理解模拟在自动化物料搬运系统规划中的价值

  • 2023年7月13日
  • 英国

工程师们在验证复杂的自动化物料搬运系统(AMHS)设计时使用的技术之一是创建系统模拟(simulation)(一个模型),以了解系统将如何运行。该模型的开发要考虑到设计中的各种假设,包括业务限制以及设备和控制系统。

在讨论模拟(simulation)之前,我们应该先讨论行业中也在使用的其他模型,即“3D动画(animation)”和“仿真(emulation)”,这些模型有时会与模拟混淆。目前,每个术语的定义在行业中都没有统一标准,因此在与其他人交谈时最好先确认一下,以确保双方的意见一致。

3D动画(Animation)

3D动画一般是在软件中创建建议系统的3D模型,支持缩放和旋转,通常还可以移动货物、设备和操作员。这使客户可以更好地理解系统如何运行,对于在技术角度上不太精通自动化物料搬运系统的项目审批负责人来说,3D动画的展示非常方便。3D动画省略了大部分时间安排和详细逻辑,这是因为其目的是说明,而不是验证。然而,我们也不应因此而低估了3D动画的重要性。3D动画通常是关键利益相关者了解系统如何工作以及它将带来哪些优势的方法。

3D动画示例

仿真(emulation)

仿真一般是指创建系统的虚拟3D模型,模型中甚至包含详细的逻辑,包括传感器位置、设备速度和加速度,以及人机界面、条形码扫描仪等,还包括仓库控制系统(WCS)等更高级别的软件。

在现场安装系统之前,仿真对于调试系统的实际运行非常有帮助。实际上,由于仿真测试可以根据需要为任何测试创建任意数量的货物,还可以同时查看整个布局,这意味着我们可以通过仿真测试进行比在实际现场调试更高级别的控制验证以及故障排除。

但另一方面,仿真通常并不能很好地查看系统概念设计,因为仿真一般不能控制可变性数据、以及对设备利用率进行统计、获取重要的系统数据等。这类系统概念验证属于模拟领域。

仿真示例

模拟(Simulation)

虽然模拟可以用于很多方面,但通常模拟最重要的目的是验证系统概念是否能够满足所需的吞吐量。

模拟模型是将拟建系统的总体布局、设备速度、操作和控制逻辑全部编入模型。其中关键内容包括缓冲区位置的数量和恰当的整体控制。

此外,除了运行模拟的逻辑之外,更为重要的是对相关利用率、成功搬运次数和货物搬运时间等方面的数据收集进行编程,这可以帮助我们深入了解系统的整体功能。

模拟的另一个重要因素是它们可以进行与现实世界中不断变化的活动及流量进行增减的适当的“随机性”逻辑和设置,即使这种数据变化可能永远不会出现。模拟的主要功能是确保系统能够满足吞吐量,同时遵循最终用户可能建立的任何业务条件。这种随机性使工程师能够洞察日常发生的“假设”,从而为提案系统的概念提供相当可靠的验证。

模拟示例

总结

系统3D动画(Animation)可以让您对系统如何运行有一个非常全面的了解,但不考虑详细的逻辑或吞吐量要求。我们可以将其视为突出显示系统的外观以及货物流的总体概述。

仿真(Emulation)测试系统的控制装置和传感器,可以确保货物的方向和设备的速度都符合客户要求。

模拟(Simulation)检查吞吐量,可以帮助我们识别并消除瓶颈,确保设备的有效利用率和操作人员的合理配置,这还包括确定某些设备的正确数量、确定操作人员的必要人数,以及确保未来增长的灵活性。通常情况下,我们会发现计划中的设计概念是可行的,但为了进一步优化设计,我们应该或最好对输送机缓冲区、搬运台车数量以及其他设备或逻辑方面的系统进行调整。

是否需要模拟取决于系统的复杂程度。当您认为需要进行模拟时,模拟可以让所有利益相关者高枕无忧。如您有任何疑问,请咨询系统供应商。

整体解决方案体验

系统设计是自动化物料搬运系统(AMHS)创建过程的一个要素。在大福公司,我们采取端到端的解决方案,从最初的咨询一直到售后服务,我们将一直与客户合作。如果您想了解更多信息,请访问我们的 整体解决方案体验页面了解更多信息。

加内什·巴鲁(Ganesh Balu)

爱德华

欧洲大福 资深顾问
加内什·巴鲁于 1997 年加入大福公司,在物料搬运行业拥有超过 25 年的经验,专注于内部物流自动化解决方案的设计。他最初在日本大福的模拟小组担任工程师,然后于 2006 年调到欧洲大福,目前担任英国分公司的资深顾问。他在印度完成了高等教育,获得了马德拉斯大学机械工程学士学位和印度科学研究所理学硕士学位。

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