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基于FlexSim的露天矿卡车调度系统建模方法
摘要
露天矿卡车调度是矿山生产管理中非常重要的一部分，其合理性直接影响矿山生产效益。本文基于FlexSim的建模工具，提出了一种露天矿卡车调度系统建模方法。首先，根据工业实践和矿山生产特点，设计模型中的卡车队列、岗位和各种设备。然后，通过FlexSim的几何建模功能，创建地形和车道。再通过FlexSim的流程建模功能，模拟车辆的行驶和装卸过程。最后，通过这个模型，实现对不同方案的卡车调度方案比较和优化。模拟结果显示本方法具有较好的可行性和精度，适合实际工业应用。
关键词：露天矿，卡车调度，系统建模，FlexSim
1.引言
露天矿是一种开放式采矿方式，占据着全球采矿产值的绝大部分。在露天矿采矿过程中，卡车调度是必不可少的生产管理环节。卡车调度直接影响着矿山的生产效益，如卡车等待时间、货物供给等方面的优化，不仅能够提高矿山的效益，还能使矿山生产更具可持续性。随着各种计算机辅助工具和仿真技术的发展，越来越多的研究者开始尝试使用计算机模型来模拟和优化卡车调度系统，并取得了一定的成果。本文基于FlexSim建模工具，提出了一种适用于露天矿卡车调度系统的建模方法。
2.文献综述
卡车调度问题自上世纪50年代开始受到广泛关注。在数学建模方面，研究者们已经采用各种方法，如贪婪算法、遗传算法、粒子群算法等，来解决卡车调度的问题。在计算机操作方面，动态调度和静态调度是两种常见的策略。此外，基于仿真构建的卡车调度方案也被广泛使用。国内外学者在卡车调度方面投注了大量的心血，并取得了一些重要的成果。但应用情况有限并且需要更多工作。
3.基于FlexSim的露天矿卡车调度系统建模方法
3.1系统设计
在矿山生产管理过程中，卡车调度问题需要多个环节进行组合处理，需要考虑到卡车队列、岗位、装卸过程、卡车移动等方面的因素。通过对矿山生产特点的研究和所需的数据统计分析，设计出一个具有良好可扩展性的车辆调度系统。
3.2建模过程
FlexSim是一种基于对象的建模工具，提供了可视化、流程建模、几何建模、事件操作、数据组织等丰富的功能。而在我们的建模过程中，由于需求不止建筑模型，几何建模这一步可不做。下面是一个简单的建模流程如下：
（1）卡车流程建模。在建立模型的过程中，首先需要建立卡车队列、卡车岗位和进出口等。
（2）工作站设置。对装卸岗位的编号、容量等参数进行设定。
（3）装卸物流模拟。在流程建模中添加物流元素按模拟装卸过程。
（4）卡车移动建模。在卡车工作岗位设置及开动卡车，通过系统的监控操作确定卡车的移动。
（5）卡车调度比较和优化。采用系统自带的卡车调度算法进行卡车的调度方案比较和优化。
3.3模型仿真
在上述建模基础之上，通过模型仿真辅助矿山管理者来获取可靠的卡车调度方案。在实际使用中，管理者们可通过参数设置、测试对差异方案的比较和优化，并根据仿真结果进行矿山生产管理的调整。
4.结果分析
为了检验基于FlexSim建模的露天矿卡车调度模型的可行性和精度，我们进行了一系列实验。实验结果表明，本模型能够准确地模拟和预测不同卡车调度方案的运行情况，并可以计算出各个方案对应的平均等待时间、装运时间和卸车时间等数据。通过对卡车调度方案的比较和优化，可以为矿山生产管理者提供更好的卡车调度方案。
5.结论
通过以上的实验和分析，我们可以得出以下结论：基于FlexSim的露天矿卡车调度系统建模方法具有较好的可行性和精度，同时也具有极高的实际应用价值。未来，我们将继续优化该模型，扩展其应用领域，让它成为矿山生产管理领域的重要工具。