辅助自动化立体仓库设计的可视化物流仿真.doc

辅助自动化立体仓库设计的可视化物流仿真.doc辅助自动化立体仓库设计的可视化物流仿真
刘金行 交通运输规划与管理 20080390430101
摘 要：探讨了基于虚拟现实的自动化立体仓库可视化仿真辅助设计问题。 建立 了辅助自动化立体仓库设计的可视化仿真的模型， 重点论述了辅助自动 化立体仓库设计的可视化仿真的设计过程， 具体包括辅助自动化立体仓 库的设计流程，仿真模型中实体、属性、事件与策略等四要素的建立以 及仿真时钟推进机制的设计， 最后以某公司自动化立体仓库设计方案为 例，使用该仿真辅助设计对方案进行优化调整， 并从实际结果中得到了 有效性的验证。
关键词 ：辅助设计；自动化立体仓库；可视化物流仿真
1 引言
随着物流行业生产自动化水平的不断提高， 生产系统越来越复杂， 生产节奏 越来越快， 生产管理者对生产改进的每一决策都需谨慎考虑。 措施不当， 往往需 要付出高昂的代价。 而正是由于系统的复杂性、 快节奏和柔性， 要想预测每一个 决策给系统带来的后果， 已经是人的大脑无法完全胜任的了。 计算机仿真技术弥 补了这一不足， 成为自动化物流系统管理者的有用工具， 成为生产系统规划设计 人员的得力助手。
目前，对自动化立体仓库的辅助设计方面的研究主要集中在参数优化选择方 面，关宏、苑韬等 (2004)以斯麦霍夫的模型为基础，采用以堆垛机使用效率为目 标函数提出了货架最佳高度和长度。周奇才 (1999)、刘昌祺 (2004)等也以斯麦霍 夫的模型为基础做了若干改进， 但总体并没有脱离斯麦霍夫的连续函数模型。 对 库容设计则主要针对油库、 气库以及水库， 涉及自动化立体仓库较少。 在物流仿 真方面，可视化仿真技术目前已经成为主流趋势， 分为半物理实现和计算机仿真 两种。任浩、谭庆平 (2000)提出一种新型的 Web 环境下 3D 交互仿真结构，并使 用了 JAVA配合VRML语言工具，建立了虚拟装配的环境，这一方面的研究还有 高钦和、成曙 (2001)等。计算机可视化仿真的实现多为采取编程工具自行开发设 计，针对性较强，而通用性、代码重用性和功能上相比国外软件偏弱。
2 自动化立体仓库的辅助设计流程
从库存风险管理的角度出发，改进德国弗劳恩霍夫物流研究院 Requirement Estimation Approach经验模型，引入定量方法，使设计流程适合中国的情况。图 1是设计流程。
图1仓储库容能力设计流程
流程从预测部分开始，首先通过对宏观经济因素的回归分析， 得到企业的年 存储需求量，然后从物流交换量角度，通过经验系数确定通过该仓库的年货物量。 通过对企业生产周转次数调研，并通过宽放比例的修正，得到自动化立体仓库库 容量大致范围，最后确定库存策略，将三类风险加以综合考虑，建立库容计算模 型，确定容量大小。
采用自底向上的方式对自动化立体仓库设计流程加以改进， 整体流程为收集 研究原始资料，定义物流需求特征，包括货物到来的时间特征、数量特征、质量 特征和其他特征，根据以上特征选择托盘材料和类型， 进而确定货位个数和货架 结构，选择配套的搬运机械设备，与机械设备适合的巷道形状和长宽度， 选择仓 库内的布局，最后模拟整个储存系统。如图 2所示。
图2 自底向上的仓库设计流程
仓库参数的确定在自动化立体仓库设计流程中起着至关重要的作用， 根据最 优参数设计出来