多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的貨位分配方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用在多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的貨位分配方法，該方法包括：首先根據(jù)貨架和巷道數(shù)量生成系統(tǒng)的平面布置結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；然后對執(zhí)行出庫任務(wù)的穿梭車等待時間和提升機空閑時間進(jìn)行分析，建立開環(huán)排隊網(wǎng)絡(luò)模型描述該系統(tǒng)，利用分解法分析穿梭車等待時間、提升機空閑時間與出入庫作業(yè)時間的關(guān)系，確定穿梭車所服務(wù)的任務(wù)到達(dá)率越高的應(yīng)安排在底層貨位，相關(guān)性越高的貨物應(yīng)分到不同的層以保證能夠同時有多個穿梭車服務(wù)。最后提出按品項相關(guān)性進(jìn)行儲區(qū)劃分的原則，建立出庫品項的相關(guān)性矩陣，并用蟻群算法對品項進(jìn)行聚類，按照排隊網(wǎng)絡(luò)模型的分析結(jié)果對儲區(qū)在二維平面組合排列從而實現(xiàn)貨物的儲位分配。通過本發(fā)明實施案例，能夠有效減少穿梭車等待時間和提升機空閑時間，從而提高設(shè)備的利用率和配送中心吞吐量。
【專利說明】多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的貨位分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物流【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的動態(tài)貨位分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)自動化立體倉庫的貨位分配方法多數(shù)是基于隨機存儲、定位存儲、分類存儲策略實現(xiàn)的，為了減少堆垛機完成貨物出入庫的行程時間，高出入庫頻率的貨物應(yīng)放在離I/o站臺近的貨位，為了增加貨物穩(wěn)定性，重量大的貨物應(yīng)該放在低層。但是由于多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)具有并行取貨、串行出庫的特點，改變了傳統(tǒng)自動化立體倉庫的作業(yè)模式，使得傳統(tǒng)自動化立體倉庫的貨物分配方法無法適應(yīng)多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)。且隨著產(chǎn)品訂單結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)小批量、多批次、大規(guī)模定制時代的到來，產(chǎn)品訂單結(jié)構(gòu)變化多樣，對自動化倉儲系統(tǒng)出庫作業(yè)的并行性和柔性的要求提高，因此有必要針對多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的貨位分配策略做進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一在于解決上述不足，并提供一種適用于多層穿梭車結(jié)構(gòu)的自動存儲系統(tǒng)的貨位分配方法，該方法提高了多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的作業(yè)效率，降低了作業(yè)成本，其技術(shù)方案(如圖2所示)包含如下所述方法:
一種應(yīng)用于多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的貨位分配方法，其特征在于所述的方法包括:
51、將倉儲環(huán)境中的貨位信息、巷道信息、穿梭車配置數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫中，生成倉庫平面布置數(shù)據(jù)點；
52、將提升機和穿梭車都看成服務(wù)機構(gòu)，出庫任務(wù)看作顧客，建立非乘積型排隊網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)各個服務(wù)機構(gòu)的關(guān)聯(lián)性分解成多個子網(wǎng)絡(luò)，獨立分析子網(wǎng)絡(luò)的輸入到達(dá)率或服務(wù)率參數(shù)，進(jìn)而再組合分析；利用兩級開環(huán)排隊網(wǎng)絡(luò)分析貨位分配與作業(yè)時間的關(guān)系，顧客到達(dá)率越高的顧客應(yīng)該安排在層數(shù)越小的貨位，相關(guān)性越高的顧客應(yīng)該按照層數(shù)分開以保證能夠同時有多輛車服務(wù)；
53、在儲位分配中考慮貨物出庫的相關(guān)性，建立品項之間的相關(guān)性矩陣，利用蟻群算法進(jìn)行品項聚類求解，根據(jù)品項分組確定分區(qū)數(shù)量和形狀；
54、在二維平面內(nèi)即單排貨架按照一定的原則將儲區(qū)排列組合，儲區(qū)內(nèi)部儲位隨機存儲，從而解決多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的儲位動態(tài)分配優(yōu)化問題。
[0004]其中S2所述的非乘積型排隊網(wǎng)絡(luò)模型的求解方法，其特征在于:
1)將開環(huán)排隊網(wǎng)絡(luò)分為多個顧客到達(dá)過程服從泊松分布、服務(wù)時間服從一般分布、單一服務(wù)臺的隊列，即多個Μ/G/l隊列；
2)計算各個服務(wù)機構(gòu)的到達(dá)率、利用率和平均服務(wù)時間；
3)對于每一個服務(wù)機構(gòu)，計算平均服務(wù)時間的變異系數(shù)；
4)每個服務(wù)機構(gòu)的顧客到達(dá)間隔時間的變異系數(shù)；5)計算每一個服務(wù)機構(gòu)的平均隊列長度和平均等待時間。
[0005]其中S3所述的建立品項之間的相關(guān)性矩陣的方法，其特征在于:
1)對于任意兩個品項名和&，其出庫數(shù)量分別為β和島，其出庫任務(wù)到達(dá)的時刻序
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的貨位分配方法，其特征在于所述的方法包括: 51、將倉儲環(huán)境中的貨位信息、巷道信息、穿梭車配置數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫中，生成倉庫平面布置數(shù)據(jù)點； 52、將提升機和穿梭車都看成服務(wù)機構(gòu)，出庫任務(wù)看作顧客，建立非乘積型排隊網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)各個服務(wù)機構(gòu)的關(guān)聯(lián)性分解成多個子網(wǎng)絡(luò)，獨立分析子網(wǎng)絡(luò)的輸入到達(dá)率或服務(wù)率參數(shù)，進(jìn)而再組合分析；利用兩級開環(huán)排隊網(wǎng)絡(luò)分析貨位分配與作業(yè)時間的關(guān)系，顧客到達(dá)率越高的顧客應(yīng)該安排在層數(shù)越小的貨位，相關(guān)性越高的顧客應(yīng)該按照層數(shù)分開以保證能夠同時有多輛車服務(wù)； 53、在儲位分配中考慮貨物出庫的相關(guān)性，建立品項之間的相關(guān)性矩陣，利用蟻群算法進(jìn)行品項聚類求解，根據(jù)品項分組確定分區(qū)數(shù)量和形狀； 54、在單排貨架二維平面內(nèi)按照一定的原則將儲區(qū)排列組合，儲區(qū)內(nèi)部儲位隨機存儲，從而解決多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的儲位動態(tài)分配優(yōu)化問題。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨位分配方法，其中S2所述的非乘積型排隊網(wǎng)絡(luò)模型的求解方法，其特征在于: 1)將開環(huán)排隊網(wǎng)絡(luò)分為多個顧客到達(dá)過程服從泊松分布、服務(wù)時間服從一般分布、單一服務(wù)臺的隊列，即多個Μ/G/l隊列； 2)計算各個服務(wù)機構(gòu)的到達(dá)率、利用率和平均服務(wù)時間； 3)對于每一個服務(wù)機構(gòu)，計算平均服務(wù)時間的變異系數(shù)； 4)每個服務(wù)機構(gòu)的顧客到達(dá)間隔時間的變異系數(shù)； 5)計算每一個服務(wù)機構(gòu)的平均隊列長度和平均等待時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨位分配方法，其中S3所述的建立品項之間的相關(guān)性矩陣的方法，其特征在于: 1)對于任意兩個品項Si和&，其出庫數(shù)量分別為Q和Qi,其相應(yīng)出庫任務(wù)到達(dá)的時刻序列分別為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的貨位分配方法，其中S3所述的蟻群算法，其特征在于:1)假設(shè)所有貨物都隨機地分布在二維格或柵上面，每個貨物之間的距離按照相關(guān)性公式進(jìn)行計算；2)設(shè)計若干個螞蟻在二維網(wǎng)格上，并每次沿著隨機方向移動一格，螞蟻每移動一步后，沒有負(fù)擔(dān)的螞蟻按照
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨位分配方法，其中S4的儲區(qū)排列組合的方法，其特征在于: O總出庫量越大的儲區(qū)越靠近I/o站臺； 2)儲區(qū)間相似度高的兩個儲區(qū)，按照垂直方向排列，能夠有效的利用多層穿梭車自動倉儲系統(tǒng)的并行性； 3)儲區(qū)間的總出庫量差值越小的兩個儲區(qū)，按照對角線方向排列，出庫量高的儲區(qū)的層數(shù)越小，減少提升機空閑時間。
【文檔編號】G06Q10/08GK103971222SQ201410227362
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】王艷艷, 牟善棟, 趙曉峰, 吳莎莎, 劉德寶 申請人:山東大學(xué)