面向FMS的自动化立体仓库研究与监控系统设计

摘要

自动化立体仓库（简称AS/RS）作为物流系统的核心和枢纽，广泛地应用于各个行业，并已成为企业生产和管理不可或缺的部分。自动化立体仓库主要应用于两大领域，分别为物流生产领域和物流流通领域。目前，柔性制造系统（简称FMS）中的自动化立体仓库兼具两大应用功能，既在柔性自动加工线中担任在线立体仓库的角色，又与货物的拣选配送相结合成为配送中心的一个重要组成部分。而现有的文献大多是对自动化立体仓库或柔性制造系统的独立研究，较少考虑自动化立体仓库的实际应用环境。由此可见，面向FMS的自动化立体仓库具有非常好的应用和研究前景。
　　本文研究的自动化立体仓库主要面向对象是柔性制造系统，就该实际应用环境中，在保留原有自动化立体仓库系统优势的同时，结合柔性制造系统的柔性特点，对FMS中的自动化立体仓库进行优化和监控系统的设计。本文的主要研究内容如下：
　　（1）从柔性制造系统高存储率、低吞吐量的特性和减少投资成本的角度出发，设计了多巷道、单堆垛机型的自动化立体仓库。
　　（2）对行程时间进行数学建模，与基于FlexSim建立的离散仿真模型进行对比，验证数学模型的有效性和正确性。
　　（3）以现有的蚁群算法为基础，结合自动化立体仓库的特点，提出“速度分级”的改进思想，建立了自动化立体仓库中堆垛机调度的最优路径和最优行程时间的算法模型。通过Matlab仿真，验证算法的有效性，并建立用户操作界面，可以直接获取用户自定义问题的优化结果。
　　（4）搭建自动化立体仓库的上位机和下位机系统，实现上下位机通信和控制。将提出的路径优化算法导入到控制系统中，实现算法的真正应用，提高系统的作业效率。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外研究综述

1.3 主要研究内容

第2章 面向FMS的自动化立体仓库构成及作业流程分析

2.1 引言

2.2 柔性制造系统简介

2.3 自动化立体仓库研究分析

2.4 本章小结

第3章 面向FMS的自动化立体仓库行程时间建模

3.1 引言

3.2 面向FMS的多巷道自动化立体仓库设计

3.3 堆垛机运行速度分析

3.4 堆垛机行程时间建模

3.5 行程时间数学模型的计算

3.6 自动化立体仓库离散仿真模型

3.7 计算分析

3.8 本章小结

第4章 基于速度分级的蚁群算法优化

4.1 引言

4.2 基于速度分级的优化模型

4.3 速度分级模型中的蚁群算法

4.4 计算分析及优化前后对比

4.5 速度分级时间优化蚁群模型的用户界面

4.6 本章小结

第5章 自动化立体仓库监控系统设计

5.1 引言

5.2 柔性制造系统实验平台

5.3 堆垛机控制系统设计

5.4 组态监控系统设计

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

附录1 行程时间计算式

附录2 最优路径/最优时间计算程序

附录3 最优路径/最优时间用户界面程序