自动化立体仓库的仿真

最近好多网友问到我一些关于自动化立体仓库的问题，最刚开始我也不清楚什么是自动化立体仓库，仿真并做出模型之后，应该从哪些方面来分析呢？我去图书馆查找了一些资料，并整理之后拿出来分享给大家。（这是我一个字一个字敲上来的哦，大家都来看看吧:) ）

                                 自动化立体仓库（AS/RS）仿真
一、AS/RS仿真内容
AS/RS的仿真主要用来研究和优化一下几个方面：
1、AS/RS的总体布局；
AS/RS作业为企业整个物流系统的子系统，必然受到物流系统总体设计的影响和约束，因此必须明确子系统在整体系统中的角色和功能要求。应根据企业物流系统的总体设计对仓储系统的要求，合理地确定仓储系统区在整个物流系统中的位置和其他功能区的相互几何位置，确定高货架作业区的衔接方式和货物单元出入高层货架的形式，以及整个仓储系统的多个立体仓库和货场的构成，确定平面布置。
如何评价AS/RS的总体布置是否合理是一个复杂的系统问题，仿真可以提供可信的分析。可以对不同的系统布置进行仿真对比，从而为确定合理的系统布局提供可靠的决策依据。
2、确定仓库容量和尺寸；
仿真可以帮助设计者以最小的空间满足尽可能多的存储需求。根据系统所要存储的货物的品名、特征、外形尺寸、单件质量、平均库存量、最大库存量、每日进出库数量、入出库频率等，设计确定仓库的容量、仓库的总体尺寸、货格尺寸以及存放方式等。靠解析方法很难对包含大量不确定性因素的存储需求做出精确的计算，因此无法设计仓库的容量，而需要仿真分析给出可信的依据。
3、AS/RS的资源配置；
通过仿真分析可以优化系统资源配置，达到减小投资的目的。设备系统的机械设备选型、数量、主要参数、工作速度等是否能够满足出入库的规模和频率要求，是仓储系统面临的核心问题之一。例如，AS/RS可以采取每个巷道一台堆垛机，也可以采取转轨装置，两个甚至多个巷道共用一台堆垛机，为减少投资，当然希望以尽量少的设备满足出入库的需求，那么究竟几台堆垛机才能满足系统的需求呢？又如，对于频繁出入库的系统，不同托盘的配置数量以及托盘的运送放置调度等，是否能够满足系统出入库调度而需求呢？通过仿真分析，可以对系统工作方案进行有效的验证评价，并通过优化系统流程、设备作业策略等来提高设备利用率，合理地配置人员岗位。
4、出入库策略和作业方式；
仿真是复杂系统出入库策略和堆垛机作业调度的有效手段。对于一个大型的立体仓库系统，其出入库的频率往往很高，且出库和入库操作往往是并行的。堆垛机的作业通常有单一的作业和复合作业两种方式，无论哪种方式，都必须为堆垛机指定要完成的作业顺序。合理的策略调度能平衡出入库操作需求，不仅能有效避免入库或出库的系统不均衡现象，而且能最小化堆垛机在完成联合作业过程中的行走路线，提高堆垛机的作业效率。对于同时等待的多个出库和入库作业任务，如何优化堆垛机的作业调度，提高出入库效率，满足周转的需求，是AS/RS关注的效率问题之一。
5、存储库位管理
不同的类型的仓库以及存储的不同品种的货物，对存储和搬运的操作有不同的特殊要求。对于整个仓库的货架，有质量平衡等多种要求。同时，对于同类货物的存储，也存在出入库作业时的路线和作业顺序的效率问题。因此，货物的存取不是简单的操作问题，必须为要入库的货物分配合理的存储单位，并选择适当的货物进行出库。当一个立体仓库开始大批量高频率的作业时，必须适时地对库位的分配作出合理的决策。系统仿真技术能够通过实验的方法为系统提供动态优化的解决方案。
6、系统运行参数的调试；
一个AS/RS在建成投入运行之前，需要对堆垛机、升降机、传送带等设备进行调试，从而确定机械设备的单机控制参数，以控制整个系统运作时的运行参数，例如堆垛机的前进或后退的速度、加速度、减速带，伸叉和缩叉的速度等等，这个工作常常要花去一个月左右的时间。在仿真模型上完成对系统运行参数的调试将大大缩减实际工程的工期，并节约成本。
二、        AS/RS仿真建模与分析
AS/RS仿真建模与分析的目的就是提高系统的效率。AS/RS的效率受多种因素的作用，即和系统设计的静态参数密切相关，也和系统的动态特性密切相关。系统设计所涉及的各个方面都会影响AS/RS的效率，主要影响因素有：①立体仓库的空间布局与货格货位设计；②堆垛机或高架叉车的数目；③堆垛机的作业循环周期；④堆垛机或高架叉车的调度规则；⑤入库货位的分配规则；⑥出入库任务的调度规则。
仿真分析作为AS/RS运作绩效评价的有效工具，主要从以下几个方面来评价分析系统：
（1）仓库总体利用率：衡量仓库面积空间的利用程度，用仓库的平均堆放面积占总面积的比例，以及平均空间堆放体积占库房总容积的比例来衡量。
（2）仓库货位利用率：衡量仓库货位的利用程度，可用平均货位占用数量占用总货位的比例来衡量。
（3）仓库吞吐能力：衡量仓库的最大出入库作业能力，可用系统一定时期内的最大吞吐能力共和平均吞吐能力来衡量，为入库量和出库量的总和。
（4）设备利用率：包括设备的能力利用率和时间利用率来两个方面，分别用平均载荷量额定载货量的比例、一定时间内实际工作时间占额定工作时间的比例来衡量。AS/RS中主要设备是堆垛机，有时附加用作出入库的衔接的有轨或无轨运输车，此外托盘利用和管理也是AS/RS设计需要注意的重要环节之一。
（5）系统响应能力：衡量系统对出入库任务的响应速度，这和系统的调度策略密切相关，可以用出入库任务的平均等待时间来衡量。
（6）物流周转速度：可以用物料在库位中的平均存储时间，或者一定时间（如1个月或者1年）内仓库的平均仓库周转次数来衡量。
（7）作业差错率：可以用作业中发生误操作次数占总计操作次数的比例来衡量。
在AS/RS设计中，对于同一个实际操作系统的不同设计方案，可以根据上述指标方便地评价不同方案的优劣。在实际中，则可以采用上述指标并参照同类仓库的效率水平，对AS/RS的效率进行相对的评价。在方案设计评价中，对于同一个实际系统的需求，不同方案各有优点和不足，例如系统响应能力高二堆垛机的利用率低时，应以实际中更重要的方面来决策。对一个已经建成的AS/RS的评价，也要参考相当规模的同类仓库来分析问题。例如，规模和吞吐能力相当的两个立体仓库，堆垛机利用率低、仓库货位利用率低的仓库，粗看好像效率是低的，但是实际上设计确实更合理的，其效率实际上更高，因为它以最低的利用率满足了相当规模的需求。
总结：仿真可以为我们提供一个系统的效率指标，但系统的真正优劣还需要有经验的专业人员来进行深入的分析，不能仅仅根据仿真结果的简单比较来判断系统的优劣，而要深入分析系统的策略和逻辑，也就是不仅要分析数据的结果，还要分析数据的原因，这样才能获得对系统的客观评价。

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