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基于任务风险模型的仓储分拣系统排班优化与调度管理
| 论文题名： | 基于任务风险模型的仓储分拣系统排班优化与调度管理 |
| 关键词： | 仓储分拣;排班优化;调度管理;任务风险模型 |
| 摘要： | 分拣平台作为仓储系统的重要一环，长期以来存在任务需求波动大，调度决策主观性强，人力资源利用率低等问题。如何克服任务需求的强不确定性，提高现场的自动化水平，制定科学的调度决策方案，具有很高的研究价值与实践意义。本文针对仓储分拣平台作业流程，围绕人员排班优化展开一系列研究，建立了包括流程建模、现场仿真、风险估计、排班优化，人效管理的技术框架，主要研究工作为： 1．仓储分拣平台的流程建模与仿真。基于仓储分拣系统实际生产逻辑建立流程模型，求解以总人力成本最低为优化目标的整数规划问题。针对现场生产数据不透明，管理依据主观经验的问题，建立模块化仿真平台。仿真平台能够依据作业逻辑还原各作业单元的工作负荷，为现场管理人员监控生产进度、执行事中调度、发掘作业潜力提供理论依据。 2．仓储分拣平台任务量风险建模。准确的任务量预测是仓储分拣系统精益排班、降低人力成本的前提。任务量受上游销量、天气路况、时间周期等复杂内外部因素影响，以标量输出的预测结果往往会存在较大偏差。为克服现有任务量预测方案中的不确定性，本文提出了基于GPR的风险建模预测方法。预测算法基于现有的历史任务量预测值，预测未来各时段任务量在一天中所占比例的概率密度分布。设计实验比较多种方法，验证预测算法的准确性与适应性。 3．仓储分拣平台人员排班优化算法。设计了二阶段随机优化模型用于制定总人力成本最低的仓储分拣精益排班计划。首先在任务量风险模型中采样构造情景树，然后计算考虑不确定性因素的最优人员排班方案。这种基于采样的优化方法充分利用了风险模型中的概率密度信息，解决了实际应用中历史数据稀少，噪声影响大的问题。设计实验比较多种排班方案的人力成本，验证优化算法的有效性。 4．仓储分拣平台弹性人力分配模型。精益排班属于任务规划层面的内容，而在生产管理层面，企业通过制定弹性化的管理方法，同样可以起到提高人力资源利用率，降低生产人力成本的作用。本文在仓储分拣平台用工类型、班次时长、人员薪酬等方面的设计了弹性化的管理方法，建立了相关人员分配模型。研究成果在物流企业真实生产场景得到应用验证。 |
| 作者： | 陈仲一 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 邵之江;康嘉元 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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