基于flexsim自动分拣包装和码垛系统仿真和优化探究

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1、基于Flexsim自动分拣包装和码垛系统仿真和优化探究摘要：计算机仿真技术是研究复杂系统的有效方法，应用仿真软件可以很容易地建立物流系统的仿真模型，较解析方法能更全面地描述实际系统的特征。在分析物流系统仿真方法的基础上，结合某化纤厂的自动分拣包装及码垛系统，利用物流仿真软件Flexsim,对该系统进行了建模仿真，并根据对仿真结果的分析，找出了该物流系统存在的问题，提出优化改进的方法。关键词：Flexsim仿真软件；机器人码垛；系统仿真；优化方法中图分类号：F253.9文献标识码：A0引言自动分拣包装及码垛系统是典型的复杂离散事件物流系统，应用传统的

2、数学方法建模研究比较困难。系统仿真技术借助计算机技术对系统进行真实模仿，通过实验得到各种动态活动的仿真数据记录，分析验证系统的有效性及合理性。系统仿真已经成为现代物流系统研究的重点方向，越来越多地应用于复杂物流系统的分析与决策中。目前应用较广泛的大型仿真软件有Witness、AutomodeExtend、Flexsim等等。本文借助Flexsim仿真软件对自动分拣包装及码垛系统进行仿真优化研究。1Flexsim仿真软件主要功能Flexsim由美国FlexsimSoftwareProducts公司出品，是一款商业化离散事件系统仿真软件。Flexsim

3、是一个强有力的分析工具，它集计算机三维图像处理技术、仿真技术、数据处理技术为一体，并且具有非常强大的3D显示功能，建模快捷方便，可帮助工程师和设计人员在系统设计和运作中做出智能决策。Flexsim广泛应用于生产制造、仓储配送、交通运输等物流系统领域。运用Flexsim系统仿真软件，可在计算机内建立研究系统的三维模型，然后对模型进行各种分析和工程验证，最终获得优化设计和改造方案。Flexsim仿真建模的一般步骤如下：1）确定仿真目标，拟定问题和研究计划：明确仿真目的、仿真的组成部分及衡量仿真结果的目标。2）收集和整理数据：仿真数据正确性直接影响仿真结

4、果的正确性，仿真希望获得的资料数据一般包括：工艺参数、动态参数、状态变量、输入输出变量等。3）建立仿真模型：根据系统结构、作业策略以及收集数据，分析系统各部分的状态变量和参数之间的逻辑关系,建立系统仿真模型。4）验证模型：对仿真模型进行修改完善，合理化参数设置。5）运行模型：对模型进行大量的仿真，获得丰富的仿真输出资料。6）仿真结果分析：从系统优化角度分析影响系统的关键因素，提出改善措施。2自动分拣包装及码垛系统仿真与优化研究2.1自动分拣包装及码垛系统概述本文研究的自动分拣包装及码垛系统运行流程如下：系统分为两个区，在每个区3种不同类型需要自动包

5、装的货物按一定比例进入装箱区域，由装箱机器人分拣装箱；两种手工包装的货物在手工装箱工位由人工进行装箱。装箱完毕后，经贴标、封箱以及打包处理后，进入分拣输送道，按不同类型进入分配的相应输送码垛分道。在各分道抓取工位集满3箱后，由码垛机器人卸载并码垛，放置分道对面的码板台上。叉车负责向码板台供应空跺板，并卸载满跺板。由于两个区装箱部分结构相同，码垛部分集中至同一区域，故装箱部分详细设计一个区，另一个区装箱部分省略，以成品箱直接进入码垛区域。3种自动包装货物按一定比例进入装箱区域，装箱工位按位置由外至里设为1、2、3号工位。比例最大的货物进入2号工位，次

6、之进入1号工位，最小的进入3号工位。装箱机器人robot1的抓取策略设置为：抓取工位先积满6锭货物先服务。成品箱进入码垛区域后，按照设定进入相应分道，在码垛工位等待机器人抓取码垛，码垛机器人的抓取策略设置为：工位集满3箱机器人即移动至该工位抓取码垛。系统参数及说明：每个区自动包装货物品种最多3种，手工包装品种最多2种，这样每个区最多5个品种，两个区最多共10个品种。10个品种的货物分别进入10条对应分道，等待码垛机器人移动并卸载码垛。丰昆道运行速度为0.3m/s；码垛机器人移动速度为lm/s；每个码板台码至24箱，由叉车搬运送走。2.2建立系统仿真

7、模型运用Flexsim仿真软件分布实体，定义各实体参数，建立实体间的逻辑关系。固定实体之间的关系用输入输出"A"连接建立，移动实体与固定实体间关系用间接连结“Q”连接建立，得到如图1的仿真模型。部分模型实体设计如表1：该系统要求每小时每个区自动装箱货物1200锭，两个区2400锭，自动包装货物每6锭装一箱，所以码垛区域每小时期望处理400箱成品。设置部分实体运行参数如下：一区货物发生器sourcel按比例随机生成3种自动包装的货物；二区成品箱发生器source2按比例随机生成5种成品；开箱机processorl以10秒处理一个纸箱，设置proces

8、sortime为10s；装箱机器人robot1抓取节拍为18秒；设置打包机，封箱机processor2和processor