一种立体仓库货位分配方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种立体仓库货位分配方法及系统，涉及立体仓库货位分配技术领域，包括以下步骤：建立立体仓库中待分配货物的出入库效率函数及其约束条件；建立立体仓库中货架在存储货物后的重心偏移值函数及其约束条件；建立货架上所存储的同一类货物的货位中心贴合性函数及其约束条件；计算出入库效率、重心偏移值、货位中心贴合性的实际值，利用遗传算法求解出入库效率、重心偏移值、货位中心贴合性的最优值；分别根据各个实际值与最优值之间的距离，确定各个函数的评价函数，将各个评价函数加权得到适应度函数；利用遗传算法求解适应度函数，得到货物的分配存储位置。本发明专利技术中提出的立体仓库货位分配方法有效提高了货架稳定性、仓储作业效率。仓储作业效率。仓储作业效率。

【技术实现步骤摘要】
一种立体仓库货位分配方法及系统


[0001]本专利技术涉及立体仓库货位分配
，具体为一种立体仓库货位分配方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电子商务和信息化时代的到来，消费者群体对货品质量和物流水平的需求不断提高，市场竞争愈发激烈，这对物流企业有了更高的要求，仓储管理在物流管理中占据着核心地位，而其中货位分配环节更是起着关键作用。在传统的人工存储仓库中，货位分配混乱，作业效率低、成本高、具有一定风险性。虽然部分大型企业已经意识到这种问题，建立了自动化立体仓库，但是采用的是仍然是随机存储策略，不能较好地解决上述问题。因此，结合产品本身的特点和存储要求，确定高效的货位分配优化方法具有较大的现实意义。
[0003]国内外学者对货位分配优化问题进行了大量深入研究。唐文献等人针对船舶企业物料特点构建多目标优化模型，开发了细菌觅食求解算法求解，优化效果显著，具有重大的理论和实践意义。Pang等人通过分析客户订单中产品间的关联，建立优化目标是最小化存放和拣选订单操作的总路径，以此提高仓储作业效率。Yang等人通过考虑COI系数，来区分货物出入库频率差异，并用聚类算法来分配货物，实现了优化目标。Yang等人研究多穿梭机自动存储位置分配的问题，设计出一种求解整数规划模型的改进禁忌搜索算法，结果表明该改进算法得到的方案更具优势。
[0004]现有文献很少考虑到结合货物特点和存储要求去确立货位分配优化目标，对于较大较重产品(如家电产品)的货位分配研究更是缺乏。如果不结合货物特点进行货位分配，在仓储空间利用会出现不合理现象、会造成资源浪费、成本增加等局限。
[0005]综上，现有技术的缺点主要体现在两点：(1)重点强调货物出入库效率、减少能耗，未考虑随着货物的出入库，货架整体的重心发生偏移，给货架稳定性带来的冲击。(2)过分强调货位分配优化算法的改进，而忽视了货位分配优化本身是否能解决社会实际问题。

技术实现思路

[0006]针对家电产品体积大、重量大、易破损、更新快的特点和同产品批量存储的要求，从货架重心偏移的角度，本专利技术提出了一种立体仓库货位分配方法及系统，解决了较大较重货物货位分配不合理、货架不稳定等问题。
[0007]本专利技术提供了一种立体仓库货位分配方法，包括以下步骤：
[0008]根据待分配货物的存取频率，建立立体仓库中待分配货物的出入库效率函数及其约束条件；
[0009]建立立体仓库中的货架在存储货物后的重心偏移值函数及其约束条件；
[0010]根据待分配货物的类别，建立货架上所存储的同一类货物的货位中心贴合性函数及其约束条件；
[0011]将立体仓库中待存储的货物的各项数据输入到各个函数中，计算出入库效率、重
心偏移值、货位中心贴合性的实际值，并利用遗传算法求解，得到出入库效率、重心偏移值、货位中心贴合性的最优值；
[0012]分别计算出入库效率、重心偏移值、货位中心贴合性的实际值与其最优值之间的距离，确定各个函数的评价函数，将各个评价函数加权得到适应度函数；
[0013]将待分配货物的各项数据输入到适应度函数中，利用遗传算法求解，得到货物的分配存储位置。
[0014]进一步地，所建立的所述立体仓库中待分配货物的出入库效率函数及其约束条件为：
[0015][0016]其中，(x.y,z)为货物的存储货位；
[0017]x为立体仓库中第x排货架；
[0018]y为立体仓库中第y列货架；
[0019]z为立体仓库中第z层货架；
[0020]v1为堆垛机沿x方向、y方向运行的平均速度；
[0021]v2为堆垛机沿z方向运行的平均速度；
[0022]l为每个货位的可用长度、宽度；
[0023]h为每个货位的可用高度；
[0024]i为第i个货物,i＝1,2,3,...i
max
；i
max
为每个货架上所能承受货物的最大数量；
[0025]r
i
为第i个货物的存取频率；
[0026]d
o
为立体仓库中暂存区到货物原点的距离；
[0027]Δd为相邻过道中心线之间的距离；
[0028]Δd
x
为货物原点到待存放货架的距离；
[0029]当x为奇数时，Δd
x
＝x
·
Δd/2；当x为偶数时，Δd
x
＝(x
‑
1)
·
Δd/2。
[0030]进一步地，所述建立立体仓库中货架在存储货物后的重心偏移值函数及其约束条件，包括：
[0031]建立所述货架在z方向的现重心的数学表达式为：
[0032][0033]建立所述货架在y方向上的现重心的数学表达式为：
[0034][0035]建立所述货架在x方向上的现重心的数学表达式为：
[0036][0037]其中，m
i
为第i个货物的单位质量；
[0038]b为货架沿y方向的总列数；
[0039]依据所述货架的先重心与原空置货架重心之间的货架重心偏移值，建立货架在存储货物后的重心偏移值函数及其约束条件，如下：
[0040][0041]其中，每个所述货架上所存储的货物的重量之和小于或等于每个货架所能承受的最大重量。
[0042]进一步地，所建立的所述货架上所存储的货物的货位中心贴合性函数及其约束条件为：
[0043][0044]其中，(e
j
,g
j
,q
j
)为货架上同一类货物的中心货位坐标；
[0045]j为货物的类别，1≤j≤3。
[0046]进一步地，所述待分配货物的各项数据，包括：待分配货物的重量、存取频率、初始货位、货物类别、各类货物的货位中心，以及立体仓库的货架长、宽度和高度，以及堆垛机运送货物的行驶水平速度、竖直速度。
[0047]进一步地，所述将各个评价函数加权得到适应度函数，所得到适应度函数的表达式为：
[0048][0049]其中，分别为各个评价函数的权重，且
[0050]f1(x,y,z)
best
为待分配货物的出入库效率函数的最优值；
[0051]f2(x,y,z)
best
为货架在存储货物后的重心偏移值函数的最优值；
[0052]f3(x,y,z)
best
为货架上所存储的货物的货位中心贴合性函数的最优值；
[0053]x＝1,2,......,a，y＝1,2,......,b，z＝1,2,......,c；
[0054]a为货架沿x方向的总排数；c为货架沿z方向的总层数。
[0055]本专利技术还提供一种立体仓库货位分配系统，包括：
[0056]出入库效率模型构建模块，用于根据待分配货物的存取频率，建立立体仓库中待分配货物的出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立体仓库货位分配方法，其特征在于，包括以下步骤：根据待分配货物的存取频率，建立立体仓库中待分配货物的出入库效率函数及其约束条件；建立立体仓库中的货架在存储货物后的重心偏移值函数及其约束条件；根据待分配货物的类别，建立货架上所存储的同一类货物的货位中心贴合性函数及其约束条件；将立体仓库中待存储的货物的各项数据输入到各个函数中，计算出入库效率、重心偏移值、货位中心贴合性的实际值，并利用遗传算法求解，得到出入库效率、重心偏移值、货位中心贴合性的最优值；分别计算出入库效率、重心偏移值、货位中心贴合性的实际值与其最优值之间的距离，确定各个函数的评价函数，将各个评价函数加权得到适应度函数；将待分配货物的各项数据输入到适应度函数中，利用遗传算法求解，得到货物的分配存储位置。2.根据权利要求1所述的一种立体仓库货位分配方法，其特征在于：所建立的所述立体仓库中待分配货物的出入库效率函数及其约束条件为：其中，(x.y,z)为货物的存储货位；x为立体仓库中第x排货架；y为立体仓库中第y列货架；z为立体仓库中第z层货架；v1为堆垛机沿x方向、y方向运行的平均速度；v2为堆垛机沿z方向运行的平均速度；l为每个货位的可用长度、宽度；h为每个货位的可用高度；i为第i个货物,i＝1,2,3,...i
max
；i
max
为每个货架上所能承受货物的最大数量；r
i
为第i个货物的存取频率；d
o
为立体仓库中暂存区到货物原点的距离；Δd为相邻过道中心线之间的距离；Δd
x
为货物原点到待存放货架的距离；当x为奇数时，Δd
x
＝x
·
Δd/2；当x为偶数时，Δd
x
＝(x
‑
1)
·
Δd/2。3.根据权利要求2所述的一种立体仓库货位分配方法，其特征在于：所述建立立体仓库中货架在存储货物后的重心偏移值函数及其约束条件，包括：建立所述货架在z方向的现重心的数学表达式为：
建立所述货架在y方向上的现重心的数学表达式为：建立所述货架在x方向上的现重心的数学表达式为：其中，m
i
为第i个货物的单位质量；b为货架沿y方向的总列数；依据所述货架的先重心与原空置货架重心之间的货架重心偏移值，建立货架在存储货物后的重心偏移值函...

【专利技术属性】
技术研发人员：张水旺，窦雪，周传胜，吴燕格，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：