烟草仓储Flexsim软件物流仿真

烟草仓储Flexsim软件物流仿真姓名：学号：指导教师：侯开虎自动化仓库系统(AS／RS－Automatedstorageandretrievalsystem)是不需人工处理的情况下能自动存储和取出物料的系统。这个定义涵盖了不同复杂程度及规格的极为广泛的多样的系统。采用高层货架存放货物，以巷道堆垛起重机为主，结合入库与出库周边设备来进行自动化仓储作业的一种仓库。自动化立体仓库系统主要由货架、传输设备、存储设备、堆垛机、控制系统、通讯系统、计算机管理监控系统等部分组成。能够按照指令自动完成货物的存取，并能对库存货物进行自动管理，完全实现自动化作业1.1课题背景与意义随着社会经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，现代物流业已成为国民经济的支柱产业，在社会经济发展中起着越来越重要的作用。先进的物流设施及技术和高效的供应链要求同时也促进自动化物流的快速发展。1.2自动化立体仓库的发展现状自动化立体仓库是一种采用多层货架存储货物单元，用相应的搬运设备和计算机控制管理系统来进行货物出入库作业的仓库。它的出现改变了仓储行业劳动密集、效率低下的落后面貌，还实现了高效率物流和大容量储藏，适应了现代化生产和商品流通的发展方向，是物流技术领域的一个划时代的变革。自动化立体仓库能够自动的按照指令实现对货物的存取和储存保管等功能，已经广泛应用于机械制造、医药保健、食品烟草等行业。1.3课程设计的目标本课程设计是与物流工程专业教学配套的实践环节之一，结合《系统建模与仿真》等课程的具体教学知识点开展。在完成以上课堂教学的基础上，进行一次全面的实操性锻炼。通过本环节的设计锻炼，较好地掌握了系统建模与仿真的相关理论与方法，对仿真对象的情况、问题和材料有较好的了解,能灵活应用生产管理、设施布置与规划等课程理论知识和方法，分析和解决问题，通过本课程设计，达到如下目标：1)了解和掌握制造企业的生产系统物流的特点和解决的具体方法；2)培养团队协作精神，以团队方式分析问题和解决问题的能力；3)了解和掌握物流系统建模与仿真的方法；4)对物流系统建模与仿真知识和方法与生产实践的结合有更深入的感性认识。2.1、自动化立体仓库概念自动化立体仓库，也叫自动化立体仓储，物流仓储中出现的新概念，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化。2.2立体仓库组成部分（1）货架:用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。（2）托盘（货箱）：用于承载货物的器具，亦称工位器具。（3）巷道堆垛机:用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式；按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式。（4）输送机系统:立体库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非常多，常见的有辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机，皮带机等。（5）堆垛机器人主要用于托盘的码垛，它将不同外形尺寸的货物整齐地、自动地、码（或拆）放在托盘上。2.3红塔集团立体仓库参数•其中红塔集团年销量400万大箱，本组按15%的年销售量即（60万箱）规划一个烟草成品库。其中红塔集团烟的品种有A（玉溪）、B红塔山（软包）、C红塔山（硬包）、D红梅，假设各产品年销售量比例分别为20%，30%，40%，10%，其它具体参数见下表所示：•设计参数•序号•项目•分组确定：400万大箱，330万大箱，再分解•1•年销量•600000•2•入库工作天数•250•3•出库工作天数•250•4•要求库容量•2.73•5•要求最大出库量•1080•6•堆码原则(件/托盘)•30•7•入库时间（小时）•7•8•出库时间（小时）•7•15•空托盘组（个/组)•10••入库峰值系数•1••出库峰值系数•1•流量计算(小时）•1•小时出库流量(峰值,件)•1080•2•小时入库流量(峰值，件)•914.2857143•1•小时出库流量(峰值,托盘)•36•2•小时入库流量(峰值，托盘)•30.47619048•3•小时空托盘供给流量（峰值)•3.047619048•4•小时空托盘返库流量（均值)•3.6•5•总入库流量(峰值)•34.07619048•6•总出库流量(峰值)•39.04761905•7•入库机器人数量•0•8•出库机器人数量•0•能力计算(小时）•1•巷道堆垛机（共4台）(pl/h)•18.28095238•2•入库穿梭车（1台）•39.04761905•3•出库穿梭车（1台）•34.07619048•4•分拣线，•54000条/h出入库作业是流通领域在仓库内的主要活动，由进货、验收、拆分箱、入库、出库、拣货、检查、打包等作业环节组成。从公司经营角度考虑，出入库作业与上游的采购、加工等活动衔接，与下游的分拣、配送等业务关联，是仓储作业环节中不可缺少的流程。对于初入库频繁的自动化立体仓库，出库流程与入库流程相互分离，不共用物流通道，以免引起流程之间的冲突。货物自动分拣装置分类输送机入库站台堆垛机货物存储区（货架）堆垛机出库站台出站口3.1基本数据计算红塔集团年总销量为400万箱，本组按15%的比例销售，故本组销量60万，生产量为65万箱。玉溪、红塔山（硬包）、红塔山（软包）、红梅四种产品的生产比例分别为20%，30%，40%，10%。其中，一年按250天计算，一天工作时间为24小时。一年的件箱数为65*5=325万件箱；一年内生产的条数为：325*50=16250万条；由于一年的工作日为250天/年，故每天生产条数为：16250/250=65万条/天；每天的工作时间为24h，故每天的生产条数为：650000/24=27083条/h；由于每小时生产量为27083条54000条/h，所以分拣带条数为1条。玉溪生产量计算：一年生产大箱数：65*0.2=13万大箱/年；一年内生产件箱：13*5=65万件箱/年；一天内生产件箱：650000/250=2600件箱/天；一小时生产件数：2600/24=108.33件/h;一秒内生产件数：108.33/3600=0.03件/s;产一件所需时间：1/0.03=33.33秒红塔山硬包生产量计算：一年生产大箱数：65*0.3=19.5万大箱/年；一年内生产件箱：19.5*5=97.5万件箱/年；一天内生产件箱：975000/250=3900件箱/天；一小时生产件数：3900/24=162.5件/h；一秒内生产件数：162.5/3600=0.045件/s;产一件所需时间：1/0.045=22.22秒•红塔山软包生产量计算：•一年生产大箱数：65*0.4=26万大箱/年；•一年内生产件箱：26*5=130万件箱/年；•一天内生产件箱：1300000/250=5200件箱/天；•一小时生产件数：5200/24=216.67件/h；•一秒内生产件数：216.67/3600=0.06件/s;•产一件所需时间：1/0.06=16.67秒•红梅生产量计算：•一年生产大箱数：65*0.1=6.5万大箱/年；•一年内生产件箱：6.5*5=32.5万件箱/年；•一天内生产件箱：325000/250=1300件箱/天；•一小时生产件数：1300/24=54.17件/h；•一秒内生产件数：54.17/3600=0.015件/s;•产一件所需时间：1/0.015=66.67秒立体仓库的总体规划立体仓库的总体布局主要取决于库存量，即同一时间内存储仓库内的单数，所以了解和推算出库存量是建立合理的仓库系统，特别是立体仓库的重要参数。库存需求量=入库量-出库量=600000-500000=100000大箱；安全库存=库存量*0.05=100000*0.5=5000大箱；该仓库储存A、B、C、D四种货物，根据之前计算年生产量为60万大箱，取库存量为10万大箱，安全库存为100000*0.05=5000大箱，也就是年库存量为105000大箱=525000件箱，一天的库存量为：525000/250=2100件；一周的存量为2100*7=14700件；所需托盘数为：14700/30=490;年产量：650000箱年销售量：600000箱库存需求量：650000―600000=50000箱安全库存量：650000*0.05=32500箱库存量=库存需要量+安全库存量=50000+32500=82500箱每年的工作天数：250天库存天数：10天货格单元格数=库存量／每年的工作天数×库存天数／6（每个托盘30件，每5件为一箱，即为6箱）货格单元数=82500／250×10／6＝550格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、输送系统、仓库区、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。下面介绍一下具体步骤步骤1：在实体库中拖拽生成器到模型平面视图中步骤2：一次将剩余的实体（输送机、处理器等）拖拽到模型平面视图中，并依次摆放整齐。步骤3：连接端口，确定货物的移动路线。步骤4：在模型中适当添加机器人步骤5：在实体库中拖拽吸收器到模型平面视图中步骤6：完成整体建立连接后开始进行相应设置。根据之前得到的数据进行发生器设置步骤7：仓库货架的设置步骤8：使用堆垛机•这样，一个简单的立体仓库系统模型就已构建完成，可按照实际系统设置参数并进行运行模型，通过实验仿真等方法的得出系统的统计数据，找到系统瓶颈并优化。•系统模型构建完成后，利用Flexsim进行多次仿真实验可得出系统长期运行的统计分析结果结果。•对仿真数据进行分析后，从得到的仿真统计报告中，可以通过分析得出系统中那些功能区域出现了拥堵，重点集中在那个设备。另外还可以找出那些设备工作负荷过低，长时间处于闲置状态。以上问题的发现可对立体仓库系统的优化起到很好的指导作用。•对于仿真结果的分析一般有以下主要参考标准：•1）某一实体等待作业所占比例较大，则判定其上游实体处发生拥堵；•2）某一实体的作业时间所占比例较大，则判定其自身发生拥堵；•3）系统规划仿真中一般认定最优的作业时间比例为80%。•于此同时，统计结果的其他数据可以对实际系统的运行起到一定的指导作用。在三维的可视化场景中，可以显而易见的发现各个设备运行中发生的问题。统计中，各个流动设备的平均作业时间可以帮助计算实际情况下保持该工作负荷的该设备的作业寿命。另外，仿真系统环境中设置的平均故障间隔时间MTBF与平均修复时间MTTR有助于为实际系统的运行做好应急准备措施。•上表所反映的有当前容量、最小容量、最大容量、平均容量、输入、输出、最小停留时间、最大停留时间、平均停留时间、当前状态、处于当前状态的总时间、空闲时间、加工时间、堵塞时间等内容。分析数据可知：传送带2595、2596堵塞比较严重，由此可以看出传送带比较拥挤，速度不够造成拥堵。由于传送带能力不够，造成堆垛机在工作的时候有大部分空闲时间，导致资源的浪费；出货的堆垛机速度较慢，以至于销量达不到预期结果。•由数据可得出结论：•分别将每条传送带的长度加长，并且加快传送速度，这样可以减缓传送带上拥堵的现象；其次将合成器的加工时间加快，堆垛机装卸货的速度加快，可高效率用每种运输工具，增加运输能力。优化之后传送带大大减缓了拥堵现象，提高了各个机器的作业能力，因此优化得比较合理。首先强调的是这次课程设计确实引起了我足够的重视。因为是第一次使用Flexsim做课设，以前又没系统学习过这款软件，所以一开始必须学习Flexsim的使用，任务量相当之大。为了安装这个软件，我电脑从原来的Win7换成XP，这次的Flexsim仿真软件的使用，是我第一次真正的使用仿真软件，感觉很新奇也很有意思，所以自己一直很投入的做着这次的课程设计，也从这个课程设计中得到了许多收获。首先是通过这次课程设计，让我了解和熟悉了Flexsim仿真软件，并初步的学会了运用该软件来模拟物流系统中所要涉及的过程及步