1、AutoMod 仿真软件在回收仓库分拣系统设计中的应用摘要：随着可持续发展和环境保护的观念不断深入人心，回收物流越来越受到重视，其经济价值也越来越明显。本文以废旧机电产品为例，用 AutoMod 仿真软件对其回收仓库分拣系统进行了设计，建立仿真模型，对模型运行结果加以分析，得出的结论在实际操作过程中有重要的参考价值。 关键词：废旧机电产品；回收仓库；分拣系统；AutoMod；仿真模型 中图分类号 TP391 文献标识码 A 20 世纪 90 年代以来，废弃产品引发的环境污染和空间占用问题引起了全球的广泛关注，据中国统计局资料，依据产品销售量和产品平均寿命期进行估算，自 2006 年起，每年将会
2、有大约 1000 万台电脑、2000 万台电视、500 万台电冰箱、1000 万台洗衣机及 600 万台空调需要报废；而在汽车领域，根据“The Society of Motor Manufacturers and Traders Limited”（SMMT）2003 年调查，全球汽车保有量当年已达8148900 万辆，发达国家通常将本国的汽车保有量乘以 7%得出当年汽车应报废辆，如此算来，全球每年的应报废汽车数量已达到 570423 万辆。1 面对日益严重的环境污染和资源过度消耗问题，回收物流的作用显得尤为重要，其经济价值也越来越明显。 1 回收仓库的分拣系统 分拣是把不同的物品按照一定的原
3、则分类，实现物品有序的空间位置搬移。随着现代科技的高速发展，具有高科技含量的自动化处理模式成为现代分拣的主要实现方式，它通过各种设备可以高效、准确地判别物品的体积、重量或者颜色等物理属性，也可以自动识别各种载体信息，依照不同的管理要求而设定不同的处理逻辑关系达到分拣的目的。 随着商品经济的发展，用户需求向小批量、多品种方向的发展，仓库中货品的种类和数量增多，分拣环节成为核心工序，分拣作业所占的成本也越来越高。回收物流与正向物流有很大不同，回收物流中的产品种类繁多，回收产品的性质差距大，有些不同的回收产品不可以放在一起，所以，回收仓库中分拣工作起着非常重要的作用。分拣过程是回收物流的重要环节，分
4、拣系统是回收仓库整个系统的核心部分。 2 回收仓库分拣系统描述与仿真程序框架 我们以废旧机电产品为例，对其回收仓库的分拣系统进行设计。废旧机电产品分拆后零部件的处理方式有四种：再利用、再制造、再循环、掩埋。 循环经济的要求是通过采用先进技术和严格管理，使再利用、再制造的部分最大化，使再循环的部分最小化，使需要安全处理的部分趋于零化，最大限度地提取废旧机电产品中所蕴含的财富。 在回收仓库中，废旧机电产品被分拆后，需要把具有不同性质的零部件进行分拣。设 A、B、C、D 分别代表四零部件：A 类为可再利用的零部件；B 类为可再制造零部件；C 类为再循环零部件；D 类为需要掩埋的零部件。当货车把四类产
5、品送达回收仓库之后，四类产品经过一条分拣传送带被分配给不同的传送带，到达 A、B、C、D 四个存货区。A 类产品从 A 货区被送往 A 检测处，检测是否符合直接可利用的条件，符合就被运往 A 地，不符合就运往 B 检测处；B 类产品从 B 货区被送往 B 检测处，检测是否符合再制造的条件，符合就被运往 B 地，不符合就运往维修处维修，维修完了再送往 B 检测处，直到符合为止；C 类产品从 C 货区被送往 C 检测处，检测是否不符合再制造的条件，不能进行再制造就被运往C 地，能进行再制造就运往 B 检测处。 3 回收仓库分拣系统参数 回收仓库分拣系统的参数如下： （1）货车每 8 分钟一辆。 （
6、2）A、B、C、D 四种零部件被送往回收仓库分拣系统入口端的频率如下附表 Data 所示。 （3）卸载 A 类型的零部件所需的时间为指数分配平均 20 秒；卸载B 类型的零部件所需的时间为常态分配平均 18 秒，标准差为 3 秒；卸载C 类型的零部件所需的时间为三角形分配 15-30 秒，且峰值为 26 秒；卸载 D 类型的零部件所需的时间为均匀分配 20-30 秒。 （4）A、B、C 三种分别在 A 检测、B 检测、C 检测处所用时间为：uniform（5，2）s、normal（9，1）s、triangular（5，15，20）s。 （5）维修处维修的时间为 uniform（200，100）
7、s。 （6）A、B、C 三种零部件的合格率分别 95%、90%、96%。 （7）工人的工作时间为早上 8：30，在 10：00 时休息 20 分钟，再工作 90 分钟 12：00 下班，中午休息 60 分钟，13 点上班，工作 100 分钟后，休息 20 分钟再工作 90 分钟，准备下班 10 分钟，16：40 下班。 （8）叉车每使用 7 小时就需要检修 30 分钟。 4 基于 AutoMod 的回收仓库分拣系统的仿真模型 AutoMod 仿真软件是由美国 Brooks Automation 公司出品，是一款比较成熟的离散事件系统仿真软件，可完成对制造系统、仓储系统、物料处理、企业内部物流、
8、港口、车站、空港、配送中心、以及控制系统等的仿真分析、评价和优化设计等。 在 AutoMod 环境下仓储物流分拣系统的仿真模型步骤如下： （1）新建立模型，命名为 sort。 （2）建立子系统输送系统（Conveyor）命名为 con1。输送系统（Conveyor）的功能是建立模型中的输送系统模型，如传送带等。进入con1 的运动界面，画出传送带的场景。建立 4 个输入 Station，分别命名为 stain1、stain2、stain3、stain4；建立 4 个输出 Station，分别命名为 staout1、staout2、staout3、staout4。 （3）建立子系统移动路径（Pa
9、th Mover）命名为 Path1。移动路径（Path Mover）的功能是建立小车、叉车、操作人员的移动路径并控制其移动。 进入 Path1 的运动界面，画出移动路径的场景。建立相应的 Control Point，分别命名为：cpin1、cpin2、cpin3、cpassem1、cpassem2、cpassem3、cpinspect1、cpinspectin、cpinspectout、cpprein、cpreout、cprepairn、cprepairout、cppark，其位置如图 1 所示。分别定义 Named List、Segment、Vehicle、Work List、Park L
10、ist。 （4）返回模型主界面。建立七个逻辑进程（Prosess）：Pinit、Parrive、Pdock、P1、Poperator、Prepair、Pliftfork。逻辑进程（Prosess）的功能是控制整个仿真模型的逻辑、变量、函数等，是模型的主线。 定义系统中的货物（Loads） 。货物（Loads）是系统中的临时实体，是仿真程序的线索，进程的执行是由它来驱动的。根据假设中的四种零部件 A、B、C、D 及货车定义五种 Loads：LA、LB、LC、LD、Ltruck，设置好其颜色，大小等各种性质；分别定义八种 Load Attributes：Adock、Ain、AA、AB、AC、AD、
11、Atype、Afix。 定义两种资源（Resources） ，人为：Roperator，叉车为：Rliftfork。资源（Resources）是系统中的永久性实体，在配送中心中操作工、叉车、及其、货架和汽车等一般被定义为资源。 定义 11 组队（Oueues） 。队（Oueues）是系统中暂时存放临时实体（Loada）的地方。队的容量默认是一，但可以根据实际的需求任意调整其容量，也可以设定为无穷大（infinite） 。下面是定义的 11 组队（Oueues）：Qbuffer，四列输入的队列 Qin（1） 、Qin（2） 、Qin（3） 、Qin（4） ，四列输出的队列 Qout（1） 、Qo
12、ut（2） 、Qout（3） 、Qout（4） ，根据需要分别设置好其位置、颜色、容量等各种性质，Qinspectin，Qinspect，Qinspectout，Qinprein，Qinpreout，Qrepairin，Qrepairout，Qassem（1） ，Qassem（2） ，Qassem（3） ，分别设置其属性，设置其位置如图 2 所示。 （5）程序的编制。根据所建立的模型在源文件（Source File）中编制驱动程序，命名为：sort.m。源文件（Source File）是用来编写AutoMod 代码程序的，一个模型的源代码文件可以包括用户编程的多个文件。根据程序框架图编制程序代
13、码。 （6）运行模型。首先利用 Run Control 来控制模型执行的时间、次数，以及执行过程中所要记录的资料，我们设置模型执行时间 Snap Length 为 8 小时，模型执行次数 Number of Snaps 为 2，所要追踪的Entity 为 Roperator 和 Rliftfork。然后运行模型。运行（AutoMod Runtime）模块包括三个窗口：仿真窗口（AutoMod simulation） 、状态对话框（Status dialog box）和信息对话框（Messages dialog box） 。状态对话框显示当前仿真时间和仿真状态（暂停或运动状态） ，信息对话框显示
14、模型运行信息和错误，仿真窗口显示仿真模型布局和动画，本模型仿真窗口如图 2 所示。 5 仿真结果分析 仿真模型的统计分析是建立仿真模型的关键之一。 利用 AutoMod 仿真软件中的 AutoSat 模块来分析仿真模型，首先要设定相关的环境，若只分析一个变量因素则进行 Vary One Factor 分析，若分析多个变量因素则进行 Vary Multiple Factor 分析；运行后输出数据进行分析。 分析模型中 Vehicle 的数量对 Qassem（1） 、Qassem（2） 、Qassem（3）三个区域零部件的平均量的影响。用 Vary One Factor 分析结果如图 3 所示。
15、从图中可以看出当 Vehicle 的数量为 3 时，Qassem（1） 、Qassem（2） 、Qassem（3）三个区域零部件的平均量的达到最多。 分析模型中，在不同数量的 Roperator 和 Rliftfork 的情况下，Vehicle 的数量对 Qassem（1） 、Qassem（2） 、Qassem（3）三个区域零部件的平均量的影响。从多变量模型运行报告（图 4）中的 Resource Statistics 可以看出：当 3 个 Roperator 和 3 个 Rliftfork 时，Roperator 和 Rliftfork 的利用频率 Util 值才比较合理。 图 4 多变量下
16、模型的运行报告 通过用 Vary Multiple Factor 分析，我们设置 Roperator 和Rliftfork 的数量从 1 递增到 3，每次增加 1。设置 Vehicle 的数量从 1递增到 5，每次增加 1。运行后，Run Results 如图 5 所示。 从运行结果中可以看出，在 3 个 Roperator 和 3 个 Rliftfork 以及小车 Vehicle 的数量也为 3 的情况下，Qassem（1） 、Qassem（2） 、Qassem（3）三个区域零部件的平均量的达到最多，其 Graph of Multi_Factor 如图 6 所示。所以在实际操作中，我们分别设
17、置操作人员Roperator、叉车 Rliftfork、小车 Vehicle 的数量都为 3。 6 结论 随着我国经济快速持续发展，人们消费水平不断提高，废旧机电产品的数量和种类也不断增加，面对由此造成的环境污染和空间占用问题，回收物流越来越受人们的重视。回收仓库中，分拆后的废旧机电产品的零部件种类繁多，使得分拣过程更加重要，分拣系统成为回收仓库中的核心部分。本文用 AutoMod 仿真软件对回收仓库的分拣系统进行建模，并对其模型运行结果进行了分析，得出的结论在实际操作过程中有重要的参考价值。 参考文献： 1吴卢芬.闭环供应链的运作模式及其绩效研究D.长沙：湖南大学，2007， （10）：1. 2徐贤浩，刘志学.物流配送中心规划与运作管理M.武汉：华中科技大学出版社，2008. 作者简介 李玲俐（1981） ，女，汉族，山东聊城人，经济师，硕士研究生，毕业于广东技术师范学院。研究方向：物流系统工程。
