理论教育 自动化立体库中的最优化货位分配策略

自动化立体库中的最优化货位分配策略

时间:2023-06-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在应用较为成熟的自动化立体库中,采用基于映射的“货品-货位”耦合分配策略,分别对货位和货品进行排序和分区,形成货位链段和货品链段,将具有对应优先级的货位链段和货品链段进行耦合,可实现货位动态分配。若将每个货格内的货位进一步划分,货格链就成为货位链。以库房内现有托盘物资存储情况为限制条件,求解式(B-3)描述的最优化问题,可得到“托盘组-货格”映射的对应关系,即得到当前条件下的最优货位分配。

自动化立体库中的最优化货位分配策略

物资出库效率是入库作业过程中存储货位优化的最重要指标。在穿梭车货架库中,托盘物资的存储货格位置直接影响叉车作业距离,存储高度(货位层数)则影响叉车作业复杂程度。通过优化分配货位,缩短叉车的作业路径距离,降低叉车存取托盘的复杂程度,提高出库作业效率。

B.2.1 作业效率评价指标

穿梭式货架库作业以整托盘出入库为主(仅有零散的组拆盘作业),其下架出库阶段的作业效率决定了仓库的物资出库效率。为缩短叉车运送托盘物资的距离,应将出入库周转频率高的物资存储在离库房门较近的货格;为降低叉车存取托盘物资的复杂程度,应将出入库周转频率高的物资存储在层数较低的货格,尽可能缩短作业过程中叉车的行驶距离和降低其作业复杂程度。忽略叉车的起动、制动时间,单次下架出库作业的效率可由作业时间t进行评价

式中,L为货格端口与库房门之间的路径距离;v为叉车平均行驶速率;tb为托盘物资下架作业时间。

B.2.2 货位分配策略

常用的仓库存储策略有定位存储、随机存储、分类存储、共享存储和分类随机存储,这些存储策略各有优势,但都没有发挥出管理控制信息系统对货位和物资的存储规划能力和动态管理能力。在应用较为成熟的自动化立体库中,采用基于映射的“货品-货位”耦合分配策略,分别对货位和货品进行排序和分区,形成货位链段和货品链段,将具有对应优先级的货位链段和货品链段进行耦合,可实现货位动态分配。

根据穿梭车货架库的物资存储和作业特点,将“货品-货位”耦合分配策略改进为“托盘-货位”耦合分配策略,并结合密集存储特点进一步简化为“托盘组-货格”耦合分配策略,可实现穿梭车货架库货位动态优化分配。

(1)货格链 货位分配在制订入库作业计划阶段完成,由于采用密集存储,货位分配的实质是货格分配(在货格内通常采用先进后出策略占用货位和存取托盘)。通常情况下,库房内已存储了一定数量的物资,制订入库作业计划阶段的货格包括可用空货格和已存储物资的货格,这些货格共同组成货格链。穿梭车货架采用密集存储,每个货格通常包含多个货位,且要求每个货格内的所有货位只能存放同类物资,以便进行物资出入库作业。因此,货格链内的可用空货格有两种类型:一种是已经限定物资类别的可用空货格(所在货格的部分货位已经存放物资);另一种是未限定物资类别的可用空货格(所在货格为空,尚未存放物资)。在制订入库作业计划时,根据式(B-1)可求解库房内所有货格的作业时间,以下架出库作业时间为指标,对货位进行排序,得到货格链。若将每个货格内的货位进一步划分,货格链就成为货位链。(www.daowen.com)

(2)托盘链 穿梭车货架内的物资均以托盘为集装单元进行搬运和存储,以托盘所装载物资的出入库周转频率为指标,对托盘进行排序,得到托盘链。

设库房内的货架共有p列、q层货格,每个货格内有r个货位,为达到最高出库效率,建立以下目标函数

式中,fi+(j-1)p为第i列、第j层货格所装载物资的出入库周转频率;ti+(j-1)p为该货格的作业时间。

货架有pq个货格,货格链长度pq(货位链长度为pqr),托盘链的长度m小于货位链长度,可能为小于pqr的任意值。为简化优化问题的求解,对现有托盘链进行补齐:将现有托盘链内所有类别物资的托盘数补齐为r的整数倍,得到长度为nr的托盘链。由于每个货格内的货位只能存放同类物资,长度为pqr的货位链可看作长度为pq的货格链,长度为nr的托盘链可简化为长度为n的托盘组链(每个托盘组包含r个装载有相同类别物资的托盘)。从货格链中选取n个货格组成子货格链,与托盘组链一一对应形成“托盘组-货格”映射,则式(B-2)可简化为

子货格链的选取方法:优先从已存储物资的非空货格中选取,若现有非空货格数小于n个,则从货格链中选取作业时间最短的货格予以补足。

以库房内现有托盘物资存储情况为限制条件,求解式(B-3)描述的最优化问题,可得到“托盘组-货格”映射的对应关系,即得到当前条件下的最优货位分配。

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