发布时间 : 星期二 文章基于Flexsim的自动化立体仓库仿真与优化论文 - 图文更新完毕开始阅读84bb103b31126edb6f1a10b9
云南农业大学工程技术学院毕业论文
Flexsim主要提供了一下几个方面的功能：
（1）建模：可以定义队列、缓冲器、等待区域、操作任务、运输工具、输送机、AGV、立体化仓库、自动存取设备、路径等基本元素的标准属性和特殊属性。
（2）仿真：采用优化的仿真运算法则技术，固定的或变化的时间仿真运行，可对离散事件进行仿真。
（3）统计：可对多种概率分布(均匀、正态、指数、爱尔朗、经验分布等)进行统计分析，并带有随机数生成器。
（4）分析：输入数据分析，包括数据设置分析、最合适建议等，并可导入微软的Excel的数据。输出数据分析，包括可输出队列曲线图、柱状图、饼状图或者动态显示用户自定义的图表格式，并可将数据输出到微软的Excel中。
（5）动画和文档：可产生二维、三维动画，可对摄像机进行移动，缩放，旋转。可按功能性或元素排序自动生成模型文档，产生仿真事件跟踪报告，输入参数值列表等。
2.2 Flexsim仿真实体库
Flexsim库由实体组成，这些实体之间可进行方便易懂的交互。这些实体是采用面向对象的方法构建的，具有父类/子类的层次结构。子类实体继承父类实体的属性和默认行为，同时又特别指定了适用于特定情形的行为【12】。图2-1所示为Flexsim的常用实体。
图2-1 常用实体
发生器(Source)：创建在模型中行进通过的临时实体。每个发生器创建一类临时实体，并能为它所创建的临时实体分配属性，如实体类型或颜色。
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暂存区(Queue)：在下游实体尚不能接收临时实体时暂时储存它们，即缓冲区。 吸收器(Sink)：吸收模型中已被全部处理的临时实体。
处理器(Processor)：在模型中模拟对临时实体的处理过程，处理过程仅被模拟为一段强制的时间延迟。
合成器(Combiner)：合成器用来把模型中行进通过的多个临时实体组合在-起，如可以摸拟装盘的作业。
分解器(Separator)：分解器用来将一个临时实体分为几个部分，如可用来模拟拆分一个由合成器装盘的临时实体。
输送机(Conveyor)：在模型中沿一系列路径移动临时实体，输送机可以分段来定义路径，每个分段可以是直线的也可以是曲线。
货架(Rack)：将货物存放在货格内，货架的层数和列数可以自定义。 分配器(Dispatcher)：控制一组输送机或操作员。
操作员(Operator)：模拟一个具体的工人，可以在预置、处理货物、维修过程中使用它。
运输机(Transporter)：从一个实体向另一个实体搬运货物，如有需要也可以一次搬运多个货物。
网络节点(Networknode)：定义运输机和操作员遵循的路径网络。通过使用样条线节点来增加路径弯曲部分从而改变路径。
可视化工具(VisualTool)：采用道具、风景、文字和展示幻灯片来装饰模型空间，目的是给模型更逼真的外观。
记录器(Recorder)：在模型中以图形的形式记录和/或显示信息；还可以用记录器来捕获表数据、标准数据和用户定义的数据。
堆垛机(ASRSvehicle)：在两排货架间的巷道中往复移动，从/向货格中取/存货物。堆垛机可以充分展示伸叉、提升和行进动作，提升和行进是同时进行的，而伸叉运动在堆垛机停车后再进行。
2.3 Flexsim仿真控件
图 2-2 仿真空间控件
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重置(Reset)：使模型重置。模型中每一个实体都调用重置触发函数，在仿真之前先进行重置。
运行(Run)：仿真模型开始运行。模型时钟连续推进知道模型停止，或者直到不再需要产生任何事件时。
暂停(Pause)：仿真模型停止运行，但不调整模型中各实体的状态，按“重置”键后继续运行模型。
停止(Stop)：仿真模型停止运行，同时更新模型中所以实体的状态。如模型不被重置，按“重置’’键可接着被停止的时刻继续运行。
逐步(Step)：将模型仿真钟设定到下一个需要发生事件将要发生的时刻，然后这个事件发生。此模型可以使仿真模型按事件步进。
图 2-3 仿真时间控件
仿真时间(Run Time)：显示模型运行的当前时间。显示的值没有单位，可以视为任何时间单位(小时、天等)。
仿真时间/真实时间(Run Speed)：此滑块定义实际一秒代表Flexsim中多少个时间单位。
2.4 Flexsim仿真软件的仿真步骤
Flexsim仿真软件建模过程通常分为六个步骤
[13]
：
(1)业务模型的简化：确定入库作业的影响因子。如果所确定的因素是非模型影响因素，则删除该因素值。再通过简化后的业务模型与Flexsim所含控件比较，确定所删除的参数是否影响仿真模型的实际运行。重复该简化过程，直到所有因素值被确定。
(2)三维模型的建立：通过Visio工具进行模型的布局。通过Flexsim的导入功能直接生成三维模型。按照简化后的业务模型，建立各三维实体间的关联。
(3)仿真的数据建模：仿真的数据建模是整个仿真模型的数据驱动。对仿真对象的
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相关数据进行采集，分析采集的数据，得出近似的数据分布函数。数据建模分为三个步骤：首先，将实际业务中的数据导入ExpertFit中，得到各种数据的均值、最值；然后，选择最佳的概率分布函数，并比较选择概率分布函数；最后，确定其分布函数的具体参数。
(4)模型关联并确定参数：通过端口(包括输入/输出端口和中间端口)建立各Flexsim实体的相互关联，并对各实体涉及的参数进行设置。
(5)编写仿真程序：仿真程序提高了Flexsim实体间的关联度和二次开发能力。通过编写程序可以很方便的将建模者的不同想法或策略引入到仿真模型中。
(6)模型运行和结果输出：模型运行，可以很直观的透过3D动画查看系统的运行状况，或者生成运作绩效报告，并对影响系统运行效率的因素逐一进行分析。
3.基于Flexsim的某企业自动化立体仓库分析
3.1 昆明某企业自动化立体仓库概述
昆明某企业是一家大型机械制造型企业，物流中心采用单元货架式自动化立体仓库，存储对象主要为中小型成品零部件、中小型外购件、标准件、精密刀、量、夹等工具器具等中小体积的产品，将所有产品共分为四个系列，每个系列存至相应货架中。货架沿仓库的宽度方向分为四排，每两排货架为一组，其间有条巷道，供堆垛起重机通行。每排货架沿仓库纵向方向分为数列，沿垂直方向又分为若干层，从而形成大量货格，用以存储货物。货物的存取和搬运过程都是由计算机自动控制完成的。
3.1.1 昆明某企业自动化立体仓库平面图
通过对企业的实地考察，分析简化后得到如图3-1所示的平面布局示意图。将此图导入Flexsim中，用于模型的布局设置。
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