发布时间 : 星期五 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
图3-9 堆垛机运行结果
通过对两个堆垛机进行统计，统计结果如表3-4所示：
表3-4 堆垛机运行统计表
堆垛机属性 空闲 空载行驶 载货行驶 最小等待时间 最大等待时间 平均等待时间 堆垛机1 55.1% 22.1% 22.8% 10.982s 20.476s 15.907s
（4）货架
存储区货架主要进行入库货物的仓储，存储区货架的主要评价指标是最大库存量、现有库存量、输入货物总数、输出货物总数和库位利用率，现将仿真数据记录如表3-5
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堆垛机2 55.0% 22.1% 22.8% 10.170s 20.714s 15.614s 云南农业大学工程技术学院毕业论文
所示。
表3-5 货架运行统计表
货架 输入 输出 当前库存 最大库存 库存均值 平均停留时间
3.4.2 仿真结果分析
根据模型模拟运行28000s时的图表，分析结果如下：
(1)通过图3-7及表3-2可以看出，入库工作台运行比较合理，空闲时间仅在5%左右。这主要是因为，工作台主要接收按系列分拣后的产品，由分拣传送带分配到各个工作台，然后进行人工码盘操作，整个过程工作台基本都有工作内容。但也不难看出，工作台的收集时间所占比重比较大，这是因为工作台需要进行的是码盘工作，预设为4个产品码作一盘，因而，工作台大部分时间是在等待其余的产品流入工作台，完成码盘后，才能转往下一个工作站—检验器。造成这个现象的原因主要是产品（临时实体）产生速率，产品产生速率慢，则工作台就只能等待收集。因此，模型中的临时实体到达时间间隔应制定得更短为宜。
(2)从图3-8和表3-3可以看出，入库检验器运行结果不大理想，空闲时间均在80%左右，等待运输工具运送的时间占10%，而真正检验器工作的时间仅占10%左右。造成这一现象主要因为检验器需等待上游的工作台完成工作后，由任务执行器再将码盘后的产品运送至检验器检验。而这一过程中，工作台码盘时间所占比重比较大，加之有一段运输距离，因而产品到达检验器的时间间隔比较长，这是造成检验器空闲时间比过大的主要原因。此外，由于检验器检验完成后，是由堆垛机进行运输存储，而堆垛机还需进行产品的出库运输，在这一对堆垛机的分配过程中，也会造成产品滞留在检验器，加大检验器空闲时间比。
（3）从表3-4和表3-5可以得出堆垛机工作效率和货架库位的利用率，如表3-6
1 120 92 28 34 26.2 7049.39 2 110 83 27 33 24.2 7035.51 3 122 88 34 34 26.1 7033.22 4 116 88 28 34 25.2 7036.4 - 23 -
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所示：
表3-6 仿真分析结果
利用率(%) 堆垛机1 堆垛机2 44.9 45 货架1 18.9
①从表3-6可以看出，两堆垛机的效率都不高，没有达到50%。主要原因是货架中货物停留时间过长，单出/入库作业居多。在开始仿真后的三分之一的时间内，货架上的货物数量是在一直增加的，这就说明在这段时间内入库量远大于出库量。在这之后的一段时间内，由于先前存入的货物按照先进先出的原则，在停留时间陆续到达后，此批货物会陆续出库，这就造成货架的货物急剧减少，在出库货物量接近总的出库流量后，货架只接收货物，而不向外发货，从而使货物量在最后三分之一时间内急剧增加。 ②从表3-6可以看出，四排货架的利用率是很低的。导致这一现象的原因是额定入库量与额定出库量差值过小，只有117，也就是说每排货架的库存量平均只有29，库位利用率平均仅为16.1%。但这主要考虑到仓库的周转周期只有4.5天，要有足够的货物来容纳每天剩下的货物。
货架2 18.3 货架3 18.9 货架4 18.9 4 自动化立体仓库的分析优化
4.1 优化方案
通过上一章的分析了解到系统中的入库工作台、处理器存在空闲时间过长的问题，货架及堆垛机存在利用率不高的问题。针对这些问题，可通过调整发生器参数，改变运输方式，调整货架区参数等手段来寻找系统优化方案。
本文将通过多次仿真，在研究某一变量对系统的影响时视其它变量暂时为常数，从而避免复杂的分析过程，实现逐个击破。具体操作如下：
(1)假定运输工具及货架区参数不变，将发生器临时实体到达时间间隔视为变量，对模型进行运行和分析；
(2)假定发生器和货架区参数不变，将运输工具及其参数视为变量，如更改运输工具数量或用传送带代替运输工具；
(3)假定发生器和运输工具不变，将货架区参数视为变量，如改变货物的出/入库时间间隔或货架中货物的最小停留时间；
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(4)综合前三者的结果，综合优化系统的资源配置。
在优化并仿真的过程中，分析每个参数的改变对系统的影响，找出参数改变与系统效率之间的变化规律，并通过这种趋势修改实体参数，直至达到预期目标。
4.2 模型修改及仿真 4.2.1 模型分析修改
根据以上对自动化立体仓库的分析及优化方案设计，通过对模型的多次模拟运行及结果统计分析，找出直接影响各工作站工作效率的因素，进行合理化的修改后，得出具有一定针对性的可行性结论。现对模型的优化分析如下：
(1)因各工作站空闲等待时间均过长，故考虑提高临时实体产生速率。做出修改为：临时实体到达时间间隔为指定，从原来的15s更改为10s;
(2)因入库工作台等待收集产品码盘时间过长，且产品由分拣传送带传送，故考虑提高分拣速率及分拣传送带传送速率。做出修改为：分拣传送带传送速度由原来的3增加为5；
(3)通过将其它因素视为常数，只将运输工具视为变量，分析研究工作台与检验器之间的运输方式发现，由两个任务执行器进行运输与其它运输方式对模型运行结果无明显影响，故不对此运输方式进行修改；
(4)因货架利用率不高，即产品入库量与出库量差额比较小，故此，对货架区参数调整为：额定入库量增加为700盘，出库量保持原有不变400盘；最大容量不变，最小停留时间有原来的7000s变为10000s。
4.2.2 模型优化分析
通过以上修改，重置运行模型后，得到以下的统计结果。对比优化前的数据，得到以下表格：
(1)入库工作台优化前后运行情况统计结果显示，工作台的收集产品等待码盘的时间比例由原来的88%下降为73%，工作台运行效率明显增加。对比情况如表4-1所示.
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