煙葉原料配方立體倉(cāng)庫(kù)優(yōu)化運(yùn)行與仿真研究.pdf

1、傳統(tǒng)的立體倉(cāng)庫(kù)(Automatic Storage & Retrieval System，簡(jiǎn)稱AS/RS)存在貨物進(jìn)出庫(kù)效率低，運(yùn)行維護(hù)成本高，人工操作誤差等不利因素，不利于提高煙草企業(yè)的工作效率與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。煙葉原料配方自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)(Tobacco RawMaterial Blending of Automatic Storage and Retrieval System，簡(jiǎn)稱TRMB-AS/RS)是煙草行業(yè)現(xiàn)代物流的一個(gè)重要組成部

2、分，是實(shí)施煙葉精確配方、批次管理、排序投料、均勻摻對(duì)、批內(nèi)質(zhì)量控制、霉變剔出、緊急補(bǔ)料的物流起源點(diǎn)，TRMB-AS/RS的高效合理的運(yùn)行可以加快物資流動(dòng)的速度，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源有效控制和管理，對(duì)整個(gè)煙包生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。本文根據(jù)煙葉企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際情況和國(guó)內(nèi)外煙廠企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合濟(jì)南將軍卷煙廠煙葉原料配方立體倉(cāng)庫(kù)改進(jìn)升級(jí)的實(shí)際需求，以“煙葉配方立體倉(cāng)庫(kù)優(yōu)化運(yùn)行及仿真研究”為題，提出了基于多Agent理論的煙廠

3、按需生產(chǎn)控制方法，開(kāi)展了堆垛機(jī)及AGV的作業(yè)優(yōu)化研究，對(duì)于豐富煙廠企業(yè)AS/RS的作業(yè)優(yōu)化具有重要的理論意義，提高煙草企業(yè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的工作效率，降低運(yùn)行維護(hù)成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，和提高企業(yè)創(chuàng)新能力具有重大的實(shí)用價(jià)值。 研究了TRMB-AS/RS系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟，規(guī)劃了TRMB-AS/RS的物料單元和相關(guān)參數(shù)，闡述了TRMB-AS/RS的功能區(qū)域劃分，提出了TRMB

4、-AS/RS入庫(kù)和出庫(kù)區(qū)域的工藝流程設(shè)計(jì)，規(guī)劃并選擇了TRMB-AS/RS的高層貨架、堆垛機(jī)、往復(fù)式穿梭車(有軌固定路徑AGV)和托盤輸送機(jī)等設(shè)備及其參數(shù)。 分析了煙草行業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行中存在的問(wèn)題和開(kāi)發(fā)煙草行業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的必要性，提出了基于多Agent理論的煙廠按需生產(chǎn)控制方法，建立了煙廠的按需生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)整體框架，定義了各分Agent系統(tǒng)，建立了基于Agent的煙廠按需生產(chǎn)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以便企業(yè)可通過(guò)對(duì)各種突發(fā)事件的應(yīng)變措施

5、的不斷學(xué)習(xí)來(lái)提高該網(wǎng)絡(luò)模型的可伸縮性與敏捷性，保障企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。 為了提高煙葉原料立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)的作業(yè)效率，解泱多臺(tái)堆垛機(jī)作業(yè)不均衡問(wèn)題，基于堆垛機(jī)出入庫(kù)優(yōu)先原則，采用了堆垛機(jī)在全速和減速運(yùn)行狀態(tài)下聯(lián)合作業(yè)和單作業(yè)兩種模式的作業(yè)時(shí)間計(jì)算方法，提出了以各堆垛機(jī)作業(yè)時(shí)間總和最小和作業(yè)時(shí)間均衡為目標(biāo)的出入庫(kù)作業(yè)優(yōu)化模型，提高了出入庫(kù)的作業(yè)效率。針對(duì)一個(gè)具體煙葉立體倉(cāng)庫(kù)實(shí)例，在相同參數(shù)下，進(jìn)行了作業(yè)優(yōu)化前后的比較，結(jié)

6、果表明：通過(guò)采用優(yōu)化作業(yè)方法，作業(yè)效率得到了提高，各堆垛機(jī)的作業(yè)不均衡性大為減小。 基于出入庫(kù)優(yōu)先原則，進(jìn)行了TRMB-AS/RS的調(diào)度運(yùn)行的作業(yè)描述，提出了AGV在出入庫(kù)作業(yè)時(shí)遵循的原則和建模假設(shè)條件，分析了有軌固定路徑AGV的時(shí)間處理模型，建立了基于作業(yè)時(shí)間最短，所有等待時(shí)間最小的AGV調(diào)度模型，提出了基于遺傳算法的求解策略，闡述了算法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)流程，遺傳編碼、遺傳操作處理內(nèi)容。針對(duì)多AGV的作業(yè)調(diào)度特點(diǎn)，分析了多AGV與單

7、AGV作業(yè)調(diào)度及優(yōu)化求解過(guò)程的不同點(diǎn)。為煙草企業(yè)進(jìn)一步應(yīng)用和改進(jìn)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)提供了可靠的理論依據(jù)。 使用eM-Plant仿真軟件，對(duì)煙葉配方自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行虛擬仿真?；跓熑~原料出入庫(kù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)工作優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)AGV自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)的工作優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立起完整的煙葉配方自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)虛擬模型。對(duì)倉(cāng)庫(kù)中可能出現(xiàn)的各種狀況和需要改進(jìn)的部分，在虛擬的環(huán)境下做出詳細(xì)的判斷，在eM-Plant軟件中不斷改進(jìn)倉(cāng)