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基于PlantSimulation的库区AGV调度系统的仿真

1引言

AGV库区仿真是以仿真技术为基础，基于生产实践对物料输送线生

产过程，AGV运输过程进行仿真，通过设定控制策略，验证、优化生产

节拍，实现产能的优化。其过程和结果的可视化使得用户可以方便地

通过仿真模型、图表、报告等信息得到对库区直观、形象的理解。由

此可见，“面向对象的仿真分析”已成为现代生产领域中的一个重要

的研究、应用领域。

AGV库区仿真分析的主要目标是验证设计库区的使用效率，出入

库流量，为决策人员提供合理的改进建议和解决方案。为企业后续的

扩建合理的规划生产线布局、库存空间分配、人员安排，从而提高总

体产能，降低成本和资源消耗。

2现状与需求分析

传统的评估方法很难给出定量的分析结果，无法为决策提供准确

的依据。离散事件系统仿真可以满足企业数字化制造的需求，实现对

工厂生产物流的较准确分析。通过优化分析，满足企业在工厂设计、

物流优化等方面的需求，解决生产线运行中遇到的具体问题（例如：

确定节拍、防止阻塞等）平衡各工位生产工作时间，从而提高整条线

的工作效率，合理安排各种资源，达到降低成本、提高产能的目的。

同时能够加强对设备、物料、工装以及人员等生产资源的管理与控制，

更快地应对市场的需求与变化，提高企业的市场竞争力。

3基于仿真软件的生产线优化分析

3.1仿真分析软件（PlantSimulation）简介

仿真分析软件(PlantSimulation)是一套离散事件系统仿真软件，

属于Tecnomatix仿真系统的重要组成部分。它可以对整个工厂，从生

产线、加工单元到工序操作的所有层次进行建模、物流仿真和优化的

集成计算机环境。PlantSimulation解决方案能实现生产系统与制造过

程的建模和仿真，从而在开始生产之前即可确保获得最高的作业效率。

通过让工程师看到在虚拟工厂中计划所产生的结果，企业可以避免在

真实工厂中资源浪费。

3.2原始数据采集与分析

AGV库区及出入库的输送线如下图：

蓝色：为原料供货物流

红色：为空箱返库物流路线

绿色：为空箱供应物流路线

粉色：为装料后料箱入库路线

紫色：为送货空箱直接提供给装箱系统使用的物流路线

红色细线：AGV路线

1)入库流程

上游加工原料经定点式装箱系统（一次一箱）装箱，装箱后加盖

机加盖，叠箱机将两箱叠放成一个存储单元，然后，输送至AGV取货

口。

2)出库流程

计算机管理系统发出指令，AGV输送系统从库中调出相应的原料箱

单元送至放货站台。拆箱机将两个叠放的料箱拆开，由去盖机取走箱

盖，并由输送系统输送至翻箱倒料前的缓存工位。箱盖输送至加盖机，

供空箱加盖使用。

3)空箱流程

翻箱倒料后产生的空箱由翻箱倒料机送至相应的空箱工位，经输

送系统送至清洁度检测系统进行图像识别检测是否有残留料。如检测

到残留料则进入清洗工位进行自动清洗。清洗干净的料箱首先供给装

箱使用，当料箱缓存工位已满时，空箱加盖堆叠后经AGV输送系统送

至库内存放。空箱入库会选择空箱数量最少的货架入库。

装箱所需空箱处返回空箱不能满足时，由库内经AGV输送系统供

给，送至空箱出库站台，拆箱机拆箱，送到空箱缓存区，去盖机去盖，

供给装箱机使用。

4)模型初始化，库区一产生30个装有原料一两个叠加的料箱；库区

三产生30个装有原料二两个叠加的料箱，库区五产生25个装有原

料三两个叠加的料箱；库区二四分别产生30个两个叠加的空箱；

库区六分别产生25个两个叠加的空箱。

5)不考虑AGV小车的充电过程、不模拟加盖去盖过程、不考虑箱盖的

流动。

6)模型假设装料品种按平均分布概率加三种料，并在叠用机处改变箱

子颜色表示空箱加料，对3种原料的需求也服从均匀分布。

7)料箱先进先出。

8)对于库位管理，库区一只放装有原料品种一的料箱，模型中用红色

料箱表示装有原料品种一；库区三只放装有原料品种二的料箱，模

型中用绿色料箱表示装有原料品种二，库区五只放装有原料品种三

的料箱，模型中蓝色料箱表示装有原料品种三；库区二四六只放

装空箱，模型用中黄色料箱表示空箱。

9)模型取空箱优先顺序假设为比较二、四、六哪个库区中的空箱最多，