【正文】 時(shí)間等參數(shù)，從而可求得汽車等待 1 小時(shí)、 2 小時(shí)或更長(zhǎng)的概率，倉(cāng)容利用率、設(shè)備利用率等。 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 31 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的仿真數(shù)據(jù) 按自 動(dòng)化倉(cāng)庫(kù) 作業(yè)特點(diǎn)生成了服從特定概率分布的 仿真數(shù) 據(jù)： 1. 產(chǎn)生的 1000個(gè) [40,50]區(qū)間均勻分布發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)間間隔（見(jiàn)圖 37） : 43,46,43,40,48,44,46,40,49,43,44,48,42,40,41,49,41,40,50,48, 41,44,45,46,47,49,48,41,46,45,41,48,48,42,47,43,41,48,50,43, ………… ,44,57,43,42,48,47,41,49,48,47,50,40,50,50,40,43,43 圖 37 均勻分布發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)間間隔 1000個(gè) 指數(shù)分布 發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)間間隔（見(jiàn)圖 38）： 53,56,50,53,49,57,58,45,59,46,49,46,55,54,59,54,48,47,58,56， 52,51,57,50,48,53,51,60,50,49,56,58,52,55,54,48,49,50,53,58, ………… ,57,47,56,53,52,56,59,57,52,54,49,52,51,59,46,55,58 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 32 圖 38 指數(shù)分布發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)間間隔 1000個(gè) 正態(tài)分布 發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)間間隔（見(jiàn)圖 39）： 49,48,50,51,49,47,50,51,50,49,49,51,48,48,48,48,51,50,51,50, 50,50,49,49,48,48,49,49,47,49,51,50,48,47,49,50,49,42,50,50, ………… ,51,51,51,51,59,50,49,50,49,50,51,50,50,50,49,51,49 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 33 圖 39 正態(tài)分布發(fā)放汽車隨機(jī)時(shí)間間隔 下面以森馬服飾有限公司自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。 仿 真模擬系統(tǒng)總體結(jié) 構(gòu) (見(jiàn)圖 34): 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 29 圖 34 模擬系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 仿真模型模塊 程序模塊如圖 35： 圖 35 發(fā)放汽 車模擬模塊結(jié)構(gòu) 圖 自 動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)服務(wù)系統(tǒng)中待裝載汽車可看作是一隊(duì) 列。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)時(shí)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)作業(yè)情況 ,作業(yè)按照隨機(jī)發(fā)放汽車 ,即時(shí)開(kāi)始裝汽車作業(yè)。 （ 2）服務(wù)時(shí)間 由于汽車發(fā)放是隨機(jī)的，因此裝載服務(wù)的時(shí)間也是隨機(jī)的，服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)短，這 要由裝載機(jī)械的技術(shù)狀態(tài)等因素而 定。裝汽車作業(yè)。 圖 31自 動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 自動(dòng)化 倉(cāng)庫(kù)大多采用的機(jī)械有巷 道堆垛 機(jī)、橋 式堆垛起重 機(jī)、拖車、高架叉車、叉車、揀 選式電動(dòng)堆垛 機(jī)、自動(dòng)搬運(yùn)車、有軌小車、穿梭車等。 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 21 圖 29正態(tài)分布直方圖 圖 210驗(yàn)證中心極限定理法正態(tài)分布鼓形特征 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 22 圖 211 正態(tài)分布 BoxMuller 法 鼓形 特征驗(yàn)證 MATLAB 的 圖像處理功能強(qiáng) 大；但 單純的 用 MATLAB 來(lái) 實(shí)現(xiàn)需要使用者有較高的專業(yè)水 平，且 開(kāi)發(fā)出的界面過(guò)于簡(jiǎn) 單、不 夠美 觀； VB 可 視化界面 好，若 全部 用 VB 來(lái)實(shí)現(xiàn)則工作非常繁 重，因此， 本 文 采 用 MATLAB 與 VB 集 成的技 術(shù)，取 二者長(zhǎng) 處，開(kāi) 發(fā)出美觀實(shí) 用，功 能強(qiáng)大的圖像處理軟 件 [70]，可大大提高開(kāi)發(fā)效率。 它是在 1733 年引入的。 若 x 是 指數(shù)分布的隨機(jī)變 量，其參數(shù) 0?? ，則其密度函數(shù)為： 0() 00xexfx x?? ?? ????? ?? ? ???????????? ?? （ 24） 其分布函數(shù)為： 10( ) ( ) 00xx exF x f t d t x????? ? ?????? ??? ? ??????????????? ??? （ 25） 圖 23 顯示了在 Matlab 中產(chǎn)生的幾種不同的指數(shù)分布的密度函數(shù)。 隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器的建立 均勻分布 ??1,0 區(qū)間上均勻分布是連續(xù)型分布 ， 其密度函數(shù)和分布函數(shù)為： 產(chǎn)生 ??1,0 區(qū)間上隨機(jī)數(shù)，其遞推公式如下 [66]： 均為非負(fù)整數(shù)，為增量，為乘數(shù)，為模數(shù)，為初值，其中 caMxcaMx 00 。 組合發(fā)生器 法就 是以某種方式 將 多個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器組合起來(lái) 來(lái) 產(chǎn)生隨機(jī) 數(shù)的方法 [59]。 隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法 本課題應(yīng)用的是隨機(jī)模擬理論， 產(chǎn)生 與之 相關(guān)概率分布的隨機(jī)數(shù) 是應(yīng)用該理論研究隨機(jī)問(wèn)題 的 關(guān)鍵， 真正 的 隨機(jī)數(shù) 的基礎(chǔ) 是 自然界之中物理現(xiàn)象的隨機(jī)特征 ， 如 電阻和二極管的熱噪聲，再如 擲 硬 幣、擲 骰子 、抽簽及搖號(hào) 等 ， 這樣 的隨機(jī)數(shù)發(fā)生 器 是 物理 真 隨機(jī)數(shù)發(fā)生 器， 使 用物理隨機(jī) 數(shù)，很 難被發(fā)現(xiàn)規(guī)律和周 期。 本章小結(jié) ? 簡(jiǎn) 要介紹了課題的提出及意 義，自 動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的研究背 景。建 立相應(yīng)的 隨機(jī)函數(shù)發(fā)生 器。港口船只排隊(duì)模擬。 如蒙特卡羅在水文領(lǐng)域應(yīng)用于推求自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 10 工 程設(shè)計(jì)流量；在物流領(lǐng)域，應(yīng)用于庫(kù)存控制模擬。立體倉(cāng)庫(kù)貨位數(shù)達(dá) 220xx 個(gè) ， 是國(guó)內(nèi)特大型立體倉(cāng)庫(kù)之一，在全國(guó)立體倉(cāng)庫(kù)的規(guī)模中名列前茅。 堆垛機(jī) 輸送托盤 分揀機(jī)、裝汽車 出庫(kù)庫(kù) 立體庫(kù) 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 7 圖 16 托盤輥?zhàn)虞斔蜋C(jī) RF 技術(shù) 射頻識(shí)別是一自動(dòng)識(shí)別技術(shù) [48]。 有軌巷道堆垛機(jī)是指 堆垛機(jī) 沿著軌道運(yùn)行 [45]。吳迅舟，陳靜對(duì)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹 [40]。裝甲兵工程學(xué)院繼紅任曾對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃進(jìn)行了分析論證 [31]。 在我國(guó)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)迅速發(fā)展的同時(shí)，不可避免的在使用中會(huì)存在一些問(wèn)題，例如，存儲(chǔ)規(guī)模小、存儲(chǔ)能力低，設(shè)施的技術(shù)水平低 [23]，優(yōu)勢(shì)不突出，使許多庫(kù)場(chǎng)資源閑置 [24]，作業(yè)效率低下，有一些企業(yè)雖然實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)化，但由于產(chǎn)品 單一且批量小，原來(lái)的非自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的設(shè)施設(shè)備已經(jīng)有閑置現(xiàn)象了，而自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)又引入了一些設(shè)備，造成了設(shè)備的嚴(yán)重閑置，因此自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的使用要根據(jù)企業(yè)自身狀況，而不能盲目的配置。 Mariagrazia Dotoli, Maria Pia Fanti等應(yīng)用著色賦時(shí) Petri 網(wǎng)為多種自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)提供了一種模型，該模型適用于窄巷道堆垛機(jī)及有軌小車，該模型可以對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為實(shí)時(shí)監(jiān)控，也可以應(yīng)用與離散事件仿真，該模型的控制策略可以解決調(diào)度問(wèn)題和避免碰撞事件 [17]。 美國(guó)進(jìn)入八十年代，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)庫(kù)房數(shù)量增加，規(guī)模擴(kuò)大，并走向標(biāo)準(zhǔn)化 [9]。 e. 機(jī)電設(shè)備可靠性分析系統(tǒng)中，機(jī)電設(shè)備元器件（如 軸承）的失效服從 威布爾（ Weibull）分布 [6]； 而隨機(jī)模擬法正是針對(duì)對(duì)隨機(jī)過(guò)程進(jìn)行研究， 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)系統(tǒng)是隨機(jī)過(guò)程中的一種， 因此應(yīng)用 隨機(jī)模擬理論 能將自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)系統(tǒng)中服從任意概率分布的離散隨機(jī)函數(shù)系統(tǒng)地以離散函數(shù)形式及程序模塊形式固定下來(lái)，并能適應(yīng)不同的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言環(huán)境及流行的統(tǒng)計(jì)軟件，為隨機(jī)模擬法應(yīng)用做基礎(chǔ)性工作。 The most suitable storage capacity。 保密學(xué)位論文在解密后的使用 授權(quán)同上。 Automation Henan University of Technology, Zhengzhou, China 關(guān)于學(xué)位論文的獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，論文中有關(guān)資料和數(shù)據(jù)是實(shí)事求是的。所 做工作如 下： 1. 構(gòu) 造隨機(jī)函數(shù)發(fā)生 器 利 用隨機(jī)過(guò)程理論在 VB軟件中開(kāi)發(fā)了均勻分 布、負(fù) 指數(shù)分 布、正 態(tài)分布等常見(jiàn)的隨機(jī)函數(shù)發(fā)生 器，并 對(duì)其產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)數(shù)列的概率規(guī)律進(jìn)行反向證 明，以 確定這些數(shù)列與實(shí)際調(diào)研的數(shù)據(jù)相吻 合。 近代工程領(lǐng)域有許多復(fù)雜的隨機(jī)系統(tǒng)，如：物流系統(tǒng)、 自然災(zāi)害的預(yù)報(bào)系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備可靠性分析系統(tǒng)、虛擬仿真系統(tǒng)、資源配置分析決策系統(tǒng)、移動(dòng)通信客戶服務(wù)系統(tǒng)、重大工程安全評(píng)估系統(tǒng) 等， 此類系統(tǒng)中的某些參數(shù)服從某類概率規(guī)律，如： a. 某工廠大型車間一段時(shí)間內(nèi)機(jī)床發(fā)生故障的次數(shù) 服 從泊松分布（ Poisson） [1]。 將隨機(jī)模擬理論應(yīng)用于自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)接收發(fā)放作業(yè)與庫(kù)容的關(guān)系研究，建立自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)隨機(jī)仿真數(shù)學(xué)模型能為國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)的方案論證、工程規(guī)劃、投資決策提供自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 2 依據(jù)； 為自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)暫存?zhèn)}容、物流中心建設(shè)規(guī)劃提供依據(jù)；預(yù)估商業(yè)活動(dòng)中可能發(fā)生的費(fèi)用 。荷蘭注重采用集約型分撥中心，倉(cāng)庫(kù)的集約度高，成本低，服務(wù)效率高；法國(guó)政府在規(guī)劃和制定物流政策時(shí)，十分重視倉(cāng)儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化等物流設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)，貨物的 包裝實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、集裝化、大型化，貨物的分揀、裝卸、搬運(yùn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化 [11]。德國(guó)樂(lè)易電子公司對(duì)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中傳送系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)用條碼定位系統(tǒng)進(jìn)行控制，提高了系統(tǒng)效率，降低了成本，己應(yīng)用于宜家家居及寶馬汽車的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù) [19]。浙江理 工大學(xué)的林天翔對(duì)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)貨位管理進(jìn)行優(yōu)化，提高了吞吐量 [26]。馬永杰，蔣兆遠(yuǎn) 對(duì) 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)能力進(jìn)行分析 [34]。 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)庫(kù)容的確定與許多因素有關(guān) :年接收發(fā)放總量、進(jìn)出庫(kù)規(guī)律、裝載能力、運(yùn)輸機(jī)械數(shù)量、發(fā)放規(guī)律、作業(yè)工藝等。激光測(cè)距定位技術(shù)已經(jīng)能使巷道堆垛機(jī)精確定位。該技術(shù)能在惡劣環(huán)境閱讀標(biāo)簽 ， 并且閱讀速度極快 [50]，其頻譜范圍 75kHz 到 3000GHz[51]。項(xiàng)目總投資 6 億元，建設(shè)有 12 條冰淇淋生產(chǎn)線和 17 條液體奶生產(chǎn)線。 由 著名匈牙利數(shù)學(xué)家 馮 在電力領(lǐng)域，應(yīng)用于輸 電系統(tǒng)分層可靠性 模擬，配電網(wǎng)供電可靠性模擬，電壓驟降的評(píng)估研究，蓄能電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的判據(jù)，電力生產(chǎn)模擬，高壓電熱特性絕緣壽命評(píng)估。在物探化探領(lǐng)域，應(yīng)用于磁法勘探。 利用 VB 編程技術(shù)與 MATLAB 仿真技術(shù)，建 立自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)仿真系 統(tǒng)，科 學(xué)確定工程項(xiàng)目中中轉(zhuǎn)暫存能力的大 小。 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)與 庫(kù)容關(guān)系的研究 12 第二章 隨機(jī)模擬理論研究 隨機(jī)模擬理論 所謂隨機(jī)模擬法就是把數(shù)理 統(tǒng)計(jì)理論方法 作 為基礎(chǔ) ，然后將 一定的概率模型 或者是系統(tǒng)模型與 所求解的問(wèn)題相聯(lián)系， 運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行隨機(jī)模擬，以近似解的方式得出所求問(wèn)題的一種模擬方法 。 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 生成隨機(jī)數(shù)需要通過(guò)一個(gè)確定的算法 ，它的初始狀態(tài)被稱為種子 [5657]。孫曉輝，林秋華，郝育聞將 Logistic和 無(wú)限折疊兩種混沌映射組 合，得 到一種新隨機(jī)數(shù)發(fā)生器方 法 [61]。 圖 22驗(yàn)證均勻分布隨機(jī)數(shù)發(fā)生器直方圖 產(chǎn)生任意區(qū)間 ? ?ba, 的均勻分布隨機(jī)數(shù)，只需要先產(chǎn)生的服從 ??1,0 區(qū)間的隨機(jī)數(shù) u ，然后 令 公式 uabaR )1( ???? ， R 即是 ? ?ba, 區(qū)間的均勻分布隨機(jī)數(shù)。 圖 25 是在 Visual Basic 與 MATLAB混合編程調(diào)用指數(shù)隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器，驗(yàn)證密度函數(shù)曲線，從程序運(yùn)行結(jié)果看與理論十分吻合。 BoxMuller 法 將正態(tài)分布的 分布函數(shù)轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)系， 然后 采用反變換法 得到。 ? 給出了服從均勻、指數(shù)分布、正態(tài)分布隨機(jī)函數(shù) 發(fā)生器建立的方法，其中序列yxRr , 是后 續(xù)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)汽車發(fā)放的時(shí)間間 隔。 使自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)能力增加。序列 yxR , （ uabaR )1( ???? ，ux lnta? ， ?? ??? ?? ）（121 6i iuy（其中 u ～ [0,1]））分別是利用隨 機(jī)函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的均勻分布汽車發(fā)放的 時(shí)間間隔、指 數(shù)分 布汽車發(fā)放的時(shí)間間隔、正 態(tài)分 布汽車發(fā)放的時(shí)間間隔。 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作 業(yè)系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型的建立 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中轉(zhuǎn)作業(yè)系統(tǒng)仿真的數(shù)學(xué)模型 按照來(lái)火車、發(fā)汽車作業(yè)的時(shí)序圖（圖 33）可以計(jì)算每小時(shí)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)庫(kù)容，程序計(jì)算公式如下： Q（ k） =Q(k1)+VBVC （ 33） 其中， Q(k)代表在某 時(shí)刻的庫(kù) 容， Q(k1)代表某時(shí)刻前一時(shí)刻的 庫(kù) 容， 庫(kù) 容的大小以托盤個(gè)數(shù)表示。另外，對(duì)于每一輛汽車來(lái)說(shuō)，被選中后的工作過(guò)程可分為靠近月臺(tái)、裝貨、離開(kāi)月臺(tái)三個(gè)部分，而且先后的兩輛汽車的進(jìn)出自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的過(guò)程不能重疊，即只有上一輛汽車離開(kāi)月臺(tái)之后，下一條汽車才能靠近自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的