一种自动小车存取系统模块化仿真和优化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能立体仓储技术领域，特别是指一种自动小车存取系统模块化仿真和优化系统。
【背景技术】
[0002]自动小车存取系统(Autonomous Vehicle Storage&Retrieval System, AVS/RS)是美国伦斯勒理工的Malmborg教授及其课题组于2003年提出的一种新型的货物存取系统，包括轨道导引小车系统(Rail-Guided Vehicles System, RGVS)、轨道导引小车I (Rail-Guided Vehicles, RGV)、货物缓存区2、货架3上的货位、升降机系统4。其中轨道导引小车I通过在自动化立体仓库货位间的轨道上作水平运动实现货物的出入库操作，其垂直运动依靠安置在仓库边缘的升降机系统4成。AVS/RS与传统的自动化立体仓库(Automated Storage and Retrieval system, AS/RS)的主要区别在于存取工具不同。AVS/RS采用RGV小车进行货物的存取，在输送的过程中需要经过升降机的运载，RGV小车可以服务任意货位，不会因为某辆RGV小车发生故障而影响整个仓库的出入库操作。且用户还可以根据业务量调整RGV小车的数量，而传统的AS/RS则采用堆垛机进行货物的存取，只能服务于单一巷道的货位。
[0003]仿真(Simulat1n)是使用项目模型将特定于某一具体层次的不确定性转化为它们对目标的影响，该影响是在项目仿真项目整体的层次上表示的。在AVS/RS系统中，仿真通常用于模拟还未建成的AVS/RS系统，评价不同的配置和设计方案。在自动小车存取系统的仿真建模过程中，需要针对具体的应用场景(包括自动小车的货架层、列、排，自动小车的数量、配置，升降机的数量、位置，后台控制软件的逻辑规则等)建立具体的模型；因此一旦场景发生变化就需重新手动更改模型。而在自动小车存取系统的规划和概念设计过程中会不断地对方案进行变更，给仿真建模造成了巨大工作量，因此在手动建模基础上无法实现仿真优化。
[0004]现有技术中的一种自动小车存取系统的仿真建模采用的是以排队网为基础建立的仿真模型。以出库流程为例，基于排队网的自动导引车仿真建模思路是将出库流程作为排队对象，将轨道导引小车I和升降机系统4作为服务台，出库流程到达后先分配给不同的轨道导引小车I。在轨道导引小车I排队等待后消耗一定的小车运输时间(按小车路程计算时间)又升降机系统4处排队等待，等待完毕后消耗一定的升降机运输时间(按升降机路程计算时间)后流程结束。这种基于排队网的仿真模型是基于排队论而建立，因此其缺点在于不能直观表达仿真过程，建模时需要具备一定的排队论专业知识才能建立仿真模型。而且建立的模型难以根据不同的设计场景自动转换仿真模型，只能手动修正，费时费力。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中自动小车存取系统设计过程中需要不断修改方案导致没次修改都需要重新进行建模的问题，提出了一种自动小车存取系统模块化仿真和优化系统，以采用模块化的方式进行仿真，提高方案修改时的建模效率。
[0006]为了达到上述目的，本发明实施例提出了一种自动小车存取系统模块化仿真和优化系统，包括:
[0007]货架组装模块，用于根据用户输入的参数生成货架，其中所述参数包括自动小车存取系统类型、货架层数、排数、列数、每货位容量、升降机/小车的速度、加速度、减速度、升降机位置、小车初始位置；
[0008]订单模块，用于在建立仿真模型时录入入库订单和出库订单；
[0009]货位信息模块，用于模拟初始化状态的货品位置和用于记录仿真过程中的货位变化情况；其中所述货位信息模块的参数包括:货位位置、货物品类、货物数量；
[0010]监控管理模块，用于建立各种订单信息与货位信息之间的联系，以生成整个多层小车系统的货物入库和出库的逻辑。
[0011]其中，所述自动小车存取系统类型为巡回式存取类型，且所述货架组装模块包括巡回式货位单元、巡回式前端货位单元、巡回式暂存区单元；
[0012]所述巡回式货位单元为多层小车货架中的货位，且每个巡回式货位单元具有编号以确定该巡回式货位单元所在的货架层数和序号信息；且每个巡回式货位单元包括专供小车运送货物的轨道，且轨道的长度可以根据货架长度来确定，并由用户自行定义，且在轨道的中间设置一个传感器；其中所述小车触发传感器时调用相应的入库/出库操作:
[0013]所述前端货位单元的结构与所述巡回式货位单元相同的结构，且所述前端货位单元设置在每层货架的最前端，每个前端货位单元中带有一个初始化的方法；其中所述前端货位单元在整个仿真和优化系统进行初始化的时候，该前端货位单元负责在每一层模拟出一个小车，并设置小车的速度、加速度；
[0014]巡回式暂存区单元，用于模拟升降机位置；该巡回式暂存区单元为升降机存取货物的缓冲。
[0015]其中，所述巡回式货位单元、巡回式前端货位单元的控制逻辑包括:
[0016]步骤201、当小车出发传感器时，判断当前的货位编号是否等于小车的目的货位编号，如果否则小车继续移动，如果是则判断小车上是否有货物；如果有货物则执行步骤202的入库操作，如果没有货物则执行步骤203的出库操作；
[0017]步骤202、将小车内的货物放置到相应的货位，并消耗相应的放置时间；然后搜索小车的任务队列中是否还有其他任务，如果没有则等待监控管理模块发送来的任务后，将所述任务的目的坐标作为小车的目的坐标，执行步骤204 ;如果有则将任务的目的坐标作为小车的目的坐标，执行步骤204 ;
[0018]步骤203、根据预设的升降机选取原则确定执行出库操作的升降机，并将该升降机的位置作为小车的目的坐标，执行步骤204 ；
[0019]步骤204、根据所述目的坐标确定小车的行驶方向和平均速度；
[0020]其中，所述巡回式暂存区单元的控制逻辑包括:
[0021]步骤301、当小车出发传感器时，判断当前的缓冲区编号是否等于小车的目的缓冲区编号，如果否则小车继续移动，如果是则判断小车上是否有货物；如果有货物则执行步骤202的入库操作，如果没有货物则执行步骤203的出库操作；
[0022]步骤302、将小车内的货物放置到相应的缓冲区，并消耗相应的放置时间；然后搜索小车的任务队列中是否还有其他任务，如果没有则等待监控管理模块发送来的任务后，将所述任务的目的坐标作为小车的目的坐标，执行步骤304 ;如果有则将任务的目的坐标作为小车的目的坐标，执行步骤304 ;
[0023]步骤303、根据预设的升降机选取原则确定执行出库操作的升降机，并将该升降机的位置作为小车的目的坐标，执行步骤304 ；
[0024]步骤304、根据所述目的坐标确定小车的行驶方向和平均速度。
[0025]其中，确定该漫步式货位单元所在的货架层数和序号信息；且每个漫步式货位单元包括专供小车运送货物的轨道，且轨道的长度可以根据货架长度来确定，并由用户自行定义，且在轨道的中间设置一个传感器；其中所述小车触发传感器时调用相应的入库/出库操作:
[0026]所述前端货位单元的结构与所述漫步式货位单元相同的结构，且所述前端货位单元设置在每层货架的最前端，每个前端货位单元中带有一个初始化的方法；其中所述前端货位单元在整个仿真和优化系统进行初始化的时