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先进的仿真分析软件可以提供更好的见解，使企业的配送和执行中心能够处理各种问题，提高物流效率。年底常常令人头疼。这不仅是评估工作绩效的时候，也是节日带来的压力。随着假期的临近，每个人都突然意识到需要买礼物。每年的这个时候，大众的每一个需求的压力都会加倍地传递给分配和执行中心的经理。
这些管理者和工作人员不仅要承担艰巨的任务，还要应对企业内部的生产计划和外部客户交付期的压力。幸运的是，数字化正在不断为仓库环境的智能和高效运作提供新的方法。得益于先进的仿真软件，内部物流工作(内部生产和配送流程的管理和优化)正在不断发展和完善。
任何稍微了解现代化订单执行中心的人都明白，它的管理人员必须有弹性，能够适应和扩展内部物流流程。要解决这些问题，需要细致的仓库设计和准备工作，而先进的仿真软件可以帮助执行和配送中心，使其在从设计到运营的各个阶段都保持竞争力。
亟待解决的内部物流问题
尽管消费者需求不断增长创造了可观的商机，但在配送和执行方面，还需要应对很多挑战。此外，COVID-19 疫情的大流行引发了对工作场所安全方面的新需求，也增加了对低接触和无接触过程的需求。
执行中心空间有限，因此需要智能技术以更有效地利用有限的空间(图1)。它还需要有效地规划布局，战略性地布置产品，并提高物流系统的可用性以及可维护性。
日益增长的全球生态意识和不断上涨的能源价格，正促使许多公司朝着碳中和的方向努力，从而影响了仓库的运营方式。与之配套，必须采取适当方法来监控能源消耗，并就如何进一步提高能源效率提供见解。增加透明度的举措还经常要求公开这些数据。
除了这些与技术相关的困难外，还经常缺乏足够的、能跟上自动化技术发展的 IT 人员，因为数据太多，信息处理器也不够。为了克服这一障碍，仓库工作人员需要能够获得见解并以合适的形式显示系统状态，从而降低人与人、自动化和信息之间交互的复杂性。
为了克服这些障碍以实现配送中心的成功运营，需要增加数字化和高效自动化概念的应用，尤其是在安装新的物料搬运设备时，要着眼于降低成本和风险。此外，为了保持对其它公司的竞争力以及维持执行新订单的能力，企业必须提高履行订单的速度。尽管挑战多种多样，但有一种方法可以优化效率并满足现代执行中心的诸多需求。
通过数字化双胞胎优化设计
先进的仿真软件可以通过整合软件和现场设备来解决各种问题。这使得仓库环境的优化首先在软件中实现，在软件中创建原型和修改流程相对便宜且简单，因此最终的实际部署可以高效地运行。尽管仿真需要付出时间、成本和精力，但收益往往大于成本。
先进的仿真软件套件有助于仓库管理人员在概念设计、在仓库楼层调试期间以及部署之后对价值链进行数字化处理，以审查和分析提高运营效率的方法。
设施仿真工具提供了仓库运营的虚拟视图。在设计阶段，软件工程师可以与设施设计人员一起创建多维仓库环境，从而对仓库的运行方式进行三维仿真。
用户具有各种能力，包括仿真配送中心布局、可视化物料流、监视可编程逻辑控制器(PLC)、配置智能工业设备以及利用高级统计工具来分析过程。工程师可以运行并实时监控每个过程，对生产数据建模并优化设施配置，从而确定更有效的设计(图 2)。监控包括根据程序逻辑可视化实时 PLC 输入 / 输出更新的能力。
使用仿真软件分析物流应用
对于物料处理应用，仿真软件可提供访问工作工况的功能。它还包括内置的人体工程学分析，可以对拾放机器、平台和其它机械设施进行最佳定位，从而为工作人员手动处理提供最佳的工作环境(图 3)。
通过使用先进的软件进行迭代仿真，机器人可以学习最优路径和运动，无轨自动导引车(AGV)可以确定最佳路径。该软件可运行数千种可能的移动方案，考虑到所有建议的设备及其在仓库地板上的位置，并提供最有效的机器人移动和 AGV 路线。
物理计算(包括重力、摩擦力和扭矩)被内置到软件中，增加了仿真的真实性，并建立了对机电模型的可信度。机械工程师可以负责确认运动学部件的最佳配置，一旦知道了机械部件和统计数据，设计者就可以正确确定电机、变频器和其他设备的规格。
通过该工具套件，用户可以实现跨领域工程的自动化，从而使各工程领域之间的数据保持一致。该软件可以自动生成电气图纸和 PLC 项目，从而为工程实施做好铺垫，并减少总体设计时间。
一旦生成了这些基本代码，程序员就可以进行调整，从而影响以后的仿真，并且他们可以根据需要对代码进行深入的更新。这使用户能够查看未来仓库的完整模型，包括 输传送带、自动升降机和扫描仪、堆垛灯、AGV 和物料流等，所有这些都是同步进行的。该软件还可以在仿真工作空间中模拟很多其它类型的设备，例如 ：
1. 食品、硬物品和消费品包装等高密度存储和检索系统;
2. 功能安全装置;
3. 先进的光学识别设备，用于追踪产品移动;
4. 可扩展且灵活的穿梭系统;
5. 板载和非板载的先进穿梭车辆的控制组件;
6. 与工业无线局域网实时、故障安全通信，以实现仓库设备之间的可靠、高速和安全的连接 ;
7. 用于产品目录跟踪的工业射频识别 (RFID)系统;
8. 边缘计算设备;
9. 嵌入在其它设备中的紧凑型和移动控制器。
在显示工厂车间流程的模拟视图时，用户可以在仿真软件中同时监视人机界面(HMI)和 PLC 梯形逻辑运行，虚拟调试机器。这些虚拟仿真是仓库和配送中心的数字化计划，有助于确保物理部署能够按预期进行。
不久前，建模经历了从 2D 图纸到 3D 虚拟渲染的转变，现在已经可以实现实时反馈和运动。软件仿真使设计人员可以在实际调试之前，对设施的运行方式进行建模和可视化。因此，多学科设计团队可以在项目初期做调整，从而产生积极作用。
改善物流效率
一家大型家庭护理产品制造商，通过将 4 个配送中心合并为一个，可以简化运营并降低间接成本。使用先进的仿真软件套件，该制造商可以有效地为设施建模并付诸实施，其规模仅为设施合并前的一半，同时还提高了处理能力。
物品存储密度提高了 50%，现在体积存储容量利用率大约为 90%。此外，与合并之前相比，在工厂内的运输需求减少了 20%。通过先进仿真和尖端的内部物流技术可以改善效率，从而提升制造商的利润率并减少碳足迹。
在另一个案例中，一家跨国航运公司最近在其所属的国际机场内，实施了现代化的分拣和运输系统(图 4)。使用包括 PLC 和 驱动器在内的组件，分拣机传输速度可达每秒 8 英尺，峰值时每小时可以分拣 9,000 个各种规格的包裹。
运行时的系统诊断
设施启动并运行后，作为过程或程序调整的工具，仿真仍然具有较高的价值，而系统诊断软件功能，可为优化工作做出贡献。
一旦在设施中检测出问题，诊断工具就可以在设备出现故障之前，提醒运行人员进行有针对性的预测性维护。在某些系统诊断配置中，某些事件(例如断线或电压低)已被嵌入到 PLC 中，以便与 HMI 通信。在这种情况下，维护技术人员可以通过 HMI 屏幕直接解决常见问题，而无需将便携式计算机连接至 PLC(图 5)。
而且，这些配置可以收集并存储实时数据，使运行人员能够在 HMI 上回放以前的数据，从而帮助他们确定触发报警条件的工况。在仓库中使用这些工具，可以减少停机时间并提高吞吐量。
随着社会联系越来越紧密，仓库技术也在不断发展。客户和公司的期望值也在增加。如果使用过时的工具和方法，配送和执行中心也就无法跟上时代发展的步伐。
如果利用先进的仿真软件和现代化物流技术实施搬运、分类、拣选和包装，仓库就可以更好地应对这些挑战。尽管仿真需要额外投入，但在时间节省和效率提升方面所带来的收益，通常远远超过付出的成本。
在项目初期实施仿真，系统设计人员可以简化范围，减少实施所需的总时间和精力，并确保配送中心更高效的运营。
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