自動化倉庫中轉作業與庫容關系的研究-資料下載頁

　　

【正文】 )代表在某時刻的庫容，Q(k1) 代表某時刻前一時刻的庫容，庫容的大小以托盤個數表示。 VB代表汽車每小時卸托盤的個數(SKU/h) VC代表火車每小時裝托盤的個數(SKU/h)。28 / 77圖 33 來火車、發汽車作業時序圖由于，火車和汽車的接收和發放是有時間間隔的，如圖33，圖中t0 為火車接收的時間間隔，圖中陰影處分別為火車、汽車的裝、卸貨時間，t1 、t2 、tt4為汽車到達自動化倉庫的間隔時間。在前一輛汽車未完成裝貨時后一輛汽車就已經在等待裝載了，那么后一批汽車到達的時間和前一批汽車裝貨完成的時間間隔為負值，如圖33中的t4。因此，由于火車、汽車的作業，在任一時刻， 33式就分可以細分為以下4種情況：有火車，有汽車時，Q（k）=Q(k1)+VBVC 有火車，無汽車時，Q（k）=Q(k1)+VB無火車，有汽車時，Q（k）=Q(k1)VC無火車，無汽車時，Q（k）=Q(k1)正是由于自動化倉庫的中轉作業使得自動化倉庫的庫容發生動態變化，如圖33。仿真模擬系統總體結構(見圖 34):29 / 77 圖34 模擬系統總體結構 仿真模型模塊程序模塊如圖35：圖 35 發放汽車模擬模塊結構圖自動化倉庫服務系統中待裝載汽車可看作是一隊列。當要發放的汽車到自動化倉庫服務時，若有空閑位就停靠進行裝車作業，若月臺被占用，就按先后次序排隊，并且排隊達到一定長度時汽車選擇中途離開自動化倉庫。汽車的調度可簡化為從這一隊列中按順序選擇下一待裝貨的汽車。另外，對于每一輛汽車來說，被選中后的工作過程可分為靠近月臺、裝貨、離開月臺三個部分，而且先后的兩輛汽車的進出自動化倉庫的過程不能重疊，即只有上一輛汽車離開月臺之后，下一條汽車才能靠近自動化倉庫的月臺。根據以上情況，設計汽車調度模塊的結構如圖 36。30 / 77圖 36 汽車調度模塊結構圖 等待概率、設備利用率等的確定利用[0,1]之間的均勻分布隨機數，可求得兩批汽車發放的時間間隔 ，若以 表tkT示第 k 批汽車的發放時刻，則 (34)tTk???1式 34 可生成在仿真時間內的汽車發放時刻表。結合(34)、(35)可求得汽車 k 開始裝貨的時間、汽車 k 開始裝貨前的等待時間、恰在汽車 k 開始裝貨之前自動化倉庫設備空閑的時間、汽車 k 裝貨完畢時間等參數，從而可求得汽車等待 1 小時、2 小時或更長的概率，倉容利用率、設備利用率等。例如： 設備利用率 = (35)Ttmi??1 (36)mnn全 年 總 汽 車 數小 時 的 汽 車 數等 待 大 于小 時 概 率等 待 (37)720/)(7201?kRQ倉 容 利 用 率 式中 —第 i 批汽車作業時間，(h)；it n—小時數； T—仿真時間，(h)； m—汽車批次； Q(k)為 k 時刻庫容； R 為設計倉容。31 / 77 自動化倉庫的仿真數據按自動化倉庫作業特點生成了服從特定概率分布的仿真數據：1. 產生的1000個[40,50] 區間均勻分布發放汽車隨機時間間隔（見圖37）:43,46,43,40,48,44,46,40,49,43,44,48,42,40,41,49,41,40,50,48,41,44,45,46,47,49,48,41,46,45,41,48,48,42,47,43,41,48,50,43,…………,44,57,43,42,48,47,41,49,48,47,50,40,50,50,40,43,43圖 37 均勻分布發放汽車隨機時間間隔（見圖38）：53,56,50,53,49,57,58,45,59,46,49,46,55,54,59,54,48,47,58,56，52,51,57,50,48,53,51,60,50,49,56,58,52,55,54,48,49,50,53,58,…………,57,47,56,53,52,56,59,57,52,54,49,52,51,59,46,55,5832 / 77圖 38 指數分布發放汽車隨機時間間隔（見圖39）：49,48,50,51,49,47,50,51,50,49,49,51,48,48,48,48,51,50,51,50,50,50,49,49,48,48,49,49,47,49,51,50,48,47,49,50,49,42,50,50,…………,51,51,51,51,59,50,49,50,49,50,51,50,50,50,49,51,4933 / 77圖 39 正態分布發放汽車隨機時間間隔下面以森馬服飾有限公司自動化倉庫系統為例進行分析。 詳細信息數據如下：全年自動化倉庫的汽車發放的平均時間間隔（以 ta 表示） ，這是通過實地調研全年總周轉量( 以 YZXM 表示)，全年作業時間（以小時為單位，全年工作時間 300 天，每天 24 個小時） ，及汽車單車運載量(以 TT 表示) ，然后通過下面的計算公式 38 得到的。 ta=300*24/(YZXM/TT) （38）（1） 主要技術參數如表 3334 / 77表 33 主要技術參數自動化倉庫（個） 1年周轉量 YZXM（個） 24 萬托盤日吞吐量 1620 個托盤 倉庫庫量（個） 3 萬個托盤（2） 發放汽車 表 34 集裝箱半掛車參數項 目 參 數外形尺寸 1250024501510（mm）整備質量 4500(kg)軸數 2軸距： 4240+1320(mm)軸荷 18000(kg)(并裝雙軸）額定載質量 30480(kg)汽車運輸的單元形式是托盤,采用的是集裝箱半掛車（見圖 310） ，其主要參數如表 34，用于運輸 40 英尺標準集裝箱，40 英尺標準集裝箱外形尺寸為1219024402590（mm） ，內部尺寸為 1180021302180（mm） ，托盤尺寸為 1200 800150 (mm） ，一個托盤以及貨物加起來的最大高度為 1950 mm，高度方向上最多可以放 1 個托盤，寬度方向上最多可以放 2 個托盤 ，長度方向上最多可以放 9 個托盤，因此一個 40 英尺標準集裝箱可以放 18 個托盤。每次發放汽車 15 輛，為 270 個托盤，汽車發放間隔平均時間通過式 31 計算得到，為 1 小時，根據日吞吐量為810（1620/2）個托盤，經檢驗確定設定汽車發放的時間符合要求。35 / 77圖 310 集裝箱半掛車及集裝箱表 35 汽車車型項 目 汽車單汽車容量 18 個托盤15 輛汽車容量 270 個托盤裝汽車時間 1 小時裝汽車速度 270 個/小時發放間隔平均時間 ta 1 小時（3）火車接收 火車采用的是快運活動側墻棚車（見圖311） ，該車的材料為全鋼，連接工藝為焊接，是鐵路貨車中的通用車輛，用于運送各種受到惡劣的天氣容易受損或腐敗的貨物，如糧食，肉類，各種工業用品及各種精密的儀表設備等。該車的防雨、防盜性能良好，既能滿足用叉車裝卸的需要，又能滿足人工裝卸的需要，尤其是用叉車等裝卸工具進行機械卸載作業時能體現很大的優勢，如提高裝卸效率，減少作業時間，因為組成該車單節車廂的車皮的兩面側墻均是可移動的，移動側墻可以使單節車廂的車皮的車門打開半個車長的長度，從車廂的兩側都可以進行卸載作業，卸載方便快捷。其性能參數如表36 。圖 311 快運活動側墻棚車及托盤36 / 77表 36 火車性能參數項 目 火車最大運行速度 120 km/h 容積 135 m3 地板面積 43 m2　 車輛長度 16438 mm 　 車輛定距 11700 mm 車輛寬度 約 3134 mm車輛高度 約 4435 mm 固定軸距 1750 mm載重 60 t自重 t 軸重 21 t火車運輸的單元形式是托盤，這里采用的是 1200800150 mm,一個托盤以及貨物加起來的最大高度為 1950 mm，車輛高度為 4435 mm，高度方向上最多可以放 2 個托盤，車輛寬度約 3134 mm，一個托盤寬度為 800 mm，寬度方向上最多可以放 3 個托盤，車輛長度 16438 mm，一個托盤長度為 1200 mm，寬度方向上最多可以放 13 個托盤，所以一節火車車廂可以放 78（2*3*13）個托盤，為共 20 節，一列火車的運載量（以 CC 表示）為 1560 個托盤。火車發車時間間隔（以 DC 表示）由式 39 算出，為 小時。根據火車日吞吐量為 810(1620/2)個托盤，所以，火車的運載量是合適的。 DC=300*24/(YZXM/CC) （39）表 37 火車接收情況項 目 火車單車容量 1560 個托盤卸車時間 2 小時卸車速度 780 個托盤/小時發車間隔時間 小時 本章小結? 按自動化倉庫作業特點生成了服從特定概率分布的仿真數據。? 建立了自動化倉庫中轉作業隨機系統仿真數學模型。37 / 77? 建立了自動化倉庫中轉作業系統，指出倉庫容量、等待概率、設備利用率等是自動化倉庫物流系統中的關鍵問題。38 / 77第四章 自動化倉庫中轉作業系統的仿真軟件 軟件功能自動化倉庫容量、汽車等待概率、庫容利用率、設備利用率是本課題的核心部分，這里對自動化倉庫中轉作業仿真系統進行軟件開發，軟件主要由兩個功能模塊組成，即主程序模塊和子程序模塊，主程序模塊用戶可以選擇要仿真的對象，子程序模塊，在此模塊中輸入相應仿真參數，通過仿真輸出自動化倉庫庫容變化曲線，最大、最小中轉庫容的大小、等待概率、設備利用率等輸出數據。 軟件模擬過程的程序框圖模擬過程如圖41： 圖 41 模擬過程流程圖39 / 77 軟件的實現 自動化倉庫中轉作業系統的仿真界面圖 42 是自動化倉庫中轉作業仿真系統的軟件界面，該界面有屏幕截圖功能，在該界面點擊“進入自動化倉庫中轉倉容設計仿真界面”按鈕即可進入仿真主界面（見圖 43） ，在該界面輸入年總周轉量、汽車單次運載量、火車單次運載量、火車卸載速度、汽車裝載速度等相關參數（也可以點這些輸入參數后面的小三角，選擇輸入數據）后，選擇接受規律、發放規律以及程序運行的速率，系統在 VB 程序中完成數據處理，最后將得到的自動化倉庫庫容變化曲線及輸出數據在 VB 仿真主界面顯示，輸出數據有：最大暫存庫容，最小暫存庫容，發放汽車數量，接收火車數量，等待概率（汽車） ，設備利用率，年平均庫容利用率發放汽車平均時間間隔，接收火車平均時間間隔。圖 42 自動化倉庫中轉仿真系統軟件界面40 / 77圖 43 自動化倉庫中轉作業仿真系統還有一種實現方法是在 VB 程序中完成數據處理后調用 MATALB 進行圖像處理，最后在 VB 主界面顯示。在圖 43 的界面中點“調用 MATALB”按鈕即可實現。前一種方法單次運行仿真程序圖像直觀清楚，但運行仿真速度較慢，運行單次仿真需要 20秒，運行仿真 100 次需要用 20 分鐘的時間，而后一種方法仿真速度快，運行單次仿真僅僅用 5 秒，運行仿真 100 次僅需兩分鐘，圖形利于分析庫容的使用頻率，但圖形可控性不如 VB。自動化倉庫中轉作業仿真系統還可以實現程序在運行過程中的暫停和繼續，以及任何時間的截圖功能，包括程序在運行過程中的截圖，這些功能都是在 VB 界面下實現的。倉容仿真的程序如下：39。計算第 1 批汽車開始裝載到離開的倉容變化Q(0) = Q0For k = 1 To startime(truck) + load If BT(k) = 0 And TR(k) = 0 Then VBB = 0: VCC = 0: GoTo 300 39。無汽車無火車 If BT(k) 0 And TR(k) 0 Then VBB = VB: VCC = VC: GoTo 300 39。有汽車有火車 If BT(k) 0 And TR(k) = 0 Then VBB = VB: VCC = 0: GoTo 300 39。有汽車無火車 If BT(k) = 0 And TR(k) 0 Then VBB = 0: VCC = VC: GoTo 300 39。無汽車有火41 / 77車300 Q(k) = Q(k 1) + VBB VCC R(k) = Q(k) Next k 等待概率、設備利用率的程序實現 等待概率、設備利用率的程序實現框圖如圖 44。 42 / 77圖 44　自動化倉庫等待概率、設備利用率程序流程圖43 / 77程序如下：39。產生服從指數分布汽車時間間隔表Function EXPDEV1(DUM, EXPB) As Double Rand