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1設(shè)計構(gòu)思及工作原理

管理人員通過庫存調(diào)度管理系統(tǒng)下達(dá)入庫指令、獲得庫存分配，形成入庫任務(wù)指令隊列。按照入庫指令隊列下達(dá)指令。整個過程的執(zhí)行分為入庫指令生成、入庫指令執(zhí)行兩大步。物流控制系統(tǒng)自動運(yùn)行原理如圖3所示。

1.1入庫指令生成

庫存調(diào)度管理系統(tǒng)獲得入庫指令后，生成物料系統(tǒng)口和入庫庫位信息。根據(jù)這兩個信息系統(tǒng)自動計算物料入庫需要使用的輸送系統(tǒng)、以及每個系統(tǒng)的出入口控制點(diǎn)；再根據(jù)每個系統(tǒng)的出入口控制點(diǎn)，計算輸送路徑，最后形成物料入庫的完整路徑信息，這個信息與物料托盤的條碼信息捆綁到一起，形成完整的入庫指令信息。

1.2入庫指令執(zhí)行

調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)入庫任務(wù)隊列，逐條執(zhí)行入庫指令。入庫指令執(zhí)行時，庫存調(diào)度管理系統(tǒng)僅與每個輸送設(shè)備的控制系統(tǒng)通訊，分別把每個設(shè)備系統(tǒng)需要執(zhí)行的指令發(fā)送給物料輸送設(shè)備的控制系統(tǒng)，設(shè)備控制系統(tǒng)按照指令逐步操作，在執(zhí)行完任務(wù)后，設(shè)備控制系統(tǒng)將任務(wù)完成信息反饋給庫存調(diào)度管理系統(tǒng)。

2仿真建模關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

在仿真分析建模階段，設(shè)備系統(tǒng)的外型仿真建模只要按照圖紙要求、選擇相關(guān)的軟件功能即可實(shí)現(xiàn)，而控制系統(tǒng)是整個輸送物流系統(tǒng)的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，是實(shí)際系統(tǒng)建設(shè)時的核心關(guān)鍵內(nèi)容，同時也是仿真模型與實(shí)際系統(tǒng)的相似性是否一致的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是仿真建模的難點(diǎn)和重點(diǎn)。根據(jù)本案例物流系統(tǒng)的設(shè)計方案和設(shè)計思路，系統(tǒng)建設(shè)時控制系統(tǒng)應(yīng)分為庫存調(diào)度管理系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)和檢測反饋控制終端三個層次，如圖4所示。通過三個層次的指令下達(dá)和反饋，驅(qū)動輸送設(shè)備完成輸送任務(wù)。為了保證仿真模型與實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)思的相似性，本文依據(jù)原型法從下往上逐層建立系統(tǒng)各部分的模型。

2.1設(shè)備外型建模

本項目依據(jù)automod軟件的功能，選擇ASRS（立體倉庫和堆垛機(jī)）和convery（輸送機(jī)）和path（叉車）完成三維模型外觀的構(gòu)建。建立的模型效果如圖2所示。

2.2控制信息反饋終端建模

控制信息的偵測和反饋主要靠檢測設(shè)備終端、上位控制系統(tǒng)完成，不同的設(shè)備系統(tǒng)在設(shè)備操控點(diǎn)、設(shè)備操作檢測端都設(shè)有檢測設(shè)備，為了保證檢測控制規(guī)則與實(shí)際系統(tǒng)的一致，應(yīng)分別按照設(shè)計方案圖紙的要求和軟件的功能，在設(shè)備模型上設(shè)置檢測控制點(diǎn)。以物料入庫站臺的控制終端為例，物料從入庫站臺到達(dá)指定貨架的模型如圖5所示，輸送機(jī)系統(tǒng)需要設(shè)置一個有無物料到達(dá)的控制檢測終端、堆垛機(jī)需要設(shè)置一個取放貨的控制檢測終端。為了實(shí)現(xiàn)仿真模型與實(shí)際系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系，每個檢測控制點(diǎn)的檢測設(shè)備模型包含兩部分，第一，檢測設(shè)備，第二，檢測控制參數(shù)模型。

2.2.1檢測設(shè)備模型為了保證每個系統(tǒng)的檢測點(diǎn)與實(shí)際系統(tǒng)一致，需要按照控制系統(tǒng)圖進(jìn)行檢測設(shè)備終端的設(shè)置，不管檢測設(shè)備是光電檢測管還是條碼掃描儀，但需保證每個檢測點(diǎn)對應(yīng)一個檢測設(shè)備，例如，輸送機(jī)上sta的位置與控制系統(tǒng)的檢測終端位置一致。本例在convery系統(tǒng)中設(shè)置sta2作為物料進(jìn)入第二個巷道的站臺檢測點(diǎn)，在asrs中設(shè)置pd（2）作為立體庫堆垛機(jī)第二個巷道的接貨控制點(diǎn)。則物料從入庫站臺到達(dá)指定貨架的流程為：sta1sta2pd(2)zone1(2)。兩個設(shè)備系統(tǒng)的交接點(diǎn)在sta2和pd2。

2.2.2檢測控制模型每個檢測控制設(shè)備都有一個每秒循環(huán)檢測次數(shù)和檢測響應(yīng)時間參數(shù)，這兩個參數(shù)在automod中用一個load的控制和一段程序代替。每秒循環(huán)檢測次數(shù)即發(fā)生load的頻率，load產(chǎn)生后進(jìn)入控制程序段檢測該控制點(diǎn)目前的物料，并把檢測結(jié)果返回給仿真控制系統(tǒng)，執(zhí)行運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸控制指令。反饋的結(jié)果可以是物料的狀態(tài)參數(shù)，也可以是判斷物流到達(dá)位置的控制參數(shù)。例如，若物料到達(dá)sta2，則sta2的狀態(tài)即為1，這時，就可用sta2的當(dāng)前狀態(tài)作為檢測點(diǎn)物料到達(dá)的檢測控制參數(shù)。

2.3設(shè)備控制模型

本例中與物料入庫交接點(diǎn)相關(guān)的有兩個設(shè)備控制模型。輸送機(jī)輸送任務(wù)完成后，啟動堆垛機(jī)的任務(wù)隊列。每個任務(wù)隊列的啟動原理相似，設(shè)備的控制原理圖如圖6所示。

2.3.1輸送機(jī)物流控制系統(tǒng)的仿真模型根據(jù)控制原理圖，輸送機(jī)控制點(diǎn)控制仿真模型由一個信號發(fā)生器和一個控制邏輯仿真代碼組成。信號發(fā)生器：為一個load,根據(jù)循環(huán)周期設(shè)置load的產(chǎn)生時間為X秒。

2.3.2立體庫控制模型堆垛機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型也由一個信號發(fā)生器和一個控制邏輯仿真代碼組成。信號發(fā)生器：為一個load,根據(jù)循環(huán)周期設(shè)置load的產(chǎn)生時間為X秒。堆垛機(jī)控制仿真模型：

2.4調(diào)度管理模型

某一物料到達(dá)庫區(qū)，庫存調(diào)度管理系統(tǒng)接到入庫任務(wù)，進(jìn)行分解形成兩條任務(wù)指令。任務(wù)列表如下表所示。仿真模型建立時，用一個入庫任務(wù)發(fā)生器驅(qū)動讀取程序代碼從excel表讀入入庫任務(wù)單，并形成任務(wù)隊列和運(yùn)輸指令邏輯程序。入庫任務(wù)發(fā)生器：建立一個load作為仿真模型,根據(jù)物料入庫任務(wù)的間隔統(tǒng)計值設(shè)置load的產(chǎn)生時間。任務(wù)隊列：用先進(jìn)先出的orderlist（O_ssj）作為任務(wù)隊列的仿真模型。

3結(jié)論

按照本文介紹方法建立的仿真模型，系統(tǒng)組成與實(shí)際系統(tǒng)一一對應(yīng)，控制執(zhí)行邏輯模型與實(shí)際設(shè)計方案構(gòu)思一致，利用本模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)分析可快速對應(yīng)找到實(shí)際系統(tǒng)中的問題并實(shí)現(xiàn)對設(shè)計方案的優(yōu)化和仿真模型的迭代修改，設(shè)計人員的易于理解，便于仿真人員、設(shè)計人員、建設(shè)人員的溝通，該方法在實(shí)際案例應(yīng)用中取得了很好的效果。本方法適用于作為工業(yè)工程的方案設(shè)計的精細(xì)化優(yōu)化、企業(yè)運(yùn)行診斷。

作者：陳素敏李妍妍馬延平余宗波單位：中國五洲工程設(shè)計研究集團(tuán)有限公司