朱傳棟
(北京物資學(xué)院 北京 101149)
在社會(huì)經(jīng)營管理中,經(jīng)常將人、物和事進(jìn)行適當(dāng)調(diào)配,以充分發(fā)揮人盡其才、物盡其用和事得其人的作用,提高管理效率。倉儲(chǔ)作業(yè)中也是如此,對(duì)于一批入出庫任務(wù),如何指派入出庫作業(yè)效率最高,能夠使得總費(fèi)用最少,這是一項(xiàng)典型的分配問題。以U形多道式倉儲(chǔ)系統(tǒng)為例,其模型的特殊性,一般都采用特殊的解法——匈亞利算法,其也是目前指派問題求解方法中應(yīng)用最廣泛的解法。
圖1 匈牙利算法流程圖
算法原理如下:C=(Cij)n·n為研究問題的目標(biāo)系數(shù)矩陣,且滿足Cij≥0,首先需對(duì)每行/列元素減去該行/列最小元素,得到n個(gè)具有不同行/列的獨(dú)立0元素Cij,若獨(dú)立0元素?cái)?shù)小于矩陣階數(shù),進(jìn)行覆蓋操作,直到含有n個(gè)獨(dú)立0元素,該方法得到的矩陣具有和原矩陣相同的最優(yōu)解。其中,算法流程如圖1所示。
其中,物資存儲(chǔ)采取就近貨位分配和隨機(jī)分配相結(jié)合的ABC貨位分類方法,即在物資存儲(chǔ)工作中,都存在“少數(shù)關(guān)鍵和多數(shù)一般”這種規(guī)律,少數(shù)重要可對(duì)系統(tǒng)起到?jīng)Q定性作用,多數(shù)一般甚至不大重要但又不可或缺。如果能夠?qū)⒅攸c(diǎn)工作用于解決這些少數(shù)但關(guān)鍵重要的事物上,對(duì)多數(shù)但一般重要事物進(jìn)行一般管理,比起不分輕重同等對(duì)待,顯然前者效果要好得多。ABC貨位分類法,就是基于這種思想,并進(jìn)行與之相應(yīng)的管理。這里以入出庫頻率為主要指標(biāo),A類作業(yè)頻率較高,較靠近入出庫口;B類作業(yè)頻率中等,距離一般;C類作業(yè)頻率較低,距離較遠(yuǎn)。
所以,根據(jù)存儲(chǔ)物資種類、特性及該系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn),為集中巷道作業(yè),提高堆垛機(jī)運(yùn)行效率,需要對(duì)貨架區(qū)進(jìn)行貨位分配優(yōu)化。這里,不同于以往研究,即一巷道貨架放部分A類物資和部分B、C類物資,將剩余A、B和C類物資安排在另一條巷道兩排貨架上,具體如下圖所示。
圖2 ABC貨位分區(qū)安排示意圖
以某U型多道式倉儲(chǔ)系統(tǒng)為研究對(duì)象,該系統(tǒng)貨架共4排、30列(雙貨位貨格)、12層,配有一臺(tái)轉(zhuǎn)彎型堆垛機(jī),可管理兩條巷道、四排貨架。具體數(shù)據(jù)獲取方面,貨格規(guī)格為長1980mm*高925mm*寬1200mm。堆垛機(jī)直道階段水平方向速度為vXmax=1.67m/s,水平方向加速度為aX=±0.3m/s2;垂直方向速度為vYmax=0.5m/s,垂直方向加速度為aY=±0.3m/s2。彎道階段,為保證堆垛機(jī)安全,其水平方向速度較低且載貨臺(tái)降至較低位置,速度v彎=0.5m/s。ta、tb分別表示單一命令和復(fù)合命令作業(yè)巡回中包括定位、貨位探測和貨叉作業(yè)巡回等固定不變的時(shí)間總和,其中,ta=4s,tb=7.9s。進(jìn)行換巷道作業(yè)時(shí),為便于優(yōu)化,不考慮堆垛機(jī)本身體積、直軌與彎軌間切換和轉(zhuǎn)彎前載貨臺(tái)降至較低位置等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
表1為系統(tǒng)一初始任務(wù)單,作業(yè)位置(x,y,z)中x、y、z分別表示排、列、層。
表1 初始任務(wù)單數(shù)據(jù)
對(duì)任務(wù)單數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,平衡其入、出庫貨位數(shù)量,使入出庫貨位數(shù)量能夠配對(duì)一致,其入出庫貨位之間運(yùn)行時(shí)間如下表2所示。
表2 系統(tǒng)一組各入出庫貨位之間堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間(s)
由于復(fù)合作業(yè)作業(yè)效率較高,因此其倉儲(chǔ)作業(yè)以復(fù)合作業(yè)為主,并基于ABC貨位分配優(yōu)化、集中巷道方式為前提進(jìn)行的。這里運(yùn)用Matlab編程,可得表3最優(yōu)指派方案。
表3 最優(yōu)指派方案
為提高系統(tǒng)運(yùn)行效率,我們以集中巷道作業(yè)為前提,對(duì)上述最優(yōu)指派方案進(jìn)行排序,并假設(shè)以跨巷道作業(yè)組合中入庫貨位巷道為堆垛機(jī)所在巷道,對(duì)每一巷道進(jìn)行入出庫作業(yè)組合隨機(jī)排序,并用跨巷道作業(yè)組合銜接,其中,系統(tǒng)一任務(wù)序列如下:4-0,7-6,1-2,9-3,5-8。優(yōu)化前總作業(yè)完成時(shí)間432.58s,優(yōu)化后總作業(yè)完成時(shí)間為223.13s,不考慮其他影響因素,系統(tǒng)優(yōu)化前后效率能夠提升45%以上。
通過以上分析,可以得出以下結(jié)論:第一,合理進(jìn)行貨位優(yōu)化能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行效率;第二,復(fù)合作業(yè)較單一作業(yè)效率更高,利用匈牙利算法求解U形多道式倉儲(chǔ)系統(tǒng)作業(yè)指派問題具有良好的效果。