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双深穿梭车系统的建模与任务调度优化研究
| 论文题名： | 双深穿梭车系统的建模与任务调度优化研究 |
| 关键词： | 穿梭车仓储系统;任务调度;多目标优化 |
| 摘要： | 随着电子商务的飞速发展，产品形式由单一向多元化发展，产品规模不断缩小而种类不断增加，产品交付周期逐渐缩短。仓储作为物流中转的核心组成部分，对产品的运输周期有着极其重要的影响。多层穿梭车仓储系统由于其高吞吐量和灵活的扩展能力受到了国内外广泛关注。 目前国内外研究大多是对单深货架的穿梭车系统建立仿真模型或分析模型进行系统性能的分析，而对双深货架的穿梭车系统研究较少，并且在建立模型时都未考虑提升机对系统性能的影响，而提升机对于系统出入库效率有着极其重要的影响。为了提高仓储出入库效率，一些研究在任务调度方面对系统进行了优化，但这些研究只关注了总出库时间、提升机等待时间和穿梭车等待时间等，而双深货架带来的阻塞货物重排列时间未曾考虑，但阻塞货物的重排列时间将直接影响穿梭车的有效运行时间。 基于此，本文以基于层（tier-captive）的多层双深穿梭车系统为研究对象，建立了单提升机和双提升机两种仿真模型，分析了两种模型下的出库作业流程以及提升机对系统性能的影响，在此基础上建立了多目标任务调度优化模型，利用基于精英策略的非支配遗传算法（NSGA-II）对任务调度模型进行求解，并设计了一系列实验来验证本文的研究成果，从多个角度综合提高了仓储的运行效率。本文主要工作成果如下： （1）针对当前系统建模方面的不足，本文设计了单提升机和双提升机两种配置的双深穿梭车系统仿真模型，分析了出库作业流程，给出了关键运行时间的计算方式和提升机的性能提升效率。并且设计了提升机实验进行了验证，给出了提升机在穿梭车等待时间和总出库时间上的提升效率，从而帮助仓库管理者在不同吞吐量需求下选择合适的提升机配置。 （2）针对任务调度优化问题，本文考虑了双深货架存在的重排列时间，建立了以穿梭车等待时间、重排列时间以及总出库时间为三个目标函数的任务调度优化模型，采用了基于精英策略的NSGA-II算法进行求解，并设计了任务调度实验分别在两种提升机配置上进行了验证。从而提高了穿梭车和提升机的利用率，减少了货物出库时间。 （3）针对货架存储密度问题，本文在任务调度优化的基础上设计了货架负载因子实验，验证了穿梭车系统适合密集仓储的特性并给出了最佳的负载因子范围参考，从而提高了仓储空间的利用率。 |
| 作者： | 王颖芝 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 顾新;王亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安电子科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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