雙工位穿梭車系統(tǒng)能力優(yōu)化徐偉華;熊堅(jiān);王文才;姜明光【摘要】為解決卷煙企業(yè)成品自動(dòng)化物流系統(tǒng)中雙工位穿梭車搬運(yùn)能力不足等問(wèn)題,利用約束理論(TheoryofConstraints,TOC)從檢測(cè)器件設(shè)置、技術(shù)參數(shù)、物流工藝、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)調(diào)度等環(huán)節(jié)進(jìn)行了綜合優(yōu)化改進(jìn):①通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試優(yōu)化穿梭車及其接口設(shè)備的技術(shù)參數(shù)；②把火警物流作業(yè)工藝流程改為消防報(bào)警聯(lián)動(dòng);③穿梭車的啟停、加減速由伺服控制器控制改為PLC控制；④穿梭車作業(yè)調(diào)度由先到先搬運(yùn)策略改為數(shù)學(xué)模型優(yōu)化調(diào)度.應(yīng)用效果表明,改進(jìn)后雙工位穿梭車系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)測(cè)試搬運(yùn)能力由86.0盤(pán)/小時(shí)提高到133.7盤(pán)/小時(shí),比生產(chǎn)額定需求能力118.6盤(pán)/小時(shí)高出15.1盤(pán)/小時(shí).系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，有效解決了雙工位穿梭車系統(tǒng)能力的瓶頸問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的有效作業(yè)率.【期刊名稱】《煙草科技》【年(卷)，期】2013(000)009【總頁(yè)數(shù)】6頁(yè)(P21-26)【關(guān)鍵詞】卷煙成品;物流系統(tǒng);雙工位;穿梭車;約束理論;搬運(yùn)能力【作者】徐偉華;熊堅(jiān);王文才;姜明光【作者單位】昆明理工大學(xué)交通工程學(xué)院，昆明市呈貢區(qū)景明南路727號(hào)650500;昆明理工大學(xué)交通工程學(xué)院，昆明市呈貢區(qū)景明南路727號(hào)650500;紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司昆明卷煙廠,昆明市紅錦路181號(hào)650222;云南昆船設(shè)計(jì)研究院，昆明市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)昆船工業(yè)區(qū)401樓650236【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】TH234直行穿梭車是集光、機(jī)、電、信息等新技術(shù)為一體的自動(dòng)搬運(yùn)設(shè)備，可以替代由輸送機(jī)組成的兩條輸送線，實(shí)現(xiàn)輸送目的地的任意變動(dòng)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程，但搬運(yùn)能力只有輸送線的三分之一，是自動(dòng)化物流系統(tǒng)的瓶頸。雙工位穿梭車一次搬運(yùn)2個(gè)托盤(pán)物料，且與單工位穿梭車的成本相差不大，因此在煙草及其他行業(yè)自動(dòng)化物流中得到了推廣應(yīng)用。穿梭車的搬運(yùn)能力不僅與穿梭車自身速度、加速度有關(guān)，其控制方式、接口設(shè)備的控制和檢測(cè)器件設(shè)置、物流工藝、調(diào)度管理等的影響也較大，且在項(xiàng)目實(shí)施中常常被忽視，導(dǎo)致穿梭車系統(tǒng)能力降低，影響正常生產(chǎn)。約束理論(TheoryofConstraints，TOC)［1］由EliyahuM.Goldratt博士于20世紀(jì)70年代提出，它把企業(yè)看作是一個(gè)完整的系統(tǒng)，認(rèn)為任何一種體制至少都會(huì)有一個(gè)約束因素，猶如一條鏈子，是鏈條中最虛弱的那環(huán)決定著整個(gè)鏈條的作用。TOC根據(jù)瓶頸資源的可用能力確定物流量，作為約束全局的〃鼓點(diǎn)”；所有瓶頸和總裝工序前要有緩沖，保證起制約作用的瓶頸資源得以充分利用；所有需要控制的工作中心如同用一根傳遞信息的繩子牽住的隊(duì)伍，稱之為〃鼓點(diǎn)一緩沖儲(chǔ)備一繩”。目前，煙草行業(yè)對(duì)于立體倉(cāng)庫(kù)、物流系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)［2-5］等的優(yōu)化研究較多，而對(duì)雙工位穿梭車系統(tǒng)能力優(yōu)化改進(jìn)研究較少。為此，以卷煙廠成品入庫(kù)雙工位穿梭車為例，利用TOC理論對(duì)檢測(cè)器件設(shè)置、自動(dòng)控制、物流工藝等穿梭車系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以提高穿梭車的搬運(yùn)能力。1系統(tǒng)構(gòu)成1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)卷煙廠成品自動(dòng)化物流系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)調(diào)度管理、自動(dòng)控制、立體倉(cāng)庫(kù)、雙工位穿梭車、環(huán)行穿梭車、機(jī)器人碼垛、機(jī)器人拆垛、自動(dòng)分揀等子系統(tǒng)，企業(yè)共有5個(gè)巷道6080個(gè)貨位，400多臺(tái)設(shè)備，成品入庫(kù)采用雙工位穿梭車系統(tǒng)搬運(yùn)成品托盤(pán)和空托盤(pán)。雙工位穿梭車系統(tǒng)主要由設(shè)備、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)調(diào)度3部分組成，其設(shè)備布置及接口見(jiàn)圖1和圖2。該系統(tǒng)有7組成品碼垛機(jī)器人14個(gè)碼垛工位；穿梭車軌道長(zhǎng)71.9m,雙工位穿梭車給14個(gè)取卸貨站臺(tái)（設(shè)備號(hào)①~［14］）供應(yīng)空托盤(pán)，并搬走成品實(shí)托盤(pán)。每個(gè)取卸貨站臺(tái)連一條輸送線，與對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)線連接，每條輸送線設(shè)置的緩存站臺(tái)可暫存1.4個(gè)托盤(pán)的成品。雙工位穿梭車、輸送設(shè)備的控制系統(tǒng)分別采用PHOENIX的ILC-200、ILC-350作為主控制器，利用InterBus現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行過(guò)程控制，穿梭車行走（即在軌道方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)）采用Lenze的EVS9326-EP伺服控制器驅(qū)動(dòng)，穿梭車及其接口設(shè)備的輸送采用PHOENIX的IBSIP400MEVFD1-3ADI4F變頻器驅(qū)動(dòng)。雙工位穿梭車、輸送設(shè)備的工作任務(wù)由物流系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)調(diào)度管理子系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度。圖1雙工位穿梭車系統(tǒng)設(shè)備布置示意圖圖2雙工位穿梭車接口布置示意圖雙工位穿梭車配置2臺(tái)輸送機(jī)，輸送機(jī)A搬運(yùn)成品實(shí)托盤(pán)，輸送機(jī)B搬運(yùn)碼垛使用的空托盤(pán)，穿梭車上輸送機(jī)A,B的間距與實(shí)托盤(pán)卸貨站臺(tái)（設(shè)備號(hào)［16］）、空托盤(pán)供給站臺(tái)（設(shè)備號(hào)［15］）的間距相同。在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器人把成品件煙碼在碼垛工位的空托盤(pán)上，碼為成品實(shí)托盤(pán)后送到取卸貨站臺(tái)。雙工位穿梭車移動(dòng)到取卸貨站臺(tái)旁，成品實(shí)托盤(pán)輸送到輸送機(jī)A（即取貨）后，穿梭車移動(dòng)一個(gè)工位，輸送機(jī)B將空托盤(pán)輸送到取卸貨站臺(tái)（即卸貨），以供碼垛使用。然后雙工位穿梭車移動(dòng)到實(shí)托盤(pán)卸貨站臺(tái)、空托盤(pán)供給站臺(tái)旁，將成品實(shí)托盤(pán)輸送給實(shí)托盤(pán)卸貨站臺(tái)，同時(shí)將空托盤(pán)供給站臺(tái)向輸送機(jī)B輸送一個(gè)空托盤(pán)。至此，雙工位穿梭車完成一個(gè)搬運(yùn)任務(wù)，等待下次作業(yè)。為便于研究，定義如下：①循環(huán)作業(yè)是雙工位穿梭車從實(shí)托盤(pán)卸貨站臺(tái)、空托盤(pán)供給站臺(tái)出發(fā)，到取卸貨站臺(tái)將實(shí)托盤(pán)輸送到實(shí)托盤(pán)卸貨站臺(tái)，完成一個(gè)實(shí)托盤(pán)和一個(gè)空托盤(pán)的搬運(yùn)輸送過(guò)程的作業(yè)。②循環(huán)作業(yè)時(shí)間是雙工位穿梭車到取卸貨輸送機(jī)完成一次循環(huán)作業(yè)的搬運(yùn)時(shí)間。③平均循環(huán)作業(yè)時(shí)間是雙工位穿梭車平均完成一次循環(huán)作業(yè)的搬運(yùn)時(shí)間。④搬運(yùn)能力是雙工位穿梭車每小時(shí)搬運(yùn)托盤(pán)數(shù)量，一次循環(huán)作業(yè)搬運(yùn)一個(gè)實(shí)托盤(pán)和一個(gè)空托盤(pán)，即搬運(yùn)2個(gè)托盤(pán)。1.2存在問(wèn)題雙工位穿梭車系統(tǒng)投入運(yùn)行后，實(shí)測(cè)系統(tǒng)搬運(yùn)能力為84.6盤(pán)/小時(shí)，卷煙生產(chǎn)時(shí)額定需求能力為118.6盤(pán)/小時(shí)，無(wú)法達(dá)到額定需求，因此成為整個(gè)自動(dòng)化物流系統(tǒng)的瓶頸，影響生產(chǎn)進(jìn)度，有時(shí)需要人工叉車協(xié)助入庫(kù)作業(yè)。為此，通過(guò)對(duì)雙工位穿梭車系統(tǒng)能力進(jìn)行優(yōu)化提升，以消除其系統(tǒng)瓶頸。2系統(tǒng)瓶頸分析與優(yōu)化雙工位穿梭車系統(tǒng)的接口設(shè)備由多家供應(yīng)商供貨，各供應(yīng)商的設(shè)備技術(shù)狀態(tài)、安裝質(zhì)量參差不齊，以及供貨商從自身角度考慮，都把自己的設(shè)備安全系數(shù)放大，從而導(dǎo)致系統(tǒng)能力降低。經(jīng)過(guò)研究穿梭車系統(tǒng)的各約束環(huán)節(jié)，從系統(tǒng)角度綜合考慮，以系統(tǒng)能力為〃繩”，充分發(fā)揮各個(gè)〃緩沖器”的作用[6],由接口設(shè)備、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)調(diào)度等配合穿梭車，從而打破雙工位穿梭車搬運(yùn)能力瓶頸，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。2.1檢查器件設(shè)置和參數(shù)優(yōu)化2.1.1光電開(kāi)關(guān)安裝位置光電開(kāi)關(guān)安裝位置直接關(guān)系到托盤(pán)的輸送距離，即托盤(pán)的輸送時(shí)間。優(yōu)化前光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)點(diǎn)到輸送機(jī)端頭的距離d1—般為200~300mm，有的達(dá)到400mm。在整個(gè)系統(tǒng)中，取卸貨站臺(tái)、空托盤(pán)供給站臺(tái)、實(shí)托盤(pán)卸貨站臺(tái)等接口設(shè)備的能力比較富裕。在托盤(pán)輸送時(shí)，當(dāng)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到托盤(pán)信號(hào)，輸送機(jī)制動(dòng)后，經(jīng)實(shí)測(cè)托盤(pán)滑行的距離小于15mm。因此，將所有接口設(shè)備光電開(kāi)關(guān)安裝位置d1優(yōu)化為100mm,減少托盤(pán)在接口設(shè)備與穿梭車之間的輸送距離，輸送時(shí)間可縮短約0.6s。2.1.2設(shè)備技術(shù)參數(shù)雙工位穿梭車系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)優(yōu)化，必須保證托盤(pán)的輸送平穩(wěn)、停位準(zhǔn)確和成品實(shí)托盤(pán)的煙箱垛形穩(wěn)定，以及不能影響成品實(shí)托盤(pán)在立體庫(kù)出入庫(kù)、機(jī)器人拆垛發(fā)貨等后續(xù)作業(yè)。采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試方法對(duì)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，每項(xiàng)技術(shù)參數(shù)首先在單臺(tái)設(shè)備上測(cè)試，然后在系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)試，以保證實(shí)托盤(pán)在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中正常作業(yè)。優(yōu)化前，穿梭車及其接口設(shè)備的輸送速度為14m/min，靜止到額定速度的輸送啟動(dòng)加速時(shí)間、額定速度到靜止的輸送停止減速時(shí)間均為2s。穿梭車的行走速度為160m/min，加減速度為0.4m/s2。為便于表述，單臺(tái)設(shè)備測(cè)試時(shí)，停位準(zhǔn)確、停位不準(zhǔn)分別表示為ESO，NESO，成品實(shí)托盤(pán)垛形穩(wěn)定、散垛分別表示為CSO,NCSO；系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，成品實(shí)托盤(pán)垛形穩(wěn)定、散垛分別表示為CSS，NCSS，停位準(zhǔn)確性與單臺(tái)設(shè)備測(cè)試相同，不再進(jìn)行測(cè)試；測(cè)試參數(shù)超過(guò)設(shè)備機(jī)械、電器性能表示為MT。表1為穿梭車及其接口設(shè)備在托盤(pán)輸送時(shí)，輸送速度與啟停加減速時(shí)間的優(yōu)化測(cè)試結(jié)果；表2為雙工位穿梭車的行走速度與加速度優(yōu)化測(cè)試結(jié)果。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，雙工位穿梭車系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)優(yōu)化如下：①穿梭車及其接口設(shè)備的輸送速度為19.6m/min，輸送啟動(dòng)加速時(shí)間、輸送停止減速時(shí)間為0.6s。②穿梭車的行走速度為180m/min，加減速度為1.0m/s2。表1穿梭車及其接口設(shè)備的托盤(pán)輸送優(yōu)化測(cè)試數(shù)據(jù)？表2雙工位穿梭車行走優(yōu)化測(cè)試數(shù)據(jù)？2.2物流作業(yè)工藝流程如圖2所示，實(shí)托盤(pán)卸貨站臺(tái)［16］、空托盤(pán)供給站臺(tái)［15］穿過(guò)了生產(chǎn)車間隔墻，為了消防安全，門洞設(shè)置有防火卷簾門。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，門洞口不能有托盤(pán)，保證卷簾門可以自動(dòng)關(guān)閉。為保證除托盤(pán)在輸送狀態(tài)以外的情況下卷簾門可以自動(dòng)關(guān)閉，優(yōu)化前供給穿梭車的空托盤(pán)停位檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)安裝在圖2所示的位置8，當(dāng)穿梭車需要空托盤(pán)時(shí)，空托盤(pán)從位置8啟動(dòng)輸送，因此空托盤(pán)輸送距離增加了d2；另外，成品實(shí)托盤(pán)從穿梭車上向?qū)嵧斜P(pán)卸貨站臺(tái)輸送，需到達(dá)光電開(kāi)關(guān)11的位置才停止。優(yōu)化前物流作業(yè)工藝流程見(jiàn)圖3。圖3優(yōu)化前有火警的物流作業(yè)工藝流程由于托盤(pán)輸送線的輸送能力可達(dá)到240盤(pán)/小時(shí)，托盤(pán)在實(shí)托盤(pán)卸貨站臺(tái)后端、空托盤(pán)供給站臺(tái)前端的輸送能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于穿梭車系統(tǒng)能力，因此優(yōu)化策略就是將距離d2的輸送從瓶頸區(qū)轉(zhuǎn)移到非瓶頸區(qū)。圖2所示，優(yōu)化后把光電開(kāi)關(guān)從位置8移到位置6，在位置9，13各增加一個(gè)檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)；在位置6常備一個(gè)空托盤(pán)，空托盤(pán)輸送給穿梭車后立即補(bǔ)充一個(gè)。當(dāng)穿梭車需要空托盤(pán)時(shí)，空托盤(pán)從位置6啟動(dòng)輸送，成品實(shí)托盤(pán)從穿梭車上向?qū)嵧斜P(pán)卸貨站臺(tái)輸送，到達(dá)位置13就完成輸送，穿梭車即可執(zhí)行下一步作業(yè)，同時(shí)成品實(shí)托盤(pán)繼續(xù)輸送到位置12才停止，等待執(zhí)行后續(xù)任務(wù)指令。當(dāng)有火災(zāi)報(bào)警時(shí)，消防報(bào)警系統(tǒng)將火警信息發(fā)送給物流自動(dòng)控制子系統(tǒng)，系統(tǒng)下達(dá)指令，停在位置6的空托盤(pán)立即自動(dòng)輸送退回到位置9，然后向消防系統(tǒng)發(fā)送信息，防火卷簾門自動(dòng)關(guān)閉。優(yōu)化后的物流作業(yè)工藝流程見(jiàn)圖4,穿梭車每執(zhí)行一個(gè)搬運(yùn)任務(wù)，縮短了托盤(pán)輸送距離，d2為800mm，減少輸送時(shí)間約3s。2.3自動(dòng)控制系統(tǒng)穿梭車搬運(yùn)作業(yè)耗時(shí)最多的是行走運(yùn)動(dòng)，行走方向的運(yùn)動(dòng)特性是控制部分的關(guān)鍵[7]。系統(tǒng)優(yōu)化前，雙工位穿梭車行走啟停、加減速采用伺服控制器進(jìn)行控制。由于雙工位穿梭車行走速度為160m/min，慣性大，難以保證穿梭車的停位精度。穿梭車停位的控制模式為：PLC通過(guò)INTERBUS總線給定站臺(tái)號(hào)和相應(yīng)控制方式，先設(shè)置TP觸發(fā)范圍，在運(yùn)行中不判斷激光測(cè)距值，根據(jù)電機(jī)自帶旋轉(zhuǎn)編碼器決定加減速，當(dāng)前位置和目標(biāo)位置差值小于TP設(shè)定值時(shí)，PLC輸出信號(hào)至E01,伺服控制器收到觸發(fā)信號(hào)E01后，再運(yùn)行觸發(fā)設(shè)定距離。其優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)快，但快到位時(shí)由于讀取E01探針值，會(huì)停頓一下，然后運(yùn)行到位。經(jīng)測(cè)試，采用伺服控制器控制穿梭車直接停向目標(biāo)位置，常常沖過(guò)目標(biāo)，需人工進(jìn)行處理，對(duì)系統(tǒng)搬運(yùn)能力影響較大。優(yōu)化前穿梭車行走的速度時(shí)間曲線見(jiàn)圖5。圖4優(yōu)化后有火警的物流作業(yè)工藝流程圖5優(yōu)化前穿梭車行走的速度時(shí)間曲線優(yōu)化后采用PLC控制穿梭車的啟停、加減速，根據(jù)激光測(cè)距檢測(cè)穿梭車的實(shí)時(shí)位置，并采用旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)伺服控制器進(jìn)行閉環(huán)控制。穿梭車行走速度給定采用二次方曲線控制，PLC程序根據(jù)當(dāng)前激光測(cè)距值和目標(biāo)位置值，計(jì)算當(dāng)前速度，通過(guò)總線給定伺服控制器。在減速過(guò)程中變換減速度，實(shí)現(xiàn)快速減速，平穩(wěn)停止，提高運(yùn)行效率，同時(shí)計(jì)算當(dāng)前位置和目標(biāo)位置間所需最大速度，避免加速到最大再立即減速，提高加速、停止時(shí)穿梭車的穩(wěn)定性。當(dāng)穿梭車PLC控制出現(xiàn)故障時(shí)，曲線正常運(yùn)行，PLC程序向伺服控制器控制發(fā)出快停信號(hào)(QSP)，穿梭車按控制器設(shè)定快停時(shí)間快速停止。為實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，所有和行走有關(guān)的保護(hù)都直接接入伺服控制器，通過(guò)伺服控制器相應(yīng)軟件編程，分不同的安全級(jí)別，采取跳閘(TRIP)和快速停止(QSP)兩種方式在伺服控制器內(nèi)處理，同時(shí)相關(guān)保護(hù)信號(hào)通過(guò)總線傳入PLC，實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)和對(duì)位置反饋的雙重校驗(yàn)。優(yōu)化后穿梭車的加速度由0.4m/s2提高到1.0m/s2，停位精度達(dá)到3mm。優(yōu)化后速度位置曲線見(jiàn)圖6。圖6優(yōu)化后穿梭車行走的速度時(shí)間曲線2.4計(jì)算機(jī)調(diào)度優(yōu)化前雙工位穿梭車作業(yè)調(diào)度采用先到先搬運(yùn)的策略，即穿梭車搬運(yùn)成品實(shí)托盤(pán)的順序按到達(dá)取卸貨站臺(tái)的先后排隊(duì)，調(diào)度作業(yè)過(guò)程見(jiàn)圖7。由于卷包機(jī)組生產(chǎn)量不同，每個(gè)取卸貨站臺(tái)的額定流量不同，另外受生產(chǎn)機(jī)組設(shè)備故障、原材料供應(yīng)、工人操作維護(hù)等因素干擾，不同時(shí)段、不同取卸貨站臺(tái)輸送的實(shí)托盤(pán)流量相差較大。在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生以下情況：①當(dāng)多個(gè)成品實(shí)托盤(pán)在較短時(shí)間內(nèi)一起到達(dá)取卸貨站臺(tái)時(shí)，如流量小的取卸貨站臺(tái)的托盤(pán)先到達(dá)，則流量大的取卸貨站臺(tái)的托盤(pán)后搬運(yùn)，穿梭車經(jīng)常來(lái)不及搬運(yùn)造成堵塞，即流量大的取卸貨站臺(tái)上的托盤(pán)還沒(méi)有搬運(yùn)，后續(xù)到達(dá)的托盤(pán)已經(jīng)占滿該通道的緩存。而搬運(yùn)完一個(gè)波峰的作業(yè)任務(wù)后，一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有搬運(yùn)任務(wù)，穿梭車空閑休息，由此影響正常生產(chǎn)。②成品實(shí)托盤(pán)到達(dá)取卸貨站臺(tái)后才把搬運(yùn)作業(yè)任務(wù)下達(dá)給穿梭車，當(dāng)穿梭車空閑休息時(shí)，穿梭車不知道后續(xù)的搬運(yùn)作業(yè)任務(wù)，不能提前到達(dá)取卸貨站臺(tái)等候搬運(yùn)，降低了穿梭車的搬運(yùn)能力。圖7優(yōu)化前穿梭車作業(yè)調(diào)度過(guò)程圖8優(yōu)化后穿梭車作業(yè)調(diào)度過(guò)程由于輸送線的輸送能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于穿梭車的搬運(yùn)能力，因此優(yōu)化后的雙工位穿梭車作業(yè)調(diào)度策略，將穿梭車搬運(yùn)作業(yè)順序由控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單規(guī)則調(diào)度優(yōu)化為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算調(diào)度，調(diào)度作業(yè)過(guò)程見(jiàn)圖8。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)線的產(chǎn)品實(shí)時(shí)流量和緩存站臺(tái)、取卸貨站臺(tái)的產(chǎn)品數(shù)量，計(jì)算每個(gè)成品實(shí)托盤(pán)到達(dá)取卸貨站臺(tái)的時(shí)間及其需搬走的最長(zhǎng)時(shí)間，在保證生產(chǎn)的前提下按穿梭車搬運(yùn)能力最大原則對(duì)搬運(yùn)任務(wù)進(jìn)行排隊(duì)，穿梭車按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)下達(dá)的搬運(yùn)任務(wù)順序進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)，從而保證穿梭車優(yōu)先搬運(yùn)大流量通道的成品托盤(pán)，空閑時(shí)穿梭車提前到取卸貨站臺(tái)等候搬運(yùn)，避免堵塞，減少穿梭車休息等待任務(wù)時(shí)間，提高系統(tǒng)搬運(yùn)能力。3優(yōu)化測(cè)試對(duì)優(yōu)化前后的雙工位穿梭車系統(tǒng)能力進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試，每項(xiàng)測(cè)試3次求平均值。選擇在生產(chǎn)旺季流量最大的白班對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試3次，每次連續(xù)測(cè)試3h。表3中雙工位穿梭車到每個(gè)取卸貨站臺(tái)的循環(huán)作業(yè)時(shí)間是3次測(cè)試的平均值，額定需求流量是根據(jù)卷煙生產(chǎn)線的設(shè)備生產(chǎn)能力計(jì)算出來(lái)的生產(chǎn)流量。表4中，0b1，0b2，0b3和0a1，0a2,0a3分別是優(yōu)化前后的3次實(shí)際生產(chǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)，Cb，Ca是根據(jù)表3測(cè)試的循環(huán)作業(yè)時(shí)間和額定需求流量，分別計(jì)算的優(yōu)化前后的系統(tǒng)搬運(yùn)能力數(shù)據(jù)。4結(jié)果根據(jù)表3和表4的測(cè)試結(jié)果，優(yōu)化后雙工位穿梭車系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)測(cè)試搬運(yùn)能力達(dá)到133.7盤(pán)/小時(shí)，比優(yōu)化前提高了59.0%，比生產(chǎn)額定需求能力118.6盤(pán)/小時(shí)高出15.1盤(pán)/小時(shí)，有效作業(yè)率［8］為88.3%。根據(jù)測(cè)試的循環(huán)作業(yè)時(shí)間和生產(chǎn)需求流量計(jì)算出的系統(tǒng)搬運(yùn)能力達(dá)到134.2盤(pán)/小時(shí)，比優(yōu)化前提高了55.0%,比生產(chǎn)額定需求能力高出15.6盤(pán)/小時(shí)，有效作業(yè)率為87.9%。兩種方法的結(jié)果是一致的，其差別主要是由實(shí)際生產(chǎn)中各個(gè)取卸貨站臺(tái)的流量變化和測(cè)試誤差所致，但都在誤差允許范圍內(nèi)。優(yōu)化后系統(tǒng)的有效作業(yè)率在80%~90%［8-9］，滿足FEM標(biāo)準(zhǔn)［9］要求。雙工位穿梭車系統(tǒng)經(jīng)長(zhǎng)期生產(chǎn)運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，滿足了卷煙生產(chǎn)要求。表3優(yōu)化前后循環(huán)作業(yè)時(shí)間測(cè)試數(shù)據(jù)？表4優(yōu)化前后雙工位穿梭車系統(tǒng)能力測(cè)試數(shù)據(jù)？利用TOC理論從檢測(cè)器件設(shè)置、技術(shù)參數(shù)、物流工藝、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合優(yōu)化，有效提高了雙工位穿梭車系統(tǒng)的搬運(yùn)能力。該優(yōu)化方法可對(duì)穿梭車系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、自動(dòng)化物流系統(tǒng)的安裝調(diào)試提供參考。參考文獻(xiàn)【相關(guān)文獻(xiàn)】姜杰，李彥，麻廣林，等.基于約束理論的系統(tǒng)化創(chuàng)新思維方法[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2009,26(10):18-22.GuH,XuWH,ZouPetal.Automatictieredwarehouseschedulingbasedontheself-learningexpertdatabase