现代仿真软件如何解决血管内学挑战

众所周知，随着假期的到来，人们开始意识到购买礼物的重要性，年底会突然引发恐慌。然而，每年这个时候，公众所感受到的每一种压力，对于配送和配送中心经理来说，都要乘以一个数量级。

这些管理人员和他们的员工面临着艰巨的任务，来自公司层面的内部生产预期和来自客户的外部交付预期都增加了压力。幸运的是，数字化不断为仓库设置的智能和高效操作提供新方法。得益于先进的模拟软件，内部物流——内部生产和分销流程的管理和优化——正在不断演变和改进。

作为任何在现代履行中心踏上脚的人都知道，其管理人员必须是有弹性的，并且能够适应和缩放腔内过程。它需要周到的仓库设计和准备来解决这些问题，先进的仿真软件可以帮助实现和分销中心保持竞争力，从设计到操作。

仿真软件的内含性问题

虽然消费者需求增加创造了利润丰厚的商机，但在分销和履行中心世界克服的挑战很大。此外，Covid-19大流行创造了新的工作场所安全需求，增加了对低触控和无触控过程的需求。

履行中心的有限尺寸需要智能使用技术来更有效地使用有限空间（图1）。它还需要有效地规划布局，策略性放置产品和改善材料流动可用性以及可维护性和性能。

参见西门子交付中心视频。

不断增长的全球生态意识和不断上涨的能源价格正激励许多公司朝着碳中和的方向努力，影响着如何在仓库里工作。为了支持这些努力，必须采取措施监测能源消费，并提供进一步提高能源效率的方法。透明度倡议也常常要求公开这些数据。

添加到这些与技术有关的困难，通常没有足够的IT工作人员可以跟上自动化技术的进步 - 太多数据，而不是足够的信息处理器。为了克服这个障碍，仓库工作人员需要产生洞察力的系统，并以可消化的格式呈现它们，从而减少了人类，自动化和信息之间的互动复杂性。

克服这些障碍到成功的履行中心运营需要越来越多地应用数字化和高效的自动化概念，特别是在安装新材料处理设备时重点消除成本和降低风险。此外，为了对其他公司保持竞争力并保持填写收入订单的能力，企业必须增加履行速度。虽然挑战比比皆是，但有一种方法可以优化效率，满足现代履行中心的许多需求。

数字孪生设计优化

高级仿真软件通过将软件和实时设备结合在一起来解决这些问题和其他问题。这允许首先在软件中优化仓库环境——在软件中创建原型和修改流程相对便宜和简单——因此最终的实际部署可以有效地运行。虽然模拟游戏需要时间、金钱和注意力，但收益往往大于成本。

先进的仿真软件套件帮助仓库管理人员在概念设计和仓库地面调试期间数字化价值链，并在部署后审查和分析方法，以提高操作效率。

设施仿真工具为仓库运营提供了虚拟视图。在设计时，软件工程师可以与设施设计人员一起创建多维仓库环境，从而实现仓库将如何执行的三维模拟。

用户提供了模拟配送中心布局的能力，可视化材料流，监视可编程逻辑控制器（PLC），配置智能工业设备，并应用高级统计工具来分析流程。工程师可以运行这些进程并实时监控，模拟生产数据并优化设施配置，以确定更有效的设计（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。

用软件分析物流应用

对于材料处理应用，该软件提供了访问工作条件的能力。它还包括内置的人机工程学分析，以优化拾取和放置机器、平台和其他机制的位置，为手动人体运动提供机械优势(图3)。

通过使用仿真的迭代使用高级软件，机器人可以学习最佳路径和移动，无轨自动化导向车辆（AGV）可以确定最佳路由。该软件在仓库地板上考虑到所有建议的设备及其位置，该软件运行了数千个可能的运动方案，并提供最有效的机器人运动和AGV路线。

Proper selection of motors, drives, other automation

物理计算——包括重力、摩擦和扭矩——被内置到软件中，增加了模拟的真实感，并建立了对机械电子模型的信心。机械工程师的任务是确定运动部件的最佳配置，一旦了解了机械部件和统计数据，设计师就可以确定电机、驱动器和其他设备的尺寸。

从此软件的工具套件，用户可以自动化多域工程，使各种工程学科之间的一致数据能够协作。该软件可以自动生成电气图纸和PLC项目，该项目提供了工程工作的头部开始，并降低了整体设计时间。

一旦生成此基本代码，程序员就可以对稍后的模拟进行调整，并且它们可以根据需要向下深入了解代码更新。这使用户能够查看未来仓库楼层的完整型号 - 使用传送带，自动升降机和扫描仪，堆栈灯，AGV和材料流动 - 所有操作都在同步操作。

九种方式仿真软件可以提供帮助

仿真工作空间中可以暂存许多其他设备类型：

• 用于食品，硬质品和消费品包装商品的高密度储存和检索系统
• 功能安全设备
• 用于产品运动跟踪的先进的光学识别装置
• 可扩展和灵活的航天飞机系统
• 先进航天飞机飞行器的控制部件，机载和非机载
• 与工业无线局域网的实时，故障安全通信，用于仓库中设备之间的可靠，高速和网络安全连接
• 用于产品指标跟踪的工业射频识别(RFID)系统
• 边缘计算设备
• 紧凑型和移动控制器嵌入其他设备。

当工厂地面过程的模拟视图播放时，用户可以同时监控人机界面(HMI)显示和模拟软件中的PLC梯形逻辑操作，以帮助虚拟调试机器。这些虚拟模拟是仓库和配送中心的数字化计划，有助于确保物理部署按照预期运行。

建模在短时间内从2D纸张转换到3D虚拟渲染，现在，实时反馈和运动也可以达到。软件仿真允许设计人员模拟和可视化设施如何在实际调试之前运行。因此，多学科设计团队可以在比赛中提前调整，产生积极的生产力。

仿真软件的结果

一家大型的家庭护理产品制造商能够将四个配送中心合并为一个设施，以简化操作并降低间接成本。通过使用先进的模拟软件套件，该制造商有效地建模并实现了一个工厂，其规模仅为以前工厂合并面积的一半，同时增加了处理能力。

它将产品存储密度提高了50%，现在利用了大约90%的容量存储能力。此外，与合并之前相比，它在设施内所需的运输减少了20%。通过先进的模拟和尖端的物流技术，更高的效率成为可能，为制造商提供更高的利润率和减少碳足迹。

在另一个例子中，全球航运公司最近在其国际机场位置的一个中实施了超自图分类和运输系统（图4）。

通过使用包括plc和驱动器在内的组件，它能够实现每秒8英尺的分拣速度，每小时最高性能可处理9000个不同大小的包裹。

仿真软件系统运行时的诊断

一旦设备启动并运行，模拟作为试验过程或程序调整的工具将保持其价值，而系统诊断软件功能将为优化工作增加价值。

诊断工具通过在设备故障提前提醒在设施中检测到的问题的人员来启用预测维护。在某些系统诊断配置中，某些事件（如虚线或低电压）嵌入PLC中，以便与随附的HMI进行通信。在这种情况下，维护技术人员可以从HMI屏幕中对常见问题进行故障排除，无需将笔记本电脑拉出并插入PLC（图5）。

此外，这些配置相同地收集和存储实时数据，并提供操作员能够在HMI上播放先前的数据，帮助它们确定触发警报状态的原因。这些工具可在仓库楼层上访问，有助于减少停机时间并提高吞吐量。

仿真软件有助于移动，排序，采摘，包装

随着社会联系的日益紧密，仓储技术也在不断进步。顾客和企业的期望也在增加。由于工具和方法过时，配送和执行中心无法跟上。

但是，通过使用先进的模拟软件和现代的移动、分拣、拣选和包装技术，仓库可以克服这些挑战。虽然模拟需要额外的初始成本和努力，但未来节省的时间和效率通常远远超过成本。

通过仿真在项目的早期阶段，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，并有助于确保更高效的履行中心操作。当橡胶遇到道路时，这可以在幸福的送货收件人和一个生动的客户之间产生差异，其命令丢失在仓库中。

投资银行部加文是投资组合发展经理西门子数字工业软件。Chris Vavra编辑，助理编辑器，控制工程那CFE Media and Technology，cvavra@cfemedia.com.。

更多的答案

关键词:仿真软件，仓库制造

考虑一下这一点

先进的模拟软件能给你们的设施带来什么直接的好处?