研究生论文范文自动化立体仓库的若干关键技术与仿真

　　随着科技的发展，自动化技术越来越普及了，在企业生产和管理中也经常会用到自动化技术。那么自动化立体仓库的特点和关键技术有哪些呢？本文是一篇研究生论文范文，主要论述了自动化立体仓库的若干关键技术与仿真。
　　摘　要：自动化立体仓库对企业生产自动化和管理起着非常重要的作用，其技术优化和仿真决定着现代物流的关键技术，我们应该对自动化立体仓库的关键技术与仿真高度重视，促进其更好发展。本文首先对自动化立体仓库做出相关阐述，主要包括定义、组成部分、功能和特点等，接着分析了自动化立体仓库的若干关键技术，如货位分配策略及优化分析、基于时间最优的堆垛机出入库作业路径优化技术，最后探讨了物流系统仿真的建模方法和步骤，主要是基于Flexsim仿真平台的物流仿真优化技术，经过分析得出相关结论，推动了自动化立体仓库的现代化发展。

　　关键词：自动化立体仓库,若干技术,仿真

　　一、自动化立体仓库的相关概述

　　1.自动化立体仓库的含义

　　自动化立体仓库又叫做高架仓库或者自动仓库，也有些人称为自动储存自动检索系统，其设计主要将电子计算机技术应用到了高层立体货架的储存物资系统中，通过计算机进行控制和管理，巷道堆垛机的存取作业也应用计算机控制，实现了自动化的管理，这样使高架仓库的管理规划、机械以及电气合为一体，都通过计算机技术进行操纵控制，实现了高效率的物流、大容量的储存和科学的管理。换句话说，自动化立体仓库技术就是一种仓储技术，但是是一种新型的、超前的科学的一门综合型科学技术工程。

　　2.自动化立体仓库的组成部分

　　自动化立体仓库主要由五部分组成：货架、巷道堆垛机、出库台和入库台、输送系统以及自动分拣系统。货架主要有固定和旋转这两种形式货架，旋转货架比固定货架有一定的优势就是它配有升降台;巷道堆垛机是指在自动存取系统的两排高层货架之间留有一定距离宽度的巷道，在此巷道中安装着堆垛机的运行轨道，从而更方便进行作业;出库台和入库台只是临时进行出巡物料，主要是为方便交接或者转载而配备的装置;输送系统主要是运送各种物料，它是由输送带组成的;货物自动分拣系统主要是进行货物入库前的分类和集中活动。五部分相互配合起作用，共同完成自动化立体仓库的工作。

　　3.自动化立体仓库的功能

　　自动化立体仓库的功能主要有收货、存货、取货、发货和仓库信息查询的功能。收货指的是仓库将各种材料或者半成品从原材料或者生产车间中取出来，这样能够供给工厂的生产和加工装配;存货指的是将货物放到高层货架上，这是自动化系统规定的位置;取货指的是根据需求直接从货架上面取下生产所需的货物;发货是指根据客户的需求将相关货物发送给客户的过程;信息查询指的是根据生产和管理能够随时查出库存信息、作业信息以及其他相关信息，以便进行科学管理。

　　4.自动化立体仓库的特点

　　自动化立体仓库主要有以下几个特点：首先是通过电子计算机技术，实现自动化控制和管理，这样能够提高仓库的管理水平，便于仓库人员进行货物盘点，通过科学合理减少库存来节约流动资金，也能够实现先进先出管理，防止货物的变质和腐烂或者生锈;其次是能够降低成本，特别是降低人力资源成本，通过自动化技术能够减少作业人员，这样减少工作人员，工资也会减少，使成本大大降低;最后是能够减少占地面积，提高空间利用率，因为自动化立体仓库是在高架上进行，这样比普通的仓库高很多，储存量会很大，储存相同货物的仓库占地面积也就为普通仓库的十分之一左右，合理利用了土地资源。

　　二、自动化立体仓库的若干关键技术

　　1.自动化立体仓库货位分配策略

　　储存和保管货物是仓库的核心功能，货物分配的是否合理直接影响着仓储作业的工作效率。在货物进入自动化立体仓库之前我们必须要将货物在仓库中的布局布置好，合理存放储存货位的设置。现有的货物储存模式主要有四种：固定货位存储模式、随机货位存储模式、分类存储模式和就近存储模式。这四类模式各自有各自的特点和优势，也存在不足与缺陷，根据不同的需求进行选择适合自身发展的模式。在进行货物分配时要坚持安全性，安全性主要是指货架受力均匀和稳定、设备效率和出入库效率、分散存放主要是防止阻塞其他货物的进出、以及先进先出这几项主要原则，还有兼顾安全性，只有保证货物和人员的安全，才能使自动化立体仓库的货物分配顺利进行。只有将货物进入仓库储存之前进行合理分配货位，才能减少更多不必要的工作量，减少倒库作业的次数，不仅节省了人力资源和相关成本，更是提高了仓储作业的效率。

　　2.基于时间最优的堆垛机出入库最优路径选择

　　堆垛机复合作业的路径设计是否合理直接影响到自动化立体仓库内堆垛机的出入库作业效率，因此一定要选择耗费时间最优的出入库最优路径选择。假设一个巷道配置一台堆垛机，每个货位的存放依靠托盘货物，堆垛机的加速与制动时间不计，水平速度和升降速度均为匀速，通过相关模型分析，得出了结论，尽管堆垛机的出入库作业路径问题与周期性线路的问题不同，但是它们都是组合优化的问题，通过遗传算法可以求得最优的出库货位和入库货位组合，使堆垛机完成一批复合作业所需要的时间最短。通过设计堆垛机的出入库作业路径问题所设计的编码方法、个体适应度函数以及遗传因子，得出了最优路径优化算法的具体步骤：先确定群数量、交叉概率、变异概率和进化代数，然后进行初始化，也就是令其等于零，然后评价个体适应度，再选择运算、交叉运算和变异运算，最后根据是否满足条件来终止运算，如果满足终止条件则算法结束，输出的即是最优个体，否则继续进化过程,直到符合条件为止。

　　三、自动化立体仓库运行仿真

　　随着社会的进步，知识经济的到来，现代物流技术和自动化立体仓库的发展越来越快，产品越来越多样化， 设计也越来越具有个性，因此对自动化立体仓库的规划和设计也就有了更高的要求，在规划设计中要本着对不合理的规划设计进行修正，减少资金、时间和人力的浪费，寻找最优的设计方案，而系统仿真技术能够帮助自动化立体仓库设计人员实现这个目标，加上系统仿真技术的不断完善，通过把实际系统转化成仿真模型，对仿真模型进行试验来评价方案的优劣并逐步修改方案的不足，从而实现自动化仓库的最优规划设计，使管理人员更好了解仓库的性能和更科学的规划安排。当前应用最多的就是Flexsim物流仿真软件，它是基于Windows、面向对象、可应用离散时间过长的仿真分析工具，具有用户化、能够面向对象、具有强大的仿真引擎等特点，在进行Flexsim仿真分析时，要经过五个步骤：先设置好布局，根据事前设计好的系统模型，将“对象库”拖到仿真试图窗口的适当位置，然后根据对象之间的逻辑关系，链接相应的端口，构件逻辑流程，再根据每个对象的具体特征设定参数，然后编译模型，最后出仿真结果分析，对每个对象进行操作检测当前的状态，并出具相关的仿真模拟报告。将此设计分析应用到货物的出入库装置和堆垛机的工作中，可以清楚明了的看出堆垛机的闲置时间、空载行驶时间、装载行驶时间、卸载时间以及它们各自所占百分比等仿真结果，能够得出最大库存量、现有库存量、货位利用率等结果，这对自动化立体仓库的规划设计和管理提供了便利的条件，对促进自动化立体仓库的发展起到很重要的作用，对现代物流的发展研究起到了铺垫作用。
　　自动化论文发表期刊推荐《辽宁科技学院学报》，本刊以宣传党的教育方针，实施“科教兴国”的战略为宗旨，主要介绍学校教学、科研以及各项工作中的实际经验和成果，提倡不同学术观点的争鸣，注重反映科研、教学前沿学术动态。

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　　作者简介：杨永攀(1987-)，男，河北衡水人，本科，助理工程师。研究方向：智能化自动化立体仓库存储。

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