒng)現(xiàn)實系統(tǒng)（改進）現(xiàn)實世界計劃實驗成本高時間長業(yè)務停止的可能性大改進方案仿真模型仿真世界計劃實驗成本低時間短業(yè)務不需停止模型化改進系統(tǒng)仿真技術的必要性（2）物流設備及人員的配置、物流工程系統(tǒng)構成等等是一個空間、時間與隨機變量交錯的復雜課題，幾乎不能用方程式、或簡單的表計算來解開這些難題。而仿真技術對解開這些難題非常有效。進貨保管揀貨分貨檢查出貨交貨流通加工發(fā)貨訂貨 作業(yè)時間 訂貨時間 和訂貨數(shù)量進貨時間 作業(yè)時間

3、 作業(yè)時間 作業(yè)時間 作業(yè)時間隨機變量運用仿真技術可以使管理者從“經(jīng)驗+感覺+膽量”的管理模式中解脫出來。空間、時間與隨機變量交錯的復雜課題原始的解決方法經(jīng)驗+感覺+膽量問題的可視化瓶頸囗在哪? 資源配置是否合理？等等問題可以通過動畫功能可視化,以便溝通經(jīng)營者、管理者和操作者之間的意見,加快決策速度。系統(tǒng)仿真技術的必要性(3)瓶頸囗應用仿真技術為您解決以下問題 引進新設備時的事先評價問題 人員、設備的配置問題 引進何種設備？ 多大性能的設備? 引進設備后的場地規(guī)劃和人員怎樣配置才能合理？ 引進設備后瓶頸口能否解消？其它地方是否全成為新的瓶頸口？ 場地布局的評價問題 工廠、倉庫的規(guī)劃設計 工廠、

4、倉庫的容量/庫存問題 需要擴建多大面積的倉庫？ 如何合理地配置新建配送中心的設備和人員？ 已經(jīng)有兩套以上的方案、但不知怎樣才能比較這些方案？ 作業(yè)工程計劃的改善問題 幾乎所有涉及時間空間和效率的關系問題 己有定性的認識，但如何才能進行定量分析？ 如何在定量分析的基礎上進行改進、評估 ？ 作業(yè)方式選擇的定量標準？應用仿真技術為您解決以下問題使用虛擬中心仿真器可以對物流中心的建設進行較精確的投入產(chǎn)出分析 在參觀客戶現(xiàn)場及參閱倉庫圖紙等的基礎上，可以在計算機上構筑模擬倉庫，并模擬各種庫中作業(yè)； 可以模擬生產(chǎn)型物流的現(xiàn)場作業(yè)，并提供物流作業(yè)效率的評價結果 可以在計算機上虛擬物流傳輸和運輸業(yè)務，模擬配車

5、計劃及相關配送業(yè)務 可以靈活地變更物流作業(yè)順序，進行物流作業(yè)過程重組分析，優(yōu)化方案比較等 在物流問題上的仿真技術應用例(1)（1）客 戶： 日用品配送中心。（2）目 的： 減少揀貨區(qū)間的缺貨次數(shù)，提高生產(chǎn)效率和空間利用率。（3）解決方法： 建立計算機仿真模型，將訂單等實際數(shù)據(jù)輸入仿真模型，調(diào)整揀貨區(qū)間的各個品種的庫存量和補充點等參數(shù)，進行反復的仿真實驗并進行比較。（4）結 果： 揀貨區(qū)間的缺貨率由3.4%減少到了0.6%；生產(chǎn)效率提高了60%；空間節(jié)約率為50%。 案例1：揀貨區(qū)間和補充區(qū)間的庫存量的比例關系在物流問題上的仿真技術應用例(2)（1）客 戶： 肉食品加工廠的配送中心 。（2）目

6、的： 引進自動分揀傳送帶前，對其導入效果、引進后作業(yè)人員的配置應該怎樣計劃等問題進行予測和驗證。 （3）解決方法： 建立計算機仿真模型，將訂單等實際數(shù)據(jù)輸入仿真模型，對多種自動分揀傳送帶進行仿真試驗，求出合適的自動分揀傳送帶機種；然后在配置此機種的環(huán)境下，改變作業(yè)人員這個參數(shù)，進行反復仿真試驗，求出其最佳配置人員數(shù)。 （4）結 果： 求出了將引進的傳送帶的處理能力（1400箱/小時）和引進該設備后的作業(yè)人員數(shù)（14人）。 案例2：引進新設備時的事先評價 在物流問題上的仿真技術應用例(3)案例3：作業(yè)方式的選擇 （1）客 戶： 大型家電連鎖企業(yè)的配送中心（2）目 的： 為了減少揀貨差錯和提高揀貨

7、效率，求出其成本低且合理的作業(yè)方式 （3）解決方法： 比較兩種方案一是按品種集中揀貨，然后由自動分揀傳送帶進行分貨，二是DPS（電子標簽）按出貨單位一次分揀貨的系統(tǒng)建立計算機仿真模型，分別進行仿真試驗，求出各自系統(tǒng)的對應機種和所需數(shù)量，并分別計算出其購買成本。 （4）結 果： 自動分揀傳送帶系統(tǒng)和DPS系統(tǒng)都能達到減少揀貨差錯和提高揀貨效率的目的，但能滿足現(xiàn)場要求的自動分揀傳送帶系統(tǒng)要比DPS系統(tǒng)貴將近2億日元。決定采用DPS系統(tǒng)。 在物流問題上的仿真技術應用例(4)案例4：航空貨物處理系統(tǒng)（CHS）的應用案例 進入案例論文在物流問題上的仿真技術應用例(5)供應鏈問題物流仿真咨詢的步驟Step

8、1 目的確認對公司進行訪問,確認仿真的目的、范圍、和咨詢?nèi)粘獭tep2 現(xiàn)地調(diào)查根據(jù)仿真的目的和范圍，創(chuàng)時能將提出詳細的調(diào)查資料清單，這份清單分為既存資料和需現(xiàn)場調(diào)查資料兩部分。既存資料由公司提供，創(chuàng)時能將對既存資料以外的所需資料進行現(xiàn)揚調(diào)查。Step3 數(shù)據(jù)分析、數(shù)學建模對調(diào)查資料進行整理分析，并對仿真對象內(nèi)的各個工序進行數(shù)學建模。Step4 系統(tǒng)建模、模型檢測用Flexsim建立系統(tǒng)模型。并對所建模型進行感度分析和模型檢測。模型檢測的方法是現(xiàn)實系統(tǒng)的運行結果和仿真模型的運行結果的比較。Step5 方案策定、仿真運行創(chuàng)時能將和公司共同策定方案。對各種方案進行仿真實驗。Step6 仿真結果對

9、仿真試驗的結果進行評估分析，編寫報告書。物流仿真建模所需資料物流仿真建模所需資料將根據(jù)仿真目的的不同而有所差別，但一般的物流中心建模時所需資料可歸納如下物流中心概要物流中心的主要用途、處理能力、主要貨物特征、注意事頂。平面圖、立體圖標明有尺寸的物流中心平面圖、多層倉庫的立體圖。有CAD數(shù)據(jù)為最好。作業(yè)流程進貨到出貨的詳細作業(yè)流程圖。作息時間、人員配置表各個作業(yè)員的作業(yè)內(nèi)容，各個作業(yè)工序的作業(yè)時問范圍和人員配備數(shù)設備器具物流中心的裝卸設備、搬運設備及其它器具的種類、性能。貨物貨物保管形式，各種保管形式的尺寸。最好有貨物情報數(shù)據(jù)。初期庫存初期庫存數(shù)據(jù)。包括貨物號碼、數(shù)量、貨臺位置。進出貨數(shù)據(jù)1周或

10、1個月的數(shù)據(jù)。包括貨單號碼、貨物號碼、數(shù)量、貨臺位置、進出貨單位、揀貨方式等。作業(yè)時間各個工序的作業(yè)時間，作業(yè)員的步行速度等。系統(tǒng)仿真軟件的最佳選擇FlexsimWitnessAuto ModFlexsimFactor/AIM分析功能動畫功能Taylor2ARENA日本某上市公司對世界有名離散型系統(tǒng)仿真軟件的評價結果 Flexsim是由美國的Flexsim Software Production公司出品的，是一款商業(yè)化離散事件系統(tǒng)仿真軟件。Flexsim采用面向對象技術，并具有三維顯示功能。建?？旖莘奖愫惋@示能力強大是該軟件的重要特點。該軟件體供了原始數(shù)據(jù)擬合、輸入建模、圖形化的模型構建、虛擬

11、現(xiàn)實顯示、運行模型進行仿真試驗、對結果進行優(yōu)化、生成3D動畫影像文件等功能，也提供了與其他工具軟件的接口。 Flexsim提供了仿真模型與ExpertFit和Excel的接口，用戶可以同過ExperFit對輸入數(shù)據(jù)進行分布擬合，同時可以在Excel中方面地實現(xiàn)和仿真模型之間的數(shù)據(jù)交換，包括輸出和運行模型過程中動態(tài)修改運行參數(shù)等。另外該軟件還提供了優(yōu)化模塊Optquest，增加了幫助迅速建模的Microsoft Visio的接口。Flexsim介紹Flexsim介紹ExpertFit等擬和分布工具Excel等可以用作統(tǒng)計分析的工具模型建立與調(diào)試模型有效性確認運行仿真試驗3D的可視化結果動態(tài)顯示生

12、成影像文件Flexsim仿真軟件Microsoft Visual C+.NET輸入建模系統(tǒng)仿真運行仿真試驗結果統(tǒng)計分析 Flexsim仿真軟件的特點主要體現(xiàn)在采用面向對象技術，突出3D顯示效果，建模和調(diào)試簡單開放方便，模型的擴展性強，易于和其他軟件配合使用等方面。1、基于面向對象技術建模 Flexsim中所有用來建立模型的資源都是對象，包括模型、表格、記錄、GUI等。同時，用戶可以根據(jù)自己行業(yè)和領域特點，擴展對象，構建自己的對象庫。面向對象的建模技術使得Flexsim的建模過程生產(chǎn)線化，對象可以重復利用，從而減少了建模人員的重復勞動。2、突出的3D圖形顯示功能 Flexsim支持OpenGL技

13、術，也支持3ds、wrl、dxf和stl等文件格式。因此用戶可以建立逼真的模型，從而可以幫助用戶對模型有一個直觀的認識，并幫助模型的驗證。用戶可以在仿真環(huán)境下很容易地操控3D模型，從不同角度、放大或縮小來觀測。3、建模和調(diào)試的方便 建模過程中用戶只需要從模型庫中拖入已有的模型，根據(jù)模型的邏輯關系進行連接，然后設定不同對象的屬性。建模的工作簡單快捷，不需要編寫程序。4、建模的擴展性強 Flexsim支持建立用戶定制對象，融合了C+編程。用戶完全可以將其當作一個C+的開發(fā)平臺來開發(fā)一定的仿真應用程序。5、開放性好 提供了與外部軟件的接口，可以通過ODBC與外部數(shù)據(jù)庫相連，通過socket接口與外部

14、硬件設備相連，與Excel、Visio等軟件配合使用。Flexsim的主要特點運動學（Kinematics） 國外Flexsim應用例(1)國外Flexsim應用例(2)國外Flexsim應用例(3)Flexsim的輸出圖表ADC Telecommunications A-Dec A Epstein & Sons Acco Acuson Corporation ADC Telecommunications ADTRAN AHPC Alcan Jonquiere Alcan Fujikura Allied Signal Aerospace American Bag Corporation Ame

15、rican Handling, Inc. Analytics, Inc. Andersen Consulting APM Terminals Arrow Electronics Arthur Andersen & Company ASML ASC, Inc. Aurora Biosciences Corporation Averill Law & Associates Axcelis Baker Oil Baskin Robbins Battelle Bayer Corporation Bayside Controls Bayside Motion Group Bechtel BWXT Ida

16、ho, LLC BelCan Berkley Company Black & Decker Blue Chip Engineering Inc. Boeing Book-of-the-Month Club BoozAllen & Hamilton Bosch Automation Products BOSE Corporation Bourton Group (Eaton Corporation) C&M, Inc. California Amplifier Calvin Klein Cosmetics Canon Cardinal Scale Manufacturing Caterpilla

17、r CEAC Mexico Coca Cola Company Comdisco Conner Peripherals Consolidated Diesel Company Contraves Converse Inc. Convey Or Stor, Inc. DHL Worldwide ExpressDana Corporation Danzas AEI Intercontinental Davie Industries Delco Electronic Systems Delphi Automotive Group Flexsim的部分用戶名單Discover Financial Se

18、rvices Dofasco, Inc. Duncan Enterprises Duke Manufacturing Duo-Fast Corporation Dupont Eaton Corporation Egemin Automation Electrol Systems, Inc. Emerson Electric Empirical Solutions Corporation Emtrol, Inc. Engineered Handling Systems Ericsson, Inc. Ethicon Edno-Surgery Eureka Vacuum Cleaners Evans

19、 & Sutherland Exide Corporation Fast Food Merchandisers, Inc. Federal Express BLS U.S. Federal Reserve Bank Ford Motor Company Formica Corporation Foth & Van Dyke Franklin Covey Fresenius Medical Care FrameworxFundacao Cristiano Ottoni Brazil GATX Logistics GE Motors General Mills General Motors Gla

20、cier Vandervell GoodyearGraphic Control Gribetz International HB Maynard Health Products, Inc. Herman Miller, Inc. Hess Engineering, Inc. Hewlett-Packard (Pte) Ltd. Hewlett Packard Coporation Hoffman Engineering Honda of America Honeywell Howmet, Inc. Howmet Ltd. UK Hudson RCI Hughes Danbury Optical

21、 Systems Husky Injection Molding Hydro-Line, Inc. IBM ICAPS INAInnotech Integrated Handling Concepts, Inc. International Game Technology International Paper International Truck & Engine IPEC IPSCO, Inc. J&D Thermo-Fluids Technology, Inc. JDS Uniphase Jelf, Commenge y Asociados Argentina Jervis B. We

22、bb Company JMI Consulting Group Johnson & Johnson Medical, Inc. Keene Wide-Lite Kelly AFB Ken Wantuck & Associates, Inc. Kennecott Copper Mine Knapp Logistics & Automation, Inc. Kohler Co. Konal Engineering Kraft General Foods Krone Comunicaciones S.A. de C.V. Mexico Kysor/Cadillac Lacks Industries,

23、 Inc. Le Groupe Createch Leggett & Platt, Inc. Flexsim的部分用戶名單Menasha Corporation Merck Frosst , Inc. Mercury Marine Mervyns MHB Consulting Michelin Aircraft Tire Michelin Michelin Micron Semiconductor Micron Technology, Inc. Midwest Metals, Inc. Millipore Corporation Modeling Advantage Molino las Fl

24、ores Mexico Moog Automotive Morgan Stanley Dean Witter Morton International Inc. Motorola Electronics Pte. Ltd. MSC Industrial Supply Multibras S.A., Whirlpool Brazil Murdock, Madas, Schwabe Musicland Nabisco Food Group Nabisco, Ltd. NACCO Material Handling Navistar Neenah Foundry Co. New United Mot

25、ors ManufacturingNorthrop Corporation Northrop Grumman Northwestern Center Industries Orbis Orchid International Otis Elevator PA Consulting Group PC Connection, Inc. Perkin-Elmer Pfizer, Inc. Pillar Data Systems Pillsbury Company Photo Integration Research Port of Los Angeles Pratt & Whitney Pratt

26、& Whitney Precision Tool & Die PricewaterhouseCoopers Procter & Gamble Productivity Systems Associates Progressive Handling Systems Purolator Courier Qualcomm Quantum R.R. Donnelley Global Software Services Raychem Raytheon Engineers & Contractors Remstar International Inc. Richmond Cold Storage Rit

27、tal Corporation River Consulting Inc. Roadway Express Les Sailasons Brochu Lockheed Idaho Technologies Co. Lockheed Martin Federal Systems, Inc. LOGICON Syscon Corporation Long Technologies Longaberger Los Alamos National Laboratory LPC International Ltd. UK LSI Logistics Maersk Container Services M

28、allory Controls Manufacturing Engineering, Inc. Marcraft International Marston & Marston, Inc. Mason & Hanger Corporation Matthews International Corporation McClier Corporation McCombs-Wall, Inc. Mead Corporate Engineering Medical Plastics Laboratory, Inc. Flexsim的部分用戶名單 Automotive Engineering Ltd.

29、Polytechnic Southwest Material Handling, Inc. Spectacle Lens Group (Innotech) SpeedFam - IPEC St. Marys Hospital St. Onge Company Steel Equipment Specialists Stelco Stonco Genlyte Storage Tek Stream International Sun Microsystems Sunbeam - Oster Supermatic, S.A. de C.V. Mexico Symbios Logic Symmetrix Technical Change Associates Technologies Services Group Texas Instruments The Barker Group The Day Group, Inc. The Johns Hopkins Hospital The Kestrel Group Therma-Tron-X Thiokol Corporation Thomson Consumer Electronics Tree Island Industries Tree of Life Trench Limited TRW Inc