基于Flexsim的某仓库拣选系统的仿真与优化 - 图文

基于Flexsim的某仓库拣选系统的仿真与优化

（陕西通力专用汽车有限公司 陕西 西安 710021）

摘 要：本文主要是对某公司自动化立体仓库拣选系统的仿真与优化，运用Flexsim软件对不同类型的货物进行识别与分拣的仿真，运用C语言编程，修改参数进行拣选系统的优化。 关键词：Flexsim，拣选系统，仿真与优化，自动化立体仓库工业

The Simulation and Optimization of a Warehouse Picking System

Based on Flexsim

ABSTRACT：This paper is mainly about the simulation and optimization of the election system of a company's automatic stereo warehouse.using Flexsim software for different type s of recognition and sorting ,Applying C programming language,optimize the selection system for modifying parameters. Key words:Flexsim, Picking system, Simulation and optimization, AS/RS

1 课题研究意义和目的

自动化立体仓库的快速发展，是现代物流技术领域存储方式的跨越性进步。随着其进一步的发展，穿梭车式货架逐渐成为一种新的发展趋势。在穿梭车式货架中，如何能使穿梭车高效率的进行货物拣选，使一个亟待解决的问题。所以，通过使用Flexsim仿真软件对多层穿梭车式货架中货物拣选的调度问题进行仿真和优化，可以提高仓库的拣选效率，降低企业的物流费用，提高货物调度的速率，以此降低成本提高经济效益，具有重大的现实意义和应用价值。

2 Flexsim软件的简介

Flexsim是美国flexsim 公司开发的。在这个软件环境，C++不但能够直接用来定义模型，而且不会在编译中出现任何问题。Flexsim是一套系统仿真模型设计、制造与分析的工具软件。它集计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，专门面向制造、物流等领域。运用Flexsim系统仿真软件，可以在计算机内建立研究对象的三维模型，然后对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得优化设计或改造方案。

Flexsim软件的功能特别强大，兼容了好多软件的功能并可以将其他软件的视图、图片、表格等导入到Flexsim软件中，采用优化的仿真运算法则技术，固定的或变化的时间仿真运行，可对离散事件进行仿真，同时，通过改变实体的参数以及函数进行仿真优化，也可以进行编程来实现模型仿真的优化。可对多种概率分布（均匀、正态、指数、二项、泊松、伯努利、贝塔、艾尔郎、经验分布等）进行统计分析，可以进行全局统计或者是生成报告与统计，同时可以导出Excel表，或可以生成各种实

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体的状态、容量、百分比的柱状图、饼状图、折线图等，并带有随机数。可对摄像机进行移动、缩放、旋转，运用AVI视频制作器对所建模型运行的过程进行录制，形成直观的视觉效果，对仿真效果的展示有很大的帮助。也可以导入图片可视化工具以及二维CAD平面布局图，还有三维临时实体工具，参与到Flexsim软件的建模中去。

3 建立Flexsim仓库拣选系统的模型的仿真

运用Flexsim软件对某储存设备股份有限公司仓库拣选系统的仿真主要分为三个部分。模型仿真流程如图1所示：

图1 模型仿真流程简图

第一部分是不同类型产品入库的Flexsim仿真模型的建立，主要会用到发生器产生实体，同时通过合成器将同种类型的货物、产品打包处理，然后放在托盘上运输到处理器上，放在托盘上的货物、产品在处理器上被检验，检验完的托盘上货物、产品和托盘一起被放到货架上，实现不同的产品实现入库的过程。第二部分是拣选过程的Flexsim仿真模型的建立，主要用到穿梭车把货架上的货物、产品（包含托盘）取出沿着货架运送到传送带上，然后再通过升降机货物、产品（包含托盘）运输到分拣传送带上，通过分拣传送带将货物、产品（包含托盘）的传送顺序进行调整，然后运输到分解器上，货物、产品在分解器上被操作员分拣开来，实现货物、产品分拣的仿真。第三部分是拣选后剩余产品入库和被拣选产品离开的Flexsim仿真模型，拣选后的货物、产品和托盘一起通过传送带的运输，经过升降机回到货架原来的位置；同时另一方面被拣选出来的货物、产品经过合成器的合成完成订单的装箱，然后放在新的托盘上，经过传送带被运输出去，进入到吸收器里面。整个模型的仿真就完成了。 完成建模后，运用C语言编程，改变参数，编写程序，优化仿真的路线，拣选的顺序以及货物、产品所放的位置等，来实现运输路径的缩短，时间的节约，从而达到优化的目标。对方案进行合理性评估，提出合理性分析的技术路线图，如图2所示，基于Flexsim自动化立体仓库拣选系统模型仿真，建立好的模型如图3所示。

在一组货架的模型中总共有46个实体，其中离散实体有33个，使用工具有13个；临时实体有1800个，其中盒子有1600，托盘200，还有后面分拣拣选时的托盘数量大于等于1小于等于200个；整个模型的连线总共有114条，其中A链接有73条，S链接有41条；实体设置无数处，例如，发生器3对托盘实体类型、颜色、发送至端口的设置，合成器47对加工时间、合成方式、合成数量的设置，传送带对位置、尺寸、旋转、速度、容量、间隔值、间隔方向、间隔规则、布局、角度、优先级、

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图2 合理性分析技术路线图

图3 仓库拣选系统仿真模型

统计等的设置；总共编程41处，其中合成器5触发器的进入触发里面设置进行了编程，货架7和货架8的临时实体流中输出发送至端口进行了编程，使用运输工具进行了编程，任务执行器9到任务执行器18触发器的重置触发位置触发和旋转触发都进行了编程，传送带42的临时实体流中输出发送至端口进行了编程，使用运输工具进行了编程。

4 建立Flexsim仓库拣选系统的模型的优化

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通过Flexsim仓库拣选系统模型的多次仿真，当运行2200s时，会出现接口传送带拥堵和传送带41堆积的现象，针对这样的现象提出优化方案，在传送带41后面拖出一个传送带45和一个分拣传送带44，在传送带41临时实体流输出的发送至端口中设置对可用端口采取循环式的方式，这样的优化可以使拣选过程的堆积得到缓解，使货箱在传送带上能够流畅的运输，节约了拣选的时间；同时，为了缩短穿梭车的运输路径，将货架的进货顺序和出货顺序进行改变，将拣选频率较高的货箱装入货架时，装载到距离同层穿梭车最近的地方，这样的装货和拣选的方式为先进先出的仓库拣选规则，实现运输时间最短的效果；将升降机43的运行速度从4m/s提升到8m/s，我们可以将操作员698的搬货容量由原来的1提升到2，同时，将操作员698的拣货速度从2m/s提升到4m/s。通过这三方面的优化最终实现仿真模型的优化过程。

5 小结

通过分析计算得出结论，优化后的模型解决了传送带上堆积堵塞的问题，同时，模型效率明显的到了提高，最终优化的效率提升了4.6%，达到了优化的效果。效果分析如下表所示。

分解器46输入量 分解器46输出量 合成器47输入量 合成器47输出量 传送带41输入量 传送带41输出量 升降机43输入量 升降机43输出量 操作员698输入量 操作员698输出量 吸收器50输入量 优化前 51 49 44 43 21 17 36 35 49 49 10 优化后 54 53 46 45 26 24 42 42 53 51 11 优化数量 3 4 2 2 5 7 6 7 4 2 1 效率 3.92% 8.16% 4.55% 4.65% 23.81% 41.18% 16.67% 20% 8.16% 4.08% 10% 10% 6.12% 18.335% 32.495% 4.6% 平均效率 6.04% 参考文献

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