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        淺析自動化立體倉庫出入庫路徑優(yōu)化

        2020-12-03 13:43:46曲燕妮
        數(shù)碼設(shè)計 2020年14期

        曲燕妮

        摘要:隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,在現(xiàn)代物流業(yè)中,自動化立體倉庫發(fā)揮了重要功能和作用,有效的提高了倉儲物流系統(tǒng)的運行效率。而在物流規(guī)模日益擴大的背景下,自動化立體倉庫需要對貨物出入庫路徑進行優(yōu)化,本文針對其現(xiàn)狀及存在的問題,采用GATS混合算法,旨在提升自動化立體倉庫的出入庫效率,發(fā)揮其優(yōu)越性,盡可能的降低倉儲物流成本。

        關(guān)鍵詞:自動化立體倉庫;出入庫;路徑優(yōu)化

        中圖分類號:O221.3;F274文獻標識碼:A文章編號:1672-9129(2020)14-0152-02

        自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流發(fā)展過程中,出現(xiàn)的一種新型倉儲技術(shù),具有節(jié)約用地資源、減輕人員勞動強度,提高倉庫保管、轉(zhuǎn)運自動化水平、降低儲存損耗的特點。而為推動物流業(yè)的進一步發(fā)展,需要對貨物的出入庫路徑進行優(yōu)化,在倉庫現(xiàn)有資源、任務(wù)特性等,科學(xué)安排出入庫活動的實施順序,確保貨物分配的貨位具有合理性,提高倉庫利用率,推動現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展。

        1自動化立體倉庫出入庫現(xiàn)狀

        1.1自動化立體倉庫內(nèi)設(shè)施的功能。現(xiàn)階段,在自動化立體倉庫中,對于出入庫路徑的優(yōu)化存在一定的問題,導(dǎo)致作業(yè)效率難以提升。而由于倉庫內(nèi)的情況較為復(fù)雜,很容易導(dǎo)致出入庫活動的效率受到嚴重的影響。在自動化立體倉庫內(nèi),貨架大多為鋼結(jié)構(gòu)商品存儲單元,通過在單元格內(nèi)放置托盤以存放貨物;四向穿梭車通常在巷道口和貨物之間來回穿梭,以便于存取貨架上的貨品;同時倉庫的出入庫平臺會用來臨時存儲貨物,目的是縮短貨位的交接時間和轉(zhuǎn)載時間;倉庫內(nèi)的搬運車輛往往被用于連接出入庫臺以及倉庫外部,對輸入和輸出車輛的貨物進行搬運和裝卸作業(yè);管理控制中心的功能現(xiàn)狀是控制整個倉庫,如貨位信息、計算機數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控終端、傳感器以及電氣控制操作臺等。

        1.2自動化立體倉庫出入庫路徑運行現(xiàn)狀?;谧詣踊Ⅲw倉庫各部分的功能和應(yīng)用現(xiàn)狀,開展貨物出入庫作業(yè)時,相關(guān)人員通過計算機控制四向穿梭車執(zhí)行相應(yīng)的出入庫動作。當生產(chǎn)任務(wù)下達后,計算機的控制系統(tǒng)會按照順序?qū)⒅噶畎l(fā)送到四向穿梭車中,然后其按照指令指引依次執(zhí)行出入庫動作。但是這一過程中,因為四向車對出入庫執(zhí)行的動作順序不同,也就導(dǎo)致了其運行的路徑不同,可能會導(dǎo)致執(zhí)行時間增加。一旦生產(chǎn)任務(wù)較大時,將會浪費大量的出入庫時間,影響倉庫整體的運行效率。

        因此為優(yōu)化自動化立體倉庫出入庫路徑,需要建立問題模型。通常情況下,在開展生產(chǎn)任務(wù)時,會包括很多個入庫和出庫動作,而對于四向穿梭車來說,在出入庫作業(yè)中,有單一作業(yè)和復(fù)合作業(yè)兩種方式,相比之下,復(fù)合作業(yè)的效率更高,能夠?qū)⑷霂靹幼骱统鰩靹幼髋鋵?zhí)行。所以在建立自動化立體倉庫出入庫路徑優(yōu)化問題模型時,將O點作為四向穿梭車的起點,對M執(zhí)行相應(yīng)的入庫動作,并對N執(zhí)行出庫作業(yè),其路徑則為O→M→N→O。通過這一模型,可以假設(shè)四向穿梭車的運行速度保持勻速,在不考慮貨物存取時間的條件下,則能得到執(zhí)行一次符合作業(yè)的時間參數(shù),為路徑優(yōu)化提供借鑒和依據(jù)。

        2自動化立體倉庫出入庫路徑優(yōu)化

        本次對自動化立體倉庫出入庫路徑優(yōu)化,主要采用實數(shù)編碼的GATS混合算法。即是將GA算法和TS算法進行結(jié)合,對問題進行求解。其中對GA的選擇算子是將適應(yīng)度函數(shù)值最高的個體,通過較大概率遺傳到下一代中,不過在過強的選擇下,很容易產(chǎn)生局部最優(yōu),促使個體趨向相同。所以要發(fā)揮混合算法GATS的優(yōu)勢,提高“爬山”能力,促使全局最優(yōu)解的概率增加。

        2.1編碼設(shè)計。對自動化立體倉庫出入庫路徑進行優(yōu)化采用GATS算法,其主要目的是為了確定作業(yè)執(zhí)行的順序,以保障出入庫流程的合理性,盡可能的節(jié)約時間、提高效率。在編碼設(shè)計中如果運用二進制編碼的遺傳禁忌算法,則無法有效的描述自動化立體倉庫的出入庫路徑優(yōu)化問題。而且其編碼相對復(fù)雜,很容易出現(xiàn)錯誤。鑒于此,即要采用實數(shù)編碼的GATS混合算法。在設(shè)計工作中,因為出入庫路徑優(yōu)化的一個解表示的是一個整數(shù)串,是由入庫路徑和出庫路徑組合而成,可以確定出入庫任務(wù)的個數(shù)。從而更加有效的確定自動化立體倉庫的出入庫路徑順序,保障配對任務(wù)的快速完成,有效提高倉庫作業(yè)效率。

        2.2確定適應(yīng)度函數(shù)。在優(yōu)化自動化立體倉庫出入庫路徑時,還要確定適應(yīng)度函數(shù),其又被成為評價函數(shù),主要的作用是對問題中的每一個染色體進行準確的度量,以便于衡量群體中各個染色體在優(yōu)化計算過程中比較接近最優(yōu)解的染色體。通常適應(yīng)度函數(shù)值越大,則代表染色體遺傳到下一代的概率就越大,反之則越小。而對于目標函數(shù)值來說,其有正值,也有負值,對目標的優(yōu)化則是求最大值或者最小值。在此基礎(chǔ)上只需要在目標函數(shù)和適應(yīng)度函數(shù)之間進行有效的變換,從而保障合理的優(yōu)化出入庫路徑。

        綜上所述,自動化立體倉庫出入庫路徑的優(yōu)化有利于提高物流效率,在實際優(yōu)化過程中,需要充分了解倉庫出入庫路徑的現(xiàn)狀,建立科學(xué)合理的路徑優(yōu)化問題模型,然后利用GATS混合算法,合理進行編碼設(shè)計和適應(yīng)度函數(shù)值的確定,從而保障出入庫作業(yè)執(zhí)行順序得到改善和優(yōu)化,進一步提高貨物出庫或者入庫的作業(yè)效率,確保自動化立體倉庫的倉儲物流系統(tǒng)高效運行。

        參考文獻:

        [1]李媛媛, 鄭孟. 自動化立體倉庫出入庫路徑優(yōu)化研究[J]. 物流科技, 2019, 42(04):161-165.

        [2]楊瑋, 傅衛(wèi)平, 王雯,等. 自動化立體倉庫旋轉(zhuǎn)貨架揀貨路徑優(yōu)化[J]. 機械科學(xué)與技術(shù), 2012, 31(003):424-428.

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