自动化立体仓库货物存取管理和货位分配的优化研究

论文摘要

自动化立体仓库作为现代物流技术领域内出现的一种新型仓储方式,在工业生产和高密度货物存储中发挥着日益重要的作用。自动化立体仓库的出入库任务优化调度、货位分配优化和货物存取路径优化是提高仓库作业效率的关键,因而一直是当前工程优化领域研究的重点。本文在总结先前研究的基础上,分析了本课题的研究目的和意义,对立体仓库调度的出入库任务优化调度、货位分配优化和货物存取路径优化作了深入研究。本文的主要工作有:理论阐述了自动化立体仓库的组成元素以及关键技术,说明了出入库作业流程,明确了立体仓库管理层、监控层和执行层的作业结构,并阐明了各部分功能。对立体仓库出入库任务调度的相关原则进行了深入介绍,提出了基于先来先服务(FCFS)、短任务优先的堆垛机任务调度方法。在此基础上,设计了基于优先级的作业管理流程,并对单货叉堆垛机作业、双货叉堆垛机作业和三货叉堆垛机的作业时间进行了分析,并详细的对三货叉堆垛机出入库任务调度问题进行了分析和解决,提出了将部分存货、取货任务进行合理的分组将每一组的任务归结为小型的TSP问题,提高了自动化立体仓库的出入库作业效率,节省了任务调度的时间。根据立体仓库货位的特点,建立了货位网格结构模型,该模型实现了货位稳定、出入库频率、作业时间三方面优化的合理组合,并运用克隆选择算法实现多目标的优化。进行了模拟验证,通过与传统方法的比较,发现该模型能够很好的优化货位分配。针对载人堆垛机的拣选路径优化问题,提出了将免疫遗传算法应用在载人堆垛机的拣选路径优化问题上。对优化进行了仿真验证,并与传统遗传算法进行了比较,结果表明,该算法能够缩短载人堆垛机的拣选路径,从而缩短运行时间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题提出的背景
• 1.2 本课题研究的意义和目的
• 1.2.1 自动化立体仓库的出入库任务调度问题
• 1.2.2 自动化立体仓库的货位优化问题
• 1.2.3 载人堆垛机存货、取货的路径优化问题
• 1.3 自动化立体仓库的国内外研究现状
• 1.4 课题研究的内容和方法
• 第2章 自动化立体仓库各系统的相关原理
• 2.1 自动化立体仓库组成单元
• 2.2 自动化立体仓库的作业任务
• 2.2.1 入库作业任务
• 2.2.2 出库作业任务
• 2.3 自动化立体仓库的系统结构
• 2.3.1 自动化立体仓库各模块的联系
• 2.3.2 管理系统
• 2.3.3 控制系统
• 2.3.4 计算机监控系统
• 2.4 本章小结
• 第3章 自动化立体仓库任务调度的优化研究
• 3.1 出入库任务调度优化的目的
• 3.2 出入库的任务调度算法
• 3.2.1 先来先服务调度算法
• 3.2.2 短任务优先调度算法
• 3.2.3 高优先权优先调度算法
• 3.2.4 高响应比优先调度算法
• 3.3 自动化立体仓库任务调度的数学模型的建立
• 3.4 本章小结
• 第4章 自动化立体仓库货位分配优化问题研究
• 4.1 货位优化的意义
• 4.2 货位管理准则
• 4.2.1 货位分配原则
• 4.2.2 货物存储方法
• 4.3 货位分配优化问题
• 4.4 克隆选择算法
• 4.4.1 克隆选择算法特征
• 4.5 模拟验证
• 4.6 本章小结
• 第5章 货物存取路径优化问题
• 5.1 免疫遗传算法原理
• 5.2 遗传算法的研究现状
• 5.3 免疫遗传算法的设计
• 5.4 货物存取问题的仿真研究
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文