作者|安德鲁·库尔顿
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先进的模拟软件可以提供更好的视图，使公司的配送和履行中心能够响应各种问题并提高发货效率。
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岁末往往是个让人头疼的时候，除了要考核工作业绩，还有春节带来的压力，因为临近周末，大家突然意识到要订礼物了。 每年的这个时候物流仿真软件，公众面临的各种压力都会成倍增加，并传递给配送和履行中心主任。
这样的管理者和员工不仅要承担繁重的任务，还要应对内部生产计划和外部客户交期的压力。 幸运的是，数字化不断提供在仓库环境中智能高效运营的新方法。 得益于先进的模拟软件，内部货运工作（内部生产和分销流程的管理和优化）正在不断发展和建立。
任何对现代订单履行中心了解一两件事的人都明白，其管理人员必须灵活以适应和扩展内部运输流程。 解决这个问题需要仔细的仓库设计和规划，而先进的模拟软件可以帮助履行和配送中心在从设计到运营的每个阶段保持竞争力。
需要解决的内部货运问题
虽然消费者需求下降创造了巨大的商机，但在分销和履行方面仍有许多挑战需要解决。 COVID-19 大流行对工作场所安全提出了新的要求，并减少了对低接触和无接触流程的需求。
执行中心的空间有限，需要智能技术来更有效地利用有限的空间（图 1）。 它还需要有效地规划布局、战略性地放置产品以及提高货运系统的可用性和可维护性。
▎图1：高大的仓储穿梭货架（采用先进的升降运输技术），充分利用配送中心的可用空间。 先进的模拟软件可以帮助配送和履行中心从设计到运营保持竞争力。
全球生态意识的下降和能源价格的下跌正在推动许多公司实现碳中和，从而影响仓库的运营方式。 与此相结合，必须采取适当的手段来监测能源消耗，并提供有关如何进一步提高能源效率的见解。 降低透明度的措施通常还要求公开这些数据。
除了那些与技术相关的困难之外，由于数据太多而信息处理器不够，往往缺乏足够的 IT 人员来跟上人工技术的发展。 为了克服这一障碍，仓库工作人员需要能够以适当的方式获得洞察力并显示系统状态，这增加了人、自动化和信息之间交互的复杂性。
为了克服配送中心成功运营的这一障碍，需要应用减少数字化和高效手动化的概念，特别是着眼于降低安装新物料搬运设备时的成本和风险。 据悉，为了保持与其他公司的竞争力并保持执行新订单的能力，公司必须提高订单完成率。 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运营中心的众多需求。
通过数字孪生进行设计优化
先进的仿真软件可以通过集成软件和现场设备来解决各种问题。 这导致首先在软件中实现仓库环境的优化，其中原型制作和变更过程相对便宜且简单，以便最终的实际部署能够高效运行。 尽管模拟需要时间、成本和精力，但利润往往小于成本。
先进的仿真软件套件可帮助仓库经理在概念设计期间、仓库车间调试期间以及部署后对价值链进行数字化，以审查和剖析提高运营效率的技术。
设施模拟工具提供仓库操作的虚拟视图。 在设计阶段，软件工程师可以与设施设计师合作创建多维仓库环境，从而对仓库的运作方式进行 3D 模拟。
用户能够模拟配送中心布局、可视化物料流、监控可编程逻辑控制器 (PLC)、配置智能工业设备以及使用中级统计工具分析流程。 工程师可以实时运行和监控每个过程，对生产数据进行建模并优化设施配置以确定更高效的设计（图 2）。 监控包括按照程序逻辑可视化实时 PLC I/O 更新的能力。
▎图 2：西门子鞋厂仿真工具可用于创建数字孪生模型，以优化新设施的设计或尝试提高现有仓库运营的技能。
使用仿真软件剖析货运应用
对于物料搬运应用程序，仿真软件提供了对操作场景的访问。 它还包括外部人体工学配置文件，可实现拾放机器、平台和其他机械的最佳定位，从而为工人的自动化处理提供最佳工作环境（图 3）。
▎图 3：符合人体工程学的分析有助于确定贴片机、平台和其他机械的最佳位置。
通过使用高级软件的迭代模拟，机器人可以学习最佳路径和运动，而无轨手动导引车 (AGV) 可以确定最佳路径。 该软件运行数千种可能的连接，考虑到所有建议的设备及其在仓库地面上的位置，并为机器人连接和 AGV 提供最有效的路线。
包括重力、摩擦力和力矩在内的化学估计被外部化到软件中，降低了模拟保真度并建立了机电模型的有效性。 机械工程师可以负责确定运动部件的最佳配置。 一旦了解了机械组件和统计数据，设计人员就可以正确确定电机、变频器和其他设备的尺寸。
通过该工具套件，用户可以实现跨领域工程的手动化，进而使各个工程领域之间的数据保持一致。 该软件可以手动生成电气图纸和PLC项目，从而为工程执行铺平道路并减少整体设计时间。
生成此基本代码后，程序员可以进行调整以影响以后的模拟，但他们可以根据需要对代码进行进一步更新。 这使用户能够看到未来仓库的完整模型，包括传送带、自动升降机和扫描仪、堆垛灯、AGV 和物料流，所有这些都是串联的。 该软件还可以在模拟工作区模拟许多其他类型的设备，例如：
1. 乳制品、耐用品和消费品包装的存储和检索系统；
2.功能安全装置；
3.先进的光学识别设备，用于跟踪产品连通性；
4、可扩展灵活的穿梭系统；
5、车载、非车载先进的穿梭车控制部件；
6、与工业无线局域网实时、故障安全通信，实现仓库设备间可靠、高速、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、边缘估计设备；
9. 紧凑型和联通控制器嵌入其他设备。
在展示鞋厂车间流程的仿真视图时，用户可以在仿真软件中同时监控人机界面（HMI）和PLC矩形逻辑运算，虚拟调试机器。 这种虚拟模拟是仓库和配送中心的数字化计划，有助于确保化学品部署按预期进行。
不久前，建模从2D绘图到3D虚拟渲染，现在可以实现实时反馈和运动。 软件模拟允许设计人员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早期做出调整，从而产生积极的效果。
提高货运效率
一家小型家庭护理产品制造商通过将 4 个配送中心合并为一个来简化运营并增加间接成本。 使用先进的仿真软件套件，制造商可以高效地建模和实施规模只有预合并设施一半的设施，同时还可以提高处理能力。
物品存储密度提高了50%，卷存储容量利用率现在约为90%。 据悉，与合并前相比，鞋厂的运输需求减少了20%。 通过先进的模拟和尖端的内部货运技术可以提高效率，从而提高制造商的盈利能力并减少碳足迹。
在另一个案例中，一家跨国航运公司最近在其国际机场实施了现代分拣和运输系统（图 4）。 该分拣机采用PLC和驱动器等部件，传输速度可达每秒8米，高峰时每小时可分拣9000个大小不一的包裹。
▎图4：某跨国航运公司在其国际机场实施了现代化分拣运输系统。
运行时系统诊断
设施投运后，仿真作为工艺或程序调整的工具仍然具有很高的价值，系统诊断软件功能可以为优化工作做出贡献。
一旦在设施中检测到问题，诊断工具可以提醒操作员在设备出现故障之前进行有针对性的预测性维护。 在单个系统诊断配置中，单个事件（例如断线或电涌）已嵌入 PLC 中，以便与 HMI 进行轻松通信。 在这些情况下，维护技术人员可以直接从 HMI 屏幕解决常见问题，而无需将笔记本电脑连接到 PLC（图 5）。
▎图 5：通过在 SimaticWinCCHMI 中嵌入 ProDiag 功能，操作员可以直接从报告跳转到触发它的 PLC 代码，从而提高故障排除能力并帮助更快地恢复功能。
但是物流仿真软件，此配置收集并存储实时数据，允许操作员在 HMI 上重放原始数据，以帮助他们确定触发报告条件的条件。 在仓库中使用此工具可减少停机时间并提高吞吐量。
随着社会联系越来越紧密，仓库技术也越来越紧密。 客户和公司的期望也在降低。 如果配送和履行中心使用过时的工具和技术，他们将难以跟上步伐。
在先进的模拟软件和现代货运技术的帮助下进行处理、分拣、拣选和包装时，仓库可以更好地应对这一挑战。 尽管模拟需要额外投资，但在节省时间和提高效率方面的好处通常远远超过成本。
通过在项目早期实施仿真，系统设计人员可以简化范围，减少实施所需的总体时间和工作量，并确保更高效的配送中心运营。
关键概念：
■仿真软件有助于改善内部生产和分销流程的管理和优化。
■数字化为仓库环境中的智能、高效运营提供了新技术。
■先进的仿真软件，可将软件与现场设备集成在一起。
想一想：
先进的仿真软件能给您的鞋厂带来哪些直接的好处？
