自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與庫容關(guān)系的研究-資料下載頁

【導(dǎo)讀】成果，論文中有關(guān)資料和數(shù)據(jù)是實(shí)事求是的。盡我所知，除文中已經(jīng)加以標(biāo)注和致謝外，大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)研究所。做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做出了明確的說明。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。印或其他復(fù)制手段保存學(xué)位論文。保密學(xué)位論文在解密后的使用授權(quán)同上。擬，得出所求問題的近似解的一種模擬方法。因此，本課題以隨機(jī)過程理論為基礎(chǔ)，開展對(duì)自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與庫容關(guān)系的研究。實(shí)際調(diào)研的數(shù)據(jù)相吻合。作業(yè)系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型，為確定合適的庫容奠定基礎(chǔ)。不同規(guī)律中轉(zhuǎn)作業(yè)條件下自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)系統(tǒng)的最佳庫容。率、設(shè)備利用率等工藝參數(shù)，并對(duì)巷道堆垛機(jī)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

　　

【正文】 VB調(diào)用 MATLAB可以借助 ActiveX部件、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（ DDE）、編譯 M文件、引入 MatrixVB或?qū)?MATLAB函數(shù)轉(zhuǎn)換為 VB可用的 DLL等技術(shù)實(shí)現(xiàn)，本文借助 ActiveX部件將 MATLAB作為 VB的一個(gè)的 ActiveX部件調(diào)用 [7173]。 本章小結(jié) ? 簡要介紹了不 同概率分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生及方 法。 ? 給出了服從均勻、指數(shù)分布、正態(tài)分布隨機(jī)函數(shù) 發(fā)生器建立的方法，其中序列yxRr , 是后 續(xù)自動(dòng)化倉庫汽車發(fā)放的時(shí)間間 隔。 ? 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 23 ? 簡 述了 VB 與 MATLAB 進(jìn)行 混合編程 的 方 法，這是本文采用的編程方法。 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 24 第三章 自動(dòng)化倉庫仿真模型的建立 以自動(dòng)化倉庫為中心的中轉(zhuǎn)作業(yè)系統(tǒng)主要包括 [74]：運(yùn)輸輸送設(shè)備，如連續(xù)輸送機(jī) (帶式輸送機(jī)、輥筒輸送機(jī) )； 自動(dòng)引導(dǎo)小車（ AGV）、巷道式 堆垛機(jī)、穿梭車和叉車等；其他設(shè)備 ,如周轉(zhuǎn)設(shè)備（托盤、集裝箱）、出入庫站臺(tái)、貨架、計(jì)算機(jī)管理及監(jiān)控系統(tǒng)等。影響自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)在運(yùn)行過程性能狀態(tài)的主要因素有：總體布置規(guī)劃，外界環(huán)境（如訂單流和補(bǔ)貨車流）、裝卸工藝、設(shè)備配置、控制管理。 本文對(duì)自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行研究 ,其結(jié)構(gòu)圖如圖 31，火車運(yùn)來貨物到自動(dòng)化倉庫，貨 物經(jīng)裝卸設(shè)備和入庫輸送系統(tǒng)進(jìn)行卸載及輸送進(jìn)入自動(dòng)化倉庫存 儲(chǔ)，入 庫作業(yè)完 成，出庫時(shí)，貨 物由裝卸設(shè)備及出庫輸送系統(tǒng)運(yùn)至出庫口進(jìn)行裝 載，出 庫作業(yè)完 成。 圖 31自 動(dòng)化倉庫物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 自動(dòng)化 倉庫大多采用的機(jī)械有巷 道堆垛 機(jī)、橋 式堆垛起重 機(jī)、拖車、高架叉車、叉車、揀 選式電動(dòng)堆垛 機(jī)、自動(dòng)搬運(yùn)車、有軌小車、穿梭車等。裝卸搬運(yùn)作業(yè)選用上述的機(jī)械組成不同的裝卸工藝系統(tǒng)。下面對(duì)該工藝做一簡要介紹。 卸火車作業(yè)。卸 火車作業(yè)由叉車承 擔(dān)?；疖嚨竭_(dá)自動(dòng)化倉庫時(shí)，由叉車將托盤從火車上卸下，放至入庫輸送機(jī)上，然后由巷道堆垛機(jī)運(yùn)至自動(dòng)化倉庫的貨架進(jìn)行存儲(chǔ)，完 成入庫作 業(yè)。 裝汽車作業(yè)。巷道堆垛機(jī)（見圖 32）將自動(dòng)化倉庫的貨架上的托 盤放在出庫輸自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 25 送機(jī) 上，然后由叉車將托盤從出 庫輸送機(jī) 運(yùn)至汽車進(jìn)行裝車，完成出庫作業(yè)。 業(yè)工藝特點(diǎn)及使用范 圍 巷道堆垛機(jī)高度大都在 1050 米左右，可對(duì)一個(gè)巷道內(nèi)的貨架上的貨物進(jìn)行存儲(chǔ)作業(yè)，即大約 150020xx 個(gè)左右的托盤貨位。使自動(dòng)化倉庫倉儲(chǔ)能力增加。有效地利用了自動(dòng)化倉庫的面積。叉車采用普通電動(dòng)叉車，其主要技術(shù)參數(shù)如表 31。輸送機(jī)的 運(yùn)行速度一 般為 510 m/min。 表 31 叉車技術(shù)參數(shù) 參數(shù)名稱 參數(shù)要求 最大起升重量 3000 kg 載荷中心距 500 mm 最大起升高度 3000 mm 自由提升高度 160305 mm 空載最大行駛速度 18km/h 滿載最大行駛速度 19km/h 滿載上升速度 450 mm/s 空載上升速度 470480 mm/s 滿載下降速度 450 mm/s 空載下降速度 450500 mm/s 貨叉尺寸 1070 125 45 (mm) 表 32 巷 道堆垛機(jī)主要技術(shù)參 數(shù) 參數(shù)名稱 參數(shù)要求 水平運(yùn)行速度 80180 m/min 升降速度 工作速度 15－ 25 m/min 慢速檔 3－ 5 m/min 最大速度 60 m/min 貨叉伸縮速度 1530 m／ min 貨叉尺寸 1070 125 45 (mm) 額定負(fù)荷 1000 kg 巷道寬度 最小 1500 mm 堆垛機(jī)高度 24 m 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 26 圖 32 巷 道堆垛 機(jī)、輥 筒輸送 機(jī)、叉車 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)系統(tǒng)仿真模型 自 動(dòng)化倉庫系統(tǒng)是一個(gè)隨機(jī)服務(wù)系 統(tǒng)，它有三部分組成： （ 1）汽車發(fā)放的規(guī)律 即它是按什么樣的概率分布發(fā)放的。 （ 2）服務(wù)時(shí)間 由于汽車發(fā)放是隨機(jī)的，因此裝載服務(wù)的時(shí)間也是隨機(jī)的，服務(wù)時(shí)間長短，這 要由裝載機(jī)械的技術(shù)狀態(tài)等因素而 定。 （ 3）排隊(duì)原則 即是按什么樣的原則對(duì)排隊(duì)的汽車進(jìn)行裝載服務(wù)。 自動(dòng)化倉庫汽車發(fā)放形式 由于用戶需求是隨機(jī)的，因此，汽車的發(fā)放形式也是隨機(jī)的，為了簡化模型，使每次汽車的發(fā)放量為固定值（如每批發(fā)放汽車 2 輛），汽車發(fā)放的時(shí)間間隔服從一定的概率分布，如正 態(tài)分 布，指 數(shù)分 布，均 勻分 布等。序列 yxR , （ uabaR )1( ???? ，ux lnta? ， ?? ??? ?? ）（121 6i iuy（其中 u ～ [0,1]））分別是利用隨 機(jī)函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的均勻分布汽車發(fā)放的 時(shí)間間隔、指 數(shù)分 布汽車發(fā)放的時(shí)間間隔、正 態(tài)分 布汽車發(fā)放的時(shí)間間隔。其中 ta是全年汽 車發(fā)放的平均時(shí)間間 隔。 對(duì)于一般的自動(dòng)化倉庫，裝卸機(jī)械的生產(chǎn)率基本穩(wěn)定 ，裝卸時(shí)間主要由汽車裝載的托盤數(shù)量大小來決定。在這種情況下，裝卸時(shí)間 tc 是可以直接通過公式 31 計(jì)算出來 [75]： 34??? 裝卸效率裝載機(jī)械能力 汽車裝載的托盤數(shù)量ct （ 31） 自動(dòng)化倉庫火車接收形式 一般情況下，由于自動(dòng)化倉庫的年總需求量是一固定值，為了保證供貨充足，自動(dòng)自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 27 化倉庫每隔一段時(shí)間就應(yīng)該有一批貨物入庫，因此，自動(dòng)化倉庫對(duì)火車的接收形式為均勻接收，根據(jù)年 總工作時(shí)間及年接收火車列數(shù)可以確定火車接收的平均時(shí)間間隔。卸載一班火車需要時(shí)間 tt可由式（ 32）求得： 34??? 裝卸效率裝載機(jī)械能力 火車裝載的托盤數(shù)量tt （ 32） 服務(wù)原則 服務(wù)的原則是：先發(fā)放先服務(wù)：先發(fā)放的汽車先進(jìn)行裝載作業(yè)。根據(jù)我國現(xiàn)時(shí)自動(dòng)化倉庫作業(yè)情況 ,作業(yè)按照隨機(jī)發(fā)放汽車 ,即時(shí)開始裝汽車作業(yè)。本文仿真采取“先發(fā)放先服務(wù)”原則。 火車按班次發(fā)放，每 。 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作 業(yè)系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型的建立 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)系統(tǒng)仿真的數(shù)學(xué)模型 按照來火車、發(fā)汽車作業(yè)的時(shí)序圖（圖 33）可以計(jì)算每小時(shí)自動(dòng)化倉庫庫容，程序計(jì)算公式如下： Q（ k） =Q(k1)+VBVC （ 33） 其中， Q(k)代表在某 時(shí)刻的庫 容， Q(k1)代表某時(shí)刻前一時(shí)刻的 庫 容， 庫 容的大小以托盤個(gè)數(shù)表示。 VB代表汽車每小時(shí)卸托盤的個(gè)數(shù) (SKU/h) VC代表火車每小時(shí)裝托盤的個(gè)數(shù) (SKU/h)。 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 28 圖 33 來火車、發(fā)汽車作業(yè)時(shí)序圖 由于，火車和汽車的接收和發(fā)放是有時(shí)間間隔的，如圖 33，圖中 t0為火車接收的時(shí)間間隔，圖中陰影處分別為火車、汽車的裝、卸貨時(shí)間， t t t t4為汽車到達(dá)自動(dòng)化倉庫的間隔時(shí)間。在前一輛汽車未完成裝貨時(shí)后一輛汽車就已經(jīng)在等待裝載了，那么后一批汽車到達(dá)的時(shí)間和前一批汽車裝貨完成的時(shí)間間隔為負(fù)值，如圖 33中的 t4。因此，由于火車、汽車的作業(yè)，在任一時(shí)刻， 33式就分可以細(xì)分為以下 4種情況： 有火車，有汽車時(shí)， Q（ k） =Q(k1)+VBVC 有火車，無汽車時(shí) ， Q（ k） =Q(k1)+VB 無火車，有汽車時(shí)， Q（ k） =Q(k1)VC 無火車，無汽車時(shí)， Q（ k） =Q(k1) 正是由于自動(dòng)化倉庫的中轉(zhuǎn)作業(yè)使得自動(dòng)化倉庫的庫容發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，如圖 33。 仿 真模擬系統(tǒng)總體結(jié) 構(gòu) (見圖 34): 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 29 圖 34 模擬系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 仿真模型模塊 程序模塊如圖 35： 圖 35 發(fā)放汽 車模擬模塊結(jié)構(gòu) 圖 自 動(dòng)化倉庫服務(wù)系統(tǒng)中待裝載汽車可看作是一隊(duì) 列。當(dāng)要發(fā)放的汽車到自動(dòng)化倉庫服 務(wù)時(shí)，若有空閑位就?？窟M(jìn)行裝車作業(yè)，若月臺(tái)被占用，就按先后次序排隊(duì)，并且排隊(duì)達(dá)到一定長度時(shí)汽車選擇中途離開自動(dòng)化倉庫。汽車的調(diào)度可簡化為從這一隊(duì)列中按順序選擇下一待裝貨的汽車。另外，對(duì)于每一輛汽車來說，被選中后的工作過程可分為靠近月臺(tái)、裝貨、離開月臺(tái)三個(gè)部分，而且先后的兩輛汽車的進(jìn)出自動(dòng)化倉庫的過程不能重疊，即只有上一輛汽車離開月臺(tái)之后，下一條汽車才能靠近自動(dòng)化倉庫的月臺(tái)。 根據(jù)以上情況，設(shè) 計(jì)汽車調(diào)度模塊的結(jié)構(gòu) 如圖 36。 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 30 圖 36 汽車調(diào)度模塊結(jié)構(gòu)圖 等待概率、設(shè)備利用率等的確定 利用 [0,1]之間的均勻分布隨機(jī)數(shù)，可求得兩批汽車發(fā)放的時(shí)間間隔 t ，若以 kT 表示第 k 批汽車的發(fā)放時(shí)刻，則 tTT k ?? ?1k (34) 式 34 可 生成在仿真時(shí)間內(nèi)的汽車發(fā)放時(shí)刻 表。 結(jié)合 (34)、 (35)可求得 汽車 k 開始裝貨的時(shí)間、汽車 k 開始裝貨前的等待時(shí)間、恰在汽車 k 開始裝貨之前自動(dòng)化倉庫設(shè)備空閑的時(shí)間、汽車 k 裝貨完畢時(shí)間等參數(shù)，從而可求得汽車等待 1 小時(shí)、 2 小時(shí)或更長的概率，倉容利用率、設(shè)備利用率等。例如： 設(shè)備利用率 = Ttmii??1 (35) mnn 全年 總汽車 數(shù) 小時(shí) 的汽車 數(shù)等待大于小時(shí)概率等待 ? (36) 7200/))(( 72001??? k RkQ倉容利用率 (37) 式中 it — 第 i 批汽 車作業(yè)時(shí) 間， (h)； n— 小時(shí)數(shù)； T— 仿真時(shí)間， (h)； m— 汽車批次； Q(k)為 k 時(shí)刻庫容； R 為設(shè)計(jì)倉容。 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 31 自動(dòng)化倉庫的仿真數(shù)據(jù) 按自 動(dòng)化倉庫 作業(yè)特點(diǎn)生成了服從特定概率分布的 仿真數(shù) 據(jù)： 1. 產(chǎn)生的 1000個(gè) [40,50]區(qū)間均勻分布發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)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(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)間間隔 1000個(gè) 指數(shù)分布 發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)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, ………… ,57,47,56,53,52,56,59,57,52,54,49,52,51,59,46,55,58 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 32 圖 38 指數(shù)分布發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)間間隔 1000個(gè) 正態(tài)分布 發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)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, ………… ,51,51,51,51,59,50,49,50,49,50,51,50,50,50,49,51,49 自動(dòng)化倉庫中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫容關(guān)系的研究 33 圖 39 正態(tài)分布發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)間間隔 下面以森馬服飾有限公司自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。 詳細(xì)信息數(shù)據(jù)如下： 全年自動(dòng)化倉庫的汽車發(fā)放的平均時(shí)間間隔（以 ta 表示），這是通過實(shí)地調(diào)研全年總周轉(zhuǎn)量 (以 YZXM 表示 )，全年作業(yè)時(shí)間（以小時(shí)為單位，全年工作時(shí)間 300 天，每天24 個(gè)小時(shí)），及汽車單車運(yùn)載量 (以 TT 表示 )，然后通過下面的計(jì)算公式 38 得到的。 ta=300*24/(YZXM/TT) （ 38） （ 1） 主要技術(shù)參數(shù)如表 33