立体仓库叉车运输仿真模型一

立体仓库叉车运输系统仿真模型

一、模型描述
假设有一立体仓库系统有一排立体货架（2列10层）用于存储产品，有一辆叉车用于存入产品。产品到达时间间隔服从均值为5分钟的负指数分布，到达批量为1，产品在仓库入口处通过输送链运至入库台，入库台自动将产品从输送链上卸到入库点的临时库存，卸载时间服从Uniform（0.5，1.5）。叉车从临时库存装载产品，装载时间为uniform（1，2），叉车运行速度为20M/Min，到库位入库的时间为1+uniform(0.2,0.5)*库位层。货架每列的宽度为1M，货架最前列到临时库存的距离为3M。产品在仓库中存储时间达到2小时，被送出库存系统,WITNESS仿真模型下载。
该模型建立有以下目的：
 掌握叉车入库作业的建模
 掌握物品自动退出仓库的建模
 掌握根据条件控制车辆运行的建模
二、模型建立
2.1 模型最终界面
模型最终界面如图1所示：

图1 模型最终界面

2.2 元素说明
该模型的元素较为复杂，首先，part元素产品经过输送链conveyor元素的运输，被入库台卸载，卸载之后被储存于临时仓库（buffer元素）。再经过叉车经过四个track元素进行货架1和货架2之间的运输。具体元素详见下表：

表1 元素说明

2.3 元素可视化设计
（1）Part元素可视化设计
Part元素只有产品，只需对其name属性和icon进行可视化设计即可。Icon选择红色圆圈图案表示。如图1所示。
（2）Buffer元素可视化设计
Buffer元素主要有临时仓库和仓库两个元素。两者都对其name属性和part queue属性可视化设计。其中part queue属性选择count选项。对buffer元素中包含的产品数量实现可视化设计。
（3） track元素可视化设计
track元素有T1、T2、T3和T4四个元素，主要对其name属性和path属性进行可视化设计。
（4） machine元素和conveyor元素可视化设计
Machine元素和conveyor元素需要对其icon属性、part queue属性以及icon属性（静态图标）、icon（动态图标）进行可视化设计。
2.4 元素详细设计
（1）Part元素详细设计
Part元素详细设计如图2所示：

图2 产品元素详细设计

其中，点击“To…”按钮，输入：push to Conveyor001 at Rear，表示产品以均值为5min的速度进入系统后转移到输送链上运往入库台。
（2）machine元素详细设计
按照模型描述所讲，入库台自动将产品从输送链上卸到入库点的临时库存，卸载时间服从Uniform（0.5，1.5）。这里入库台用machine元素表示。具体设计如图3所示：

图3 入库台详细设计

其中:

    “from”中输入：pull from Conveyor001(1) at Front，表示入库台主动向输送链要零件进行卸载。
    “to”中输入：push to 临时仓库，表示被卸载完成的产品暂时放在临时仓库保存。
     Cycle time中输入：UNIFORM (0.5,1.5)，表示卸载产品时间服从0.5到1.5的平均分布。
（3） track元素详细设计
    Track元素主要有T1、T2、T3、T4。叉车首先从T4的尾部运行到首部，然后对临时仓库中的产品进行装载，如果临时仓库中没有产品，叉车则在T4首部等待直到有产品被装运。装载完成后，叉车转移到T1上运行，运行到T1首部后进行判断：产品是否属于库位列1？如果产品在库位列1存储，则将产品卸载，叉车按照T4路径返回；如果产品属于库位列2，则叉车将从T1转移到T2上运行，到T2首部将产品卸载，卸载后按照T3、T4路径返回。
了解其运行规则后，对四个路径逐一进行设置。
 T4元素详细设计
T4元素需要对general选项、loading选项进行详细设计。如图4和图5所示：

图4 T4元素详细设计

其中，点击“output”按钮，输入：PUSH to T1(1)，表示T4完成一切操作后将叉车转移到T1上继续运行。

图5 T4loading详细设计

其中：

     点击“input loading rule”按钮，输入：PULL from 临时仓库，表示T4装载的零件是从临时仓库取出的。
     点击“actions on loading”，输入：
          IF NFREE (仓库(1)) > 0
               库位列 = 1
               库位层 = NPARTS (仓库(1)) + 1
          ELSEIF NFREE (仓库(2)) > 0
               库位列 = 2
               库位层 = NPARTS (仓库(2)) + 1
          ELSE
               库位列 = 10
          ENDIF

注：为每个产品的库位列和层进行赋值，如果库位1中还有空位，则货物的库位列属性为1，即该产品放置于仓库1中，否则，产品将放置于仓库2中。

 T1元素详细设计
T1元素主要是在T4元素装载wan产品之后，对产品进行运送的路径，在该路径的首部，即仓库1的入口处，有对产品的库位列进行判断的语句，当产品的库位列属性为1时，在T1首部将产品卸载，否则，应转移到T2上继续运送产品至仓库2。具体设计如图6和图7所示：

图6 T1general选项详细设计

其中，点击“output”按钮，输入：
    IF NPARTS (VEHICLE (ELEMENT,1)) = 0
        PUSH to T4
    ELSE
        PUSH to T2
    ENDIF

注：完成T1所有操作之后，判断叉车的运行方向，如果叉车上没有产品，则直接转至T4返回，否则将送往T2路径，继续运送产品至仓库2.

图7 T1unloading选项详细设计

其中，点击“output loading rule”，输入：push to 仓库（1），表示如果产品满足库位列=1的条件，产品被卸载，并且卸载至仓库（1）中。

 T2素详细设计
T2元素主要是运送去往仓库（2）的产品，所以也需要对其unloading选项进行详细设计。具体如图8和图9所示。

图8 T2元素详细设计

其中，点击“output”按钮，输入：push to T3，表示当T2元素所有动作完成后，小车将运送至T3路径返回临时仓库。

图9 T2元素unloading选项详细设计

其中，点击“output”按钮，输入：
    IF 库位列 = 2
       PUSH to 仓库(2)
    ELSE
       PUSH to SHIP
    ENDIF

注：仓库2只接收库位列为2的产品，其他不符合条件的将送出系统。

 T3素详细设计
T3元素属于叉车送完仓库2产品后的返回路径。具体设计如图10所示：

图10 T3元素详细设计

其中，点击“output”按钮，输入：
    IF NFREE (仓库) > 0
      PUSH to T4(1)
    ELSE
      Wait
    ENDIF

注：判断仓库是否还有空位，如果有空位，叉车将沿着T3、T4返回继续输送产品，否则叉车等待仓库有空位才能开始活动。
（3） vehicle元素详细设计
Vehicle元素详细设计如图11所示：

图11 vehicle001细设计

其中，点击“to”按钮，输入：Push to T4 at rear，表示叉车进入系统时在T4路径的尾部。
（3） buffer元素详细设计
仓库中存放的零件以某种规则要送出系统，需要对buffer元素进行详细设计。如图12所示：

图12 仓库元素详细设计

点击“exit rule”按钮，输入：push to ship，表示产品在系统中停留60个时间单位之后离开系统。
三、运行模型
系统运行200分钟，结果如表2所示：

表2 系统运行数据统计

上表可以看出，仓库1其主要存储作用。只有当仓库1满仓才送往仓库2储存。
　