【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物流自动化，尤其是指一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法及系统。
技术介绍
1、随着自动化技术的持续进步，穿梭车凭借运行的高速稳定、较高的可靠性和较低的成本优势，在现代自动化物流系统中占据了重要位置。其能够轻松实现与其他物流组件的自动化对接，如仓库管理系统、缓冲站、各式输送机、升降平台及机器人等，通过精准调度与协同作业，确保物料按照计划高效流转。同时，穿梭车优化了物料在不同工作站间的传递路径，使得整个输送线布局更为紧凑合理，有效提升了物流作业的效率与流畅度。此外，在重载转运及环境复杂的工业场景中，穿梭车更是凭借其强大的载重能力、卓越的安全性能以及对多变环境的良好适应性，成为了这些生产线上不可或缺的关键设备。其稳定可靠的表现，不仅保障了生产线的连续高效运行，也为企业降低了运营成本，提升了整体竞争力。
2、然而，传统物流系统往往采用经验值设定运行参数，这可能会因参数选择不当而直接导致系统搬运效率的下降和任务吞吐量的缩减。同时，自动搬运过程也会出现穿梭车的搬运效率与搬运货物数量不匹配的情况，导致物流系统资源利用率下降、货物平均等待时间延长和整体搬运效率下降的问题。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中物流系统参数选择不当引起的搬运效率的下降、任务吞吐量的缩减、资源利用率下降和货物平均等待时间延长的问题，提供一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法及系统，通过排队论模型和科学的公式计算获得最优的物流系统参数，提高了物流系统整体
2、第一方面，为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，包括：
3、构建一个排队系统模型，确定所述排队系统模型的处理机制和评价指标；其中，所述排队系统模型包括服务对象，所述处理机制包括等待机制和混合机制，所述评价指标包括第一评价指标和第二评价指标；
4、根据所述服务对象的数量和所述等待机制，确定等待制排队系统；根据所述等待制排队系统和所述第一评价指标的计算方法，建立环形轨道式穿梭车数量计算模型；根据所述服务对象的数量和所述混合机制，确定混合制排队系统；根据所述混合制排队系统和所述第二评价指标的计算方法，建立缓存位大小评估模型和排队系统吞吐量评估模型；
5、获取待分析的物流系统；将所述物流系统的物流参数输入至所述环形轨道式穿梭车数量计算模型获得最优穿梭车数量；将所述物流参数和所述最优穿梭车数量输入至所述缓存位大小评估模型中获得最优缓存位大小；将所述物流参数、所述最优穿梭车数量和所述最优缓存位大小输入至所述排队系统吞吐量评估模型中获得最优入库率。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述第一评价指标包括平均服务强度，所述平均服务强度根据排队系统中货物到达过程和货物到达时间间隔的概率分布获得，计算公式为：
7、
8、其中，λ为单位时间有一个货物到达的概率，μ为单位时间内能搬运完成的货物数量，c为穿梭车数量；ρs＜1为排队系统稳定的充分条件。
9、在本专利技术的一个实施例中，所述排队系统中货物到达过程和货物到达时间间隔的概率分布获得方法为：
10、在时间区间[t1,t2)内有n个货物到达概率的计算公式为：
11、pn(t1,t2)＝p{n(t2)-n(t1)＝n}；
12、其中，n为货物数量且n≥0，n(t1)为在时间[0,t1]内到达所述排队系统的货物数量，n(t2)为在时间[0,t2]内到达所述排队系统的货物数量，且t2＞t1；对于任务时刻tk＞tk-1＞tk-2＞…＞t1≥0，确定货物数量的变化量n(tk)-n(tk-1),n(tk-1)-n(tk-2),…,n(t2)-n(t1)相互独立；
13、在时间区间[t,t+δt)，对于充分小的δt，利用所述n个货物到达概率的计算公式，计算1个货物到达的概率为：
14、p1(t,t+δt)＝λδt+ο(δt)；
15、其中，当δt→0时ο(δt)为关于δt的高阶无穷小，λ为单位时间有一个货物到达的概率；
16、在时间区间[t,t+δt)，对于充分小的δt，利用所述n个货物到达概率的计算公式，计算包括至少两个货物到达的概率为：
17、
18、根据所述货物数量的变化量相互独立、所述1个货物到达的概率和所述包括至少两个货物到达的概率，得到所述货物到达过程服从泊松分布、所述货物到达时间间隔服从参数为λ的负指数分布。
19、在本专利技术的一个实施例中，所述第一评价指标还包括平均队长、平均排队长、平均逗留时间和平均等待时间，所述平均队长、平均排队长、平均逗留时间和平均等待时间的计算方式为：
20、计算正在搬运的平均穿梭车数量，计算公式为：
21、
22、计算n个货物到达的概率pn，计算公式为：
23、
24、计算没有货物到达的概率p0，计算公式为：
25、
26、计算所述平均排队长e(lq)，计算公式为：
27、
28、计算所述平均队长e(ls)，计算公式为：
29、e(ls)＝e(lq)+cs；
30、根据所述平均排队长，获得所述平均等待时间e(wq)，计算公式为：
31、
32、根据所述平均队长，获得所述平均逗留时间e(ws)，计算公式为：
33、
34、其中，lq为排队等待的货物数量，ls为所述物流系统中的货物数量，wq为货物从进入排队系统到接受搬运的时间区间，ws为货物从进入排队系统直到服务完成离开排队系统的时间区间，cs为平均穿梭车数量，c为穿梭车数量，n为货物数量，pn为n个货物到达的概率，ρ为搬运服务强度，ρs为平均服务强度，p0为没有货物到达的概率，λ为单位时间有一个货物到达的概率，μ单位时间内能搬运完成的货物数量。
35、在本专利技术的一个实施例中，所述第二评价指标包括系统阻塞概率，所述系统阻塞概率计算公式为：
36、
37、其中，c为穿梭车数量，r为最大排队长，ρ为搬运服务强度，pn为n个货物到达的概率，p0为没有货物到达的概率；pn的计算公式为：
38、
39、p0的计算公式为：
40、
41、其中，n＝c+r，且n＞c，n为物流系统中最大货物数量，n为货物数量，ρs为平均服务强度。
42、在本专利技术的一个实施例中，所述处理机制还包括放弃机制。
43、在本专利技术的一个实施例中，所述排队系统模型用符号表示不同所述处理机制下的参数；所述符号包括：表示货物到达系统的时间间隔分布的x、表示穿梭车的搬运时间分布的y、表示穿梭车的数量的z,表示所述排队系统中允许的最大货物容量的a、表示货物源中货物的数量的b和表示排队本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于,包括：
2.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述第一评价指标包括平均服务强度，所述平均服务强度根据排队系统中货物到达过程和货物到达时间间隔的概率分布获得，计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述排队系统中货物到达过程和货物到达时间间隔的概率分布获得方法为：
4.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述第一评价指标还包括平均队长、平均排队长、平均逗留时间和平均等待时间，所述平均队长、平均排队长、平均逗留时间和平均等待时间的计算方式为：
5.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述第二评价指标包括系统阻塞概率，所述系统阻塞概率计算公式为：
6.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述处理机制还包括放弃机制。
7.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿
8.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述等待制排队系统的排队规则为货物连续不断地到达且货物间相互独立。
9.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述排队系统模型的服务原则为先到先搬运原则。
10.一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于,包括：
2.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述第一评价指标包括平均服务强度，所述平均服务强度根据排队系统中货物到达过程和货物到达时间间隔的概率分布获得，计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述排队系统中货物到达过程和货物到达时间间隔的概率分布获得方法为：
4.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述第一评价指标还包括平均队长、平均排队长、平均逗留时间和平均等待时间，所述平均队长、平均排队长、平均逗留时间和平均等待时间的计算方式为：
5.根据权利要求1所述的一种环形轨道式穿梭车模型关键参数分析方法，其特征在于，所述第二评价指标包括系统阻塞概率，所述系统阻塞概率计算公式为：
【专利技术属性】
技术研发人员：周德强，何长江，徐明睿，盛卫锋，陶方平，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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