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原文传递 G企业多品种小批量存储自动化立体仓库的结构可拓设计

论文题名：	G企业多品种小批量存储自动化立体仓库的结构可拓设计
关键词：	多品种小批量存储;自动化立体仓库;结构设计;可拓学
摘要：	自动化立体仓库凭借空间利用率高、自动化程度高和安全性能好等优势，在工业生产、物流、军事等多个领域应用广泛且前景良好。但是针对多品种小批量存储的自动化立体仓库目前应用较少且缺乏相应研究，其主要原因如下：一方面，由于多品种小批量存储的特性，增加了拣货难度和存储难度，并且不同品种的物料存放对托盘、货架等物理结构的需求也不尽相同。另一方面，当前自动化和智能化程度较高的密集式立体仓库多用于小品种大批量存储，而针对多品种小批量存储，密集式立体仓库并不适用。随着现代企业的市场环境竞争日趋激烈，多品种小批量的个性化需求将成为市场发展的主旋律，因此面向多品种小批量存储的自动化立体仓库研究具有较强的实践意义。　　当前多品种小批量存储自动化立体仓库的结构设计存在诸多矛盾问题，亟需一门创新型学科对其进行理论引导和难题求解。可拓学是一门以形式化模型研究矛盾问题处理的基本规律与方法的新学科。本文结合可拓学理论、可拓设计方法、结构设计和自动化立体仓库领域知识，解决了G企业多品种小批量存储拣货难、立体仓库自动化程度和空间利用率较低的问题，并获取多个满足需求的结构设计创意，提出了具有一定领域普适性的自动化立体仓库结构可拓设计方法。本文的主要研究内容如下：　　（1）分析了G企业多品种小批量存储方式和自动化立体仓库的设计需求，通过建立可拓模型并实施主动变换方法，获取了对存储物料进行统一归类划分的设计思路，进而解决了G企业多品种小批量存储的难题；规划了G企业的综合仓储存储布局，确立了G企业需要在3号综合仓库和5号综合仓库建立自动化立体仓库所需的存储单元，为后续自动化立体仓库的可拓设计奠定基础。　　（2）根据复合元构造方法，提出了多物元和事元的复合元模型、多物元和关系元的复合元模型、功能复合元和关系复合元的映射关系的表示方式，建立了多品种小批量存储的存储功能复合元、包装功能复合元、装载功能复合元、移动功能复合元、存放功能复合元的可拓模型，进而构建了功能复合元蕴含系和自动化立体仓库综合相关网。　　（3）基于拓展分析方法和可拓变换方法，对自动化立体仓库的立体货架和搬运设备等部件进行可拓设计，获得了六种货位货架模式和九种仓储系统；根据领域知识和实际需求，获取了符合设计要求的自动化立体仓库结构设计创意集。　　（4）通过选取衡量指标和建立关联函数等方式，对获取的结构设计创意集进行优度评价，分别在G企业的3号综合仓库建立四向多层穿梭式立体仓库、5号综合仓库建立自动托盘立体仓库的设计方案和布局图，两种自动化立体仓库的设计方案均已得到G企业的采纳及应用，形成了一种具有领域普适性的自动化立体仓库可拓设计方法。　　本文首次提出将可拓设计应用于自动化立体仓库的结构设计研究，解决了G企业仓储系统所存在的多品种小批量存储拣货难、立体仓库自动化程度和空间利用率较低的问题，形成了一种具有一定领域普适性的自动化立体仓库可拓设计方法，为自动化立体仓库的结构设计提供设计思路和方法支撑，丰富了自动化立体仓库结构设计的理论研究和可拓设计方法体系。
作者：	郭恒发
专业：	机械工程
导师：	李兴森;程祥增
授予学位：	硕士
授予学位单位：	广东工业大学
学位年度：	2022