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原文传递一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法

专利名称：	一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法
摘要：	本发明公开了一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，具体步骤为：确定智能选箱装箱包装线归集区的约束条件并建立数学模型，并获取智能选箱装箱包装线归集区的待优化参数的初始值；对智能选箱装箱包装线归集区的待优化参数的初始值进行归一化处理得到待优化参数的归一化初始值；利用智能选箱装箱包装线归集区的参数优化模型、约束条件和待优化参数的归一化初始值，结合果蝇优化算法得到待优化参数的优化值，从而实现智能选箱装箱包装线归集区参数的优化设计。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉智能装备工业技术研究院有限公司
发明人：	高亮;房迪;彭琨琨;李新宇;付坤;李培根
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910330859.1
公开号：	CN110040411A
代理机构：	武汉东喻专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	李佑宏
分类号：	B65G1/04(2006.01);B;B65;B65G;B65G1
申请人地址：	430075 湖北省武汉市东湖高新区高新大道999号
主权项：	1.一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，具体步骤为： S1.建立智能选箱装箱包装线归集区的参数优化模型和约束条件，并获取智能选箱装箱包装线归集区的待优化参数的初始值； S2.对智能选箱装箱包装线归集区的待优化参数的初始值进行归一化处理得到待优化参数的归一化初始值； S3.利用智能选箱装箱包装线归集区的约束条件、参数优化模型和待优化参数的归一化初始值，结合果蝇优化算法得到待优化参数的优化值，从而实现智能选箱装箱包装线归集区参数的优化设计。 2.根据权利要求1所述的一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，智能选箱装箱包装线归集区参数优化模型的目标函数具体为： minf＝w1CN+w2L*M 其中，f为智能选箱装箱包装线归集区参数优化模型的目标函数，其由总归集完成时间CN、归集区长度L与归集区数量M所决定，N为波次数量，w1和w2分别为第一权重系数和第二权重系数。 3.根据权利要求2所述的一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，所述智能选箱装箱包装线归集区的约束条件为：所述智能选箱装箱包装线归集区的当前波次一定先于下一波次结束归集；所述智能选箱装箱包装线归集区完成规定数目的订单商品归集所需的时间不能超过预设的时间限制；所述智能选箱装箱包装线归集区的一个波次开始进入归集后，同一上线区域上线的后续上线波次才能开始归集；任意时刻在所述智能选箱装箱包装线归集区的传送带上停留的商品总数不能超过传送带的预设容量；所述智能选箱装箱包装线归集区的一个波次的结束时间，其等于该波次下最晚结束归集的订单的结束时间；所述智能选箱装箱包装线归集区的任何波次在零时刻后才能进入归集状态，且归集结束时间大于等于归集开始时间；所述智能选箱装箱包装线归集区的一个波次的所有订单均进入归集状态后，其同一上线区域上线的紧后上线波次的订单才能开始归集；所述智能选箱装箱包装线归集区的任意订单的归集均需要占用至少一个归集区，且订单进入归集状态后不允许中断归集；所述智能选箱装箱包装线归集区的一个归集区被某一订单占用后，直至当前订单被释放之前，不允许该归集区归集不属于当前订单的商品。 4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，所述智能选箱装箱包装线归集区的待优化参数包括归集区长度和归集区数量。 5.根据权利要求4所述的一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，利用启发式算法计算所述总归集完成时间，具体为： S1.1 获取智能选箱装箱包装线的参数信息、所有订单的基本信息以及归集区参数组合方案； S1.2 判断上线商品是否属于当前正在归集的订单，若是则根据预设规则选择该商品所在的某一订单，进入步骤S1.7；否则进入步骤S1.3； S1.3 判断当前是否存在空闲的归集区，若是则进入步骤S1.4；否则进入步骤S1.11； S1.4 根据预设规则寻找该商品所在订单中，是否存在所有商品均已滞留在传送带上且当前空闲的归集区足够容纳其所有商品的订单，若是，则选择该订单进入步骤S1.6；否则，进入步骤S1.5； S1.5 判断上线商品所在的订单中是否存在未被归集的小订单，若是，选择其中规模最小的订单，进入步骤S1.6；否则判断当前正在归集的波次中是否仍然存在未被归集的小订单，若是则进入步骤S1.11；否则，选择上线商品所在的大订单中规模最小的一个订单，进入步骤S1.6； S1.6 将某一空闲的归集区用于归集已选择的订单，并在已选择的订单上归集该上线商品，进入步骤S1.10； S1.7 判断上线商品是否可直接在已选择的订单占用的归集区上归集，若是，在某一可行归集区上归集该上线商品，进入步骤S1.10；否则，进入步骤S1.8； S1.8 判断是否可针对已选择的订单启用拆单策略，若是，则启用拆单策略，进入步骤S1.6；否则，进入步骤S1.9； S1.9 判断已选择的订单占用的归集区中，是否存在可采用双重缓冲策略来归集该商品的归集区，若是，则在对应归集区上归集该上线商品，进入步骤S1.10；否则，进入步骤S1.11； S1.10 判断已选择的订单是否归集完毕，若是，则释放该订单占用的所有归集区，更新归集区状态，进入步骤S1.12；否则，直接进入步骤S1.12； S1.11 将该商品滞留在传送带上，判断传送带上的商品数量是否达到传送带的设计容量，若是，则表明智能选箱装箱包装线进入爆仓状态，将总归集完成时间置为预设的一个极大值并结束整个归集流程；否则，进入步骤S1.12； S1.12 判断是否仍有未上线的商品，若是，则返回步骤S1.2；否则，将总归集完成时间设置为最晚释放的归集区的释放时间。 6.根据权利要求5所述的一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，步骤S1.2中预设规则具体为： S1.2.1 判断上线商品属于当前正在归集的哪些订单，若订单数量仅为1，则直接选择该订单；若订单数量大于1，进入步骤S1.2.2； S1.2.2 从上线商品所在的正在归集的订单中，选择剩余未归集商品数量最少的订单，若订单数量仅为1，则直接选择该订单；若订单数量大于1，则选择规模最大的订单。 7.根据权利要求5所述的一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，步骤S1.4中预设规则具体为： S1.4.1 筛选出上线商品在当前波次下所属的未被归集的订单，建立第一订单集合；计算第一订单集合中的每一订单，除滞留在传送带上的商品外的剩余未归集商品数目，筛选出剩余未归集商品数目为0的订单，建立第二订单集合，进入步骤S1.4.2； S1.4.2 选择第二订单集合中包含商品数目最大的订单进入归集状态。 8.根据权利要求5所述的一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，步骤S1.8中拆单策略具体为： S1.8.1 判断当前是否仍有空闲的归集区存在且已选择的订单所占用的归集区数量未到达最大占用量，若是，则进入步骤S1.8.2； S1.8.2 启用拆单策略，即开启一个新的归集区用于归集该订单的商品，并更新归集区状态。 9.根据权利要求5所述的一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，步骤S1.9中双重缓冲策略具体为： S1.9.1 判断已选择的订单占用的归集区是否正在归集重物型商品，处于启用特殊的归集装置的状态，若是，则进入步骤S1.9.2 S1.9.2 判断已选择的订单占用的归集区的归集装置正在归集的商品数量，若为1，则启用双重缓冲策略，即重启归集装置，同时缓冲两件商品，缓冲结束时间为重启归集装置后d秒；若大于1则表示该归集区当前正在归集的商品数量已达到归集装置可允许的最大承载数，不可在该归集区上归集该商品。 10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种智能选箱装箱包装线归集区参数优化方法，其特征在于，果蝇优化算法具体为： S3.1 在搜索域随机生成果蝇种群的初始位置坐标，果蝇种群的初始位置坐标表达式为其中，LBj和UBj分别为第j个待优化参数的归一化的下限值和上限值，rand()为在区间[0,1]均匀分布的随机值，为第j个待优化参数的归一化初始值； S3.2 从Iter＝1开始迭代，当前迭代步长的表达式为： λIter为当前迭代步长，λmax为最大步长，λmin为最小步长，Iter为当前迭代次数，Itermax为预设的最大迭代次数；随机选择一个均匀分布的决策变量为当前迭代次数下第i个果蝇对应的决策变量，更新当前的果蝇种群中每个果蝇的位置坐标，当前迭代次数下第i个果蝇的位置坐标表示为其中，PS为当前的果蝇种群的果蝇个数，为当前迭代次数下对应的第i个果蝇所对应的第j个待优化参数的归一化值，为上一次迭代果蝇种群最优个体所对应的第j个待优化参数的归一化值；利用智能选箱装箱包装线归集区参数优化模型f(Xi)计算得到当前迭代次数下果蝇种群最优个体对应的位置坐标即若则当前迭代次数下果蝇种群最优个体的位置坐标更新为否则当前迭代次数下果蝇种群最优个体的位置坐标为ΔIter＝ΔIter-1，其中，分别代表当前迭代次数下果蝇种群最优个体对应的第1,2,…,n个待优化参数的归一化值；满足迭代终止条件则迭代终止，迭代终止后则当前迭代次数下果蝇种群最优个体的坐标值即为所求待优化参数的优化值。
所属类别：	发明专利