Flexsim仿真优化课程设计 - 图文

组成，理货区进行入库货物的验收、分拣、包装等工作，掌握入库货物的品种、规格、数量等相关信息。入库区的职能是将托盘有理货区运送至入库平台，等待入库，货物存储区主要是存放货物。以此来看，立体仓库最为主要的职能就是完成货物的存储，所以在进行系统整体设计时首先要对仓库的总体库存能力进行预测。

流程以预测系统的存储需求量作为初始步骤。首先通过对历史的数据进行调查分析，得出企业的年平均存储需求量；而后从物流流通的角度，利用经验系数确定库容量大小。对自动化立体仓库设计流程采用自底向上的方式，如前文中提及，首先得步骤为系统调查分析，确定总体库存容量，确定货物特征以及集装单元的材质特征、尺寸特征和集装方式等。并根据以上的结构计算出系统货位数、货格数以及货架的尺寸及布局形式，最后选择相匹配的机械设备和出入库衔接方式，确定巷道数及宽度，最终进行系统建模与仿真，如图8-4所示。

预测存储需求量 计算仓库年存储量 确定货物周转次数 确定系统仓储能力 库存风险计算 确定库存策略

图8-4 自底向上的自动化立体仓库设计流程 2.6.2托盘单元的确定 立体仓库的最小货物单元，及集装单元一般为托盘方式存储。而在立体库中存在的托盘一般有1200mm*1000mm，1200mm*800mm，1100mm*1100mm三种规格，目前通用性较高的为1200mm*1000mm规格的木质托盘。 确定托盘规格后，根据货物的尺寸特征设计码盘方式，以确定最小货物单元的尺寸参数，一般包括重叠式、纵横交错式、正反交错式及旋转交错式四种。 2.6.3 货格单元的设计

托盘单元的规格尺寸确定完成后，便可进行货格单元的设计。根据仓库设计的需要，可选择横梁式货架或牛腿式货架，两种货架各有不同的设计规则。横梁式货架每个货格可以存入两个或三个货物单元，牛腿式货架每个货格只能存放一个活物单元。选择好货架类型后再根据设计规则确定其侧面间隙、垂直方向间隙和宽度方向间隙，以确定货格单元的尺寸。以下对横梁式货架的货格单元设计进行说明。

图8-6 横梁式货架双货物单元货格结构图 货格单元宽度 货格 a c 单元 宽度 托盘单元宽度

图8-7 横梁式货架三货物单元货格结构图 在货格单元的设计过程中需要注意以下参数: Pallet Width ——托盘单元宽度： Pallet Height——托盘单元高度; Pallet Length——托盘单元长度; Cell Length——货格单元宽度； Cell Width——货格单元高度； Cell Depth——货格单元进深。

另外还有几个重要的间隙参数a，b，c，以及货架立柱的宽度M。 针对以上两种货格形式的计算方法如下： 1)双货物单元货格结构。

Cell Width=2*Pallet Width+2*a+2*c+M Cell Depth=Pallet Length +(200~200mm) Cell Height=Pallet Height+b 2) 三货物单元货格结构

Cell Width=2*Pallet Width+2*a+c+M Cell Depth=Pallet Length +(200~200mm) Cell Height=Pallet Height+b 在上式中：a=75~100mm; b=(0.85~0.8)*Pallet Width; c=2*a

(2)货架尺寸的设计

货物单元格的尺寸确定后，可根据仓库的作业面积、大致的布局设计货架的总体尺寸。首先可根据分析得出的仓储能力确定货格单元的数量，而后决定货架的形式布局和巷道数。具体的确定有静态法和动态法两种基本方法，以下对静态法做具体说明。静态法师根据仓库最大规划确定有关尺寸的方法，即仓库长度（或货架列数）、仓库宽度（或巷道数及巷道深度）、仓库高度（或货架层数）、仓库容量（或货位数）。动态法是根据所要求的出入库频率和所选定的堆垛机的速度参数来确定货架的总体尺寸。

已知货架单元的高度为Cell Height，货架的进深为Cell Depth，仓库的高度为Hw，仓库的货位数位w,货架的层数位

C =

其中，h为货架顶面到仓库顶下下弦的垂直距离。

设巷道数位Gn，则当Gn=n时，可以求得每层货格数为 L=

则货架的总长为 L=Cell Width*L （1） 系统总体布局的设计

待货架的数量及总体布局尺寸确定后，便需要设计货物的流动方式或仓库的总体布局形式。货物的流动方式对自动化立体仓库来说至关重要，从某种意义上来说，货物流动方式决定自动化立体仓库的设计布局。货物在自动化立体仓库中的流动方式一般分为三种，即同端出入式，贯通式和旁流式。

同端输入式是货物的入库和出库作业位于巷道同一侧的布局方式，其中又有同层同端出入式和多层同端出入式两种。这种布局方式最大的优点是能够缩短出入库作业的周期。尤其是在仓库库存量不大、货位随记自由分配时，效果更加明显。此时，系统会指定将货物存放于距离出入库作业区最近的货位中，缩短了作业的距离，提高出入库效率。

同端输入式布局图

贯通式布局图

旁流式布局图

贯通式机货物从巷道的一端入库，有另一端出库。这种方式总体布置比较简单，便于管理操作和维护保养，但对于任何一个货物单元来说，完成由入库至出库的全生命周期，堆垛机均需要穿过整个巷道，增加了搬运距离，增加了作业时间，降低作业效率。

旁流式是货物从仓库的一端（或侧面）入库，从侧面（或一端）出库。这种方式是将货架中间分开，设立通道，同侧门相同。这样就减少了货格，即减少了库存量，但是由于可组织两条线路分别进行搬运，提高了搬运效率，方便了不同方式的出入库作业。

在设计过程完成后，根据设计方案构建出系统的物理模型，通过仿真的方式得出系统的作业运行效率，找出系统存在的瓶颈并优化，经过多次迭代后得出系统的最优设计方案。

2.7基于Flexsim的立体仓库系统建模仿真

在Flexsim仿真平台中构建立体仓库系统的物理模型都可以采取以系统作流程为顺序的思路。一般的顺序为：生成器 缓冲区 出库区 输送系统 立库区 出库区，根据此主体流程配合添加例如操作员、叉车、等执行实体，然后构建起各个实体间的正确逻辑关联即可。

在确定了立库的布局等各项参数后，就可以在Flexsim软件中构建出系统的物理模型。下面将结合一个简单的案例对立体仓库系统的建模与仿真过程进行介绍。

Flexsim软件中支持实体的拖拽，首先可将需要的实体通过拖拽的方式摆放到平面视窗中，等待建模时使用。

步骤1：在实体库（Library）中拖拽生成器（Source）到模型平面视图中，