CN109359419B - 自动化立体仓库自动处理订单输出指定物料的仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化立体仓库自动处理订单输出指定物料的仿真实现方法具体包括以下步骤：统计分析生产线原始数据；根据布局敷设制造资源，构建仿真模型；设置制造资源属性；为自动化立体仓库制定自动处理订单输出指定物料的逻辑机制，确保仿真系统与现实系统的一致性。本发明自动化立体仓库指定物料的出库行为与控制系统的控制逻辑相吻合，可以保证仿真效果的真实、仿真结果的准确。
Description
技术领域
本发明属于离散事件系统领域，涉及一种自动化立体仓库自动处理订单输出指定物料的仿真方法。
背景技术
自动化立体仓库由计算机控制系统、高层货架、堆垛机、输送机及其他外围设备等组成，实际应用于某铸造公司铸造生产线的砂芯仓储、管理及配送过程中。为了合理配置资源、提高生产线效率、制定科学合理的砂箱排布方案，需应用离散事件系统仿真技术建立铸造生产线仿真模型，在铸造生产线投入生产之前模拟其实际运营状况，以达到分析、验证和优化的目的。然而，制芯区用于仓储、管理和配送砂芯的自动化立体仓库的建模与仿真是必不可少的一部分内容。
在铸造生产线实际生产过程中，制芯区的工艺流程是射芯机制出的不同类型的砂芯由悬臂吊调运至托盘上，砂芯和托盘经一系列表干、检查、修补、刷涂料等工序后，由转送车送入自动化立体仓库的输入端辊道，由操作人员在控制系统终端录入砂芯类型、数量、存入时间等属性，之后由堆垛机将砂芯和托盘存入高层货架备用。当下芯区需要砂芯时，由另一操作员向控制系统发送对应砂芯的订单指令，之后由堆垛机根据操作员指令将指定砂芯和托盘输出至输出端辊道，再由转运车将砂芯和托盘运至下芯工位。砂芯的出库指令完全由操作员控制系统内部程序决定。而铸造生产线仿真模型是按照计算机程序语言自动完成，所以需要将控制系统的控制逻辑转换为计算机程序语言，使自动化立体仓库根据订单指令自动输出指定的砂芯，从而使砂芯的出入库逻辑与实际情况一致，提高仿真准确度。本发明内容同样可以应用于其他类似场合，而不局限于铸造生产线自动化立体仓库自动输出指定砂芯的仿真过程中。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种自动化立体仓库自动处理订单输出指定物料的方法，该方法具体应用于某铸造公司铸造生产线工作过程中，通过在控制过程中建立一个机制，可以使自动化立体仓库根据下芯区需求自动输出指定砂芯，为验证及优化生产线提供支撑。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种自动化立体仓库自动处理订单输出指定物料的仿真方法，其包括以下步骤：
(1)统计分析生产线原始数据：
利用传感器采集铸造生产线原始数据，包括工序工时、钢水出品时间、输送辊道速度、转运车速度、堆垛机速度、堆垛机加速度、堆垛机减速度；
(2)根据布局敷设制造资源，构建仿真系统：
根据预设的生产线布局方案敷制造资源，制造资源包括设射芯机、转运车、高层货架、堆垛机及操作人员，根据预设的工艺流程为各制造资源建立关系，使其形成仿真系统；该仿真系统包括：制芯区仿真子系统；
(3)设置制造资源属性：
根据步骤一所获取的铸造生产线原始数据，设置各制造资源的属性参数，包括：工序工时、钢水出品时间、输送辊道速度、转运车速度、堆垛机速度、堆垛机加速度、堆垛机减速度，并定义自动化立体仓库的每个货格存放一个物料；
(4)制定逻辑机制，确保仿真系统与实际系统的一致性
按照砂箱类型输出指定砂芯的出库逻辑，为铸造生产线上制芯区仿真子系统制定逻辑机制，仿真系统运行时，根据逻辑机制，上砂箱离开移箱机进入输送辊道时，向系统创建订单数据表；根据逻辑机制，向自动化立体仓库的输出辊道发送消息，输出辊道接收到消息后读取订单数据表第一行的值，根据第一行的值在自动化立体仓库中搜索，搜索到库中对应的砂芯并释放；输出砂芯后消除数据表第一行，至此完成自动化立体仓库自动处理订单输出指定砂芯的逻辑；
输出辊道再次接收到消息时，重复上述订单输出过程即可。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的自动化立体仓库自动处理订单输出指定物料的方法，具有以下主要有益效果：
(1)自动化立体仓库指定物料的出库行为与控制系统的控制逻辑相吻合，可以保证仿真效果的真实、仿真结果的准确。
(2)应用阿拉伯数字唯一表示物料类型，应用数据表准确记录待输出物料的类型，并将物料类型值作为代号向自动化立体仓库的输出辊道传递消息指令，为输出指定物料提供了便利。
(3)自动化立体仓库的输出辊道接受到订单消息指令后，可以在上游的多个高层货架中根据唯一的消息指令逐层逐列搜索符合要求的砂芯，为高层货架输出指定砂芯提供保障。
(4)本发明内容可以应用于其他类似场合，而不局限于铸造生产线自动化立体仓库自动输出指定砂芯的仿真过程中。
附图说明
图1是实现向数据表添加订单信息的逻辑流程图。
图2为输出辊道接收到订单消息搜索指定砂芯的逻辑流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供的自动化立体仓库自动处理订单输出指定物料的仿真实现方法具体包括以下步骤：统计分析生产线原始数据；根据布局敷设制造资源，构建仿真模型；设置制造资源属性；为自动化立体仓库制定自动处理订单输出指定物料的逻辑机制，确保仿真系统与现实系统的一致性。
具体地，每个步骤的详细过程如下：
(1)统计分析生产线原始数据：
利用传感器采集铸造生产线原始数据，包括工序工时、钢水出品时间、输送辊道速度、转运车速度、堆垛机速度、堆垛机加速度、堆垛机减速度；
(2)根据布局敷设制造资源，构建仿真系统：
需根据预设的生产线布局方案敷设射芯机、转运车、高层货架、堆垛机及操作人员制造资源，并根据预设的工艺流程为各制造资源建立关系，使其形成仿真系统；该仿真系统包括：制芯区仿真子系统，
(3)设置制造资源属性：
根据步骤一所获取的铸造生产线原始数据，设置各制造资源的属性参数，包括：工序工时、钢水出品时间、输送辊道速度、转运车速度、堆垛机速度、堆垛机加速度、堆垛机减速度，并定义自动化立体仓库的每个货格存放一个物料；
(4)制定逻辑机制，确保仿真系统与实际系统的一致性
按照砂箱类型输出指定砂芯的出库逻辑，由此为铸造生产线上制芯区仿真子系统制定逻辑机制，仿真系统运行时，根据逻辑机制，上砂箱离开移箱机进入输送辊道时，向系统创建订单数据表，订单数据表包括一列，其行数与所进入的上砂箱个数相对应；每个砂箱的类型与其在订单数据表中所记入的行值对应。
同时，根据逻辑机制，向自动化立体仓库的输出辊道发送消息，输出辊道接收到消息后读取数据表第一行的值，并根据第一行的值在自动化立体仓库中搜索，搜索到库中对应的砂芯并释放。输出砂芯后消除数据表第一行，至此完成自动化立体仓库自动处理订单输出指定砂芯的逻辑。
输出辊道再次接收到消息时，重复上述订单输出过程即可。
实际生产过程中，出库订单是由操作人员根据砂箱类型操作控制系统终端下达。而在仿真系统中，出库订单则由系统根据砂箱类型下达。如图1所示，显示了将出库订单信息添加到数据表的逻辑流程图。以类型为1的砂箱为例，首先判断砂箱类型是否为1，若砂箱类型非1，则放弃；若砂箱类型为1，则需要判断其是否是上砂箱，由于一套砂箱由上箱与下箱组成，而一套砂箱只需一个砂芯，按照顺序给砂箱依次赋值，所以用奇数表示上砂箱，用偶数表示下砂箱，若判断出当前砂箱是上砂箱，则向系统创建空的数据表。接下来判断当前上砂箱是否是输送辊道的第一个输入砂箱，若是，则设置已创建的空数据表大小为1×1；若否，则给已创建的数据表添加一行，之后设置数据表最后一行的值，该值表示所需砂芯的类型。最后将砂芯类型值作为代号向自动化立体仓库的输出辊道发送消息指令，至此完成出库订单的下达。
实际生产过程中，出库订单经控制系统处理后发于堆垛机，堆垛机接收任务后输出指定的砂芯，而在仿真系统中，由于很难或根本无法仿真控制系统，出库订单由自动化立体仓库的输出端辊道接收并完成砂芯出库任务。如图2所示，显示了输出端辊道接收到订单消息在高层货架中搜索指定砂芯并输出砂芯的逻辑流程，由于该铸造生产线制芯区有两个高层储芯货架，下流是同一个输出端辊道，当输出端辊道接收到出库消息后，便开始执行出库流程。
首先，需要在第一个高层储芯货架中搜索指定砂芯，定义一个ranknum_1的变量，该变量表示第一个高层储芯货架中砂芯的进入顺序，并为该变量赋初始值为1，最大值为第一个高层储芯货架中砂芯的数量。
接下来，判断第一个高层储芯货架中第1个砂芯是否存在，如果存在，表示该高层储芯货架中有砂芯，则定义一个found的变量，并为该变量赋值为0，表示第一个高层储芯货架中有砂芯。
然后，需要判断第一个高层储芯货架中第1个砂芯是否与订单数据表中第一行一列的值相等，如果相等，表示第一个砂芯是指定砂芯，则释放该砂芯，并设置found变量等于1，表示第一个高层储芯货架中的砂芯是指定砂芯，则不再执行后续程序；如果不相等，表示第1个砂芯不是指定砂芯，则需要给ranknum_1变量加1，即重复判断第2个砂芯是否与订单数据表中第一行一列的值相等。
如果直到判断到ranknum_1变量的最大值仍没有找到指定砂芯，则需要从第二个高层储芯货架中搜索指定砂芯，定义一个ranknum_2的变量，该变量表示第二个高层储芯货架中砂芯的进入顺序，并为该变量赋初始值为1，最大值为第二个高层储芯货架中砂芯的数量。
接下来，判断第二个高层储芯货架中第1个砂芯是否存在，如果存在，表示该高层储芯货架中有砂芯，则定义一个found的变量，并为该变量赋值为0，表示第二个高层储芯货架中有砂芯。
然后，需要判断第二个高层储芯货架中第一个砂芯是否与订单数据表中第一行一列的值相等，如果相等，表示第一个砂芯是指定砂芯，则释放该砂芯，并设置found变量等于1，表示第二个高层储芯货架中的砂芯是指定砂芯，则不再执行后续程序；如果不相等，表示第1个砂芯不是指定砂芯，则需要给ranknum_2变量加1，即重复判断第2个砂芯是否与订单数据表中第一行一列的值相等，直到从第二个高层储芯货架中找到指定砂芯。
定制该逻辑机制时，需要特别注意两件事，一是当完成出库任务后，须将数据表第1行删掉，表示该任务已完成，实现数据表的实时更新；二是两个高层储芯货架中始终要有符合要求的砂芯，否则无法按要求完成指定砂芯的出库任务。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种自动化立体仓库自动处理订单输出指定物料的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)统计分析生产线原始数据：
利用传感器采集铸造生产线原始数据，包括工序工时、钢水出品时间、输送辊道速度、转运车速度、堆垛机速度、堆垛机加速度、堆垛机减速度；
(2)根据布局敷设制造资源，构建仿真系统：
根据预设的生产线布局方案敷设制造资源，制造资源包括设射芯机、转运车、高层货架、堆垛机及操作人员，根据预设的工艺流程为各制造资源建立关系，使其形成仿真系统；该仿真系统包括：制芯区仿真子系统；
(3)设置制造资源属性：
根据步骤(1)所获取的铸造生产线原始数据，设置各制造资源的属性参数，包括：工序工时、钢水出品时间、输送辊道速度、转运车速度、堆垛机速度、堆垛机加速度、堆垛机减速度，并定义自动化立体仓库的每个货格存放一个物料；
(4)制定逻辑机制，确保仿真系统与实际系统的一致性
按照砂箱类型输出指定砂芯的出库逻辑，为铸造生产线上制芯区仿真子系统制定逻辑机制，仿真系统运行时，根据逻辑机制，上砂箱离开移箱机进入输送辊道时，向系统创建订单数据表；根据逻辑机制，向自动化立体仓库的输出辊道发送消息，输出辊道接收到消息后读取订单数据表第一行的值，根据第一行的值在自动化立体仓库中搜索，搜索到库中对应的砂芯并释放；输出砂芯后消除数据表第一行，至此完成自动化立体仓库自动处理订单输出指定砂芯的逻辑；
输出辊道再次接收到消息时，重复上述订单输出过程即可；
出库订单由仿真系统根据砂箱类型下达；
所述出库订单的下达过程为：设定砂箱类型为1，首先判断砂箱类型是否为1，若砂箱类型非1，则放弃；若砂箱类型为1，则判断其是否是上砂箱，若判断出当前砂箱是上砂箱，则向仿真系统创建空的数据表；接下来判断当前上砂箱是否是输送辊道的第一个输入砂箱，若是，则设置已创建的空数据表大小为1×1；若否，则给已创建的数据表添加一行，之后设置数据表最后一行的值，该值表示所需砂芯的类型；最后将砂芯类型值作为代号向自动化立体仓库的输出辊道发送消息指令，至此完成出库订单的下达；
输出辊道接收到订单消息在高层货架中搜索指定砂芯并输出砂芯的过程为：设定铸造生产线制芯区有两个高层储芯货架，下流为同一个输出端辊道，当输出辊道接收到出库消息后，首先，在第一个高层储芯货架中搜索指定砂芯，定义一个ranknum_1的变量，该变量表示第一个高层储芯货架中砂芯的进入顺序，并为该变量赋初始值为1，最大值为第一个高层储芯货架中砂芯的数量；
接下来，判断第一个高层储芯货架中第1个砂芯是否存在，如果存在，表示该高层储芯货架中有砂芯，则定义一个found的变量，并为该变量赋值为0，表示第一个高层储芯货架中有砂芯；
然后，判断第一个高层储芯货架中第1个砂芯是否与订单数据表中第一行一列的值相等，如果相等，表示第一个砂芯是指定砂芯，则释放该砂芯，并设置found变量等于1，表示第一个高层储芯货架中的砂芯是指定砂芯，则不再执行后续程序；如果不相等，表示第1个砂芯不是指定砂芯，则需要给ranknum_1变量加1，即重复判断第2个砂芯是否与订单数据表中第一行一列的值相等；
如果直到判断到ranknum_1变量的最大值仍没有找到指定砂芯，则从第二个高层储芯货架中搜索指定砂芯；
从第二个高层储芯货架中搜索指定砂芯的过程为：定义一个ranknum_2的变量，该变量表示第二个高层储芯货架中砂芯的进入顺序，并为该变量赋初始值为1，最大值为第二个高层储芯货架中砂芯的数量；
接下来，判断第二个高层储芯货架中第1个砂芯是否存在，如果存在，表示该高层储芯货架中有砂芯，则定义一个found的变量，并为该变量赋值为0，表示第二个高层储芯货架中有砂芯；
然后，需要判断第二个高层储芯货架中第一个砂芯是否与订单数据表中第一行一列的值相等，如果相等，表示第一个砂芯是指定砂芯，则释放该砂芯，并设置found变量等于1，表示第二个高层储芯货架中的砂芯是指定砂芯，则不再执行后续程序；如果不相等，表示第1个砂芯不是指定砂芯，则需要给ranknum_2变量加1，即重复判断第2个砂芯是否与订单数据表中第一行一列的值相等，直到从第二个高层储芯货架中找到指定砂芯。
2.如权利要求1所述的自动化立体仓库自动处理订单输出指定物料的仿真方法，其特征在于，所述订单数据表包括一列，其行数与所进入的上砂箱个数相对应；每个砂箱的类型与其在订单数据表中所记入的行值对应。
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