智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化的方法，包括以下步驟：S1.統(tǒng)計(jì)貨物的出入庫頻率和堆垛機(jī)運(yùn)行速度，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型；S2.針對(duì)不同規(guī)模，有2種解決方案：匈牙利法和遺傳算法。通過本發(fā)明，既提高了貨位的利用率，又提高了出入庫效率及堆垛機(jī)等設(shè)備的利用率，還可以減少倒庫等作業(yè)。
【專利說明】智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種智能裝載優(yōu)化方法，更具體的說，本發(fā)明是一種用于自動(dòng)化智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)的貨位分配優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)存放模式可以歸納為以下兩種:1)隨機(jī)存放模式:物料入庫時(shí)，根據(jù)物料的出入庫頻率統(tǒng)計(jì)，管理系統(tǒng)隨機(jī)分配其對(duì)應(yīng)的存放地址。該模式優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，出入庫速度快；缺點(diǎn)是不便于人工干預(yù)，一旦管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障，整個(gè)倉庫作業(yè)將出現(xiàn)全部癱瘓的可能；2)固定存放模式:物料入庫時(shí)，物料的存放地址是采取人工干預(yù)的方式進(jìn)行分配，物料的信息與庫位號(hào)是一一對(duì)應(yīng)的。該模式的優(yōu)點(diǎn)是便于自動(dòng)作業(yè)和人工作業(yè)，靈活性較強(qiáng)；缺點(diǎn)是操作比較麻煩，堆垛機(jī)運(yùn)行效率差。隨機(jī)存放模式自動(dòng)化和智能化程度較高，但根據(jù)目前我國國情，直接采用第一種模式的風(fēng)險(xiǎn)性較大。一般先采用固定存放模式而著眼于提高其設(shè)備的作業(yè)效率和利用率。
[0003]傳統(tǒng)的固定存放模式中貨位分配方式是采用按照物理地址編碼的方式，在設(shè)計(jì)時(shí)較注重于倉庫的選址和存儲(chǔ)能力，宏觀安排庫位號(hào)區(qū)域，即根據(jù)出入庫頻率將存儲(chǔ)區(qū)人為的劃分為A，B, C等區(qū)域，但對(duì)庫位地址號(hào)(與堆垛機(jī)作業(yè)的尋址方式有關(guān))，只是按庫位行列的物理地址或按物料的堆放形式確定，很少考慮貨位分配對(duì)堆垛機(jī)效率的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決傳統(tǒng)貨位分配方式的不足，提出一種用于自動(dòng)化智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)的貨位分配優(yōu)化方法，綜合考慮堆垛機(jī)運(yùn)行速度與貨物出入庫頻率，提高堆垛機(jī)利用率，提聞貨物出入庫效率，進(jìn)而提聞倉庫的運(yùn)行效率。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，所述智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化方法包括以下步驟:
[0006]SI，統(tǒng)計(jì)貨物的出入庫頻率和堆垛機(jī)運(yùn)行速度，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型:在進(jìn)行貨位分區(qū)時(shí)，假定貨物存放種類已知；貨物每種類的單位時(shí)間內(nèi)存放的數(shù)量已知；每一種貨物的存取頻率已知；然后進(jìn)行沒有存放貨物時(shí)的預(yù)分區(qū)，預(yù)分區(qū)時(shí)只考慮堆垛機(jī)速度這一個(gè)因素，即把堆垛機(jī)運(yùn)送貨物到貨位所用的時(shí)間相等的貨位歸為一類；
[0007]a、設(shè)堆垛機(jī)從起點(diǎn)到某一貨位的時(shí)間為ti;i為貨位編碼號(hào)，設(shè)閾值為t?，該貨位
所處的分區(qū)由下式確定:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化方法，其特征是，包括以下步驟: Si，統(tǒng)計(jì)貨物的出入庫頻率和堆垛機(jī)運(yùn)行速度，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型:在進(jìn)行貨位分區(qū)時(shí)，假定貨物存放種類已知；貨物每種類的單位時(shí)間內(nèi)存放的數(shù)量已知；每一種貨物的存取頻率已知；然后進(jìn)行沒有存放貨物時(shí)的預(yù)分區(qū)，預(yù)分區(qū)時(shí)只考慮堆垛機(jī)速度這一個(gè)因素，即把堆垛機(jī)運(yùn)送貨物到貨位所用的時(shí)間相等的貨位歸為一類； a、設(shè)堆垛機(jī)從起點(diǎn)到某一貨位的時(shí)間為ti;i為貨位編碼號(hào)，設(shè)閾值為tw，該貨位所處的分區(qū)由下式確定:
2.如權(quán)利要求1所述的智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化方法，其特征是，ti的最大值為t最長，分區(qū)數(shù)量為η,則tw= 長/η。
3.如權(quán)利要求1所述的智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化方法，其特征是，步驟a之后對(duì)貨位進(jìn)行修正，方法為:相鄰分區(qū)中貨位較少的分區(qū)從貨位較多的分區(qū)取貨位，所取貨位滿足以下條件:如果從運(yùn)行時(shí)間&長的分區(qū)取貨位，則在長運(yùn)行時(shí)間分區(qū)內(nèi)取運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較短的；如果是從運(yùn)行時(shí)間&短的分區(qū)取貨位，則在短運(yùn)行時(shí)間分區(qū)內(nèi)取運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較長的。
4.如權(quán)利要求1所述的智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化方法，其特征是，考慮重力因素影響的情況下，設(shè)aukl為相關(guān)因子，即當(dāng)將第i類貨物分配給j分區(qū)，第k類貨物分配給I分區(qū)時(shí)對(duì)貨架重力的影響系數(shù)，則該優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型函數(shù)變?yōu)?
5.如權(quán)利要求1所述的智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化方法，其特征是，所述匈牙利法如下: 第一步:變換矩陣系數(shù)，在各列中都出現(xiàn)O元素； 第二步:進(jìn)行試分配，尋求最優(yōu)解: 2.1)從只有I個(gè)O元素的行開始，給這個(gè)O元素加圈“O”，表示對(duì)這行所代表的分區(qū)只有一種貨物可以分配；劃掉所在行和列的其他O元素，記作“X”，代表這行或列所代表的貨物已經(jīng)分配； 2.2)反復(fù)進(jìn)行第I步，直到所有O元素都被圈出或劃掉或不存在只有I個(gè)O元素的行或列； 2.3)若仍有未圈定的O元素，則同行或列O元素至少有2個(gè)，這時(shí)從剩有O元素最少得行或列開始，比較這行或列各O元素所在列中O元素的數(shù)目，選擇O元素少的那列或行的O元素加“O”，然后劃掉同行同列的其他O元素；反復(fù)進(jìn)行，直到所有O元素都被圈出或劃掉； 2.4)若“O”元素的數(shù)目m等于矩陣的階數(shù)n，則已得到最優(yōu)解；gm〈n，則轉(zhuǎn)入下一步； 第三步:作最少的直線覆蓋所有O元素，以確定該系數(shù)矩陣中能找到最多的獨(dú)立元素； 3.1)對(duì)沒有“O”的行打“ + ”號(hào)； 3.2)對(duì)已打“ + ”號(hào)的行中“X”元素所在列打“ + ”號(hào)； 3.3)再對(duì)打有“ + ”號(hào)列中“O”所在的行打“ + ”號(hào)； 3.4)重復(fù)步驟3.2，3.3直到打不出新“ + ”號(hào)為止； 3.5)對(duì)沒有“ + ”的行畫一橫線，有打“ + ”號(hào)的列畫一縱線，這就得到了覆蓋所有O元素的最少直線數(shù)L ； 3.6)若L〈n，說明必須再變換當(dāng)前系數(shù)矩陣，才能找到η個(gè)獨(dú)立的O元素，轉(zhuǎn)到第四步；若L=n,而m〈n,回到步驟2.3 ； 第四步:在沒有被直線覆蓋的部分中找出最小元素，然后在打“ + ”號(hào)行個(gè)元素中減去最小元素，在打“ + ”號(hào)列的各元素都加上這最小元素，以保證原來O元素不變，這樣得到新系數(shù)矩陣；若得到η個(gè)獨(dú)立的O元素，則得到最優(yōu)解，否則回到第三步重復(fù)進(jìn)行； 第五步:將所得最優(yōu)解的η個(gè)獨(dú)立的O元素置“1”，其它元素置“O”，即為所求的Xij矩陣。
6.如權(quán)利要求1所述的智能倉儲(chǔ)貨位分配優(yōu)化方法，其特征是，所述遺傳算法如下: 第一步:建立權(quán)值矩陣； 如貨位分成η個(gè)分區(qū)，響應(yīng)的權(quán)值矩陣使用下式建立:
CiJ = fJXtJ 其中cu代表矩陣第i行第j列的元素； 第二步:對(duì)分配方案進(jìn)行編碼并初始化種群，編碼采用順序編碼法； 第三步:隨機(jī)產(chǎn)生初始種群，選擇過程采用轉(zhuǎn)輪選擇機(jī)制，適應(yīng)度函數(shù)采用當(dāng)前代中評(píng)估函數(shù)的最大值減去該評(píng)估函數(shù)值； 第四步:計(jì)算遺傳算子； 交叉過程，任何在雙親中分配到相同分區(qū)的貨物在后代扔占據(jù)這個(gè)位置；對(duì)于剩下的位置由雙親中分配到該位置的兩類貨物中隨機(jī)選一類貨物，從左到右進(jìn)行；將剩下的未分配的貨物分配給空閑的分區(qū)； 變異過程，隨機(jī)選擇兩個(gè)位置，并將兩個(gè)位置的貨物進(jìn)行交換； 第五步:等到種群收斂，得到最優(yōu)解。
【文檔編號(hào)】G06Q50/28GK103942617SQ201410155250
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】熊浩 申請(qǐng)人:江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心