基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计

基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计摘要随着计算机信息技术的发展和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库受到了越来大的关注并得到广泛应用。其运营效率的研究也成为企业关注的焦点。Flexsim软件针对离散系统的建模和仿真，是自动化立体仓库仿真规划的理想选择。物流仿真利用计算机技术来模拟真实的物流系统，通过仿真活动和过程来验证物流项目建设的有效性，合理性和优化的效果。本文以一个公司的自动化立体仓库为例，根据自动化立体仓库基本组成和工作过程，进一步探究采用Flexsim软件进行建模仿真的一般方法。通过仿真自动化立体仓库物流系统，对仓库物流过程进行整体分析。根据各部分不同的运行特点，对仿真的整个流程进行研究，找出其不合理的地方并对其进行优化，结果显示优化后仓库作业效率得到提高。关键词：自动化立体仓库；Flexsim；建模；仿真AS/RSSimulationDesignBasedonFlexsimABSTRACTWiththedevelopmentofcomputerinformationtechnologyandtheincreasingcompetition,markethasputnewdemandsonenterpriselogisticssystemandtheAS/RSispaidmoreandmoreattentionandwidelyused.Theresearchofitsoperationalefficiencyhasalsobecomethefocusofenterprise.Flexsimsoftware,whichisfordiscretesystemmodelingandsimulation,isagoodchoiceforAS/RSsimulationplanning.Logisticssimulationusecomputertechnologytosimulatethereallogisticssystemthroughsimulationactivitiesandprocessesandthenverifythattheconstructionofthelogisticsprojecteffectiveness,rationalityandoptimizationoftheeffect.ThispapertakesanautomatedwarehouseofonecompanyasanexampletofurtherexplorethegeneralmethodofusingtheFlexsimmodelingandsimulation,basedonthebasiccomponentsandworkprocessesoftheAS/RS.WarehouselogisticsprocessisanalyzedasawholethroughthesimulationofAS/RSlogistics.Basedonthevariousoperatingcharacteristics,researchedonthesimulationoftheoverallprocess,identifiedtheunreasonableplaceandthenoptimizedit,theresultsshowthattheefficiencyofwarehouseoperationsisimprovedafteroptimization.Keywords:AS/RS;Flexsim;Modeling;Simulation目录1前言.................................................11.1课题的来源及意义........................................11.2国内外的发展现状........................................11.3课题研究的内容..........................................22自动化立体仓库概述...................................32.1自动化立体仓库的定义....................................32.2自动化立体仓库的组成....................................32.3自动化立体仓库的分类....................................32.4自动化立体仓库的特点....................................43Flexsim仿真环境......................................53.1软件简介................................................53.2软件窗口组成............................................53.2.1菜单..................................................53.2.2实体库................................................63.2.3仿真控制栏............................................63.3软件的仿真步骤..........................................64自动化立体仓库仿真模型和优化的实现....................84.1基本规划................................................84.1.1实例要求..............................................84.1.2立体仓库的基本参数....................................84.2仿真实验的流程..........................................94.3立体仓库布局............................................94.4模型建立...............................................104.4.1设置布局.............................................104.4.2定义流程.............................................114.4.3设置参数.............................................114.5自动化立体仓库仿真分析.................................154.5.1仿真模型运行及结果统计...............................154.5.2仿真结果分析.........................................174.6自动化立体仓库的优化...................................175总结................................................21参考文献...............................................22致谢...................................................2211前言1.1课题的来源及意义随着经济全球化的发展，企业面临前所未有的竞争压力，储存、运输所消耗的费用在生产总成本中所占的比例越来越大。物料储存和运输等物流过程中存在着极大的潜力，作为“第三利润源”所起的作用越来越大。自动化立体仓库作为物流链上重要的环节之一，受到了前所未有的重视。它的发展正是顺应时代的要求，它是现代机械电子和物流行业相结合的产物，由具有智能的物流设备和计算机控制和管理系统构成。如何使自动化立体仓库规划和设计更加合理，如何实现仓库的高效运行，已经成为物流等行业研究的课题。自动化立体仓库有多方面的优越性，面对日益上涨的地价，它能在有限的空间内，提高仓库的利用率；对存取节奏较快的货物，能降低工人劳动强度，起到提升生产效率的作用；现代化的企业利用自动化立体仓库，便于形成先进的物流系统，对企业管理水平的提高有重大意义。系统仿真技术正是帮助自动化立体仓库设计人员实现上述目标的重要途径[1]。在设计之前面对众多的设计方案，利用Flexsim软件进行仿真，参照它提供的大量回馈信息，对方案的优劣进行分析论证，综合各方案的优点进行设计的修正，力求使设计的方案达到最佳的效果，避免资金、人力的浪费和时间的消耗；对于已投入使用的自动化立体仓库，在不对原系统进行任何更改的情况下，利用仿真技术尝试解决，结合其强大的数据统计功能，找出系统存在的问题，经反复修改仿真模型提出最终的解决方案，以提高仓库的利用率和仓库内设备的运行效率，使建成后的自动化立体仓库能获得良好的使用效果。1.2国内外的发展现状自动化立体仓库也称高架库，通常采用几层十几层高的货架储存单元货物。美国是最早应用自动化立体仓库的国家，最初出现的是采用桥式堆垛起重机式的立体仓库。后来，由于技术的发展，计算机控制技术应用于高架仓库中并开始在美国和欧洲迅速发展。60年代中期，日本根据国内需要，紧随时代潮流开始兴建立体仓库。随着PLC等更先进技术的发展和相关技术的日趋成熟，立体仓库得到了长足的发展，成为企业生产管理的重要组成部分，因而在日本得到了广泛应用，这也使其成为当今世界上拥有立体仓库数量最多的国家之一[2]。我国起步相对较晚，我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库开始研制于1973年，直到七年后才投入运营。在经历了发展缓慢的起步阶段后，我们一方面引进国外先进技术，一方面进行自主研发，积累了大量经验。目前我国自动化立体仓库进入高速发展的阶段，近几年，根据相关资料统计，每年市场需求平均达90套左右，到2010年底市场保有量超过了1000套。由于立体仓库具有高空间利用率，便于进行计算机管理等优点，使其在机械、化工、电子、医药、冶金、烟草、配送中心等行业得到了快速应用和发展。21.3课题研究的内容本课题研究的主要内容包括以下几个方面：(1)了解了自动化立体仓库的国内外发展现状，及本课题目的和意义。(2)熟悉了自动化立体仓库的基本概况和特点。(3)以某立体仓库为研究对象，利用Flexsim仿真软件搭建仓库模型，建立各设备之间的逻辑关系，利用它强大的数据统计功能，查看设备运行的各项参数和效率。在建模仿真过程中，掌握了Flexsim仿真软件的基本使用方法和运用Flexsim建模的一般方法。(4)以仿真输出的数据为依据，对结果进行分析，针对配置不合理的地方，通过优化资源配置，提出可行的优化方案，与优化之前的方案相比较，验证优化之后方案的合理性，力求在一定程度上达到解决系统问题的目的。32自动化立体仓库概述2.1自动化立体仓库的定义自动化立体仓库（AS/RS-AutomatedStorageandRetrievalSystem)，又称自动存储和检索系统或自动化仓储系统，是物流仓储中出现的新概念。自动化立体仓库技术是一种新型的仓储技术，是物料搬运和仓储科学中的一门综合科学技术工程。利用立体仓库技术和设备可使仓库高层设计趋向合理，使用简便等操作。其用计算机进行控制和管理，并使用自动控制的巷道堆垛机进行存取操作，实现了存取自动化。同时它集管理、机械、电气于一体，采用先进的PLC等计算机控制技术，凸显了立体仓库较高的技术水平。2.2自动化立体仓库的组成货架、堆垛机、出/入库输送设备属于自动化立体仓库系统的主要组成部分。自动化立