本發(fā)明屬于自動(dòng)化立體倉庫調(diào)度領(lǐng)域中的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型建立范疇，具體涉及一種同軌雙車運(yùn)行模式下堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型建立方法。

背景技術(shù)：

堆垛機(jī)調(diào)度又稱堆垛機(jī)揀選作業(yè)調(diào)度，是立體倉庫調(diào)度問題的核心部分。大型堆垛機(jī)倉庫模型巷道縱深過長，導(dǎo)致單臺堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間較長，出/入庫臺或其緩沖區(qū)經(jīng)常處于閑置狀態(tài)。為縮短出/入庫臺到貨架深處庫位點(diǎn)的距離，提高出/入庫臺或其緩沖區(qū)的利用率，有文獻(xiàn)報(bào)道了一種兩端式同軌雙車的堆垛機(jī)調(diào)度模型，通過在立體倉庫兩端各設(shè)置一個(gè)出/入庫臺，并在同一巷道上增加一臺堆垛機(jī)的方式，將貨架深處庫位點(diǎn)轉(zhuǎn)移至倉庫中心位置，縮短堆垛機(jī)的行進(jìn)路線，大幅提高存取效率。但在同一條巷道上存在兩臺堆垛機(jī)，任務(wù)分配方式則成為影響堆垛機(jī)工作效率的重要因素，當(dāng)一批出/入庫任務(wù)輸入后，需根據(jù)實(shí)際情況將這批任務(wù)合理的分配給兩臺堆垛機(jī)，任務(wù)合理分配后，才能避免碰撞，且效率最優(yōu)。因此，建立適用于雙堆垛機(jī)的SC/DC任務(wù)并存的堆垛機(jī)調(diào)度模型，使其更具通用性一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員所關(guān)注的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明目的在于，提供一種同軌雙車運(yùn)行模式下的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型建立方法，該方法建立的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型以兩臺堆垛機(jī)完成任務(wù)序列所需時(shí)間為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過統(tǒng)籌分配方法將任務(wù)合理地分配給兩臺堆垛機(jī)，并完善現(xiàn)有堆垛機(jī)SC/DC作業(yè)模式，以使堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型更具通用性，從而解決了現(xiàn)有堆垛機(jī)調(diào)度模型不能滿足同軌雙車工況的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下技術(shù)解決方案：

一種同軌雙車運(yùn)行模式下堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型的建立方法，其特征在于，該方法將任務(wù)合理地分配給自動(dòng)化倉庫兩端式布局的兩臺堆垛機(jī)，完善現(xiàn)有堆垛機(jī)SC/DC作業(yè)模式，具體按下列步驟進(jìn)行：

在同軌雙車運(yùn)行模式下，一批出/入庫任務(wù)輸入后，通過統(tǒng)籌分配原則合理地將任務(wù)分配給兩臺堆垛機(jī)；

這批任務(wù)完成的時(shí)間取決于兩堆垛機(jī)完成各自任務(wù)運(yùn)行時(shí)間的最大值；

T＝max(T_L,T_R) (1)

其中：T_L，T_R分別為同一巷道上兩臺堆垛機(jī)完成各自任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間；

兩臺堆垛機(jī)在同一巷道上同時(shí)工作，它們各自的水平位移和垂直位移互不干涉，故其中一臺堆垛機(jī)完成一次存/取任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間為水平、垂直作業(yè)所需時(shí)間的最大值；

設(shè)一個(gè)貨架的長度為l、高度為h，堆垛機(jī)水平位移速度為V_x、垂直位移速度為V_y，則其中一臺堆垛機(jī)以位置[x_a,y_a]為起點(diǎn)，以位置[x_b,y_b]為終點(diǎn)，所花費(fèi)的時(shí)間為：

t＝max(|x_a-x_b|l/V_x,|y_a-y_b|h/V_y) (2)

在同軌雙車運(yùn)行模式下，決定倉庫存儲效率的要素有兩點(diǎn)：

(1)出/入庫任務(wù)的分配情況，即貨位到兩端出/入庫臺的距離和每臺堆垛機(jī)獲得的任務(wù)數(shù)量；

(2)SC/DC任務(wù)的組合方式，即堆垛機(jī)執(zhí)行DC任務(wù)時(shí)，入庫貨位和出庫貨位的距離；

基于上述決定倉庫存儲效率的兩點(diǎn)要素，同軌雙車運(yùn)行模式下任務(wù)的分配原則及雙堆垛機(jī)執(zhí)行SC/DC任務(wù)的調(diào)度模型如下：

1)任務(wù)分配原則：

一批任務(wù)輸入后，基于統(tǒng)籌分配原則將這批任務(wù)分配給兩臺堆垛機(jī)，其對應(yīng)貨位的橫坐標(biāo)構(gòu)成集合L＝{x₁,x₂,...,x_l}和R＝{x₁,x₂,...,x_r}，集合L中元素對應(yīng)任務(wù)由橫坐標(biāo)小的出/入庫臺執(zhí)行出/入庫作業(yè)，集合R中元素對應(yīng)任務(wù)由橫坐標(biāo)大的出/入庫臺執(zhí)行出/入庫作業(yè)；

統(tǒng)籌分配原則的目標(biāo)是在一組出/入庫任務(wù)分配完成后，兩堆垛機(jī)完成各自任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間最短；兩堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間差的絕對值最小，數(shù)學(xué)模型表達(dá)如下：

約束條件：

x_i＜x_j (4)

ΔT≤t_min (5)

其中，ΔT＝|T_L-T_R|，x_i∈L,i＝1,2,...,l，x_j∈R,j＝1,2,...,r，t_min＝min(t_j,t_j+1,...,t_end)；

式(3)中，T_L和T_R分別為同一巷道上兩臺堆垛機(jī)完成各自任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間；ΔT為兩堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間差的絕對值；

式(4)含義為集合L中元素均小于集合R中元素，以保證堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間短，避免碰撞發(fā)生；

式(5)中，t_min為先完成任務(wù)的堆垛機(jī)執(zhí)行另一臺堆垛機(jī)各未完成任務(wù)所需時(shí)間的最小值，該式確保在一臺堆垛機(jī)完成任務(wù)，處于“空閑”狀態(tài)時(shí)，立體倉庫的總存儲效率最優(yōu)；其中，t_j,t_j+1,...,t_end分別為先完成任務(wù)的堆垛機(jī)執(zhí)行另一臺堆垛機(jī)各未完成任務(wù)所需時(shí)間；

2)SC任務(wù)調(diào)度模型：

同軌雙車模式下堆垛機(jī)執(zhí)行SC任務(wù)的作業(yè)方式為：兩臺堆垛機(jī)從出/入庫臺出發(fā)，抵達(dá)各自任務(wù)貨位點(diǎn)卸載/裝載貨物，返回出/入庫臺；

針對其中一臺堆垛機(jī)執(zhí)行SC任務(wù)的作業(yè)方式進(jìn)行分析，當(dāng)有n條SC任務(wù)由該堆垛機(jī)執(zhí)行時(shí)，其所花費(fèi)的總時(shí)間為：

其中：

為左邊這臺堆垛機(jī)執(zhí)行n條SC任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間；

為堆垛機(jī)從出/入庫臺運(yùn)行到第i個(gè)貨位點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間；

t_pike和t_put分別為取貨操作和存貨操作所需時(shí)間；

由此，兩臺堆垛機(jī)同時(shí)工作，完成一批SC任務(wù)所需時(shí)間為：

其中：

分別為同一巷道上兩臺堆垛機(jī)完成各自SC任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間；

3)DC任務(wù)調(diào)度模型：

同軌雙車模式下堆垛機(jī)執(zhí)行DC任務(wù)的作業(yè)方式為：兩臺堆垛機(jī)從出/入庫臺運(yùn)載貨物到各自入庫任務(wù)貨位，卸載貨物后直接運(yùn)行到各自出庫任務(wù)貨位裝載貨物，再將貨物運(yùn)至出/入庫臺；

針對其中一臺堆垛機(jī)執(zhí)行DC任務(wù)的作業(yè)方式進(jìn)行分析，當(dāng)有n條DC任務(wù)由該堆垛機(jī)執(zhí)行時(shí)，所花費(fèi)的總時(shí)間為：

其中：

為左邊這臺堆垛機(jī)執(zhí)行n條DC任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間；

2n為包括出庫任務(wù)和入庫任務(wù)的任務(wù)總數(shù)；

為堆垛機(jī)從出/入庫臺運(yùn)行到第i個(gè)貨位點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間；

為同一條DC任務(wù)中，堆垛機(jī)從入庫貨位點(diǎn)運(yùn)行到出庫貨位點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間；

t_pike和t_put分別為取貨操作和存貨操作所需時(shí)間；

由此，兩臺堆垛機(jī)同時(shí)工作，完成一批DC任務(wù)所需時(shí)間為：

其中：

分別為同一巷道上兩臺堆垛機(jī)完成各自DC任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間；

綜上所述，兩端式自動(dòng)化倉庫布局中基于同軌雙車運(yùn)行模式下的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型如下：

T＝min(T_L,T_R)+ΔT (10)

約束條件：

x_i＜x_j

ΔT≤t_min

其中：

x_i∈L,i＝1,2,...,l

x_j∈R,j＝1,2,...,r

ΔT＝|T_L-T_R|

t_min＝min(t_j,t_j+1,...,t_end)

n_L、n_R、m_L、m_R分別為兩堆垛機(jī)獲得的入庫作業(yè)數(shù)量和出庫作業(yè)數(shù)量；

約束條件與式(4)、式(5)處含義相同；

在實(shí)際工況中，堆垛機(jī)所接到的任務(wù)數(shù)量大，任務(wù)分配原則與任務(wù)排序方式又相互影響，因此在式(10)中，堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)時(shí)長因任務(wù)分配方式和任務(wù)排序的不同而存在較大差異，如采用枚舉法一一列出，將消耗較長時(shí)間進(jìn)行運(yùn)算；故必須給出一種智能優(yōu)化算法，用于求得該模型的最優(yōu)解：

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)優(yōu)化(CRO)全局搜索能力強(qiáng)的特點(diǎn)，采用任務(wù)序號映射貨位坐標(biāo)的間接整數(shù)編碼的方式，將任務(wù)分配原則嵌入CRO的每一次迭代中，對式(10)進(jìn)行最優(yōu)解的計(jì)算，可以更加快速且準(zhǔn)確的得到最優(yōu)任務(wù)分配方案和堆垛機(jī)最優(yōu)調(diào)度路徑；

為了方便問題的求解，采用基于任務(wù)編號排序的間接整數(shù)編碼法將出庫任務(wù)和入庫任務(wù)分別寫成兩段編碼；

一個(gè)分子由兩段自然數(shù)組成，自然數(shù)的先后順序代表這個(gè)分子的結(jié)構(gòu)；

自然數(shù)為每條任務(wù)的序號，通過映射得到該條任務(wù)對應(yīng)的出/入庫位點(diǎn)坐標(biāo)；

第一段自然數(shù)為出庫任務(wù)序號，第二段自然數(shù)為入庫任務(wù)序號，自首位開始，對應(yīng)位次的出/入庫任務(wù)組成DC任務(wù)，剩余的出庫或入庫任務(wù)為SC任務(wù)；

在調(diào)度模型的優(yōu)化過程中，采用統(tǒng)籌分配原則不能保證一次分配的結(jié)果為最優(yōu)，通過先進(jìn)行一次任務(wù)分配獲得初始分子，再于每次迭代結(jié)束后調(diào)整分配結(jié)果的方式，可逐步尋得任務(wù)分配的最優(yōu)解；

運(yùn)用CRO，采用基于任務(wù)編號排序的間接編碼法，將統(tǒng)籌分配原則融入到算法的每一次迭代中，即求得式(10)的最優(yōu)解。

本發(fā)明的同軌雙車模式下的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型建立方法，克服了現(xiàn)有堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型的不足，解決了一批任務(wù)于兩臺堆垛機(jī)的分配問題。所建立的適用于兩端式自動(dòng)化倉庫布局中同軌雙車運(yùn)行模式下兩端堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型首次在工程領(lǐng)域(堆垛機(jī)調(diào)度)中得到應(yīng)用，通過完善現(xiàn)有堆垛機(jī)調(diào)度模型中SC/DC作業(yè)方式，使其能夠滿足“同軌雙車”這一實(shí)際工況需求。

在對堆垛機(jī)調(diào)度路徑進(jìn)行優(yōu)化求解時(shí)，采用化學(xué)反應(yīng)優(yōu)化(CRO)，通過任務(wù)序號映射貨位坐標(biāo)的間接編整數(shù)碼的方式，對堆垛機(jī)調(diào)度模型進(jìn)行分析。由于任務(wù)分配原則和任務(wù)編號排序相互影響，僅進(jìn)行一次任務(wù)分配無法得到任務(wù)的最優(yōu)分配方案，通過將任務(wù)分配原則嵌入算法的每一次迭代中，對現(xiàn)有的分配結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使任務(wù)分配結(jié)果和任務(wù)序列為最優(yōu)。

附圖說明

圖1是同軌雙車模式下兩端式倉庫布局結(jié)構(gòu)圖；

圖2是同軌雙車運(yùn)行模式下DC作業(yè)方式堆垛機(jī)作業(yè)路徑示例圖；

圖3是同軌雙車運(yùn)行模式下SC作業(yè)方式堆垛機(jī)作業(yè)路徑示例圖；

圖4是堆垛機(jī)調(diào)度路線圖。

圖1中的標(biāo)記分別表示：①堆垛機(jī)，②貨架，③出/入庫臺，④運(yùn)輸裝置，⑤巷道。

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

按照本發(fā)明的技術(shù)方案，本實(shí)施例給出一種同軌雙車運(yùn)行模式下的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型建立方法，該方法將任務(wù)合理地分配給自動(dòng)化倉庫兩端式布局的兩臺堆垛機(jī)(布局結(jié)構(gòu)圖如圖1所示)，完善現(xiàn)有堆垛機(jī)SC/DC作業(yè)模式，具體按下列步驟進(jìn)行：

在同軌雙車運(yùn)行模式下，一批出/入庫任務(wù)輸入后，通過統(tǒng)籌分配原則合理地將任務(wù)分配給兩臺堆垛機(jī)；

這批任務(wù)完成的時(shí)間取決于兩堆垛機(jī)完成各自任務(wù)運(yùn)行時(shí)間的最大值；

T＝max(T_L,T_R) (1)

其中：

T_L，T_R分別為同一巷道上兩臺堆垛機(jī)完成各自任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間；

兩堆垛機(jī)在同一巷道上同時(shí)工作，它們各自的水平位移和垂直位移互不干涉，故其中一臺堆垛機(jī)完成一次存/取任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間為水平、垂直作業(yè)所需時(shí)間的最大值；

設(shè)一個(gè)貨架的長度為l、高度為h，堆垛機(jī)水平位移速度為V_x、垂直位移速度為V_y，則其中一臺堆垛機(jī)以位置[x_a,y_a]為起點(diǎn)，以位置[x_b,y_b]為終點(diǎn)，所花費(fèi)的時(shí)間為：

t＝max(|x_a-x_b|l/V_x,|y_a-y_b|h/V_y) (2)

在同軌雙車運(yùn)行模式下，決定倉庫存儲效率的要素有兩點(diǎn)：

(1)出/入庫任務(wù)的分配情況，即貨位到兩端出/入庫臺的距離和每臺堆垛機(jī)獲得的任務(wù)數(shù)量；

(2)SC/DC任務(wù)的組合方式，即堆垛機(jī)執(zhí)行DC任務(wù)時(shí)，入庫貨位和出庫貨位的距離；

基于上述決定倉庫存儲效率的兩點(diǎn)要素，同軌雙車運(yùn)行模式下任務(wù)的分配原則及雙堆垛機(jī)執(zhí)行SC/DC任務(wù)的調(diào)度模型如下：

(1)任務(wù)分配原則：

一批任務(wù)輸入后，設(shè)這些任務(wù)對應(yīng)貨位的橫坐標(biāo)構(gòu)成集合U＝{x₁,x₂,...,x_u}，基于統(tǒng)籌分配原則將這批任務(wù)分配給兩臺堆垛機(jī)，其對應(yīng)貨位的橫坐標(biāo)構(gòu)成集合L＝{x₁,x₂,...,x_l}和R＝{x₁,x₂,...,x_r}，集合L中元素對應(yīng)任務(wù)由橫坐標(biāo)小的出/入庫臺執(zhí)行出/入庫作業(yè)，集合R中元素對應(yīng)任務(wù)由橫坐標(biāo)大的出/入庫臺執(zhí)行出/入庫作業(yè)；

統(tǒng)籌分配原則的目標(biāo)是在一組出/入庫任務(wù)分配完成后，兩堆垛機(jī)完成各自任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間最短；兩堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間差的絕對值最小，數(shù)學(xué)模型表達(dá)如下：

約束條件：

x_i＜x_j (4)

ΔT≤t_min (5)

其中，ΔT＝|T_L-T_R|，x_i∈L,i＝1,2,...,l，x_j∈R,j＝1,2,...,r，t_min＝min(t_j,t_j+1,...,t_end)；

式(3)中，T_L和T_R分別為同一巷道上兩臺堆垛機(jī)完成各自任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間；ΔT為兩堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間差的絕對值；

式(4)含義為集合L中元素均小于集合R中元素，以保證堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間短，避免碰撞發(fā)生；

式(5)中，t_min為先完成任務(wù)的堆垛機(jī)執(zhí)行另一臺堆垛機(jī)各未完成任務(wù)所需時(shí)間的最小值，該式確保在一臺堆垛機(jī)完成任務(wù)，處于“空閑”狀態(tài)時(shí)，立體倉庫的總存儲效率最優(yōu)；其中，t_j,t_j+1,...,t_end分別為先完成任務(wù)的堆垛機(jī)執(zhí)行另一臺堆垛機(jī)各未完成任務(wù)所需時(shí)間；

(2)SC任務(wù)調(diào)度模型：

同軌雙車模式下堆垛機(jī)執(zhí)行SC任務(wù)的作業(yè)方式為：兩臺堆垛機(jī)從出/入庫臺出發(fā)，抵達(dá)各自任務(wù)貨位點(diǎn)卸載/裝載貨物，返回出/入庫臺；

同軌雙車模式下，堆垛機(jī)執(zhí)行SC任務(wù)的路徑示例如圖2所示；

針對其中一臺堆垛機(jī)執(zhí)行SC任務(wù)的作業(yè)方式進(jìn)行分析，當(dāng)有n條SC任務(wù)由該堆垛機(jī)執(zhí)行時(shí)，其所花費(fèi)的總時(shí)間為：

其中：

為左邊這臺堆垛機(jī)執(zhí)行n條SC任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間；

為堆垛機(jī)從出/入庫臺運(yùn)行到第i個(gè)貨位點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間；

t_pike和t_put分別為取貨操作和存貨操作所需時(shí)間；

由此，兩臺堆垛機(jī)同時(shí)工作，完成一批SC任務(wù)所需時(shí)間為：

其中：

分別為同一巷道上兩臺堆垛機(jī)完成各自SC任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間；

(3)DC任務(wù)調(diào)度模型：

同軌雙車模式下堆垛機(jī)執(zhí)行DC任務(wù)的作業(yè)方式為：兩臺堆垛機(jī)從出/入庫臺運(yùn)載貨物到各自入庫任務(wù)貨位，卸載貨物后直接運(yùn)行到各自出庫任務(wù)貨位裝載貨物，再將貨物運(yùn)至出/入庫臺；

同軌雙車模式下，堆垛機(jī)執(zhí)行DC任務(wù)的路徑示例如圖3所示；

針對其中一臺堆垛機(jī)執(zhí)行DC任務(wù)的作業(yè)方式進(jìn)行分析，當(dāng)有n條DC任務(wù)由該堆垛機(jī)執(zhí)行時(shí)，所花費(fèi)的總時(shí)間為：

其中：

為左邊這臺堆垛機(jī)執(zhí)行n條DC任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間；

2n為包括出庫任務(wù)和入庫任務(wù)的任務(wù)總數(shù)；

為堆垛機(jī)從出/入庫臺運(yùn)行到第i個(gè)貨位點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間；

為同一條DC任務(wù)中，堆垛機(jī)從入庫貨位點(diǎn)運(yùn)行到出庫貨位點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間；

t_pike和t_put分別為取貨操作和存貨操作所需時(shí)間；

由此，兩臺堆垛機(jī)同時(shí)工作，完成一批DC任務(wù)所需時(shí)間為：

其中：

分別為同一巷道上兩臺堆垛機(jī)完成各自DC任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間；

綜上所述，兩端式自動(dòng)化倉庫布局中基于同軌雙車運(yùn)行模式下的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型如下：

T＝min(T_L,T_R)+ΔT (10)

約束條件：

x_i＜x_j

ΔT≤t_min

其中：

ΔT＝|T_L-T_R|

x_i∈L,i＝1,2,...,l

x_j∈R,j＝1,2,...,r

t_min＝min(t_j,t_j+1,...,t_end)

n_L、n_R、m_L、m_R分別為兩堆垛機(jī)獲得的入庫作業(yè)數(shù)量和出庫作業(yè)數(shù)量；

約束條件與式(4)、式(5)處含義相同；

在實(shí)際工況中，堆垛機(jī)所接到的任務(wù)數(shù)量大，任務(wù)分配原則與任務(wù)排序方式又相互影響，因此在式(10)中，堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)時(shí)長因任務(wù)分配方式和任務(wù)排序的不同而存在較大差異，如采用枚舉法一一列出，將消耗較長時(shí)間進(jìn)行運(yùn)算；故必須給出一種智能優(yōu)化算法，用于求得該模型的最優(yōu)解：

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)優(yōu)化(CRO)全局搜索能力強(qiáng)的特點(diǎn)，采用任務(wù)序號映射貨位坐標(biāo)的間接整數(shù)編碼的方式，將任務(wù)分配原則嵌入CRO的每一次迭代中，對式(10)進(jìn)行最優(yōu)解的計(jì)算，可以更加快速且準(zhǔn)確的得到最優(yōu)任務(wù)分配方案和堆垛機(jī)最優(yōu)調(diào)度路徑；

為了方便問題的求解，采用基于任務(wù)編號排序的間接整數(shù)編碼法將出庫任務(wù)和入庫任務(wù)分別寫成兩段編碼；

一個(gè)分子由兩段自然數(shù)組成，自然數(shù)的先后順序代表這個(gè)分子的結(jié)構(gòu)；

自然數(shù)為每條任務(wù)的序號，通過映射得到該條任務(wù)對應(yīng)的出/入庫位點(diǎn)坐標(biāo)；

第一段自然數(shù)為出庫任務(wù)序號，第二段自然數(shù)為入庫任務(wù)序號，自首位開始，對應(yīng)位次的出/入庫任務(wù)組成DC任務(wù)，剩余的出庫或入庫任務(wù)為SC任務(wù)；

在調(diào)度模型的優(yōu)化過程中，采用統(tǒng)籌分配原則不能保證一次分配的結(jié)果為最優(yōu)，通過先進(jìn)行一次任務(wù)分配獲得初始分子，再于每次迭代結(jié)束后調(diào)整分配結(jié)果的方式，可逐步尋得任務(wù)分配的最優(yōu)解；

運(yùn)用CRO，采用基于任務(wù)編號排序的間接編碼法，將統(tǒng)籌分配原則融入到算法的每一次迭代中，即求得式(10)的最優(yōu)解。

本實(shí)施例給出的同軌雙車模式下的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型建立方法，克服了現(xiàn)有堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型的不足，解決了一批任務(wù)于兩臺堆垛機(jī)的分配問題。所建立的適用于兩端式自動(dòng)化倉庫布局中同軌雙車運(yùn)行模式下兩端堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型首次在工程領(lǐng)域(堆垛機(jī)調(diào)度)中得到應(yīng)用，通過完善現(xiàn)有堆垛機(jī)調(diào)度模型中SC/DC作業(yè)方式，使其能夠滿足“同軌雙車”這一實(shí)際工況需求。

在對堆垛機(jī)調(diào)度路徑進(jìn)行優(yōu)化求解時(shí)，采用化學(xué)反應(yīng)優(yōu)化(CRO)，通過任務(wù)序號映射貨位坐標(biāo)的間接編整數(shù)碼的方式，對堆垛機(jī)調(diào)度模型進(jìn)行分析。由于任務(wù)分配原則和任務(wù)編號排序相互影響，僅進(jìn)行一次任務(wù)分配無法得到任務(wù)的最優(yōu)分配方案，通過將任務(wù)分配原則嵌入算法的每一次迭代中，對現(xiàn)有的分配結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使任務(wù)分配結(jié)果和任務(wù)序列為最優(yōu)。

以下是一個(gè)具體的實(shí)施例：

設(shè)置訂單的相關(guān)參數(shù)：建立任務(wù)序列的坐標(biāo)矩陣，矩陣為N行，2列。N為出/入庫任務(wù)的數(shù)量，行數(shù)對應(yīng)該條任務(wù)的編號；兩列分別對應(yīng)庫位點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)。

設(shè)置貨架及堆垛機(jī)相關(guān)參數(shù)：堆垛機(jī)水平運(yùn)行速度V_x，堆垛機(jī)豎直運(yùn)行速度V_y，取貨操作和存貨操作所需時(shí)間分別為t_pike和t_put。貨架貨位長為L，貨架貨位高位H。

通過基于任務(wù)編號排序的間接編碼法將入庫任務(wù)和出庫任務(wù)各生成一段自然數(shù)列。自然數(shù)為任務(wù)的編號，通過映射得到該條任務(wù)的出/入庫位點(diǎn)坐標(biāo)。第一段自然數(shù)為出庫任務(wù)序號，第二段自然數(shù)為入庫任務(wù)序號，自首位開始，對應(yīng)位次的出/入庫任務(wù)組成DC任務(wù)，剩余的出庫或入庫任務(wù)為SC任務(wù)。

運(yùn)用式(3)、式(4)、式(5)所描述的統(tǒng)籌分配原則將出/入庫任務(wù)分配給兩臺堆垛機(jī)，即代表入庫任務(wù)和出庫任務(wù)的兩段實(shí)數(shù)編碼又各自分成兩部分。

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)優(yōu)化(CRO)，以式(10)作為目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合式(2)所提出的堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)長計(jì)算公式，對雙堆垛機(jī)調(diào)度路徑進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。先通過統(tǒng)籌分配原則產(chǎn)生初代分子，在算法每次迭代結(jié)束后，再根據(jù)任務(wù)分配原則的約束條件，即式(4)、式(5)，對現(xiàn)有的任務(wù)分配結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)施例提出的式(10)用于同軌雙車運(yùn)行模式下兩端為出/入庫臺的自動(dòng)化立體倉庫堆垛機(jī)調(diào)度路徑求解，解決了任務(wù)如何分配給同一巷道上兩臺堆垛機(jī)的任務(wù)分配問題，且建立的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型適用于SC/DC任務(wù)并存的情況，更具通用性。

以某企業(yè)實(shí)際自動(dòng)化倉庫為研究對象，驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性和CRO算法的有效性：

倉庫貨架位置固定，大小一致，每排貨架共960個(gè)貨位，分為12層，80列，每排貨架兩端各一個(gè)出/入庫臺，出/入庫臺坐標(biāo)分別為[0,1]，[81,1]，用于工業(yè)產(chǎn)品的出庫運(yùn)輸和入庫存儲。倉庫貨架的每個(gè)貨位的大小一致，長(L)、寬(W)、高(H)均為1m。每排貨架，同一軌道上的兩臺堆垛機(jī)Left和Right，Left通過坐標(biāo)為[0,1]的出/入庫臺執(zhí)行存/取任務(wù)，Right通過坐標(biāo)為[81,1]的出/入庫臺執(zhí)行存/取任務(wù)，它們的水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)互不干涉，可同時(shí)進(jìn)行，水平位移速度為V_x＝3m/s，垂直位移速度為V_y＝1m/s。堆垛機(jī)一次只能承載一個(gè)貨物。

在某批出/入庫任務(wù)中，對應(yīng)的庫位點(diǎn)坐標(biāo)如表1所示。

表1出/入庫任務(wù)坐標(biāo)

針對上述出/入庫任務(wù)，CRO算法的參數(shù)設(shè)定如下：初始分子的數(shù)量為m＝10，迭代次數(shù)Max_CRO＝100，每個(gè)分子的初始動(dòng)能InitialKE＝10000000，中央能量緩沖區(qū)buffer＝0，所有基元反應(yīng)中，雙分子反應(yīng)次數(shù)所占比重MoleColl＝0.4。運(yùn)用式(10)所提出堆垛機(jī)調(diào)度模型，對該任務(wù)訂單進(jìn)行堆垛機(jī)調(diào)度路徑計(jì)算。

經(jīng)過CRO計(jì)算，當(dāng)至第42次迭代時(shí)，分子趨于穩(wěn)定。完成該任務(wù)訂單所需堆垛機(jī)執(zhí)行時(shí)間為：258s。其中，Left堆垛機(jī)用時(shí)258s，Right堆垛機(jī)用時(shí)256s。兩堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間差的絕對值為ΔT＝2；Right堆垛機(jī)先完成任務(wù)后，如果執(zhí)行用時(shí)最短的編號為9的出庫任務(wù)，所需時(shí)間為t_min＝33.33。滿足式(5)：ΔT≤_nt_im的任務(wù)分配原則，故分配結(jié)果為最優(yōu)解。

在求得堆垛機(jī)路徑調(diào)度最優(yōu)解后，根據(jù)輸出的最優(yōu)解任務(wù)序列，其堆垛機(jī)運(yùn)行路徑圖如圖4所示。圖4中白色方塊為倉庫兩端出/入庫臺；黑色方塊及實(shí)線表示堆垛機(jī)執(zhí)行SC任務(wù)的運(yùn)行路徑；灰色方塊及虛線表示堆垛機(jī)執(zhí)行DC任務(wù)的運(yùn)行路徑?？梢钥闯?，兩臺堆垛機(jī)各自執(zhí)行分配所得的出/入庫任務(wù)，不存在碰撞情況。

由上述實(shí)際的一次倉庫存/取任務(wù)作業(yè)的調(diào)度結(jié)果可知，依據(jù)本實(shí)施例所述方法建立的同軌雙車運(yùn)行模式下的堆垛機(jī)調(diào)度路徑模型，可以針對同軌雙車工況下的堆垛機(jī)調(diào)度路徑進(jìn)行計(jì)算。解決了同軌雙車工況下存在的任務(wù)分配問題，避免碰撞的發(fā)生，且能滿足SC/DC任務(wù)并存的工作情況，使堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間最短。