基于VR的物流分揀仿真系統設計

張闖 張國濤 趙龍葛 矣璐 弓雯靜 周世寬

【摘? 要】在物流業迅猛發展的當今社會，需要大量的從業人員有豐富的經驗和能力，因此，物流仿真也在此時孕育而生。物流仿真是通過各種企業數據或合理的假設在計算機上編制相應的應用，來模擬出物流系統實際或即將發生的運行狀況，可獲得最接近真實狀態下的結果。測試并查驗仿真過程當中運行下的績效，并統計和收集模擬結果，作為物流運作規劃中的方向。論文利用TaraVRbuilder對物流分揀中心進行仿真，對快遞分揀業務加以分析。

【Abstract】In the rapid development of the logistics industry in today's society， a large number of practitioners need to have rich experience and ability， therefore， logistics simulation is also conceived at this time. Through a variety of enterprise data or reasonable assumptions， the corresponding application of logistics simulation is compiled on the computer to simulate the actual or impending operation of the logistics system， and the results under the closest to the real state can be obtained. Testing and verifying the performance during the simulation process， and collecting the simulation results. Taking it as the direction of logistics operation planning. This paper uses TaraVRbuilder to simulate the logistics sorting center and analyze the express sorting business.

【關鍵詞】物流分揀;TaraVRbuilder;仿真

【Keywords】logistics sorting; TaraVRbuilder; simulation

【中圖分類號】TP391.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）09-0192-02

1 物流分揀系統模型研究目標

1.1 TaraVRbuilder仿真建模簡介

TaraVRbuilder是由德國tarakosGmbH公司開發的一款應用于物料流領域、輸送科技領域以及工廠計劃領域內簡便快捷地創造動態三維窗口的軟件。該程序的特色在于其用戶在編程和三維設計技能都較為缺乏的情況下，能夠實現最大效率地對虛擬、三維動畫場景進行創建，也被稱為“數碼工廠”。利用TaraVRbuilder構建只要按照計劃方案在界面上選擇建模必要的裝備，將各個裝備按照計劃方案智能地鏈接，進而構建成體系，同時還必須要計劃好各個相干元素的屬性，掌控其各關鍵計劃以組成總體。

1.2 物流分揀業務

物流所采取的分揀體系主要有三種，目前最智能化的系統全自動分揀體系，全自動分揀系統主要通過計算機的程序設定將貨物進行全自動化的分揀和運算處理。它是目前物流中最能影響配送效率的關鍵因素之一，任何一個大型的快件企業若失去全自動分揀系統都很難能夠獲得高額利潤。較全自動分揀系統更加遍及的是半自動分揀體系，該體系是指經由計算機提前將快件信息進行辨認，再有一定數量的操作人員根據識別出來的信息快速地進行快件分揀的工作。這種分揀方式有著成本低、規模小的特點，所以應用也較為廣泛。但從企業發展的長遠來看，人工成本也是相當高的，終將被自動分揀所取代。人工分揀因其費用高、效率低也在逐漸被淘汰，而且還存在出錯率高、暴力分揀等問題。

2 物流分揀業務調研及前期準備

結合自動化立體倉庫進行物料倉儲與調度管理的實際情況，揀貨作業流程表現：電腦編寫程序控制AGV小車行走路線及堆垛機搬運路線，機械手抓取貨物放置AGV小車托盤上，由AGV小車在規定路線上運送貨物至自動化立體倉庫前傳送帶上，通過傳送帶傳感器確認小車到達指定位置后，機械手將貨物運送到托盤，再經傳送帶到達堆垛機，堆垛機將貨物放置指定貨位。堆垛機及AGV小車按照制定路線回到起點，重復操作。確保堆垛機將全部貨物按順序放置在貨架空余貨位上，以準確完成全部操作。

根據上述對自動化立體倉庫揀貨作業流程進行分析：①掃描行走的貨物;②搬運貨物;③挑揀貨物。具體根據倉儲管理實際情況，進行該分揀模型的仿真和優化。

3 基于TaraVRbuilder的3D模型搭建

3.1 物流分揀系統仿真步驟設計

物流系統仿真步驟如圖2所示。

3.2 TaraVRbuilder仿真參數設定

根據典型物流中心的經驗參數，參數設置：職工行走速度1m/s，傳遞時間為1s。小型叉車運行時的空載前進速度約為3.6m/s，后退運行速度為2.0m/s，抬升速度為0.35m/s，下降速度為0.35m/s;小型叉車運行時的負載前進速度大概為2.25m/s，后退速度為1.5m/s，抬升速度為0.25m/s，下降速度為0.45m/s。貨物出貨的頻率為6s。

倉儲中心的分揀訂單作業用到的物體對象參數均可以從TaraVRbuilder仿真軟件中找到，無需設計其他參數。實體對象的參數設置如表1所示。

運行過程：設置完成每一個實體對象各個的參數后，即可開始運行。在系統運行一段時間以后，通過觀察發現由于分揀機器人不夠導致分揀口貨物擁堵，需優化參數。

參數設置：因分揀口存在較為嚴重的擁堵，為提高分揀口效率，現需修改實體對象的參數。以下為三種修改方案：①添加3臺分揀機器人，增加機器人即可很大程度地提高作業效率;②添加3個分揀口;③設立1個立體暫存倉庫，將未能及時運送的貨物進行暫存。

運行結果：把實體對象的參數調整后，再次進行模擬運行，在48h內無任何擁堵現象，整個模型良好運行。在此狀態下，該分揀過程需6臺分揀機器人、6個分揀口、2個立體倉庫。

【參考文獻】

【1】高科，潘建輝.自動化倉庫物流分揀優化分析[J].自動化應用，2020（02）：140-141.

【2】韓嘉童，張瑩瑩.基于FlexSim的訂單分揀系統仿真及優化[J].物流工程與管理，2019，41（05）：75-76+63.

【3】王林帥，紀壽文.基于tara的B型保稅物流中心設施仿真優化研究[J].物流技術，2012，31（21）：406-408.

【4】楊瓊華，高超，劉秀菊，等.基于taraVRbuilder的快件分揀系統建模與仿真[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2012（13）：70-72.

【5】韓嘉童，張瑩瑩.基于FlexSim的訂單分揀系統仿真及優化[J].物流工程與管理，2019，41（05）：75-76+63.