自动化仓库中转作业与库容关系的研究 毕业论文

学校代码 _10463_ 密 级 硕 士 学 位 论 文 自动化仓库中转作业与库容关系的研究 作者姓名 刘 娟 指导教师 周全申 教授 学科门类 工学 学科专业 机械设计及理论 培养单位 机电工程学院 完成时间 二一三年五月 F 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得 河南工业大学或其它教育机构的学位或 学历 证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中做出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权 书 本人完全同意 河南工业 大学有权使用本学位论文 （ 包括但不限于 其印刷版和电子版） ，使用方式包括但不限于 ： 保留学位论文 ，按规定 向国家有关部门（机构）送交学位论文， 以学术交流为目的赠送和交换 学位论文 ，允许 学位论文被查阅 、 借阅 和复印 ，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或 其他 复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用 授权同上。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 指导教师签名： 日期： 年 月 日 I 摘 要 利用随机过程理论建立解决工程问题的数学 模型 属 一种 模拟实验 方法 ，它应用 概率论与 统计理论方法 ， 建立与所求问题 相 似的 概率模型 或系统模 型 ， 用 计算机 进行随机模拟，得 出所求问题的近似解的一种模拟方 法。 随 机过程理论适用于各种复杂的随机系 统，因此，本 课题以随机过程理论为基 础 ，开展 对自动化仓库中 转作 业与库容关系的研 究。所 做工作如 下： 1. 构 造随机函数发生 器 利 用随机过程理论在 、负 指数分 布、正 态分布等常见的随机函数发生 器，并 对其产生的随机数数列的概率规律进行反向证 明，以 确定这些数列与实际调研的数据相吻 合。 2. 建 立自动化仓库中转作业系统的数学模 型 研 究了 自动化仓库 中转 作业的工艺特点及其与库容的关 系， 建 立了自动化仓库中转作业系统仿真数学模 型，为 确定合适的库容奠定基 础。 3. 编 制了自动化仓库中转作业的仿真软 件 依 据自动化仓库中转作业系统的数学模 型，将 随 机函数发生器产生的随机数数列应用于 ，在此 基础上开发了自动化仓库中转作业系统仿真软 件，以 确定在不同规律中转作业条件下自动化仓库中转作业系统的最佳库 容。 4. 对自动化仓库 中转作业系统的设备进行了合理配 置 根 据自动化仓库中转暂存能力 对装卸设备进行了合理配 置，优 化了装卸经济作业效率、 设 备利用率等工艺参 数， 并 对巷道堆垛机的稳定性进行分 析 。 关键词 ： 随机过程理论；最佳仓库库容量；仿真软件；装 卸设备合理配 置 of to to of is a of it or is to to be to is an of a of in of is on on 1. of of of in B of is in to 2. of is of of is of is in to of 3. of On of of B is 4. of of to of of of of I 目 录 摘 要 . I . 录 . I 第一章 前言 . 1 题的提出及意义 . 1 动化仓库的 研究背景 . 2 机模拟法的应用 . 9 题研究内容 . 10 题的难点及关键点 . 10 章小结 . 11 第二章 随机模拟理论研究 . 12 机模拟理论 . 12 机数的产生方法 . 12 机函数发生器的建立 . 13 章小结 . 22 第三章 自动化仓库仿真模型的建立 . 24 . 24 动化仓库中转作业系统仿真模型 . 26 动化仓库汽车发放形式 . 26 动化仓 库火车接收形式 . 26 务原则 . 27 动化仓库中转作业系统仿真数学模型的建立 . 27 动化仓库中转作业系统仿真的数学模型 . 27 真模型模块 . 29 待概率、设备利用率等的确定 . 30 动化仓库的仿真数据 . 31 章小结 . 36 件功能 . 37 件模拟过程的程序框图 . 37 件的实现 . 38 动化仓库中转作业系统的仿真界面 . 38 待概率、设备利用率的程序实现 . 40 件仿真 . 45 动化仓库中转暂存库容量仿真 . 45 真模块界面 . 48 . 49 动化仓库中转作业与库容的仿真分析 . 49 论 . 51 章小结 . 51 第五章 自动化仓库设备的配置 . 53 动化仓库货物周转设备的配置 . 53 动化仓库货架的配置 . 53 动化仓库 搬运设备的配置 . 54 动化仓库搬运设备的选择原则 . 54 动化仓库搬运设备的选择 . 54 动化仓库搬运设备数量的配置 . 54 道堆垛机结构稳定性分析 . 55 章小结 . 58 第六章 结论与展望 . 59 论 . 59 望 . 59 参考文献 . 61 致 谢 . 65 个 人 简 历 . 66 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 1 第一章 前言 题的提出及意义 本课题来源于：河南省教育厅基础研究项目：概率分布随机函数发生器理论研究，项目编号为： 0744；郑州市科技攻关项目：社会与自然随机事件发生概率理论研究，项目编号为： 2007110008。 近代工程领域有许多复杂的随机系统，如：物流系统、 自然灾害的预报系统、机电设备可靠性分析系统、虚拟仿真系统、资源配置分析决策系统、移动通信客户服务系统、重大工程安全评估系统 等， 此类系统中的某些参数服从某类概率规律，如： a. 某工厂大型车间一段时间内机床发生故障的次数 服 从泊松分布（ 1。由于受气象变化的影响，散粮船抵港时间是随机的，联合国贸发会根据大量的调查资料确定货船抵港的规律近似泊松分布 2。 b. 自然灾害的预报系统中，防洪时节河水日流量的最大值服从极值分布 3。 c. 随机服务系统中的服务时间服从指数分布 4。 d. 水文数据序列服从 分布。 e. 机电设备可靠性分析系统中，机电设备元器件（如 轴承）的失效服从 威布尔（ 布 6； 而随机模拟法正是针对对随机过程进行研究， 自动化仓库中转作业系统是随机过程中的一种， 因此应用 随机模拟理论 能将自动化仓库中转作业系统中服从任意概率分布的离散随机函数系统地以离散函数形式及程序模块形式固定下来，并能适应不同的计算机语言环境及流行的统计软件，为随机模拟法应用做基础性工作。 现代物流搬运 杂志设计了一个关于 20世纪世界重要的物流搬运技术与设备的调查表，结果如表 1表 10世纪发展起来的物料搬动技术与设备中重要性占前 10 位的是：条形码、 计算机控制、自动化高架仓库、自动数据采集、准时制生产、机器人、物料需求计划软件、高速分拣机、高起升叉车和模拟技术，其中自动化高 架仓库系统在第三位 7。统计数据表明：自 2004年开始 中国自动化仓库投资总额以每年 40%左右的速度递增 8，自动化仓库具有空间利用率高、作业效率高、库容为“动态库容”等优势，因此自动化仓库在物流系统中的作用将越来越重要。 将随机模拟理论应用于自动化仓库接收发放作业与库容的关系研究，建立自动化仓库中转作业随机仿真数学模型能为国家重点工程建设的方案论证、工程规划、投资决策提供自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 2 依据； 为自动化仓库中转暂存仓容、物流中心建设规划提供依据；预估商业活动中可能发生的费用 。 表 10世纪世界重要的物流搬运技术与设 备 1 技术名称 选择率 ,% 技术名称 选择率 ,% 条形码 76 库存周转 24 计算机控制 58 职业安全与健康管理 23 自动化高架仓库系统 50 集装箱 21 自动数据采集 43 高效辅具 21 准时制生产 43 四向托盘 17 机器人 35 计量设备 16 物料需求计划软件 33 自动化高架仓库 15 高速分拣机 32 拣选系统 15 高速叉车 31 链式输送机 14 模拟技术 31 积放式输送机 13 自动导向车 （ 28 自动化电动单轨车 5 本课题以自动化 仓库作业系统为基础，应用随机模拟法，提出将随机模拟理论应用于自动化仓库接收发放作业与库容的关系研究中，科学确定工程项目中自动化仓库库容的大小，并给出等待概率、设备利用率、库容利用率等参数，为自动化仓库的建设规划提供依据。同时对自动化仓库装卸设备的合理配置进行了分析。 动化仓库的 研究背景 自动化立体仓库于 1963 年诞生于美国，在 此 之 后， 迅速传到其他各国，并且得到了飞快的发展，成为了一个学科。如今，像美国、日本等国家自动化仓库建库数均达数千座，其仓库的机械化、自动化、标准化程度也较高，如货物的入出库、 移动、码盘、拆盘、分拣等都是通过计算机系统控制巷道堆垛机、叉车、铲车、吊车和码盘机器人等进行作业，重力式货架已经在成功使用。 美国进入八十年代，自动化仓库库房数量增加，规模扩大，并走向标准化 9。 在自动化立体 仓库 理论研究 方面美国做了很多贡献，其理论的研究以消费者为中心，大胆的进行创新， 因此其 不仅 是现代物流的发源地， 而且 是 现今 世界上 这方面 最发达的国家之一 ，美国的企业对自动化仓库特别注意的两点是：一是仓储成本的控制，二是计算机系统的升级优化，以提高了仓储的效率； 日本 非常 注重实际， 他们认为 控制成本及加强管理 是关键 ， 其次要在 管理和自动化水平 方面有所提高 、 使 服务 水平更加 专业 化 ，同时使物流体系环保化。日本于 1969 年建成第一座自动化仓库以来 10， 兴建立体仓库，立体仓库的设计强调立体化和自动化 ，仓储用地不多，存量立体仓库的利用率高， 当然日本自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 3 在 自动化立体 仓库 数量方面也是 最多的国家之一 。荷兰注重采用集约型分拨中心，仓库的集约度高，成本低，服务效率高；法国政府在规划和制定物流政策时，十分重视仓储和标准化等物流设施基础建设，货物的 包装实现标准化、通用化、集装化、大型化，货物的分拣、装卸、搬运过程实现机械化、自动化 11。西德的自动化仓库的特点是在各工业部门的分布都相当均匀 12。 国外主要研究自动化仓库设计、分析、优化及三维仿真等方面的理论。莱切大学的 基于 物料装卸系统下，运用模拟退火算法有效解决 计路径问题 13德国杜伊斯堡 基于斯图尔特高夫平台的自动化仓库进行设计、优化和分析，预期自动化仓库系统的吞吐量 16。 为多种自动化仓库提供了一种模型，该模型适用于窄巷道堆垛机及有轨小车，该模型可以对系统动态行为实时监控，也可以应用与离散事件仿真，该模型的控制策略可以解决调度问题和避免碰撞事件 17。 南伊利诺伊大学机械和工业工程系的 华盛顿大学系统科学和数学 系 . 用 静态和动态结合的方法提出一种最优的存储路径的方法，该 方法 具有简单、快速 的优点， 可以显著减少 存储时间， 从而提高吞吐量 18。技术方面主要研究自动化仓库的设备控制，物流管理、监控系统的设计及升级优化，自动寻址识别技术，拣选技术以及仿真软件的开发等，例如，美国邦纳的 激光条码扫描器 已在巷道堆跺机中应用。德国乐易电子公司对自动化仓库中传送系统的运动用条码定位系统进行控制，提高了系统效率，降低了成本，己应用于宜家家居及宝马汽车的自动化仓库 19。 我国 在二十世纪九十年代建成了 第一座自动化仓库 ，该仓库是由计算机控制的 。 由于土地资源的紧缺，因此， 2010 年立体库的面积增幅最大 20。再加上货物周转率的快速要求，产品的低损坏率、低丢失率的要求，使自动化仓库的优势的体现了出来，因此，我国自动化仓库的数量越来越多，而且自动化仓库对机械设备智能化的要求越来越高。建设较高水平的自动化仓库势在必行 21 在我国自动化仓库迅速发展的同时，不可避免的在使用中会存在一些问题，例如，存储规模小、存储能力低，设施的技术水平低 23，优势不突出，使许多库场资源闲置 24，作业效率低下，有一些企业虽然实现了仓库的自动化，但由于产品 单一且批量小，原来的非自动化仓库的设施设备已经有闲置现象了，而自动化的实现又引入了一些设备，造成了设备的严重闲置，因此自动化仓库的使用要根据企业自身状况，而不能盲目的配置。 国内对自动化仓库的发展及应用、关键技术、货位的优化管理、主要设备的配置及运行的优化控制、存储路径优化、认证识别系统、 入库能力、故障分自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 4 析、监控与管理系统、三维仿真等方面进行研究。如，机械工业部自动化研究所的张锡麟，北京起重机械研究所的尹军琪，北京联合大学电子工程学院的姜小丹对自动化仓库的发展及技术进行研究 25。浙江理 工大学的林天翔对自动化仓库货位管理进行优化，提高了吞吐量 26。黑龙江省工程咨询评审中心的吴勇，李双祥分析了有轨巷道式堆垛机的结构及作用 27。华红艳、张丹利用蚁群优化算法优化了自动化仓库中的存取路径 28。杨磊、刘会等利用指派问题的匈牙利算法优化了堆垛机的复合作业时间 29。云南昆船设计院关宏，苑韬，熊捷等基于空间的布局算法对整个货架区进行设计 30。装甲兵工程学院继红任曾对自动化立体仓库的规划进行了分析论证 31。后勤指挥学院的王光辉、王云涛和李庆全详细分析了自动识别技术（如条码及射频技术） 对物流管理的影响 32。中南大学的雷定猷，张兰给出了 33。马永杰，蒋兆远 对 自动化仓库的出入库能力进行分析 34。江苏理工大学的贡文伟，陈骏，施国洪开发了自动化仓库故障自诊断系统 35。太原理工大学的刘毅对自动化仓库管理和监控系统进行研究 36。刘巍巍，王霄开发了自动化仓库三维仿真系统 37。浙江大学的张欢欢、黄芳等人、后勤工程学院冯云以及翟跃文、蔡晓来对用 38吴迅舟，陈静对自动化仓库监控系统进行详细介绍 40。尹军琪实例分析了计算机模拟的使用方法 41。 图 1士顿自动化仓库 在自动化仓库迅猛发展的同时，自动化仓库的建设更显得尤为重要，在自动化仓库的建设中， 以中转暂存能力的确定为例： 自动化仓库 的投资占整个工程预算的 70%以上，确定合适的自动化仓库库容是工程规划的重要指标，这在工程开工前进行充分论证。 自动化仓库库容的确定与许多因素有关 :年接收发放总量、进出库规律、装载能力、运输机械数量、发放规律、作业工艺等。本文主要是针对上述关键参数进行调研，调研自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 5 自动化仓库如下： 浙江森马服饰股份有限 公司上海 物流配送中心 自动化仓库 （调研日期： 浙江森马服饰股份有限公司上海物流配送中心于 2009 年投入使用；该项目 总投资约 一 亿元 ，日吞吐能力 70 万件 42。浙江森马服饰股份有限公司上海 物流配送中心 自动化仓库主要技术参数为：年总周转量为 1 亿件，自动化仓库库容量为 4 万个货位， 占地一万二千 平方米 ；表 1浙江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库主要设备配置。 图 1江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库 表 1浙江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库主要设 备配置 设备配置 数量 巷道堆垛机：（台） 16 托盘输送机系统（套） 2 分拣输送系统 （套） 1 高速分拣系统 （套） 1 设备监控系统 （套） 6 箱流力货架 （套） 1 电子标签系统 （套） 1 下面以浙江森马服饰股份有限公司上海 物流配送中心 自动化仓库 为例 ，简要对自动化仓库作业系统设备进行分析（如图 1 图 1动化仓库接收系统工艺 卸 货 码盘、输送 有轨巷道堆垛机 入库 火 车 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 6 图 1动化仓库发放系统工艺 巷道堆垛机是目前整个自动化立体仓库的核心装卸专用设备， 巷道式堆垛机是由桥架笨重 的 桥式堆垛机演变来的 ； 桥式堆垛机运行速度 较慢 ， 它适用于存取出入库频率不高的笨重货物；巷道堆垛机在高层货架的窄巷道内往复作业，将位于巷道口的货物存入货格；或者，取出货格内的货物运送到巷道口 43 有轨巷道堆垛机是指 堆垛机 沿着轨道运行 45。这种 堆垛机 由于上部和下部都有导轨，可以沿导轨的其中之一运行，另一个导轨防止堆垛机摇摆或倾倒。巷道堆垛机由 操作室、 升降机构 、 水平 运行机构、载 物 台、 货叉 、机架 、 电气 部分 、 伸缩机构等组成 46激光测距定位技术已经能使巷道堆垛机精确定位。由图 1江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库堆垛机图可以看出采用的是有轨巷道堆 垛机。该有轨巷道堆垛机运行速度可达到 200 米每分，高度达到 24 米，是搬运托盘入、出库的主要工具。 图 1江森马服饰股份有限公司物流配送中心自动化仓库堆垛机 辊筒输送机（见图 1 负责完成整托盘的自动入库和自动出库 的 输送 机械。该机由辊子、机架、支架、驱动装置等部件组成，辊筒输送机具有的 较大货物重量与规格范围 ， 无线路压力 ， 运行简单、 轻快、 无噪音、可靠 。 堆垛机 输送托盘 分拣机、装汽车 出库库 立体库 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 7 图 1盘辊子输送机 F 技术 射频识别是一自动识别技术 48。射频识别系统一般由电子标签 和阅读器构成，电子标签和阅读器需要协同完成目标对象的识别 49。电子标签是数据载体。该技术能在恶劣环境阅读标签 ， 并且阅读速度极快 50，其频谱范围 75 30001。 有 使用寿命长、读取距离大、数据可加密等优点 52。 射频技术已应用于公交调度系统、门禁系统、汽车防盗、产品防伪、自动收费、仓储管理、火车识别、生产自动化、畜牧管理、运动计时等方面。如瑞士全部旅客列车上都安装了射频自动识别系统 53。 球卫星定位系统与 地理信息系统 （ 术 利用 电子 地图可以实时 对 多窗口、多 车辆动态跟踪， 获得 车辆 目前所处的位置、速度及时间等信息。 蒙牛乳业泰安有限 责任 公司乳制品自动化立体仓库 （调研日期： 蒙牛乳业泰安有限责任公司系内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司投资在山东省内惟一的子公司，公司位于山东省泰安市高新技术开发区黄金地段，园区一期工程占地面积 320 亩，建筑面积 65000 平方米。于 2003 年 8 月 1 日开工建设， 2004 年 4 月初正式投产。项目总投资 6 亿元，建设有 12 条冰淇淋生产线和 17 条液体奶生产线。日处理鲜奶 800 吨，年销售收入可达 15 亿元。 表 11内蒙古蒙牛乳业泰安有限公司乳制品自动化立体仓库主要设备配置及参数。 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 8 表 1内蒙古蒙牛自动化立体仓库主要设备配置 设备配置 数量 有轨巷道堆垛机 （台） 17 入库链式输送机 （台） 66 双工位高速穿梭车 （台） 3 入库输送机 （台） 14 出库输送机 （台） 46 管理与控制系统 （套） 1 表 1内蒙古蒙牛自动化立体仓库主要设备参数 有 轨 式 巷 道 堆 垛 机 穿 梭 车 （ 双 工 位 ） 辊 筒 输 送 机 载货台宽度： 1200 毫米 结构形式：双立柱 接送货物 +托盘尺寸规格：1200 * 1000 * 1470米 ) 输送货物 +托盘单元尺寸规格：1200 * 1000 * 1470米 ) 运行速度： 5 100 米 / 分(变频调速 ) 起升速度： 4 40 米 / 分 (变频调速 ) 运行速度： 5 160 米 / 分 (变频调速 ) 输送速度： / 分 输送速度： / 分 货 叉 速 度 ： 3 30 米 / 分 (变频调速 ) 最大能拆空托盘个数： 8 个 北京双鹤药业工业园生产自动化立体仓库 （调研日期： 北京双鹤药业工业园生产自动化立体仓库 （见图 1位于北京东郊，规模宏大，技术先进、组成复杂 ， 该立体仓库分两层楼，每层与生产车间紧密结合，能实现原材料和成品在立体仓库和车间之间的短距离快速搬运。立体仓库货位数达 22000 个 ， 是国内特大型立体仓库之一，在全国立体仓库的规模中名列前茅。北京双鹤药业工业园生产自动化立体 仓库基本技术参数如 下表 1 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 9 图 1京双鹤药业工业园生产自动化立体仓库 表 1北京双鹤药业工业园生产自动化立体仓库基本技术参数 自动化仓库 参数 存储单元尺寸 1200道数 /货架排数 8个 /16排 货位数 22000个货位 堆垛机台数 8台 入出库输送机系统 1套（一楼，分布在立库三面，含 3台小车） 集成化物流管理系统 1套 入出库输送机系统 1套（二楼，分布在立库三面，含 4台 小车） 机模拟法的应用 蒙特卡罗法，又称为概率模拟法、模拟抽样法、统计试验法、随机抽样法、随机采样法及随机模拟法，是一种依据统计抽样理论，利用计算机产生的服从各种分布的随机变量的采样序列， 对 实际系统的概率模型求解近似解的数值计算模拟方 法。 由 著名匈牙利数学家 冯 诺伊曼 （ 用 驰名世界的赌城 命名 的。 学 术界一般将 1949 年发表的论文作为蒙特卡洛方法诞生的标 志 54。它的基本原理是，为了求解 工程 、 管理 、资源配置、可靠性分析 、虚拟仿真 等方面的问题， 先 根据实际问 题，对 实际资料进行分 析， 建立一个模型， 可 以是数学 概率 模 型，也可以是模拟系统模 型，得到建立的模型的参数（如概 率分 布、数 学 期 望、方差）， 然后通过对模型 中的随机自变量进行统计抽样 ， 随 后进行统计分 析，根据模型的特点进行改进（因为模型本身是可控的），反复进行仿真模拟（仿 真模拟次数越多，仿真结果越精确）， 从 而求得 最近似于该 问题的解 答 。 蒙特卡罗 模拟法应用广泛，在水文、物流、地质地理、管理、电力、航天、化工、动物医学、港口、建筑、石油钻探等领域都有应用 。 如蒙特卡罗在水文领域应用于推求自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 10 工 程设计流量；在物流领域，应用于库存控制模拟。在地质地理领域，应用于矿产资源量的预测， 边坡可靠性分 析，应用于山 区路网应急中心选 址。在管理领域，应用于项目风险分析，工程造价风险分析，工程项目财务风险评估，项目风险量化，美式期权及金融衍生品定价，应可转换债券的风险价值评价，量本利分析。在电力领域，应用于输 电系统分层可靠性 模拟，配电网供电可靠性模拟，电压骤降的评估研究，蓄能电站经济运行的判据，电力生产模拟，高压电热特性绝缘寿命评估。在航天领域，应用于合金材料寿命模拟，航空发动机装配公差分析。在化工领域，应用于焦炭塔 疲劳寿命可靠性分析。在动物医学领域，应用于抗微生物药物药动学研究，抗微生物药效学研究，药物的给药方案优化。在港口领域，应用于港口投资风险分析 55。港口船只排队模拟。在建筑领域，应 用于结构可靠性分 析，钢 筋混凝土结构的计 算，房地产薪酬率的确定。在石油钻探领域，应用于钻井工程费用预测。在物探化探领域，应用于磁法勘探。在雷达领域，应用于雷达虚警。在激光与红外领域，用于分析红外光学系统公差。武器装备领域，应用于防空作战毁伤过程模拟，应用于红外坦克仿真。 题研究内容 本文主要研究以下理论问题和技术问题： 函数发生器的建 立 研 究 工程中常见的、 服从不同概率分 布（ 如 :泊 松分 布、均 匀分 布、正 态分布 等）随 机数的产生方 法。建 立相应的 随机函数发生 器。 自动化仓库中转作业的数学模 型 依据服从不同概率分布规律，建立 自 动化仓库中转暂存能力系统仿真数学模 型。 B 编程技术与 真技术，编 制自动化仓库仿真系统软 件。 利用 程技术与 真技术，建 立自动化仓库仿真系 统，科 学确定工程项目中中转暂存能力的大 小。 化仓库 装卸设备的合理配 置 根据自动化仓库中转暂存能力对装卸设备的合理配置 进行了分析，并 给出等待概率、设 备利用率等概率数 值。 题的难点及关键点 （ 1）本课题的难点是 通过实地调研、广泛收集资料，确定自动化仓库物流 系统 的随机参数： 发 放时间间隔记 录、接 收时间间隔记 录 。 （ 2）本课题的关键点是根据发放时间间隔记录、接收时间间隔记录建立服从某概自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 11 率规律的随机函数发生器 ,来产生相应的时间间隔 。这 是正确的对 自动化仓库库容量进行仿真设计的基 础。 章小结 简 要介绍了课题的提出及意 义，自 动化仓库的研究背 景。 对 浙江森马服饰股份有限公 司、蒙 牛乳业泰安有限责任公司自动化仓库和北京双鹤药 业工业园的自动化立体仓库进行了调 研。 明 确本文要研究的主要内 容、关 键点及难 点。 自动化仓库中转作业与 库容关系的研究 12 第二章 随机模拟理论研究 机模拟理论 所谓随机模拟法就是把数理 统计理论方法 作 为基础 ，然后将 一定的概率模型 或者是系统模型与 所求解的问题相联系， 运用计算机进行随机模拟，以近似解的方式得出所求问题的一种模拟方法 。模 拟的次数越 多，求 出的统计指标越精 确，越 能反映实际状 况。由于计算机的强大运算功能，在模拟时计算机上产生的伪随机数比真随机数使用更方便、且 运算速度 快。因此，可以节省大量的人力物力和时间， 基于随机模拟的大量 优点，使随机模拟法得到了更广泛的应用。随机模拟法求出的解为近似解 ，因此，也 就意味着模拟的结果是不完善 的，需要 人们根据经验加以 衡量、判断。 机数的产生方法 本课题应用的是随机模拟理论， 产生 与之 相关概率分布的随机数 是应用该理论研究随机问题 的 关键， 真正 的 随机数 的基础 是 自然界之中物理现象的随机特征 ， 如 电阻和二极管的热噪声，再如 掷 硬 币、掷 骰子 、抽签及摇号 等 ， 这样 的随机数发生 器 是 物理 真 随机数发生 器， 使 用物理随机 数，很 难被发现规律和周 期。事实上，物理 随机数可以认为是没有周期和规 律， 对 技术 的 水平 要求高 是 它们的缺点 。 而 由 随机数发生器 产生的 随机数在实际应用中 经常被使用 到。 随机数发生器 生成随机数需要通过一个确定的算法 ，它的初始状态被称为种子 56 本课题就是通过调研实际自动化仓库的运行数据，利用 随机数发生器 ，在计算机中生成服从该自动化仓库运行规律的随机数。 随机数分为均匀分布和其它分布，前者是产生后者的基础 ，要 产生任一种具有连续分布的随机数 。可 以通过直接抽 样、函 数变 换、顺 序技 巧、 舍 选补 偿、渐 近模拟等方 法，产 生出任意分布的随机 数 58。线 性同余 法因 其自由度 高、计 算简便的优点使其成为目前应用最广泛的方法之 一，它 用同余运算来产生随机 数；陶 思沃思 利用 反馈位移寄存器法产生 随机 数。 组合发生器 法就 是以某种方式 将 多个独立的随机数发生器组合起来 来 产生随机 数的方法 59。 国内的学者针对随机数理论也做了大量工作 。 南京邮电大学的韩璐、肖兆鸾研究出了一种新型的 混合型随机数发生器 60。孙晓辉，林秋华，郝育闻将 限折叠两种混沌映射组 合，得 到一种新随机数发生器方 法 61。王 怡林将抛物线 映射用于生成无固定周期随机 数 62。广东技术师范学院的肖 化昆研究了 C+中 产生服