CN101369291A - 仓储仿真器 - Google Patents
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Abstract
一种仓储仿真器，包括：数据库，用于存储来自仓储管理系统的作业指令和仓储数据；库存显示单元；中间件，用于从仓储管理系统读取仿真所需的作业指令和仓储数据、并转换为预定格式存入所述数据库；仓储系统仿真模型，它具有仓库模型、仓储设备模型和仿真程序。本仓储仿真器系统层次分明，使得系统集成和系统功能扩充更加容易，能更加方便灵活的适用各种系统。它具有很好的可复用性，只需修改中间件即可使仿真器适用于不同的仓储管理系统。它可以应用于仓储系统的规划设计、日常运行、扩展与改善等各个阶段。
Description
技术领域
本发明涉及仓储管理与调度，特别是一种在自动化立体仓库设计阶段能够对设计方案进行测试，而在自动化立体仓库实际运营阶段，能够在调度作业前对作业计划和调度方案进行优化的仓储仿真器。
背景技术
目前仓储管理中，尤其是自动化立体仓库的管理中，越来越多的使用仓储管理系统(WMS)。WMS除了对货物以及客户的信息进行管理外，主要是完成仓储作业的计划与调度。通常仓储作业的计划和调度方案，只有在计划下发并执行过程完成后，才能对计划调度的合理性进行分析，并进行改善。目前还没有方法在计划制定的早期对其进行评价并进行优化。
另外在新建自动化立体仓库的时候，系统的调试(指作业流程的调试，而非设备的调试)是非常耗费时间精力的事情，目前还没有一种方法可以在系统投入运行之前就可以快速对系统流程进行测试的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种功能扩充容易、能适用于各种仓储管理系统的仓储仿真器，该仓储仿真器可以与各种仓储管理系统连接，接受仓储管理系统的计划调度信息，以在线方式实时进行仿真，也可以使用自身数据库内的作业指令进行离线仿真。
为达上述目的，本发明仓储仿真器包括：
数据库，用于存储来自仓储管理系统的作业指令和仓储数据；
库存显示单元，该单元用数据库管理软件开发，它通过读取所述数据库中的仓储数据，以图标的形式实时显示库存货物的信息及在仓库内的位置；
中间件，用于从仓储管理系统读取仿真所需的作业指令和仓储数据、并转换为预定格式存入所述数据库；以及，
仓储系统仿真模型，它具有：
根据实际仓库的大小和布局用仿真软件建立的仓库模型；
按照实际仓库内各种设备的参数和数量用仿真软件建立的仓储设备模型，仓储设备模型能够按照实际仓储设备的运行速度和作业方式模拟实际仓库的作业和流程；以及，
仿真程序，它实时读取所述数据库，将取得的数据赋予相应模型，控制模型完成相应的入库和/或出库任务，并在仿真结束后输出仿真结果，从而实现离线仿真；或者，通过所述中间件实时从仓储管理系统读取作业指令和仓储数据赋予相应模型，控制模型完成相应的入库和/或出库任务，并在仿真结束后输出仿真结果，从而实现在线仿真。
其中的仓储系统仿真模型将管理、策略部分完全剥离出去，通过接口数据来控制仓储设备的运行，因此该仓储系统仿真模型是一种单纯的执行层面上的仿真模型，需要仓储管理系统通过接口(即中间件)发送的作业指令才能运行。
本发明具有以下技术效果：
1.它将仿真模型中的管理策略和数据剥离出来，构成了管理层、数据层和执行层的三层关系，系统层次分明，使得系统集成和系统功能扩充更加容易，能更加方便灵活的适用各种系统。
2.通过数据库的设计，将库位和库存数据存储存放在管理层的数据库当中。从而将仿真模型和数据存储进行分离，极大的增强了仿真器的效率。
3.具有很好的可复用性，只需修改中间件即可使仿真器适用于不同的仓储管理系统(WMS)。
4.可以应用于仓储系统的各个阶段：仓储系统的规划设计阶段、仓储系统日常运行阶段、仓储系统的扩展与改善阶段等。
5.使用面向一般管理人员，不需要使用者具备专门的仿真知识，易用性好。
附图说明
图1为本发明仓储仿真器的总体框架图；
图2为本实施例创建的仓储系统仿真模型的效果图；
图3为本实施例创建的中间件的界面图；
图4a、4b为本实施例库存显示的效果图；
图5a-5e为本实施例中表示作业指令和库存信息等数据的数据表，图5a为“Location”表，图5b为“Pallet”表，图5c为“Operation”表，图5d为“Worklist”表，图5e为用图5a-5d所示数据表整合成的“VECS”数据视图。
具体实施方式
本仓储仿真器的核心部分是根据实际仓储系统的运行逻辑建立的仓储系统仿真模型，该模型可以模拟仓储系统的调度策略和作业流程，从而对仓储系统的调度策略和流程进行优化。该仿真器可以有在线和离线两种运行方式。在线方式，是将仿真器直接连接在WMS(仓储管理系统)上，接受WMS的计划调度信息，实时动态地进行如出入库任务、仓储设备运行等模拟，模拟结果实时反馈给WMS。离线方式，则是独立运行仿真器，以仿真器替代某一实际的仓储系统，对仓储系统进行模拟分析。从而可以观察设定的仓储流程是否有问题，如系统瓶颈、存储效率、仓储能力、设备冲突等等。
参照图1，本仓储仿真器包括：仓储系统仿真模型2、用于存储来自仓储管理系统的作业指令和仓储数据的数据库4、库存显示单元3、以及用于与WMS连接的中间件1。
其中，仓储系统仿真模型2将管理、策略部分完全剥离出去，通过接口数据来控制设备的运行和任务，是一种单纯的执行层面上的仿真模型，需要仓储管理系统通过接口(即中间件1)发送的作业指令才能运行，参照图2，它具有：
根据实际仓库的大小和布局用仿真软件(例如：Automod、Flexsim等)建立的仓库模型；
按照实际仓库内各种设备的参数和数量用仿真软件(例如：Automod、Flexsim等)建立的仓储设备模型，包括布置于仓库内的立体货架、设置于立体货架与仓库出口之间以及立体货贺与仓库入口之间的输送机、用于在输送机与立体货架之间运送货物的巷道堆垛机、用于在输送机和仓库出入口之间运送货物的叉车；仓储设备模型能够按照实际仓储设备的运行速度和作业方式模拟实际仓库的作业和流程；以及，
仿真程序，它实时读取所述数据库，将取得的数据赋予相应模型，控制模型完成相应的入库和/或出库任务，并在仿真结束后输出仿真结果，从而实现离线仿真；或者，通过所述中间件实时从仓储管理系统读取作业指令和仓储数据赋予相应模型，控制模型完成相应的入库和/或出库任务，并在仿真结束后输出仿真结果，从而实现在线仿真。
中间件1的作用是读取需要连接的WMS的数据库，取得需要的数据，然后将其转换为指定的格式，并存储到仿真器的数据库4中。该中间件1设定了要读取数据的内容和格式，根据这些数据，需要到现有的WMS系统中读取相应的数据。但是现有WMS系统各有不同，所以应用于不同WMS时需要对该中间件1进行一些修改，以适应不同WMS的数据格式和特点。中间件1相当于仓储管理系统与仿真模型间的接口。图3所示为本实施例中开发的中间件1的界面。
数据库4用于存储来自WMS的作业指令和仓储数据。由于不同的WMS中的作业数据一般格式不统一，而且不适合仿真器的需要，因此本发明设计了适合仿真器的、统一的数据库4，针对不同的WMS，只需要使用中间件1把相应的数据填写到该数据库4中，就可以使仿真器适应不同的WMS，达到系统通用性的目的。所述作业指令是由仓储管理系统针对仓储任务、运用调度策略制定的、用于驱动仓储设备执行该仓储任务的数据；所述仓储数据是指仓储管理系统中的库存信息。本实施例中作业指令和库存信息等数据用图5a-5d四个数据表表示。其中，图5a为“Location”表，用于记录仓库中货物的位置信息，图5b为“Pallet”表，用于记录托盘的信息，图5c为“Operation”表，用于记录输入的作业信息，图5d为“Worklist”表，用于记录生成的作业单。由于Flexsim在同一时刻只能打开数据库的一张表，所以将这些表整合成一张数据视图“VECS”(如图5e所示)，供Flexsim查询和操作。
现有的仓储管理系统往往不能直观的显示目前仓库中货物的位置和信息，因此本发明仿真器设计了库存显示单元3，以图形化的方式显示仓库中的货物位置、货物数量、规格等信息，方便对库存信息进行查看和管理。库存显示单元3用数据库管理软件开发，本实施例中用Delphi开发，它通过读取所述数据库4中的仓储数据，以图标的形式实时显示库存货物的数量、规格等信息以及在仓库内的位置。图4a、4b为本实施例库存显示的效果图，其中图4a显示了各货架的状态，图4b显示了货架3的库存状态。
该仓储仿真器可以在线或离线方式模拟仓储系统的调度策略和作业流程，从而可以直观地观察调度策略和作业流程是否有问题，如系统瓶颈、存储效率、仓储能力、设备冲突等等，也可以在仿真结束的时候以Excel表格的形式输出仿真结果，或者将仿真结果存储到指定的数据库中，由仓储管理系统直接读取。进而可以根据仿真结果对仓储系统的调度策略和流程进行优化。所述的仿真结果包括作业指令的完成时间、作业过程中各个设备的使用效率、以及作业过程中出现的异常情况。
图2所示仓储系统仿真模型只是一个具体例子，本发明仓储仿真器中的仓储系统仿真模型可以是根据规划或实际仓库的尺寸、布局、设备型号、设备参数、设备数量以及作业流程用仿真软件建立的各种各样的仓储系统仿真模型。
Claims (4)
1.仓储仿真器，其特征在于包括：
数据库，用于存储来自仓储管理系统的作业指令和仓储数据；
库存显示单元，该单元用数据库管理软件开发，它通过读取所述数据库中的仓储数据，以图标的形式实时显示库存货物的信息及在仓库内的位置；
中间件，用于从仓储管理系统读取仿真所需的作业指令和仓储数据、并转换为预定格式存入所述数据库；以及，
仓储系统仿真模型，它具有：
根据实际仓库的大小和布局用仿真软件建立的仓库模型；
按照实际仓库内各种设备的参数和数量用仿真软件建立的仓储设备模型，仓储设备模型能够按照实际仓储设备的运行速度和作业方式模拟实际仓库的作业和流程；以及，
仿真程序，它实时读取所述数据库，将取得的数据赋予相应模型，控制模型完成相应的入库和/或出库任务，并在仿真结束后输出仿真结果，从而实现离线仿真；或者，通过所述中间件实时从仓储管理系统读取作业指令和仓储数据赋予相应模型，控制模型完成相应的入库和/或出库任务，并在仿真结束后输出仿真结果，从而实现在线仿真。
2.根据权利要求1所述的仓储仿真器，其特征在于：所述作业指令是由仓储管理系统针对仓储任务、运用调度策略制定的、用于驱动仓储设备执行该仓储任务的数据；所述仓储数据是指仓储管理系统中的库存信息。
3.根据权利要求1所述的仓储仿真器，其特征在于：在线或离线仿真后输出的仿真结果包括作业指令的完成时间、作业过程中各个设备的使用效率、以及作业过程中出现的异常情况。
4.根据权利要求1所述的仓储仿真器，其特征在于：所述仓储系统仿真模型的仓储设备模型包括设置于立体货架与仓库出口之间以及立体货贺与仓库入口之间的输送机、用于在输送机与立体货架之间运送货物的巷道堆垛机、以及用于在输送机和仓库出入口之间运送货物的叉车。
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