第三章 车体分配中心仿真
3.3 设备类仿真单元
3.3.1 货物仿真单元
在 Plant Simulation 仿真平台中，货物单元有 Entity 和 Container。Entity 是没有负载能力的 移动物流单元，它能在各个设备之间流动。Entity 表示被生产或者运输的零件，不能用于传输 其他零件。Container 表示一种移动物体，其自身没有推进系统。它能承载和保持其他物体，可 以通过设置其 X 轴和 Y 轴的尺寸来确定其大小和承载能力。Container 经常用于表示传输其他 零件的物流设备，如托盘等。
焊装车身和涂装车身采用 Entity 单元表示，将 Entity 的长宽高等物理属性修改为车身的物 理属性，每个车身上设置编号，用于标记车身的时间顺序。滑撬采用 Container 单元表示，在生 产线中，一个滑撬只能装在一个车身。所以将 Container 的 X 轴和 Y 轴分别设置为 1，其容量 属性也就为 1。
Plant Simulation 在提供 2D 图标仿真方式的同时也提供 3D 可视化的方式展示仿真模型的内 容，可以通过内部的实时关联机制，从 2D 仿真模型直接生成对应的 3D 仿真模型实现 2D 模型
和 3D 模型之间的联系。也可以通过标准的数据接口加载 CAD 的 3D 数据软件支持的 3D 建模 软件接口有多种形式，为了达到能更加形象表现真实货物，可以将 Entity 的 3D 模型用 Soildworks 建立好的车身模型进行替换。Container 的模型与滑撬较为接近，因此不要进行修改替换。车身 和滑撬的三维图 3.4 如图所示。
图 3.4 车身和滑撬 3D 图
3.3.2 输送仿真单元
Plant Simulation 中，用于仿真物流输送设备的仿真单元有很多。Line 表示输送机，可以利 用 Line 建立一个输送机系统。与其他物流单元不同的是，Line 可以使用你输入的真实长度进行 仿真。Line 可以在整个设定长度中以恒定的速度输送货物，货物不能超越在其前面的货物，只 能按照顺序输送。Turntable 表示旋转平台，它围绕中心转动并移动货物至几个连接的物流设备，
可以在任何时间容纳单个货物。在建立 Turntable 模型时，可以在入口和出口处设置程序控制其 转动方向和移动货物的速度。Track 表示输送轨道。Transporter 单元是唯一可以在 Track 上输送 货物的物流单元。Transporter 在 Track 上运行时，可以以设定轨迹自动运行，因此可以利用 Track 和 Transporter 组合建立 AGV 系统。
在 BDC 中，滚床设备和移行机设备采用 Line 单元表示。Line 单元可以根据不同的滚床长 度建立模型，Line 上的车身和滑撬也可按照一定顺序排列。将 Line 中的长度设定为实际滚床长 度，速度、加速度设定为实际滚床运行参数。
焊装车间和涂装车间出入口的旋转滚床设备采用 Turntable 表示。根据旋转滚床的运行参 数，设定 Turntable 的旋转速度，旋转加速度，输送速度。在汽车生产线中旋转滚床的运行方式 是：先将货物运送至旋转滚床上，旋转 90 度，将货物运送至下一个物流设备，返回初始位置。
因此在建立模型时，在 Turntable 的前端和末端分别设定 sensor 传感器，并在 sensor 中编写控制 程序使货物在触发传感器。当货物完全进入 Turntable 后，Turntable 输送速度为 0，并开始旋转，
至 90 度位置。到达 90 度位置后，输送速度设置为初始速度，货物离开旋转滚床后，反旋转 90 度回到初始位置，等待下一个货物。
BDC 中，最复杂的物流设备是堆垛机，因此堆垛机的建模是否准确直接影响模型是否能仿
真出生产线的真实情况。堆垛机是用货叉搬运和堆垛，从高层货架上存取单元货物的专用起重 机。自动化立体仓库中的堆垛机是一个组合体，其组建包括货叉、升降装置及机架和轨道。它 是由之前在控制柜中设计的程序执行运行动作，也可以由调度控制室中的电脑进行远程控制其 调度货物出库入库。在 Plant Simulation 中没有仿真单元可以直接用于表示堆垛机，所以需要通 过组合建模的方法建立堆垛机的模型。堆垛机的 3D 模型如图 3.5 所示。
图 3.5 堆垛机 3D 模型
机架和轨道分别用 Transporter 和 Track 表示，机架可以在轨道上移动，实现堆垛机的横向 运动。Transporter 的属性选项卡中，Matrix Load Bay 选项用于设置装在量。勾选该选项时，表 示采用 X 轴和 Y 轴方式计算能够装载货物的数目。不选该选项时，Transporter 中就可以装载其 他 Transporter，并允许装载的 Transporter 在设定方向和长度方向上运行。此时，Transporter 对 象就好比“装运轿车的载重卡车”，允许装载其他的 Transporter 对象（轿车）在车厢里面移动。
Capacity 参数值表示“载重卡车能够装载轿车的最大数量”，“-1”表示可以无限装载。装载长度表 示“载重卡车车厢长度”[39]。利用 Transporter 的这一属性，在机架上装载 Transporter，运行方向 为纵向，用于表示升降机。Capacity 参数值设置为 1，表示在一个机架上只有一个升降机，装 载长度设置为堆垛机中升降机所能运行的高度。同样，在升降机上装载 Transporter，运行方向 为货叉运行方向，用于表示货叉。所以，堆垛机模型分别都用 Transporter 表示，机架在轨道上 运行，升降机在机架上运行，货叉在升降机上运行，各自运行独立控制，但又相互联系。在堆 垛机模型上，分别在机架、升降机和轨道上设置 sensor 传感器来触发定位，实现确定位置和运 行控制。具体控制方式将在下一章进行详细介绍。
升降机 机架
叉车
3.3.3 存储仿真单元
立体仓库中的高层货架模块采用 Store 单元表示。Store 模块可以存储定义的任意数量的货 物，货物将存储在 Store 模块里直到将他们移动出模块。Store 仿真单元是被动单元，在货物进 入 Store 时，可以编写入口控制程序控制货物存放的位置；但当货物从 Store 中移除时，需要外 界出发程序才能实现。
高层货架设定 Store 模块中的 xdim 数值为 10，ydim 数值为 6，用于表示单一的 6×10 货架，
货架中可以根据仿真要求，预先存放一定数量的焊装车身、涂装车身和滑撬。
高层货架的 3D 模型可以通过现在三维建模软件中建模，再通过软件接口将原有模型替换，
也可以通过内部编程创建几何体的方法实现。立体仓库的高层货架结构简单，并且货架中的位 置需要与货位相对应的路径，所以选用内部编程的方法创建[40]。部分程序如下所示，创建完成 的高层货架 3D 模型如图 3.6 所示
count:=0;
while count<numy loop count:=count+1;
obj.AddCube(wi-(2*wall),de-0.002,wall,wall,0.001,(Z_+wall)*count,0,0,0.7);
end;
count:=0;
while count<=numx loop
obj.AddCube(wall,de,hi-0.001,(X_+wall)*count,0,0,0.8,0.8,0.8);
count:=count+1;
end;
图 3.6 高层货架 3D 效果图