第8章 物流自动化技术和物流仿真技术
一、物流自动化技术的组成
1、自动化仓库技术
2、自动化识别技术
3、自动化分拣技术
8．1 物流自动化技术
二、物流自动化基础
1、基础物流设备
2、PLC
3、计算机管理系统
8．1 物流自动化技术
8．2 物流仿真技术
港口物流仿真视频
Ｆｈ
物流仿真技术的介绍
什么叫系统仿真
系统仿真是现代企业科学管理技术之一,是将对象系统模型化,把模型作为实验装置,用来分析已存在的或计划中系统的一种技术 。系统仿真是工程师、经理和决策人对提出的关于操作、流程、或是动态系统的方案进行试验、评估、以及视觉化的工具。计算机仿真的特征是系统本身不必实装就可以进行实验。它在减少损失、节约开支、缩短开发周期、提高生产效率、提高产品质量等方面起着重要作用。
系统仿真技术的必要性（1）
不组装实际系统,利用计算机模型进行实验,可以在短时间、低成本下运行，而且不给现行系统带来任何中止或破坏的危险。
现实系统
现实系统（改进）
现实世界
计划
实验
成本高
时间长
业务停止的可能性大
改进方案
仿真模型
仿真世界
计划
实验
成本低
时间短
业务不需停止
模型化
改进
系统仿真技术的必要性（2）
物流设备及人员的配置、物流工程系统构成等等是一个空间、时间与随机变量交错的复杂课题，几乎不能用方程式、或简单的表计算来解开这些难题。而仿真技术对解开这些难题非常有效。
进货
保管
拣货
分货
检查
出货
交货
流通加工
发货
订货
作業時間 订货时间
和订货数量
进货时间 作業時間 作業時間 作業時間 作業時間
＊随机变量
运用仿真技术可以使管理者从“经验+感觉+胆量”的管理模式中解脱出来。
空间、时间与随机变量交错的复杂课题
原始的解决方法
经验+感觉+胆量
问题的可视化
瓶颈囗在哪? 资源配置是否合理？等等问题可以通过动画功能可视化,以便沟通经营者、管理者和操作者之间的意见,加快决策速度。
系统仿真技术的必要性(3)
瓶颈囗
应用仿真技术为您解决以下问题
◎ 引进新设备时的事先评价问题 ◎ 人员、设备的配置问题
① 引进何种设备？
② 多大性能的设备?
③ 引进设备后的场地规划和人员怎样配置才能合理？
④ 引进设备后瓶颈口能否解消？其它地方是否全成为新的瓶颈口？
◎ 场地布局的评价问题 ◎ 工厂、仓库的规划设计
◎工厂、仓库的容量/库存问题
① 需要扩建多大面积的仓库？
② 如何合理地配置新建配送中心的设备和人员？
③ 已经有两套以上的方案、但不知怎样才能比较这些方案？
◎ 作业工程计划的改善问题
◎ 几乎所有涉及时间·空间和效率的关系问题
① 己有定性的认识，但如何才能进行定量分析？
② 如何在定量分析的基础上进行改进、评估 ？
③ 作业方式选择的定量标准？
应用仿真技术为您解决以下问题
◎使用虚拟中心仿真器可以对物流中心的建设进行较精确的投入———产出分析
◎ 在参观客户现场及参阅仓库图纸等的基础上，可以在计算机上构筑模拟仓库，并模拟各种库中作业；
◎可以模拟生产型物流的现场作业，并提供物流作业效率的评价结果
◎可以在计算机上虚拟物流传输和运输业务，模拟配车计划及相关配送业务
◎可以灵活地变更物流作业顺序，进行物流作业过程重组分析，优化方案比较等
在物流问题上的仿真技术应用例(1)
（1）客 户：
日用品配送中心。
（2）目 的：
减少拣货区间的缺货次数，提高生产效率和空间利用率。
（3）解决方法：
建立计算机仿真模型，将订单等实际数据输入仿真模型，调整拣货区间的各个品种的库存量和补充点等参数，进行反复的仿真实验并进行比较。
（4）结 果：
拣货区间的缺货率由%减少到了%；生产效率提高了60%；空间节约率为50%。
案例1：拣货区间和补充区间的库存量的比例关系
在物流问题上的仿真技术应用例(2)
（1）客 户：
肉食品加工厂的配送中心 。
（2）目 的：
引进自动分拣传送带前，对其导入效果、引进后作业人员的配置应该怎样计划等问题进行予测和验证。
（3）解决方法：
建立计算机仿真模型，将订单等实际数据输入仿真模型，对多种自动分拣传送带进行仿真试验，求出合适的自动分拣传送带机种；然后在配置此机种的环境下，改变作业人员这个参数，进行反复仿真试验，求出其最佳配置人员数。
（4）结 果：
求出了将引进的传送带的处理能力（1400箱/小时）和引进该设备后的作业人员数（14人）。
案例2：引进新设备时的事先评价
在物流问题上的仿真技术应用例(3)
案例3：作业方式的选择
（1）客 户：
大型家电连锁企业的配送中心
（2）目 的：
为了减少拣货差错和提高拣货效率，求出其成本低且合理的作业方式
（3）解决方法：
比较两种方案一是按品种集中拣货，然后由自动分拣传送带进行分货，二是DPS（电子标签）按出货单位一次分拣货的系统建立计算机仿真模型，分别进行仿真试验，求出各自系统的对应机种和所需数量，并分别计算出其购买成本。
（4）结 果：
自动分拣传送带系统和DPS系统都能达到减少拣货差错和提高拣货效率的目的，但能满足现场要求的自动分拣传送带系统要比DPS系统贵将近2亿日元。决定采用DPS系统。
在物流问题上的仿真技术应用例(4)
案例4：航空货物处理系统（CHS）的应用案例
进入案例论文
在物流问题上的仿真技术应用例(5)
供应链问题
物流仿真咨询的步骤
Step1 目的确认
对公司进行访问,确认仿真的目的、范围、和咨询日程。
Step2 现地调查
根据仿真的目的和范围，创时能将提出详细的调查资料清单，这份清单分为既存资料和需现场调查资料两部分。既存资料由公司提供，创时能将对既存资料以外的所需资料进行现扬调查。
Step3 数据分析、数学建模
对调查资料进行整理分析，并对仿真对象内的各个工序进行数学建模。
Step4 系统建模、模型检测
用Flexsim建立系统模型。并对所建模型进行感度分析和模型检测。模型检测的方法是现实系统的运行结果和仿真模型的运行结果的比较。
Step5 方案策定、仿真运行
创时能将和公司共同策定方案。对各种方案进行仿真实验。
Step6 仿真结果
对仿真试验的结果进行评估分析，编写报告书。
物流仿真建模所需资料
物流仿真建模所需资料将根据仿真目的的不同而有所差别，但一般的物流中心建模时所需资料可归纳如下
各个工序的作业时间，作业员的步行速度等。
作业时间
1周或1个月的数据。包括货单号码、货物号码、数量、货台位置、进出货单位、拣货方式等。
进出货数据
初期库存数据。包括货物号码、数量、货台位置。
初期库存
货物保管形式，各种保管形式的尺寸。最好有货物情报数据。
货物
物流中心的装卸设备、搬运设备及其它器具的种类、性能。
设备器具
各个作业员的作业内容，各个作业工序的作业时问范围和人员配备数
作息时间、人员配置表
进货到出货的详细作业流程图。
作业流程
标明有尺寸的物流中心平面图、多层仓库的立体图。有CAD数据为最好。
平面图、立体图
物流中心的主要用途、处理能力、主要货物特征、注意事顶。
物流中心概要
系统仿真软件的最佳选择—Flexsim
Witness
Auto Mod
Flexsim
Factor/AIM
分析功能
动画功能
Taylor2
ARENA
日本某上市公司对世界有名離散型系统仿真软件的评价结果
Flexsim是由美国的Flexsim Software Production公司出品的，是一款商业化离散事件系统仿真软件。Flexsim采用面向对象技术，并具有三维显示功能。建模快捷方便和显示能力强大是该软件的重要特点。该软件体供了原始数据拟合、输入建模、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真试验、对结果进行优化、生成3D动画影像文件等功能，也提供了与其他工具软件的接口。
Flexsim提供了仿真模型与ExpertFit和Excel的接口，用户可以同过ExperFit对输入数据进行分布拟合，同时可以在Excel中方面地实现和仿真模型之间的数据交换，包括输出和运行模型过程中动态修改运行参数等。另外该软件还提供了优化模块Optquest，增加了帮助迅速建模的Microsoft Visio的接口。
Flexsim介绍
Flexsim介绍
ExpertFit等拟和分布工具
Excel等可以用作统计分析的工具
模型建立与调试
模型有效性确认
运行仿真试验
3D的可视化
结果动态显示
生成影像文件
Flexsim仿真软件
Microsoft Visual C++.NET
输入建模
系统仿真
运行仿真试验
结果统计分析
Flexsim仿真软件的特点主要体现在采用面向对象技术，突出3D显示效果，建模和调试简单开放方便，模型的扩展性强，易于和其他软件配合使用等方面。
1、基于面向对象技术建模
Flexsim中所有用来建立模型的资源都是对象，包括模型、表格、记录、GUI等。同时，用户可以根据自己行业和领域特点，扩展对象，构建自己的对象库。面向对象的建模技术使得Flexsim的建模过程生产线化，对象可以重复利用，从而减少了建模人员的重复劳动。
2、突出的3D图形显示功能
Flexsim支持OpenGL技术，也支持3ds、wrl、dxf和stl等文件格式。因此用户可以建立逼真的模型，从而可以帮助用户对模型有一个直观的认识，并帮助模型的验证。用户可以在仿真环境下很容易地操控3D模型，从不同角度、放大或缩小来观测。
3、建模和调试的方便
建模过程中用户只需要从模型库中拖入已有的模型，根据模型的逻辑关系进行连接，然后设定不同对象的属性。建模的工作简单快捷，不需要编写程序。
4、建模的扩展性强
Flexsim支持建立用户定制对象，融合了C++编程。用户完全可以将其当作一个C++的开发平台来开发一定的仿真应用程序。
5、开放性好
提供了与外部软件的接口，可以通过ODBC与外部数据库相连，通过socket接口与外部硬件设备相连，与Excel、Visio等软件配合使用。
Flexsim的主要特点
运动学（Kinematics）
国外Flexsim应用例(1)
国外Flexsim应用例(2)
国外Flexsim应用例(3)
Flexsim的输出图表
ADC Telecommunications
A-Dec
A Epstein & Sons
Acco
Acuson Corporation
ADC Telecommunications
ADTRAN
AHPC
Alcan Jonquiere
Alcan Fujikura
Allied Signal Aerospace
American Bag Corporation
American Handling, Inc.
Analytics, Inc.
Andersen Consulting
APM Terminals
Arrow Electronics
Arthur Andersen & Company
ASML
ASC, Inc.
Aurora Biosciences Corporation
Averill Law & Associates
Axcelis
Baker Oil
Baskin Robbins
Battelle
Bayer Corporation
Bayside Controls
Bayside Motion Group
Bechtel BWXT Idaho, LLC
BelCan
Berkley Company
Black & Decker
Blue Chip Engineering Inc.
Boeing
Book-of-the-Month Club
Booz·Allen & Hamilton
Bosch Automation Products
BOSE Corporation
Bourton Group (Eaton Corporation)
C&M, Inc.
California Amplifier
Calvin Klein Cosmetics
Canon
Cardinal Scale Manufacturing
Caterpillar
CEAC Mexico
Coca Cola Company
Comdisco
Conner Peripherals
Consolidated Diesel Company
Contraves
Converse Inc.
Convey Or Stor, Inc.
DHL Worldwide Express
Dana Corporation
Danzas AEI Intercontinental
Davie Industries
Delco Electronic Systems
Delphi Automotive Group
Flexsim的部分用户名单
Discover Financial Services
Dofasco, Inc.
Duncan Enterprises
Duke Manufacturing
Duo-Fast Corporation
Dupont
Eaton Corporation
Egemin Automation
Electrol Systems, Inc.
Emerson Electric
Empirical Solutions Corporation
Emtrol, Inc.
Engineered Handling Systems
Ericsson, Inc.
Ethicon Edno-Surgery
Eureka Vacuum Cleaners
Evans & Sutherland
Exide Corporation
Fast Food Merchandisers, Inc.
Federal Express BLS
. Federal Reserve Bank
Ford Motor Company
Formica Corporation
Foth & Van Dyke
Franklin Covey
Fresenius Medical Care
Frameworx
Fundacao Cristiano Ottoni Brazil
GATX Logistics
GE Motors
General Mills
General Motors
Glacier Vandervell
Goodyear
Graphic Control
Gribetz International
HB Maynard
Health Products, Inc.
Herman Miller, Inc.
Hess Engineering, Inc.
Hewlett-Packard (Pte) Ltd.
Hewlett Packard Coporation
Hoffman Engineering
Honda of America
Honeywell
Howmet, Inc.
Howmet Ltd. UK
Hudson RCI
Hughes Danbury Optical Systems
Husky Injection Molding
Hydro-Line, Inc.
IBM
ICAPS
INA
Innotech
Integrated Handling Concepts, Inc.
International Game Technology
International Paper
International Truck & Engine
IPEC
IPSCO, Inc.
J&D Thermo-Fluids Technology, Inc.
JDS Uniphase
Jelf, Commenge y Asociados Argentina
Jervis B. Webb Company
JMI Consulting Group
Johnson & Johnson Medical, Inc.
Keene Wide-Lite
Kelly AFB
Ken Wantuck & Associates, Inc.
Kennecott Copper Mine
Knapp Logistics & Automation, Inc.
Kohler Co.
Konal Engineering
Kraft General Foods
Krone Comunicaciones . de . Mexico
Kysor/Cadillac
Lacks Industries, Inc.
Le Groupe Createch
Leggett & Platt, Inc.
Flexsim的部分用户名单
Menasha Corporation
Merck Frosst , Inc.
Mercury Marine
Mervyns
MHB Consulting
Michelin Aircraft Tire
Michelin
Michelin
Micron Semiconductor
Micron Technology, Inc.
Midwest Metals, Inc.
Millipore Corporation
Modeling Advantage
Molino las Flores Mexico
Moog Automotive
Morgan Stanley Dean Witter
Morton International Inc.
Motorola Electronics Pte. Ltd.
MSC Industrial Supply
Multibras ., Whirlpool Brazil
Murdock, Madas, Schwabe
Musicland
Nabisco Food Group
Nabisco, Ltd.
NACCO Material Handling
Navistar
Neenah Foundry Co.
New United Motors Manufacturing
Northrop Corporation
Northrop Grumman
Northwestern Center Industries
Orbis
Orchid International
Otis Elevator
PA Consulting Group
PC Connection, Inc.
Perkin-Elmer
Pfizer, Inc.
Pillar Data Systems
Pillsbury Company
Photo Integration Research
Port of Los Angeles
Pratt & Whitney
Pratt & Whitney
Precision Tool & Die
PricewaterhouseCoopers
Procter & Gamble
Productivity Systems Associates
Progressive Handling Systems
Purolator Courier
Qualcomm
Quantum
. Donnelley Global Software Services
Raychem
Raytheon Engineers & Contractors
Remstar International Inc.
Richmond Cold Storage
Rittal Corporation
River Consulting Inc.
Roadway Express
Les Sailasons Brochu
Lockheed Idaho Technologies Co.
Lockheed Martin Federal Systems, Inc.
LOGICON Syscon Corporation
Long Technologies
Longaberger
Los Alamos National Laboratory
LPC International Ltd. UK
LSI Logistics
Maersk Container Services
Mallory Controls
Manufacturing Engineering, Inc.
Marcraft International
Marston & Marston, Inc.
Mason & Hanger Corporation
Matthews International Corporation
McClier Corporation
McCombs-Wall, Inc.
Mead Corporate Engineering
Medical Plastics Laboratory, Inc.
Flexsim的部分用户名单
Automotive Engineering Ltd.
Polytechnic
Southwest Material Handling, Inc.
Spectacle Lens Group (Innotech)
SpeedFam - IPEC
St. Mary's Hospital
St. Onge Company
Steel Equipment Specialists
Stelco
Stonco Genlyte
Storage Tek
Stream International
Sun Microsystems
Sunbeam - Oster
Supermatic, . de . Mexico
Symbios Logic
Symmetrix
Technical Change Associates
Technologies Services Group
Texas Instruments
The Barker Group
The Day Group, Inc.
The Johns Hopkins Hospital
The Kestrel Group
Therma-Tron-X
Thiokol Corporation
Thomson Consumer Electronics
Tree Island Industries
Tree of Life
Trench Limited
TRW Inc.
USC Consulting
USC Consulting
Unifi, Inc.
Unilever HPC
Union Camp Corporation
United Technologies Research Corporation
Universal Systems
. Army White Sands Missile Range
Usine Waterville
UTP
Verotix
Verlink Corporation
ViaViasystems
Visteon Automotive Systems
. Gore & Associates, Inc.
. Grace & Company
Wistron Corporation Taiwan
Whirlpool Corporation
WW Grainger
Wyman-Gordon
Yale Material Handling
Zenith Sintered Products
Rogers Corporation
Rotorex Company
SAIC Transportation
San Miguel Corp. Philippines
Schlafhorst Automation, Inc.
Schreiber Foods
Scovill Fasteners
Seagate Technology
Seagate Technology Thailand
Sealy
SEMATECH
Semco, Sweet & Mayers, Inc.
SerVend International
Sheldahl, Inc.
Siecor Corporation
Siemens Solar Industries
Sigman Kaiden Consultants, Inc.
Sikorsky Aircraft Corporation
Flexsim的部分用户名单
Flexsim的部分中国用户名单
湖州德马物流工程有限公司
晋亿集团晋正自动化工程（浙江）有限公司
上海博奕物流系统工程有限公司
清华大学
上海交通大学
北京交通大学
全国50多所重点大学
创时能仿真咨询的部分用户名单
湖州德马物流工程有限公司
晋亿集团晋正自动化工程（浙江）有限公司
隆鑫工业
松下电器
三洋电机
JVC
YODOBASHI
米久株式会社
