物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告港口物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題二專 業(yè)： 物流工程 姓 名：學(xué) 號(hào)：12號(hào)、13號(hào)、14號(hào)、16號(hào)、17號(hào)、號(hào)淮陰工學(xué)院交通工程系 2011年 12 月目錄第一章 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)的整體布局和基本流程31.1集裝箱碼頭物流系統(tǒng)的整體布局31.1.1集裝箱碼頭平面布局圖41.2集裝箱碼頭物流系統(tǒng)的基本流程6第二章 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)的堆場(chǎng)規(guī)模及其設(shè)備選型和數(shù)量9第三章 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)113.1集裝箱碼頭物流系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)背景113.1.2 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求123.1.3 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案12第四章 物流系統(tǒng)的仿真134.1物流系統(tǒng)仿真的目的與意義144.2

2、系統(tǒng)仿真的作用144.3 系統(tǒng)仿真的步驟154.4模型的抽象與簡(jiǎn)化174.5模塊劃分和基本單元定義174.5.1 模塊劃分174.6仿真時(shí)間確定184.7系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)19第五章 系統(tǒng)仿真分析195.1系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的確立195.2系統(tǒng)的優(yōu)化分析205.3 規(guī)劃方案對(duì)比、確定315.3.1 規(guī)劃方案對(duì)比315.3.2 規(guī)劃方案確定3133第一章 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)的整體布局和基本流程以年吞吐量為16萬(wàn)個(gè)teu，設(shè)定該碼頭堆場(chǎng)年裝卸量為：重箱110600 teu，空箱47400 teu，冷藏箱2000 teu。1.1集裝箱碼頭物流系統(tǒng)的整體布局集裝箱碼頭的基本組成主要分為硬件設(shè)施和裝卸搬運(yùn)設(shè)備。集裝

3、箱碼頭通常應(yīng)具備的主要設(shè)施有：泊位、碼頭前沿、集裝箱堆場(chǎng)、貨運(yùn)站、控制室、檢查口、維修車間等。其裝卸搬運(yùn)設(shè)備主要有：岸橋、場(chǎng)橋(場(chǎng)橋分為輪胎式龍門起重機(jī)和軌道式龍門起重機(jī))、跨運(yùn)車、叉車、正面吊、集裝箱拖掛車等。1.1.1集裝箱碼頭平面布局圖圖一1.1.2 集裝箱碼頭結(jié)構(gòu)示意圖檢驗(yàn)檢疫臺(tái)港外暫存區(qū)其他操作區(qū)空箱出港分類區(qū)重箱出口分類區(qū)重箱出口分類區(qū)重箱出口分類區(qū)空箱出港分類區(qū)空箱出港分類區(qū)龍門吊龍門吊船舶岸橋泊位暫存區(qū)泊位暫存區(qū)泊位暫存區(qū)重箱堆場(chǎng)空箱堆場(chǎng)重空箱檢驗(yàn)臺(tái)貨物分類系統(tǒng)貨物分類系統(tǒng)貨物分類系統(tǒng)貨物分類系統(tǒng)貨物分類系統(tǒng)貨物分類系統(tǒng)場(chǎng)內(nèi)集卡場(chǎng)內(nèi)集卡場(chǎng)內(nèi)集卡場(chǎng)內(nèi)集卡場(chǎng)內(nèi)集卡場(chǎng)內(nèi)集卡圖2 集裝

4、箱碼頭結(jié)構(gòu)示意圖1.2集裝箱碼頭物流系統(tǒng)的基本流程1.2.1 裝卸工藝 碼頭主要作業(yè)流程1)船堆場(chǎng)：重箱（冷藏箱、特種箱）：船集裝箱岸邊起重機(jī)集裝箱牽引半掛車 輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)堆場(chǎng)；空箱：船集裝箱岸邊起重機(jī)集裝箱牽引半掛車空箱堆高機(jī)空箱堆場(chǎng)；危險(xiǎn)品箱：船集裝箱岸邊起重機(jī)集裝箱牽引半掛車集裝箱叉車危險(xiǎn)品箱堆場(chǎng)。2) 堆場(chǎng)拆裝箱庫(kù)：堆場(chǎng)輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)集裝箱牽引半掛車集裝箱箱內(nèi)叉車 拆裝箱庫(kù)。3) 堆場(chǎng)貨主：堆場(chǎng)輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)集裝箱牽引半掛車貨主。 4) 拆裝箱庫(kù)貨主：拆裝箱庫(kù)集裝箱箱內(nèi)叉車汽車貨主。圖3 集裝箱碼頭裝卸工藝圖1.2.2集裝箱碼頭集

5、裝箱裝船流程圖圖4 集裝箱碼頭集裝箱裝船流程圖1.2.3集裝箱碼頭集裝箱卸船流程圖 圖 5 集裝箱碼頭集裝箱卸船流程圖第二章 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)的堆場(chǎng)規(guī)模及其設(shè)備選型和數(shù)量集裝箱堆場(chǎng)所需面積計(jì)算的關(guān)鍵在于合理確定集裝箱的堆層數(shù)、場(chǎng)地面積利用率和平均堆存期等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，20英尺的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱其總重量可達(dá)12噸每箱，平均堆存期在10天左右。從安全和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，港口地區(qū)重箱堆4層、空箱堆5層、冷藏箱堆4層是比較合理的。一般而言，集裝箱堆場(chǎng)的面積利用率最大可以到70%，庫(kù)房的面積利用率最大在60%左右。以年吞吐量為16萬(wàn)個(gè)teu為例，設(shè)該碼頭堆場(chǎng)年裝卸量為：重箱110600 teu，空箱4

6、7400 teu，冷藏箱2000 teu。 單位：teu重箱空箱冷藏箱堆場(chǎng)容量28760176130堆層454利用率0.70.80.5地面箱位數(shù)102744015已知一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的面積約為15（m2），則集裝箱所需要的堆場(chǎng)面積可計(jì)算如下：重箱堆場(chǎng)需求面積：1027*15/0.7=22007（m2）空箱堆場(chǎng)需求面積：440*15/0.8=8250（m2）冷藏箱堆場(chǎng)需求面積：15*15/0.5=450（m2）設(shè)計(jì)年吞吐量；16萬(wàn)teu軌道式集裝箱龍門起重機(jī)：4臺(tái)泊位數(shù)：3個(gè) 岸邊集裝箱裝卸橋3臺(tái)內(nèi)部集裝箱卡車數(shù)：16輛設(shè)計(jì)年吞吐量；16萬(wàn)teu為了提高集裝箱碼頭生產(chǎn)效率，加大碼頭集裝箱通過(guò)能力，

7、應(yīng)一方面加快新建集裝箱碼頭，另一方面購(gòu)買新的碼頭機(jī)械?？邕\(yùn)車、輪胎式龍門起重機(jī)、軌道式龍門起重機(jī)是世界集裝箱碼頭最常用的堆場(chǎng)機(jī)械。除北美部分集裝箱港口采用底盤車裝卸系統(tǒng)外，世界上絕大多數(shù)大型的集裝箱港口都采用跨運(yùn)車、輪胎式龍門起重機(jī)和軌道式龍門起重機(jī)系統(tǒng)。集裝箱碼頭裝卸機(jī)械是碼頭固定資產(chǎn)主要投資部分，因其價(jià)格昂貴，只有在急需時(shí)，集裝箱碼頭才會(huì)考慮配備新的碼頭裝卸設(shè)施。主要設(shè)備有：岸邊集裝箱裝卸起重機(jī)(sts)、多用途門座起重機(jī)(mhc)、輪胎式龍門起重機(jī)(rtg)、軌道式龍門起重機(jī)(rmg)、跨運(yùn)車(sc)、叉車(flt)、正面吊運(yùn)機(jī)(rs)、牽引車(terminal tractor)、拖車(

8、trailer)等9種碼頭裝卸機(jī)械。在所有碼頭裝卸機(jī)械中，岸邊集裝箱裝卸橋是最重要的裝卸機(jī)械且價(jià)格昂貴，故應(yīng)使岸邊集裝箱裝卸橋利用率最大。輪胎式龍門起重機(jī)最受歡迎，在整個(gè)堆場(chǎng)起重機(jī)份額中占54。叉車和正面吊在港口機(jī)械配置中占有很大部分，在集裝箱碼頭和多用途碼頭上起著不可替代的作用。16輪的輪胎式龍門起重機(jī)，已成為集裝箱碼頭購(gòu)置新的堆場(chǎng)起重機(jī)首選。該起重機(jī)的重要特征是將支承起重機(jī)和行走的充氣橡膠輪胎改傳統(tǒng)的8輪型式變?yōu)?6輪，驅(qū)動(dòng)形式采用4輪4角驅(qū)動(dòng)，分別由4個(gè)驅(qū)動(dòng)變頻器控制，達(dá)到啟動(dòng)迅速、運(yùn)行平穩(wěn)的效果。與以前輪胎式龍門起重機(jī)相比，新機(jī)型具有以下重要的特點(diǎn)：(1)整機(jī)的支承和行走采用16輪，具

9、有良好的穩(wěn)定性：(2)車輪增加一倍，碼頭輪壓減小一半，在堆場(chǎng)承載能力低的情況下也可使用；(3)轉(zhuǎn)向平穩(wěn)、速度快，90。轉(zhuǎn)向時(shí)間小于30 s，而其他起重機(jī)通常為60 s以上，輪胎轉(zhuǎn)向時(shí)大大減小輪胎與地面的磨損，延長(zhǎng)輪胎壽命。(4)輪胎備件購(gòu)置方便，重量輕，維修、裝卸十分方便。大部分集裝箱碼頭仍然使用1跨4層龍門起重機(jī)，隨著集裝箱港口吞吐量劇增，碼頭堆場(chǎng)成為集裝箱碼頭發(fā)展的制約點(diǎn)，更多集裝箱碼頭采用堆垛高的起重機(jī)，受港口土地資源的限制，很多港口已配置1跨7層的輪胎式龍門起重機(jī)。因此可考慮購(gòu)置輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)4臺(tái)除此之外，應(yīng)考慮建設(shè)60100噸級(jí)地磅。地磅的位置最好選在閘口附近。若憂有拆拼功能

10、，需要配套23.5噸級(jí)的帶自由提升高度的小噸位叉車。若后方堆離碼頭前沿很近，可考慮直接利用堆場(chǎng)裝卸設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)。若距離較遠(yuǎn)，還需配套水平輸送設(shè)備，一般采用集裝箱拖掛車。對(duì)于海關(guān)監(jiān)管的碼頭，需建設(shè)專用貨棚，方便海關(guān)查驗(yàn)。第三章 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.1集裝箱碼頭物流系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)背景3.1.1碼頭基本資料碼頭基本資料包括碼頭的設(shè)計(jì)年吞吐量、碼頭占地面積、碼頭設(shè)備及數(shù)量等。資料見(jiàn)表4.1。表4.1 某集裝箱碼頭基本資料項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)年吞吐量teu160000碼頭前沿長(zhǎng)度m660堆場(chǎng)總面積m234000重箱、面積m222007堆存原則堆四過(guò)五堆箱容量teu28760冷藏箱面積m2450堆存原則堆

11、四過(guò)五堆箱容量teu1761危險(xiǎn)品箱面積m21500堆存原則堆四過(guò)五堆箱容量440空箱面積m28250堆存原則堆五過(guò)六堆箱容量teu1761設(shè)備岸橋數(shù)量臺(tái)8裝卸速度箱/h25龍門吊數(shù)量臺(tái)5裝卸速度箱/h40集卡數(shù)量輛16空箱堆高機(jī)數(shù)量輛12集裝箱叉車數(shù)量輛8(2)船舶配載分布以主干線為主，支線船較少。干線船能滿足歐洲線等的需要，如超巴拿馬型船，60009000teu。支線船滿足中轉(zhuǎn)港的需要，如600800teu的船;(3)船舶進(jìn)出港口原則:先進(jìn)先出;(4)碼頭前沿有效長(zhǎng)度:碼頭前沿有效長(zhǎng)度不足7oom，可最多同時(shí)停靠1艘長(zhǎng)度為380m左右的大船和1艘180m左右的小船，船舶總長(zhǎng)小于600m;或

12、最多同時(shí)?？?艘長(zhǎng)度為180多m的小船，總長(zhǎng)小于560m。3.1.2 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求集裝箱碼頭物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的倉(cāng)庫(kù)容量不低于1萬(wàn)teu，且沿岸長(zhǎng)度不超過(guò)7oom，沿岸布置8臺(tái)岸橋，可同時(shí)裝卸1艘長(zhǎng)度為380m左右的大船和1艘180m左右的小船或3艘180m左右的小船。3.1.3 集裝箱碼頭物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案每個(gè)貨格的長(zhǎng)寬高為:長(zhǎng):a1=d=12.192(m)寬:a2=a+2*a+a2=2.8(m)高:a3=a1+d+e+b+f=3.8(m)貨格容量為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。l)泊位尺度:泊位總長(zhǎng)度660m;泊位寬度90m;泊位水深17m;泊位前沿高程8m。2)碼頭前沿:碼頭前沿布置一個(gè)10

13、萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船泊位，一個(gè)2萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船泊位。10萬(wàn)噸級(jí)泊位配備6臺(tái)集裝箱岸橋，2萬(wàn)噸級(jí)泊位配備2臺(tái)集裝箱岸橋。岸橋前伸距、后伸距、軌距分別為63.5m、16.5m、30m。泊位可同時(shí)?？?艘長(zhǎng)度為380多m的集裝箱船和1艘長(zhǎng)度為180多m的集裝箱船，總船長(zhǎng)不超過(guò)600m;也可以同時(shí)?？?艘長(zhǎng)度為180多m的集裝箱船，總船長(zhǎng)不超過(guò)560m。3)集裝箱立體倉(cāng)庫(kù):立體倉(cāng)庫(kù)按照6層、4列、2通道的形式布置。a.沿海岸線方向:b列和c列每列每層布置276個(gè)貨格;a列和d列每列每層布置264個(gè)貨格，首尾各除去11格貨格后，每隔22個(gè)貨格布置一臺(tái)升降機(jī)，合計(jì)每列12臺(tái)升降機(jī)，升降機(jī)所占寬度為3m，設(shè)兩頭立

14、柱寬度為0.26m，立庫(kù)兩邊安全間隙為0.5m，則立庫(kù)總長(zhǎng)度s1為:s1 =2.8*264+3*l2+2*0.5+0.26=776.46(m) (4一l)b.垂直于海岸線方向:垂直于海岸線方向?yàn)?列、2通道，每列寬度為12.192m，通道寬13.4m，設(shè)中間兩列間隙為0.26m，倉(cāng)庫(kù)兩邊安全間隙為0.2m，則立庫(kù)總寬度u1為:u1=12.192*4+13.4*2+2*0.2+0.26=76.228(m) (4一2)c.立庫(kù)高度:立體倉(cāng)庫(kù)有6層，每層3.8m，底部高0.76m，頂部有0.5m安全間隙，設(shè)頂部橫梁高度為0.26m，可以算出立庫(kù)高度h1為:h1=3.8*6+0.76+0.5+0.26

15、=24.32(m) (4一3)d.設(shè)備:沿岸布置8臺(tái)移動(dòng)分配機(jī)和8臺(tái)旋轉(zhuǎn)分配機(jī)，即岸橋:移動(dòng)分配機(jī):旋轉(zhuǎn)分配機(jī)=l:1:1;每個(gè)通道每層布置8臺(tái)梭車，出庫(kù)區(qū)16臺(tái)梭車，一共2*6*8+16=112臺(tái)梭車;升降機(jī)24臺(tái);行吊12臺(tái);e.出入口:立庫(kù)入口布置在第3層的位置，集裝箱岸橋后起重小車垂直行程為13.5m;立庫(kù)出口布置在第2層，設(shè)載箱集卡車高度為3.5m，則行吊垂直行程為8.4-3.5=5.1m，出口下方寬度12m，可并排行車3輛;f立庫(kù)容量及占地面積:立庫(kù)容量為:2*2*6*276+2*2*6*264=12960(teu)占地面積為:776.46*76.228=59188(m2)第四章

16、物流系統(tǒng)的仿真集裝箱港口物流系統(tǒng)仿真模型是在flexsim平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)的三維仿真模型，既有三維動(dòng)態(tài)圖形界面，又能實(shí)時(shí)輸出仿真數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)仿真是作為分析和研究系統(tǒng)運(yùn)行行為、揭示系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種重要手段和方法，它是隨著系統(tǒng)科學(xué)研究的深入，控制理論、計(jì)算技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展而形成的一門新興學(xué)科。利用仿真技術(shù)建立系統(tǒng)模型，可以在投入大量的時(shí)間、資金和其它資源之一前，對(duì)擬建的工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行廣泛的測(cè)試和優(yōu)選。 4.1物流系統(tǒng)仿真的目的與意義新型集裝箱港口物流系統(tǒng)作為一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，在各方面因素的約束下，要將其實(shí)體化是難以一蹦而就的。而物流系統(tǒng)仿真不光經(jīng)濟(jì)、安全，而且不受氣候、場(chǎng)

17、地、時(shí)間等因素限制，因此通過(guò)系統(tǒng)仿真來(lái)研究新型集裝箱港口物流系統(tǒng)是最佳途徑。通過(guò)系統(tǒng)仿真，對(duì)新型集裝箱港口物流系統(tǒng)的各個(gè)方案進(jìn)行仿真建模，并對(duì)各個(gè)仿真模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)分析，找出物流系統(tǒng)的瓶頸及不足之處，在不斷優(yōu)化的基礎(chǔ)上修改系統(tǒng)規(guī)劃方案，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)得出最佳設(shè)計(jì)方案。4.2系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過(guò)程也是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，而且還是系統(tǒng)地收集和積累信息的過(guò)程。尤其是對(duì)一些復(fù)雜的隨機(jī)問(wèn)題，應(yīng)用仿真技術(shù)是提供所需信息的唯一令人滿意的方法。 (2)對(duì)一些難以建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的對(duì)象系統(tǒng)，可通過(guò)仿真模型來(lái)順利地解決預(yù)測(cè)、分析和評(píng)價(jià)等系統(tǒng)問(wèn)題。 (3)通過(guò)系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)

18、以便于分析。 (4)通過(guò)系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產(chǎn)生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些問(wèn)題，以便及時(shí)解決。4.3 系統(tǒng)仿真的步驟仿真與否調(diào)研系統(tǒng)建立系統(tǒng)模型建立仿真模型系統(tǒng)定義運(yùn)行仿真模型仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果輸出確定仿真算法修改系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)方案比較確定系統(tǒng)方案仿真結(jié)束其他方法研究否是圖4-1系統(tǒng)仿真的過(guò)程就是建立系統(tǒng)模型并通過(guò)模型在計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行來(lái)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，使模型不斷趨于完善的過(guò)程。所有仿真研究如同計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)一樣，都分為若干階段。圖形描述了系統(tǒng)仿真研究的基本步驟。l)系統(tǒng)定義在試圖求解問(wèn)題之前，要詳細(xì)地定義系統(tǒng)。定義一個(gè)系統(tǒng)時(shí)首先必須提出明確的準(zhǔn)則來(lái)描述系統(tǒng)目標(biāo)及是

19、否達(dá)到目標(biāo)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，其次必須描述系統(tǒng)的約束條件，然后確定研究的范圍，即確定哪些實(shí)體屬于要研究的系統(tǒng)，哪些屬于系統(tǒng)的環(huán)境。2)調(diào)研系統(tǒng)調(diào)研系統(tǒng)是系統(tǒng)仿真的第一步。在調(diào)研過(guò)程中需要了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)流程、系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)等幾個(gè)方面。3)建立系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型是對(duì)系統(tǒng)的描述。系統(tǒng)模型由模型和模型參數(shù)兩部分組成。模型參數(shù)是對(duì)系統(tǒng)調(diào)研結(jié)果的整理。4)確定仿真算法仿真算法是控制仿真鐘推進(jìn)的方法，是系統(tǒng)仿真的核心。目前，最常用的有事件調(diào)度法、活動(dòng)掃描法和進(jìn)程交互法三種。5)建立仿真模型前述建立的系統(tǒng)模型是對(duì)系統(tǒng)的一種模型化描述，僅僅對(duì)系統(tǒng)組成、系統(tǒng)主要流程、系統(tǒng)規(guī)則等主要特征加以描述，是系統(tǒng)用戶與仿真者溝通的語(yǔ)

20、言。仿真模型是在系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)造可供計(jì)算機(jī)運(yùn)行的模型。6)運(yùn)行仿真模型運(yùn)行仿真模型時(shí)需要確定終止仿真的時(shí)間。一般由兩種終止方法。一種方法是確定一個(gè)仿真時(shí)間長(zhǎng)度，如仿真ioh。另一種方法是確定仿真事件的數(shù)量，如處理1000批貨物。7)仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果分析可以有兩種解釋，一種是對(duì)照仿真目標(biāo)考察仿真結(jié)果是否滿意。如果滿意，表明系統(tǒng)的闡述無(wú)需再改動(dòng)。另一種理解是仿真結(jié)果是否可信，也就是說(shuō)，仿真結(jié)果以多大的可信度和精度能夠反映所研究的真實(shí)系統(tǒng)。8)仿真結(jié)果輸出仿真結(jié)果輸出有兩類。一類是實(shí)時(shí)在線的結(jié)果輸出，也就是仿真階段性的結(jié)果。另一類是在仿真結(jié)束時(shí)，輸出所有輸出變量的值。目前，成熟的仿真

21、軟件一般都可以提供多種仿真結(jié)果輸出形式，如表格輸出、直方圖、餅圖、曲線圖等圖形輸出。4.4模型的抽象與簡(jiǎn)化1）集裝箱由source按一定規(guī)律產(chǎn)生的各種顏色的方塊組成；2）設(shè)置集裝箱卡車進(jìn)港航道,港外集裝箱卡車暫存區(qū)；3）岸橋由機(jī)器(machine) 及緩沖器(buffer) 兩部分組成；4）假定集裝箱到達(dá)后,調(diào)度集卡從岸橋取箱運(yùn)送到堆場(chǎng),然后由龍門吊卸箱. 龍門吊的裝卸作業(yè)時(shí)間服從一定的分布函數(shù)；5）將集裝箱統(tǒng)一定義為20 ft ,不考慮特種箱的影響；6）堆場(chǎng)作業(yè)中忽略移箱、翻箱等作業(yè)；7）只考慮出口箱,不考慮進(jìn)口箱。4.5模塊劃分和基本單元定義4.5.1 模塊劃分本仿真模型模塊分為:輸入模塊

22、將模型中的各個(gè)初始輸入?yún)?shù)所對(duì)應(yīng)的變量一起放在initialize 模塊.泊位模塊將泊位的進(jìn)出港、港外暫存區(qū)等放在該模塊中.岸橋模塊由碼頭上所有岸橋及其附屬緩沖器組成.堆場(chǎng)模塊模擬模型中的后方堆場(chǎng).輸出模塊由各個(gè)輸出變量、直方圖、餅圖構(gòu)成.4.5.2基本單元定義定義集裝箱為source ,并采取主動(dòng)式進(jìn)入.集裝箱卡車由source和buffer 組成,采取主動(dòng)式進(jìn)入.港外暫存區(qū)、港內(nèi)暫存區(qū)、泊位、堆場(chǎng)定義為有容量限制的buffer.岸橋、場(chǎng)橋由robot和buffer 兩部分組成;用robot模擬裝卸設(shè)備、裝卸作業(yè)及其對(duì)集裝箱的吊運(yùn)過(guò)程等;buffer 存放箱子.定義傳送帶（conveyor）

23、為集卡(vehicle) .定義transporter為堆垛機(jī).定義屬性(attribute) ,包括集裝箱到港時(shí)間、箱型、箱狀態(tài)、各個(gè)暫存區(qū)和堆場(chǎng)的最大集裝箱容量、集卡的行駛速度等.定義變量(variable) 為檢驗(yàn)檢疫時(shí)間、重空箱平均裝卸時(shí)間、岸橋平均作業(yè)時(shí)間、龍門吊平均作業(yè)時(shí)間、集卡數(shù)量、各個(gè)暫存區(qū)和堆場(chǎng)里的集裝箱數(shù)量.4.6仿真時(shí)間確定運(yùn)行仿真模型時(shí)需要確定終止仿真的時(shí)間。一般有兩種終止方法。一種是確定一個(gè)仿真時(shí)間長(zhǎng)度，如仿真100個(gè)小時(shí)，系統(tǒng)仿真時(shí)鐘推進(jìn)到100個(gè)小時(shí)將自動(dòng)終止仿真，并輸出仿真結(jié)果。另一種是確定仿真事件的數(shù)量。以集裝箱到達(dá)堆場(chǎng)為例，可以設(shè)定100批物品到達(dá)后終止仿真

24、。仿真結(jié)果分析是采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，對(duì)仿真結(jié)果的可信度和精度進(jìn)行分析，不斷增加仿真次數(shù)或仿真時(shí)間以提高統(tǒng)計(jì)結(jié)果的可信度和精度，直至令人滿意為止。根據(jù)輸出的仿真結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。從仿真目標(biāo)出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)的部分參數(shù)進(jìn)行修改，形成不同的系統(tǒng)方案。對(duì)修改后的模型再運(yùn)行，如此重復(fù)多次，可以對(duì)多種不同的方案進(jìn)行結(jié)果比較，達(dá)到優(yōu)化的目的。4.7系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)第五章 系統(tǒng)仿真分析5.1系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的確立5.1.1評(píng)價(jià)指標(biāo)1)集裝箱吞吐量。指經(jīng)由水路運(yùn)進(jìn)、運(yùn)出港區(qū)范圍，并經(jīng)裝卸的箱量，它是反映港口船舶裝卸任務(wù)量的指標(biāo)。計(jì)算單位為teu。不論是船到船直接轉(zhuǎn)口，或是經(jīng)過(guò)堆場(chǎng)后再裝船轉(zhuǎn)口，均分別按進(jìn)口卸船和出口裝船，

25、各計(jì)一次吞吐量。一般以年為一個(gè)統(tǒng)計(jì)期間。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的換算系數(shù)=集裝箱自然長(zhǎng)度英尺120英尺。即一個(gè)20，箱為1teu(標(biāo)箱的簡(jiǎn)稱)，一個(gè)40，箱為2teu。本方案中堆場(chǎng)的吞吐量為：重箱是110600teu，空箱是47400teu，冷藏箱是2000teu。2)堆場(chǎng)容量。指同一時(shí)間內(nèi)最大安全堆存箱量。計(jì)算單位為“teu”。本方案中堆場(chǎng)容量：重箱是28760teu，空箱1761teu，冷藏箱是30teu。3)平面箱位。指不考慮堆放層高的集裝箱箱位個(gè)數(shù)。計(jì)算單位為“teu” 。本方案中平面箱位：重箱是1027teu，空箱是440teu，冷藏箱是15teu。4)平均堆存期。指統(tǒng)計(jì)期每箱平均在堆場(chǎng)堆存

26、的天數(shù)。它是反映箱在堆場(chǎng)內(nèi)的滯留時(shí)間，即:堆存時(shí)間長(zhǎng)短的平均指標(biāo)。計(jì)算單位為“天”。平均堆存期(天)二堆存箱天數(shù)/堆存箱數(shù)。在計(jì)算平均堆存期時(shí)，統(tǒng)計(jì)期的時(shí)期長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大(至少為一個(gè)季度)，否則當(dāng)箱跨時(shí)期堆存時(shí)，計(jì)算的平均堆存期會(huì)比實(shí)際堆存時(shí)間要短。平均堆存期短，說(shuō)明箱的流轉(zhuǎn)快，滯留時(shí)間短，避免港口堵塞，擴(kuò)大碼頭吞吐能力。7)堆場(chǎng)利用率。指統(tǒng)計(jì)期平均每天堆存箱數(shù)與堆場(chǎng)容量的比值。它是反映堆場(chǎng)容量利用程度的指標(biāo)。計(jì)算單位為“%”。堆場(chǎng)利用率(%)= (平均每天堆存箱數(shù)/堆場(chǎng)容量)x 100%。堆場(chǎng)利用率太高將會(huì)導(dǎo)致過(guò)高的翻箱率，并且當(dāng)船舶集中到達(dá)時(shí)，還會(huì)造成堆場(chǎng)堵塞，使船舶在港作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致

27、不良的關(guān)聯(lián)后果。因此碼頭企業(yè)應(yīng)將堆場(chǎng)利用率控制在一定水平(通常認(rèn)為60%較為合理)。本方案中堆場(chǎng)利用率：重箱是70%，空箱是80%，冷藏箱是50%。8)機(jī)械利用率。是指在裝卸機(jī)械日歷總時(shí)間中機(jī)械工作時(shí)間所占的比重，反映裝卸機(jī)械的利用程度。計(jì)算單位為(%)。機(jī)械利用率(%)= (工作臺(tái)時(shí)/日歷臺(tái)時(shí))*100%。5.1.2指標(biāo)數(shù)據(jù)收集方案通過(guò)查閱大量資料，依據(jù)相關(guān)原則建立港口物流系統(tǒng)，形成了集裝箱碼頭綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，根據(jù)已給定的指標(biāo)數(shù)據(jù)并通過(guò)flexsim仿真得到各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行比較，是否符合本案例中的集裝箱碼頭的要求5.2系統(tǒng)的優(yōu)化分析5.2.1初始方案分析圖（1） 圖（2）（1）根據(jù)上述模型，

28、分析計(jì)算圖（1）和圖（2）可得：港外暫存區(qū)的使用暫存區(qū)的占用率（content）：average：9.063maximum：25.000則暫存區(qū)的平均占用率為：集裝箱的延遲率（staytime）：average：90.339maximum：213.000則集裝箱的平均延遲率為：圖（3） 圖（4）根據(jù)圖（3）和圖（4）可得：設(shè)備的占用檢驗(yàn)臺(tái)的使用率average：0.987maximum：1.000則檢驗(yàn)臺(tái)的平均占用率為：集裝箱的空閑率（）：由圖（4）可以看出：設(shè)備的空閑率=1.3%（2）分析由上述計(jì)算可知：暫存區(qū)的使用過(guò)于頻繁，這與實(shí)際的集裝箱碼頭實(shí)不相符合的，一般的集裝箱碼頭的暫存區(qū)很小，有

29、的甚至沒(méi)有，所以必須減少暫存區(qū)的使用率；集裝箱在港外的等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，極大地影響的集裝箱碼頭的整體作業(yè)效率，大大的減少了集裝箱碼頭的日平均周轉(zhuǎn)量，因此必須有效提高設(shè)備的作業(yè)效率；設(shè)備和工人的過(guò)度使用，與現(xiàn)實(shí)的情況相背離，應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整作業(yè)安排，在滿足一定的服務(wù)水平的前提下，合理的規(guī)劃人力資源和設(shè)備資源。（3）運(yùn)行結(jié)果（4）計(jì)算 圖（5） 圖（6）根據(jù)圖（5）和圖（6）可得：港外暫存區(qū)的使用暫存區(qū)的占用率（content）：average：0.012maximum：25.000則暫存區(qū)的平均占用率為：集裝箱的延遲率（staytime）：average：0.097maximum：5.000則集裝箱的平

30、均延遲率為： 圖（7） 圖（8）根據(jù)圖（7）和圖（8）可得：設(shè)備的占用檢驗(yàn)臺(tái)1的使用率average：0.539maximum：1.000則檢驗(yàn)臺(tái)的平均占用率為：集裝箱的空閑率（）：由圖（八）可以看出：設(shè)備的空閑率=46.3% 圖（9） 圖（10）根據(jù)圖（9）和圖（10）可得：設(shè)備的占用檢驗(yàn)臺(tái)1的使用率average：0.700maximum：1.000則檢驗(yàn)臺(tái)的平均占用率為：集裝箱的空閑率（）：由圖（10）可以看出：設(shè)備的空閑率=29.9%由上述結(jié)果可得檢驗(yàn)臺(tái)的平均使用率為：設(shè)備的空閑率為： （5）分析暫存區(qū)的使用率大大降低，幾乎接近于零，能夠減少港口的建設(shè)費(fèi)用；集裝箱的等待時(shí)間大大降低，極

31、大地提高了集裝箱碼頭的周轉(zhuǎn)速度，可以迅速地提高集裝箱碼頭的日吞吐量；設(shè)備和人工的使用率有顯著的降低，漸漸地接近現(xiàn)實(shí)中人力資源與設(shè)備資源的配備原則，在滿足一定的服務(wù)水平的前提下，又考慮到員工的作息時(shí)間，以及設(shè)備的適當(dāng)保養(yǎng)。5.2.2規(guī)劃方案優(yōu)化2加快設(shè)備處理速度（提高設(shè)備的工作效率）方法：縮短設(shè)備的平均處理時(shí)間（1）仿真模型仿真模型與原始模型保持一樣。（2）參數(shù)設(shè)置source和queue1的參數(shù)保持不變，與原始模型的參數(shù)一致processor1：（3）運(yùn)行結(jié)果（4）計(jì)算 圖（11） 圖（12） 根據(jù)圖（11）和圖（12）可得：港外暫存區(qū)的使用暫存區(qū)的占用率（content）：average：2.794maximum：25.000則暫存區(qū)的平均占用率為：集裝箱的延遲率（staytime）：average：22.784maximum：40.000則集裝箱的平均延遲率為： 圖（13） 圖（14）根據(jù)圖（13）和圖（14）可得：設(shè)備的占用檢驗(yàn)臺(tái)的使用率average：0.956maximum：1.000則檢驗(yàn)臺(tái)的平均占用率為：集裝箱的空閑率（）：由圖（14）可以看出：設(shè)備的空閑率=4.4%（5）分析暫存區(qū)的使用率較之初始