基于SimPy的自动化立体仓库建模与仿真
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真与优化论文
南昌工程学院毕业设计(论文)工商管理学院物流管理专业毕业设计（论文）题目基于Flexsim的自动化立体仓库仿真与优化学生姓名何波班级08物流管理(2)班学号2008100508指导教师胡启帆完成日期2012 年 5 月26 日基于Flexsim的自动化立体仓库仿真与优化The research of simulation and optimization for AS/RS based onthe Flexsim software毕业设计（论文） 34 页表格 18 个插图 11 幅目录摘要 (I)Abstract...................................................................................................................... I I 第一章绪论.. (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 研究内容 (3)第二章自动化立体仓库仿真概述 (4)2.1 自动化立体仓库简介 (4)2.1.1 自动化立体仓库系统构成 (4)2.1.2 自动化立体仓库的分类 (5)2.2 常用物流仿真软件简介 (6)2.3Flexsim5.0简介 (7)2.3.1 Flexsim5.0主要功能 (8)2.3.2 Flexsim5.0建模步骤 (8)第三章基于Flexsim的自动化立体仓库建模与仿真 (10)3.1 某自动化立体仓库简介 (10)3.1.1 自动化立体仓库主要设备及其技术参数 (11)3.1.2 自动化立体仓库出入库流程 (12)3.2 自动化立体仓库模型构建 (14)3.2.1 自动化立体仓库仿真目标 (14)3.2.2自动化立体仓库仿真模型构建 (14)第四章自动化立体仓库仿真分析与优化 (19)4.1 自动化立体仓库仿真报告分析 (19)4.1.1 进货处理模块仿真分析 (19)4.1.2 存储处理模块仿真分析 (20)4.1.3 出货处理模块仿真分析 (22)4.2 自动化立体仓库仿真优化 (24)4.2.1 仿真结果分析 (24)4.2.2 仿真优化方案 (25)结语 (28)参考文献 (29)致谢 (30)自动化立体仓库是现代物流管理思想和技术应用在仓储管理体系的产物，其主要包括AGVS、ASS、PLC等子系统。
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真优化研究
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真优化研究刘宇鹏【摘要】自动化立体仓库是一个复杂的系统,系统仿真对其规划、设计、建设和管理是一种有效的方法.本文介绍了自动化立体仓库总体结构和作业流程,应用Flexsim进行了实例仿真,进而对系统参数进行调试.【期刊名称】《辽宁省交通高等专科学校学报》【年(卷),期】2011(013)002【总页数】3页(P40-42)【关键词】自动化立体仓库;仿真;优化【作者】刘宇鹏【作者单位】辽宁省交通厅运输管理局,辽宁沈阳,110003【正文语种】中文【中图分类】TP273.5自动化立体仓库也称现代智能仓库、高层货架仓库。
它集机械、电子、计算机、通信、网络、传感器和自动控制等多种技术于一体，以搬运机械化、控制自动化、管理微机化、信息网络化为特征，成为现代化物流设计中产品生产与存储的枢纽。
随着集成自动化技术的应用，以及智能化技术的发展，自动化立体仓库技术越来越复杂，要解决它的优化问题也愈加困难，而系统仿真技术正是解决这一问题的有效方法。
1 自动化立体仓库总体结构与作业流程立体仓库主要由理货区、入库区、货物存放区、出库区等部分组成,其总体结构如图1所示。
理货区的职能是进行入库货物的验收、分拣、包装、贴标、核查等工作，掌握入库货物的品种、规格、数量、包装状态、到库时间等。
入库区的职能是将托盘货物从理货区运送到入库站台，等待入库。
货物存储区的主要职能是储存货物。
出库区主要是根据出库指令将相应的货物从货物存储区搬运出去。
自动化立体仓库总体结构如图1所示，作业流程如图2所示。
货物运送到仓库后，首先在理货区进行验收、理货，并按照码盘要求将成件货物集中码放在托盘上，使之成为托盘化的货物。
托盘货物由分类输送机传送到入库站台，由巷道堆垛机沿巷道运行到货架的指定货位放置，完成货物的入库过程，出库时，按照先进先出、后进先出等策略，巷道堆垛机行驶到指定的货位处，取出托盘货物，放在输送机上，由输送机将货物送到出库站台，由叉车运送到出库口。
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计毕业设计论文
基于 Fl exs i m的自动化立体仓库仿真设计摘要随着计算机信息技术的发展和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库受到了越来大的关注并得到广泛应用。
其运营效率的研究也成为企业关注的焦点。
Fl exs i m软件针对离散系统的建模和仿真，是自动化立体仓库仿真规划的理想选择。
物流仿真利用计算机技术来模拟真实的物流系统，通过仿真活动和过程来验证物流项目建设的有效性，合理性和优化的效果。
本文以一个公司的自动化立体仓库为例，根据自动化立体仓库基本组成和工作过程，进一步探究采用Fl exs i m 软件进行建模仿真的一般方法。
通过仿真自动化立体仓库物流系统，对仓库物流过程进行整体分析。
根据各部分不同的运行特点，对仿真的整个流程进行研究，找出其不合理的地方并对其进行优化，结果显示优化后仓库作业效率得到提高。
关键词：自动化立体仓库；Fl exs i m；建模；仿真AS/RS Si mul a t i on D e s i gn Ba s ed on Fl exs imABSTRACTW i t h t he devel opme nt of comput er i nf or m a t i on t echnol ogy and t he i ncr eas i ng compe t i t i on, m a r ket has put new de m a nds on ent er pr i s e l ogi s t i cs s ys t em a nd t he AS/RS i s pai d mor e a nd mor e a t t ent i on and wi del y us ed. The r es ea r ch of i t s oper a t i ona l ef f i c i ency ha s a l s o becomet he f ocus of ent e r pr i s e . Fl exs i ms of t wa r e , whi ch i s f or di s cr e t e s ys t em mode l i ng and s i mul a t i on, i s a good choi ce f or AS/RS s i mul a t i on pl a nni ng.Logi s t i cs s i mul a t i on us e comput er t echnol ogy t o s i mul a t e t he r eal l ogi s t i cs s ys t em t hr ough s i mul a t i on a ct i vi t i es and pr oces s es and t hen ver i f y t hat t he cons t r uct i on of t he l ogi s t i cs pr oj ect ef f ect i venes s , r a t i ona l i t y and opt i m i zat i on of t he ef f ect . Thi s paper t a kes an a ut oma t ed wa r ehous e of one compa ny as an exa mpl e t o f ur t her expl or e t he gener a l m e t hod of us i ng t he Fl exs i m mode l i ng and s i mul a t i on, bas ed on t he bas i c compone nt s a nd wor k pr oces s es of t he AS/RS. W a r ehous e l ogi s t i cs pr oces s i s anal yzed a s a whol e t hr ough t he s i mul a t i on of AS/RS l ogi s t i cs . Ba s ed on t he va r i ous oper a t i ng char act er i s t i cs , r es ear ched on t he s i mul a t i on of t he over a l l pr oces s , i dent i f i ed t he unr eas onabl e pl ace and t hen opt i m i zed i t , t he r es ul t s s how t ha t t he ef f i c i ency of wa r ehous e oper a t i ons i s i mpr oved a f t er opt i m i za t i on.Ke y wor ds : AS/RS; Fl exs i m; Mode l i ng; Si mul a t i on目录1 前言 (1)1. 1 课题的来源及意义 (1)1. 2 国内外的发展现状 (2)1. 3 课题研究的内容 (2)2 自动化立体仓库概述 (4)2. 1 自动化立体仓库的定义 (4)2. 2 自动化立体仓库的组成 (5)2. 3 自动化立体仓库的分类 (6)2. 4 自动化立体仓库的特点 (7)3 Fl exs i m仿真环境 (8)3. 1 软件简介 (8)3. 2 软件窗口组成 (8)3. 2. 1 菜单 (9)3. 2. 2 实体库 (9)3. 2. 3 仿真控制栏 (10)3. 3 软件的仿真步骤 (10)4 自动化立体仓库仿真模型和优化的实现 (12)4. 1 基本规划 (12)4. 1. 1 实例要求 (12)4. 1. 2 立体仓库的基本参数 (13)4. 2 仿真实验的流程 (14)4. 3 立体仓库布局 (15)4. 4 模型建立 (15)4. 4. 1 设置布局 (15)4. 4. 2 定义流程 (16)4. 4. 3 设置参数 (17)4. 5 自动化立体仓库仿真分析 (22)4. 5. 1 仿真模型运行及结果统计 (22)4. 5. 2 仿真结果分析 (25)4. 6 自动化立体仓库的优化 (25)5 总结 (30)参考文献 (32)致谢 (33)1 前言1. 1 课题的来源及意义随着经济全球化的发展，企业面临前所未有的竞争压力，储存、运输所消耗的费用在生产总成本中所占的比例越来越大。
基于Flexsim仿真软件的仓储入、出库仿真
目录基于Flexsim仿真软件的仓储入/出库仿真 (1)摘要： (1)关键词： (1)引言： (1)1 Flexsim仿真软件 (2)1.1 Flexsim介绍 (2)1.2 Flexsim应用 (2)2 数据采集和处理 (3)2.1 数据采集 (3)2.2 数据整理 (3)3 自动化立体仓库仿真的一般步骤 (4)3.1 系统调研 (4)3.2 确定系统仿真目标 (4)3.3 建立系统模型 (4)3.4 确定仿真算法 (4)3.5 建立仿真模型 (4)3.6 运行仿真模型 (5)3.7 仿真结果输出 (5)3.8 仿真结果分析，形成仿真报告 (5)4 仓储系统入/出库模型 (5)4.1仿真模型 (5)4.2模型实体设计 (5)4.3建模与设置 (6)5 模拟结果分析 (6)结论 (7)总结 (8)【参考文献】 (8)基于Flexsim 仿真软件的仓储入/出库仿真摘要：本文对仓储系统入/出库进行了系统仿真研究。
首先介绍了仿真的相关概念，并介绍了Flexsim 仿真软件。
建立了分流入/出库的仿真模型。
同时，用我们查阅所得的相关数据进行了仿真。
然后通过对相关数据的分析，并检验数学计算结果，以此看出仓储系统入/出库的大体情况。
关键词：Flexsim 仿真 仓储系统入/出库引言：仿真意味着建模时用小对象描述存在的物体来进行模拟。
仿真也是系统运行或者过程进行的模拟。
可以通过仿真建模来研究系统行为的进行。
可以通过仿真建模来研究系统随时间变化的特性。
研究时为模型做一系列系统相关的假设。
这些假设有数学的、逻辑的和抽象的关系。
这些关系存在于实体之间。
系统是由互相联系、互相制约、互相依存的若干组成部分结合在一起的具有特定功能和运动规律的有机整体。
模型是为了某种特定目的将系统的某一部分信息进行抽象而构成的系统替代物，它不是“系统的复现”，而是按研究的实际需要和侧重面，寻找一个便于进行系统研究的“替身”。
所谓计算机仿真，就是在实体上不存在、或者不易在实体上进行试验的情况下，先通过对考察对象进行建模，用数学方程式表达出其物理特性；然后编制计算机程序，并通过计算机运算出对象在系统参数、以及内外环境条件改变的情况下，其主要参数如何变化，从而达到全面了解和掌握考察对象特性的目的。
基于Flexsim的自动化立体仓库系统规划与仿真研究
3、研究方法
为了对自动化立体仓库进行有效的仿真研究，本次演示选取Flexsim软件作为 仿真平台。Flexsim是一款广泛应用于生产、物流、服务等行业领域的仿真软 件，其强大的建模能力和高效的运算性能，为自动化立体仓库的仿真研究提供 了有力支持。
首先，根据自动化立体仓库的实际运作情况，建立相应的仿真模型。在模型中， 我们将详细定义仓库的布局、货架、堆垛机、输送带等关键元素。此外，还需 对货物的存储和检索作业进行模拟，包括货物的上架、下架、移动等操作。
通过对仿真结果的分析，可以发现自动化立体仓库具有以下优势：提高仓库的 空间利用率、提高货物存取的效率和准确性、降低劳动成本、提高物流运作的 整体效率等。然而，自动化立体仓库也存在一些不足之处，例如：投资成本较 高、对技术和设备的要求较高、维护和运营难度较大等。
本次演示基于Flexsim软件对自动化立体仓库进行了建模与仿真，通过对仿真 结果的分析，可以发现自动化立体仓库具有很高的应用价值和潜力。然而，也 存在一定的不足之处需要在实践中不断加以改进和完善。未来的研究方向可以 包括：进一步优化自动化立体仓库的设计和布局、研究更加高效的货物存取和 搬运方法、提高仓库的智能化和自动化水平、以及降低投资和运营成本等。
参考内容
基本内容
随着现代物流业的快速发展，自动化立体仓库已成为物流运营的重要组成部分。 然而，自动化立体仓库在实际运营中仍存在诸多问题，如库存不准确、设备故 障、货物破损等。因此，本研究旨在通过Flexsim仿真软件对自动化立体仓库 进行深入研究，优化其运营效率。
在文献综述方面，现有研究主要集中在自动化立体仓库的设备选型、布局优化 和运营策略制定等方面。尽管这些研究取得了一定的成果，但仍存在局限性， 如缺乏系统性的仿真研究和实践验证。因此，本次演示将从仿真角度出发，对 自动化立体仓库进行深入研究。
基于SimPy的自动化立体仓库建模与仿真
基于SimPy 的自动化立体仓库建模与仿真Simulation modeling of AS/RS based on SimPy郑振宇1，袁红兵1，徐正林2ZHENG Zhen-yu 1, YUAN Hong-bing 1, XU Zheng-lin 2（1.南京理工大学 机械工程学院，南京 210000；2.江苏六维智能物流装备股份有限公司，211121）摘 要：自动化立体仓库是现代物流系统的核心和枢纽，其调度的合理性对整个物流系统的效率起着重要的作用。
由于对自动化立体仓库进行实际调度研究的复杂性和高代价，对其进行建模仿真是实现调度优化比较经济有效的做法。
基于Python平台的SimPy包，建立了一种自动化立体仓库的离散事件动态系统(DEDS)仿真模型，并设置了一些常用的调度规则，通过分析不同调度规则下系统完成一定量任务的运行结果来实现调度优化。
关键词：自动化立体仓库；SimPy；离散事件动态系统中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2019)03-0102-04收稿日期：2018-07-11作者简介：郑振宇（1992 -），男，湖北人，硕士研究生，主要研究方向为物流系统仿真。
0 引言自动化立体仓库（以下简称为AS/RS ）作为现代物流系统的核心和枢纽，被广泛运用于各个行业。
AS/RS 的作业效率影响着整个物流系统的效率。
因此，AS/RS 的优化调度是一个非常重要的课题。
由于对已建成的AS/RS 进行调度研究既复杂又影响使用，对AS/RS 进行建模仿真是研究AS/RS 优化调度问题有效且经济的 手段。
AS/RS 是典型的离散事件动态系统。
离散事件动态系统的模型一般可以用流程图进行描述。
建模时需要根据具体的系统模型情况，充分反映临时实体在系统中历经的过程、永久实体对临时实体的作用，以及它们之间的逻辑关系[1]。
用于离散事件动态系统模型建模和分析的方法有很多，常用的有时态逻辑方法、排队网络方法、极大代数法、专家系统方法、遗传算法、Petri 网等[2]。
基于西门子PLC的自动化立体仓库系统设计与仿真
基于西门子PLC的自动化立体仓库系统设计与仿真基于西门子PLC的自动化立体仓库系统设计与仿真摘要：随着物流行业的快速发展和市场需求的增长，自动化立体仓库系统成为提高物流效率和降低成本的重要手段。
本文通过基于西门子PLC的自动化立体仓库系统设计与仿真，旨在探讨如何利用先进的自动化技术提升仓库管理效率和减少人力资源消耗。
通过对立体仓库系统的结构设计、PLC控制系统的配置和仿真验证，本文将从几个方面全面分析自动化立体仓库系统的设计和仿真。
关键词：自动化立体仓库系统；西门子PLC；设计；仿真1. 引言自动化立体仓库系统是一种以机器人和自动化设备为核心的立体化仓储系统，通过PLC（可编程逻辑控制器）控制实现货物的快速入库、出库和转运，这一系统不仅可以提高仓库的货物存储密度，同时也能提高仓库的运转效率。
本文将通过设计和仿真自动化立体仓库系统，探讨如何有效地配置PLC控制系统，提高仓库的自动化水平，从而提高仓库管理的效率。
2. 自动化立体仓库系统的结构设计自动化立体仓库系统主要由货架系统、输送系统和控制系统三个部分组成。
货架系统是存放和管理货物的主要区域，通过多层货架的布置提高货物的储存密度；输送系统则通过传送带、机械手等主要设备实现货物的入库、出库和转运；控制系统则是整个仓库系统的大脑，通过PLC控制设备的运行状态和各个部分之间的协调配合。
3. 基于西门子PLC的控制系统配置西门子PLC是一款功能强大、稳定可靠的PLC产品，广泛应用于电气自动化领域。
在自动化立体仓库系统中，通过配置西门子PLC实现仓库设备的自动化控制。
通过PC便于实时监控仓库的运行状态，并能够及时发现和解决设备故障。
同时，通过PLC的编程和调试，实现设备之间的协调配合和数据的实时交互。
4. 自动化立体仓库系统的仿真验证为了验证自动化立体仓库系统的设计效果和可行性，本文开展了仿真实验。
首先，通过使用仿真软件搭建仓库系统的模型，并配置相应的输入输出设备；然后，通过准确设置仓库系统的初始条件和任务目标，检查仓库系统的运行状态和仓库管理的效果。
立体仓库flexsim仿真模拟
立体仓库仿真模拟业务流程描述某仓储企业欲新建一个立体仓库，仓库长80米，宽50米，高20米，占地面积为4000平方米。
企业与客户预签订了仓储外包合同，仓库建成后，客户将按合同定时定量进行送货，按市场需求不定期取货，并支付货物装卸费和仓储管理费。
立体仓库的基本业务流程如下：客户需要仓库存储4种不同类型的货物，类型分别为1，2，3，4。
其中1，2种货物为小型包装货物；3，4种为大型包装货物。
每天客户按照约定在不同的时间将不同类型的整车货物运抵仓库卸货口，货物均为单个包装运输（非托盘化运输），仓库负责卸货(人工或叉车)，并将货物堆放在某个临时存储区等待入库。
入库前所有货物需要进行验货并贴条形码标签，由验货标签设备一次性完成。
验货标签设备分为两种：小型设备和大型设备，前者用于小型货物的验货和贴条形码标签；后者用于大型货物的验货和贴条形码标签。
由于1，2种货物为小型货物，验货后还需要码放在托盘上才能入库，这种处理由托盘码放设备完成。
完成码放后，货物与托盘一并入库（巷道堆垛机或叉车），每托盘货物占用一个货位。
3，4种货物可直接入库（巷道堆垛机或叉车），每件货物占用一个货位。
每个货架只能存储一种类型的货物。
货物的出库由市场需求决定，每个货物的库存时间平均为一天，且符合正态分布。
出库的货物堆放在某个临时存储区，仓库负责进行装货(人工或叉车)，其中1，2种货物进行托盘化搬运和装货。
客户送货与发货时刻：客户的送货车辆每次只能在仓库停留15分钟，要求仓库对于任意货物的卸货时间不超过15分钟。
（代表车厢的暂存区实体最大停留时间stats_staytimemax小于等于900秒）送货时刻与送货数量如下表：客户的接货车辆每天按照一定时间到达仓库发货区（详见发货时间表），客户要求的装货时间也不超过15分钟。
（通过控制发货暂存区的输出流来实现）仿真时间假定仓库每天运转10小时，上午8:00到下午18:00，每天的运营时间为36000秒，一周运营时间为252000秒。
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基于SimPy的自动化立体仓库建模与仿真郑振宇;袁红兵;徐正林【摘要】自动化立体仓库是现代物流系统的核心和枢纽,其调度的合理性对整个物流系统的效率起着重要的作用.由于对自动化立体仓库进行实际调度研究的复杂性和高代价,对其进行建模仿真是实现调度优化比较经济有效的做法.基于Python平台的SimPy包,建立了一种自动化立体仓库的离散事件动态系统(DEDS)仿真模型,并设置了一些常用的调度规则,通过分析不同调度规则下系统完成一定量任务的运行结果来实现调度优化.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2019(041)003【总页数】5页(P102-105,108)【关键词】自动化立体仓库;SimPy;离散事件动态系统【作者】郑振宇;袁红兵;徐正林【作者单位】南京理工大学机械工程学院,南京210000;南京理工大学机械工程学院,南京210000;江苏六维智能物流装备股份有限公司,211121【正文语种】中文【中图分类】TP391.90 引言自动化立体仓库（以下简称为AS/RS）作为现代物流系统的核心和枢纽，被广泛运用于各个行业。
AS/RS的作业效率影响着整个物流系统的效率。
因此，AS/RS的优化调度是一个非常重要的课题。
由于对已建成的AS/RS进行调度研究既复杂又影响使用，对AS/RS进行建模仿真是研究AS/RS优化调度问题有效且经济的手段。
AS/RS是典型的离散事件动态系统。
离散事件动态系统的模型一般可以用流程图进行描述。
建模时需要根据具体的系统模型情况，充分反映临时实体在系统中历经的过程、永久实体对临时实体的作用，以及它们之间的逻辑关系[1]。
用于离散事件动态系统模型建模和分析的方法有很多，常用的有时态逻辑方法、排队网络方法、极大代数法、专家系统方法、遗传算法、Petri网等[2]。
SimPy是一个基于标准Python的离散事件仿真框架，利用SimPy和Python强大的数据分析功能，可以很方便的构建AS/RS的仿真模型并进行分析优化。
本文通过对某公司流通性仓库的出入库作业进行建模仿真，并输出包含系统总运行时间、各个设备的空闲率等结果，同时在建模时对AS/RS运行过程中资源分配冲突的点设置不同的调度规则。
通过分析AS/RS在不同的调度规则下完成一定量任务的输出结果，来实现优化调度规则的目的。
1 AS/RS模型描述如图1所示，该AS/RS主要由货架区、堆垛机、出入库台、输送线、RGV、出入口组成。
货架区由多排高层货架组成，每一个巷道两侧各有一单伸位货架，并由一台堆垛机负责货物的存取。
在巷道口各有一出入台，可容纳一个托盘。
出入台与输送线相连，输送线除了运送货物还起到货物缓存区的作用。
RGV负责将货物在输送线和出入口之间运输并取放。
图1 AS/RS布局图入库时，货物被叉车搬运到入口，由RGV运送到上位机分好的巷道，若此时缓存区还有空位，则直接被放入缓存区等待堆垛机入库到上位机分好的货位，否则就在该巷道等待直到入库台有空位。
出库时，由上位机分配好的巷道堆垛机前往上位机指定的位置取货，送往该巷道出库台，若出库台还有空位则直接放入，等待RGV 取走并送往出口，否则等待直到出库台有空位。
2 SimPy核心概念SimPy是以进程为基础的离散事件仿真框架。
所有活动主体，如车辆、顾客，都可以用进程（process）来模拟。
这些进程存放在环境（environment）中。
进程之间，以及进程与环境之间，通过事件（event）来进行交互。
进程由Python中的生成器（generators）实现，其采用的时间推进机制为下一事件时间推进机制。
在进程中可以构建事件并通过yield语句抛出事件。
当一个进程抛出事件，进程会被暂停，直到事件被激活。
多个进程可以等待同一个事件，SimPy会按照这些进程抛出的事件激活的先后来恢复进程[3]。
事件中最重要的一类事件是Timeout，这类事件允许进程经过一段时间后再被激活，用来表达一个进程休眠或者活动持续了一段时间。
SimPy中还有一类重要的概念是资源（Resource）类。
资源类可以表达人力、设备资源的分配或者生产过程中物料的消耗。
资源类通过request()方法来表达资源的占用，遵循先到先得的原则，其子类则可以实现优先级队列。
3 AS/RS的建模AS/RS中的货物资源、设备资源和调度规则都是互相独立的对象，通过面向对象抽象聚合的方法就可以建立独立的对象类。
3.1 AS/RS面向对象分类AS/RS模型可以分为以下四类：1）设备类：这是AS/RS实现功能的载体，具体可以派生出运输设备类、储存设备类等。
而运输设备类又可以进一步派生出堆垛机类、RGV类，储存设备类也可以进一步派生出货架类、出入台类等。
每个类都有名字和状态属性，以及各自对应的工作方法。
2）调度规则类：调度规则类由一系列调度规则组成，AS/RS中发生资源抢占和资源分配时，通过调度规则可以作出资源分配决策。
合适的选择调度规则可以提高工作效率。
本文涉及的规则调度包括出/入库货位选择、堆垛机响应间隔、货位分区、RGV响应间隔、RGV调度，其余设备资源的分配决策均为先到先服务（FCFS）。
3）出入库分发类：该类对象的实例负责将任务订单分发给入库/出库两个模块，并根据入库/出库设备是否空闲安排入库/出库的执行。
4）任务类：任务类包含任务订单与过账两部分。
任务订单即入库/出库的货物及数量。
由于整个模型事件高度并发，很难追踪最后一个执行的任务，为了统计所有任务订单完成所需的时间，需要加入过账系统对任务执行完毕的数量进行统计，当过账数量等于订单总数时的系统时间即为完成订单的总耗时。
整个模型的类图如图2所示。
3.2 AS/RS工作流程建模结合上述分析的AS/RS模型类图，可以根据其聚合关系，建立AS/RS各个模块的工作流程图。
通过信息传递接口M1-M7的连接，图3～图6共同构成了AS/RS的工作流程图。
由于出/入库台、出入库缓存区仅仅起到传递任务指令的作用，故没有画出其工作流程图。
图3所示的各个子进程也就是AS/RS的各个功能模块。
信息传递接口M1-M7的含义如下：1）M1：货位分配进程的信息入口，传入货物种类信息；2）M2：货位分配进程的信息出口，传出分配好的货位信息；3）M3：RGV调度进程的信息入口，传入任务指令中的起始设备位置；4）M4：RGV调度进程的信息出口，传出分配好的RGV；5）M5：堆垛机工作进程的信息入口，传入任务指令；图2 AS/RS的类图图3 AS/RS总进程流程图图4 出入库分发进程、入库进程、出库进程流程图6）M6：RGV工作进程的信息入口，传入任务指令；7）M7：过账进程的信息入口，传入过账信息。
3.3 规则集的设置本文根据某公司AS/RS的实际运行情况，设置了如下调度规则集：1）RGV巷道分区本文研究的AS/RS含有两辆RGV。
在直线往复式双RGV的调度研究中[4]，是否对RGV的可达巷道进行划分以及如何划分是一个影响AS/RS工作效率的重要因素。
本文设置的RGV分区规则为：不分区、按巷道进行分区（例如三巷道可以分为1-2或2-1，每个RGV只执行对应分区巷道的工作任务）。
2）出库货位选取出库货位选取规则分为：出库行优先、出库列优先、出库行列优先、随机出库。
其中出库行优先即选择离出库缓存区行最近的货位；出库列优先即选择离出库缓存区列最近的货位；出库行列优先即选择离出库缓存区行列综合最近的货位。
3）入库货位选取入库货位选取规则跟出库选区规则一样，区别只在于出库是从有货的货位进行选择，入库是从空货位进行选择。
同时，本文将各种调度规则与实数绑定为字典dict（例如规则1、2、3、4分别和实数1、2、3、4对应绑定），通过实数（key）即可在仿真时调用不同的调度规则。
3.4 模型设计的特点本文设计的AS/RS仿真模型具有以下特点：1）可拓展性强图5 货位分配进程、RGV调度进程流程图图6 堆垛机工作进程、RGV工作进程、过账进程流程图设备类方面，由于采用了面向对象的设计思路并进行了功能并发拆分，该模型的设备数量可以根据实际情况进行增删而无需太多代码的改动。
调度规则类方面，本模型根据实际工程应用，在资源分配冲突的地方预设了一些规则调度集，采用与实数绑定为字典（dict），通过一组实数就可以进行调度规则的配置。
如有需要，可增添调度规则来观察分析新的仿真结果，并且只需要在相应的规则集字典类添加新规则算法的绑定即可。
同时Python作为胶水语言，可以不通过代码改写的方式就可以绑定并调用封装好的用其他平台语言开发的调度规则算法API，在做调度优化的时候实现多端多平台合作。
2）运算轻量级本模型使用SimPy作为离散事件仿真框架，由于其进程通过generator（构造器）而非真正意义上的process实现，整个仿真运行耗时、耗资源很少，非常方便进行大量的规则调整搭配并进行结果分析。
3）数据统计接口丰富且可定制行业上其实已经存在了一些用于离散事件系统的工业仿真软件。
但这类仿真软件往往针对某些特定场合高度定制化，提供的数据接口往往不全，缺乏通用的数据库接口，难以满足从多方面数据进行分析评估的需求。
而且这类仿真软件通常固定了程序开发的语言平台，无法满足多平台开发的需求。
3.5 仿真运行本文使用了一组虚拟仓库设备参数来进行整个系统的仿真，并忽略堆垛机、RGV运行时的加减速。
具体的参数如表1所示。
表1 仿真参数表堆垛机水平速度 2.0m/s 货位规格1m×1m×1m堆垛机垂直速度1.0m/s 仓库规格 4巷道8层16列RGV运行速度 1.0m/s 小车数量 2本文选择的调度规则为巷道不分区、出库行列优先、入库行列优先。
基于优化AS/RS运行效率的角度（缩短AS/RS完成一定量任务的总时间），本次仿真只调用AS/RS总运行时长数据接口。
仿真结果如表2所示。
表2 仿真结果表任务数量总运行时间(s)500入库、500出库 29102.54 结论本文基于Python平台的SimPy包设计了一个AS/RS的仿真模型，很好的反映出了AS/RS运行时的资源冲突、抢占情况，以及高并发的特性。
同时在模型中设置了规则调度集，方便后续通过规则调度的方式对整个立体库系统进行调度优化。
另外，本模型可提供多层次的数据接口，包括总运行时长、堆垛机空闲率、RGV 空闲率等，可方便以后从多个目标（例如效率最高、设备空闲率最低等）进行调度优化。
参考文献：【相关文献】[1] 栾飞.基于匈牙利算法的自动化立体仓库出入库优化调度[J].陕西科技大学学报(自然科学版),2011,29(03):122-125.[2] 江志斌.Petri网及其在制造系统建模与控制中的应用[M].机械工业出版社,2004.[3] Norm Matloff.Introduction to Discrete-Event Simulation and the SimPyLanguage[M].2008:1-5.[4] 陈华,孙启元.基于TS算法的直线往复2-RGV系统调度研究[J].工业工程与管理,2015,20(05):80-88.。