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1、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
2、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/RS Simulation Design Based on FlexsimABSTRACTWith the development of computer information technology and the increasing competition, market has put new demands on enterprise logistics system and the AS/RS is paid mor
3、e and more attention and widely used. The research of its operational efficiency has also become the focus of enterprise. Flexsim software, which is for discrete system modeling and simulation, is a good choice for AS/RS simulation planning. Logistics simulation use computer technology to simulate t
4、he real logistics system through simulation activities and processes and then verify that the construction of the logistics project effectiveness, rationality and optimization of the effect. This paper takes an automated warehouse of one company as an example to further explore the general method of
5、 using the Flexsim modeling and simulation, based on the basic components and work processes of the AS/RS. Warehouse logistics process is analyzed as a whole through the simulation of AS/RS logistics. Based on the various operating characteristics, researched on the simulation of the overall process
6、, identified the unreasonable place and then optimized it, the results show that the efficiency of warehouse operations is improved after optimization.Key words: 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
7、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23 1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
8、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
9、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
10、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
11、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。1.3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
12、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。2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-Automated Storage and Retrieval System)，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
13、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。自动化立体仓库除了库房、货架等硬件组成外，为了实现货物的自动存储和取出，还需要相应的管理、控制以及执行等系统。下面介绍下仓库主要组成部分：(1)货架一般为钢铁结构构
14、成储存商品的单元格。高层货架仓库的主要有货架高密度，高度和长度较大，排列较多，巷道较窄等特点。因为货架是一种架式结构物，它可以充分地利用仓库空间，提高仓库利用率，增加仓库吞吐能力。存入货架中的货物，分类清楚，互不挤压，是立体仓库的最佳选择。(2)堆垛机堆垛机是随着立体仓库的出现而发展起来的起重机，是立体仓库中重要的运输设备。堆垛机采用手动、单机自动、联机自动等控制方式。它主要在高层货架的巷道内来回行走，将入口货物存入货格，或者取出货格内的货物运送到出口。巷道式堆垛机由运行部分、起升部分、装有存取货装置的载货台、车身，和电气设备五部分组成3。(3)出入库输送设备出入库输送设备主要将货物输送到出入
15、库指定位置和堆垛机上下料位置，可根据货物的特点和仓库结构选择相应的传送带输送机、机动辊道、链传动输送机等设备。(4)电气控制与计算机管理设备自动化立体仓库还拥有完成以下诸如对货物品名、货号、数量等产品信息进行识别的设备；对堆垛机等设备进行位置控制、速度控制、以及方向控制的微处理器和可编程序控制器等设备；负责协调系统中各个部分的运行监控及调度的设备；完成整个仓库的账目管理和作业管理计算机管理系统；对各设备之间进行大量信息交换的数据通信设备。2.3自动化立体仓库的分类自动化立体仓库是一个复杂的系统，由控制、通信等众多子系统构成。按不同方式可以分为多种形式。正是由于它分类的多样性，易满足各方面的需求，故深入而广泛地应用于各行各业，下面为几种常见的自动化立体仓库类型4：(1)整体式仓库：即库房与货架形成一体化结构。货架除了具有存储货物的功能以外，还能作为建筑物的支撑结构，是建筑物一个组成部分。(2)分离式仓库：即储存货物的货架单独存在。根据已有建筑物可改造
