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智能立体仓库的货位分配算法和入库顺序优化
| 论文题名： | 智能立体仓库的货位分配算法和入库顺序优化 |
| 关键词： | 智能立体仓库;货位分配;路径择优;动态规划;入库顺序;组合优化 |
| 摘要： | 在信息技术蓬勃发展的今天，优秀的仓储系统在降低企业物流成本，提升企业效益上起到了巨大的作用，针对智能仓储的软件系统及算法进行研究具有一定的现实意义。本文的研究对象是一种基于子母穿梭车的智能立体仓库，该仓库相较于传统的自动化仓库具有库容量大、集成度高、扩展性强等特点，其灵活性和复杂性也对配套软件系统提出了更高的要求。 本文针对子母穿梭车智能立体仓库的软件系统进行研究，以提升仓库运行效率为最终目标，设计了一种货位分配算法，并对入库顺序进行优化，同时开发了一款针对该仓库的入库货位分配系统。本文的具体工作如下： （1）对子母穿梭车智能立体仓库的货位分配问题进行研究，针对已有算法存在的货物分配过于集中，设备工作量不平衡，入库效率低下等问题进行改进，提出了一种基于路径择优的动态规划算法。该算法将路径择优的思想融入到货位分配问题中，并设计使用了全新的优化目标——任务完成时间和设备繁忙差异度。任务完成时间优化目标可以根据仓库当前状态选择一条合适的入库路径并分配货位，缩短完成所有入库订单的时间；设备繁忙差异度优化目标可以使设备的工作量更为均衡，避免了一部分设备过于繁忙，造成设备损耗过度或者电量消耗过快。最后通过实验证明，本文提出的算法可以有效缩短任务完成时间，并且降低设备繁忙差异度。 （2）对子母穿梭车智能立体仓库的入库流程进行进一步研究，提出对货物入库顺序进行优化可以提升入库效率。在研究中引入任务完成时间的概念，发现了入库任务执行顺序对任务完成时间造成的影响。随后将入库顺序优化问题转化为一种组合优化问题，并使用遗传算法进行求解。最后通过实验证明，使用遗传算法对入库顺序进行优化可以在一定程度上缩短任务完成时间，提升入库效率。 （3）根据子母穿梭车智能立体仓库的特点，开发了一款入库货位分配系统，该系统在模拟仓库运作和货位分配算法研究中具有关键性的作用。系统通过将仓库映射为栅格地图，可以让仓库的实时状态在系统界面上进行展示。作为货位分配算法的载体，该系统具有自定义地图的功能，可以针对不同设计的仓库进行货位分配，并将货位分配结果动态的呈现，无论是对于企业还是研究人员都具有很高的实用价值。 |
| 作者： | 叶宇翔 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 黄秋波;朱珍伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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