自动化仓库中转作业与库容关系的研究(编辑修改稿)

自动化仓库中转作业与库容关系的研究(编辑修改稿)内容摘要：

维仿真等方面进行研究。 如，机械工业部自动化研究所的张锡麟，北京起重机械研究所的尹军琪，北京联合大学电子工程学院的姜小丹对自动化仓库的发展及技术进行研究 [25]。 浙江理 工大学的林天翔对自动化仓库货位管理进行优化，提高了吞吐量 [26]。 黑龙江省工程咨询评审中心的吴勇，李双祥分析了有轨巷道式堆垛机的结构及作用 [27]。 华红艳、张丹利用蚁群优化算法优化了自动化仓库中的存取路径 [28]。 杨磊、刘会等利用指派问题的匈牙利算法优化了堆垛机的复合作业时间 [29]。 云南昆船设计院关宏，苑韬，熊捷等基于空间的布局算法对整个货架区进行设计 [30]。 装甲兵工程学院继红任曾对自动化立体仓库的规划进行了分析论证 [31]。 后勤指挥学院的王光辉、王云涛和李庆全详细分析了自动识别技术（如条码及射频技术） 对物流管理的影响 [32]。 中南大学的雷定猷，张兰给出了 AGV系统的调度优化模型 [33]。 马永杰，蒋兆远 对 自动化仓库的出入库能力进行分析 [34]。 江苏理工大学的贡文伟，陈骏，施国洪开发了自动化仓库故障自诊断系统 [35]。 太原理工大学的刘毅对自动化仓库管理和监控系统进行研究 [36]。 刘巍巍，王霄开发了自动化仓库三维仿真系统 [37]。 浙江大学的张欢欢、黄芳等人、后勤工程学院冯云以及翟跃文、蔡晓来对用 FLEXSIM软件仿真的自动化仓库系统进行研究分析 [3839]。 吴迅舟，陈静对自动化仓库监控系统进行详细介绍 [40]。 尹军琪实例分析了计算机模拟的使用方法 [41]。 图 11 金士顿自动化仓库 在自动化仓库迅猛发展的同时，自动化仓库的建设更显得尤为重要，在自动化仓库的建设中， 以中转暂存能力的确定为例： 自动化仓库 的投资占整个工程预算的 70%以上，确定合适的自动化仓库库容是工程规划的重要指标，这在工程开工前进行充分论证。 自动化仓库库容的确定与许多因素有关 :年接收发放总量、进出库规律、装载能力、运输机械数量、发放规律、作业工艺等。 本文主要是针对上述关键参数进行调研，调研自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 5 自动化仓库如下： 浙江森马服饰股份有限 公司上海 物流配送中心 自动化仓库 （调研日期： ） 浙江森马服饰股份有限公司上海物流配送中心于 20xx 年投入使用；该项目 总投资约 一 亿元 ，日吞吐能力 70 万件 [42]。 浙江森马服饰股份有限公司上海 物流配送中心 自动化仓库主要技术参数为：年总周转量为 1 亿件，自动化仓库库容量为 4 万个货位， 占地一万二千 平方米 ；表 12 为浙江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库主要设备配置。 图 12 浙江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库 表 12 浙江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库主要设 备配置 设备配置 数量 巷道堆垛机：（台） 16 托盘输送机系统（套） 2 分拣输送系统 （套） 1 高速分拣系统 （套） 1 设备监控系统 （套） 6 箱流力货架 （套） 1 电子标签系统 （套） 1 下面以浙江森马服饰股份有限公司上海 物流配送中心 自动化仓库 为例 ，简要对自动化仓库作业系统设备进行分析（如图 13,14)： 图 13 自动化仓库接收系统工艺 卸 货 码盘、输送 有轨巷道堆垛机 入库 火 车 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 6 图 14 自动化仓库发放系统工艺 巷道堆垛机是目前整个自动化立体仓库的核心装卸专用设备， 巷道式堆垛机是由桥架笨重 的 桥式堆垛机演变来的 ； 桥式堆垛机运行速度 较慢 ， 它适用于存取出入库频率不高的笨重货物；巷道堆垛机在高层货架的窄巷道内往复作业，将位于巷道口的货物存入货格；或者，取出货格内的货物运送到巷道口 [4344]。 有轨巷道堆垛机是指 堆垛机 沿着轨道运行 [45]。 这种 堆垛机 由于上部和下部都有导轨，可以沿导轨的其中之一运行，另一个导轨防止堆垛机摇摆或倾倒。 巷道堆垛机由 操作室、 升降机构 、 水平 运行机构、载 物 台、 货叉 、机架 、 电气 部分 、 伸缩机构等组成 [4647]。 激光测距定位技术已经能使巷道堆垛机精确定位。 由图 15 浙江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库堆垛机图可以看出采用的是有轨巷道堆 垛机。 该有轨巷道堆垛机运行速度可达到 200 米每分，高度达到 24 米，是搬运托盘入、出库的主要工具。 图 15 浙江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库堆垛机 辊筒输送机（见图 16）是 负责完成整托盘的自动入库和自动出库 的 输送 机械。 该机由辊子、机架、支架、驱动装置等部件组成，辊筒输送机具有的 较大货物重量与规格范围 ， 无线路压力 ， 运行简单、 轻快、 无噪音、可靠。 堆垛机 输送托盘 分拣机、装汽车 出库库 立体库 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 7 图 16 托盘辊子输送机 RF 技术 射频识别是一自动识别技术 [48]。 射频识别系统一般由电子标签 和阅读器构成，电子标签和阅读器需要协同完成目标对象的识别 [49]。 电子标签是数据载体。 该技术能在恶劣环境阅读标签 ， 并且阅读速度极快 [50]，其频谱范围 75kHz 到 3000GHz[51]。 RFID 具有 使用寿命长、读取距离大、数据可加密等优点 [52]。 射频技术已应用于公交调度系统、门禁系统、汽车防盗、产品防伪、自动收费、仓储管理、火车识别、生产自动化、畜牧管理、运动计时等方面。 如瑞士全部旅客列车上都安装了射频自动识别系统 [53]。 全球卫星定位系统与 地理信息系统 （ GIS）技术 利用 GPS 和电子 地图可以实时 对 多窗口、多 车辆动态跟踪， 获得 车辆 目前所处的位置、速度及时间等信息。 蒙牛乳业泰安有限 责任 公司乳制品自动化立体仓库 （调研日期： ） 蒙牛乳业泰安有限责任公司系内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司投资在山东省内惟一的子公司，公司位于山东省泰安市高新技术开发区黄金地段，园区一期工程占地面积 320 亩，建筑面积 65000 平方米。 于 20xx 年 8 月 1 日开工建设， 20xx 年 4 月初正式投产。 项目总投资 6 亿元，建设有 12 条冰淇淋生产线和 17 条液体奶生产线。 日处理鲜奶 800 吨，年销售收入可达 15 亿元。 表 1 14 为内蒙古蒙牛乳业泰安有限公司乳制品自动化立体仓库主要设备配置及参数。 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 8 表 13 内蒙古蒙牛自动化立体仓库主要设备配置 设备配置 数量 有轨巷道堆垛机 （台） 17 入库链式输送机 （台） 66 双工位高速穿梭车 （台） 3 入库输送机 （台） 14 出库输送机 （台） 46 管理与控制系统 （套） 1 表 14 内蒙古蒙牛自动化立体仓库主要设备参数 有 轨 式 巷 道 堆 垛 机 穿 梭 车 （ 双 工 位 ） 辊 筒 输 送 机 载货台宽度： 1200 毫米 结构形式：双立柱 接送货物 +托盘尺寸规格：1200 * 1000 * 1470mm(毫米 ) 输送货物 +托盘单元尺寸规格：1200 * 1000 * 1470mm(毫米 ) 运行速度： 5～ 100 米 / 分(变频调速 ) 起升速度： 4～ 40 米 / 分 (变频调速 ) 运行速度： 5～ 160 米 / 分 (变频调速 ) 输送速度： 米 / 分 输送速度： 米 / 分 货 叉 速 度 ： 3～ 30 米 / 分 (变频调速 ) 最大能拆空托盘个数： 8 个 北京双鹤药业工业园生产自动化立体仓库 （调研日期： ） 北京双鹤药业工业园生产自动化立体仓库 （见图 17） 位于北京东郊，规模宏大，技术先进、组成复杂 ， 该立体仓库分两层楼，每层与生产车间紧密结合，能实现原材料和成品在立体仓库和车间之间的短距离快速搬运。 立体仓库货位数达 220xx 个 ， 是国内特大型立体仓库之一，在全国立体仓库的规模中名列前茅。 北京双鹤药业工业园生产自动化立体 仓库基本技术参数如 下表 15。 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 9 图 17 北京双鹤药业工业园生产自动化立体仓库 表 15 北京双鹤药业工业园生产自动化立体仓库基本技术参数 自动化仓库 参数 存储单元尺寸 1200mmx1000mmx1160mm 巷道数 /货架排数 8个 /16排 货位数 220xx个货位 堆垛机台数 8台 入出库输送机系统 1套（一楼，分布在立库三面，含 3台小车） 集成化物流管理系统 1套 入出库输送机系统 1套（二楼，分布在立库三面，含 4台 小车） 随机模拟法的应用 蒙特卡罗法，又称为概率模拟法、模拟抽样法、统计试验法、随机抽样法、随机采样法及随机模拟法，是一种依据统计抽样理论，利用计算机产生的服从各种分布的随机变量的采样序列， 对 实际系统的概率模型求解近似解的数值计算模拟方 法。 由 著名匈牙利数学家 冯 诺伊曼 （ Von Neumanm） 用 驰名世界的赌城 Monte Carlo 来命名 的。 学 术界一般将 Metropolis 和 Ulam在 1949 年发表的论文作为蒙特卡洛方法诞生的标 志 [54]。 它的基本原理是，为了求解 工程 、 管理 、资源配置、可靠性分析 、虚拟仿真 等方面的问题， 先 根据实际问 题，对 实际资料进行分 析， 建立一个模型， 可 以是数学 概率 模 型，也可以是模拟系统模 型，得到建立的模型的参数（如概 率分 布、数 学 期 望、方差）， 然后通过对模型 中的随机自变量进行统计抽样 ， 随 后进行统计分 析，根据模型的特点进行改进（因为模型本身是可控的），反复进行仿真模拟（仿 真模拟次数越多，仿真结果越精确）， 从 而求得 最近似于该 问题的解 答。 蒙特卡罗 模拟法应用广泛，在水文、物流、地质地理、管理、电力、航天、化工、动物医学、港口、建筑、石油钻探等领域都有应用。 如蒙特卡罗在水文领域应用于推求自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 10 工 程设计流量；在物流领域，应用于库存控制模拟。 在地质地理领域，应用于矿产资源量的预测， 边坡可靠性分 析，应用于山 区路网应急中心选 址。 在管理领域，应用于项目风险分析，工程造价风险分析，工程项目财务风险评估，项目风险量化，美式期权及金融衍生品定价，应可转换债券的风险价值评价，量本利分析。 在电力领域，应用于输 电系统分层可靠性 模拟，配电网供电可靠性模拟，电压骤降的评估研究，蓄能电站经济运行的判据，电力生产模拟，高压电热特性绝缘寿命评估。 在航天领域，应用于合金材料寿命模拟，航空发动机装配公差分析。 在化工领域，应用于焦炭塔 疲劳寿命可靠性分析。 在动物医学领域，应用于抗微生物药物药动学研究，抗微生物药效学研究，药物的给药方案优化。 在港口领域，应用于港口投资风险分析 [55]。 港口船只排队模拟。 在建筑领域，应 用于结构可靠性分 析，钢 筋混凝土结构的计 算，房地产薪酬率的确定。 在石油钻探领域，应用于钻井工程费用预测。 在物探化探领域，应用于磁法勘探。 在雷达领域，应用于雷达虚警。 在激光与红外领域，用于分析红外光学系统公差。 武器装备领域，应用于防空作战毁伤过程模拟，应用于红外坦克仿真。 课题研究内容 本文主要研究以下理论问题和技术问题： 机函数发生器的建 立 研 究 工程中常见的、 服从不同概率分 布（ 如 :泊 松分 布、均 匀分 布、正 态分布 等）随 机数的产生方 法。 建 立相应的 随机函数发生 器。 立自动化仓库中转作业的数学模 型 依据服从不同概率分布规律，建立 自 动化仓库中转暂存能力系统仿真数学模 型。 VB 编程技术与 MATLAB 仿真技术，编 制自动化仓库仿真系统软 件。 利用 VB 编程技术与 MATLAB 仿真技术，建 立自动化仓库仿真系 统，科 学确定工程项目中中转暂存能力的大 小。 动化仓库 装卸设备的合理配 置 根据自动化仓库中转暂存能力对装卸设备的合理配置 进行了分析，并 给出等待概率、设 备利用率等概率数 值。 课题的难点及关键点 （ 1）本课题的难点是 通过实地调研、广泛收集资料，确定自动化仓库物流 系统 的随机参数： 发 放时间间隔记 录、接 收时间间隔记 录。 （ 2）本课题的关键点是根据发放时间间隔记录、接收时间间隔记录建立服从某概自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 11 率规律的随机函数发生器 ,来产生相应的时间间隔。 这 是正确的对 自动化仓库库容量进行仿真设计的基 础。 本章小结  简 要介绍。