一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法及系统，方法包括：获取双电梯穿梭车仓储系统的参数，参数包括系统的参数信息、穿梭车信息、电梯信息和作业信息；根据参数信息，为双电梯穿梭车仓储系统构建取货作业优化模型；利用取货作业优化模型，根据作业信息，获取双电梯穿梭车仓储系统的作业调度策略。本发明专利技术提供的取货作业优化方法合理安排穿梭车和电梯完成取货作业，对作业顺序进行优化，考虑了电梯与穿梭车之间、电梯与电梯之间的交互影响，与现有技术相比，节约了完成时间，实现高吞吐能力；本发明专利技术提供的取货作业优化系统能够提高供应链的响应速度，提高双电梯穿梭车仓储系统的拣选作业效率。车仓储系统的拣选作业效率。车仓储系统的拣选作业效率。

【技术实现步骤摘要】
一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及仓储系统作业规划控制领域，尤其是涉及一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电子商务的快速发展，仓储企业需要高效响应客户多品类、小批量的需求。为满足客户需求，越来越多的仓储企业采用穿梭车仓储系统。该系统主要由穿梭车、电梯和用于存放货物的货架三部分组成。其中穿梭车负责水平运输货物，而电梯负责垂直运输货物。在这样的系统中，电梯运作通常是穿梭车仓储系统的瓶颈。近几年，仓储企业已经开发了双电梯穿梭车仓储系统。该新类型的穿梭车仓储系统能显著提高系统吞吐量，并被广泛应用于实际仓储企业。
[0003]而传统的双电梯取货作业调度存在以下问题：(1)传统的作业调度策略设计相对简单，没有对作业顺序进行优化研究；(2)传统的作业调度策略没有考虑电梯与穿梭车之间的交互影响，由于在仓储系统的实际取货过程中，穿梭车与电梯之间存在并行运动的关系，如何减少作业顺序缩短电梯等待穿梭车的时间对于提升系统效率是很有必要的；(3)传统的作业调度策略没有考虑电梯与电梯之间的交互影响。由于存在两个电梯，避免两个电梯之间的拥堵能够提升系统效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了克服传统的作业调度策略设计相对简单，没有对作业顺序进行优化研究、没有考虑电梯与穿梭车之间、电梯与电梯之间的交互影响的问题，提供一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法及系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法，包括以下步骤：S1：获取双电梯穿梭车仓储系统的参数，所述参数包括与取货作业调度相关的系统结构信息、穿梭车信息、电梯信息和作业信息；S2：根据所述参数，为所述双电梯穿梭车仓储系统构建取货作业优化模型；S3：利用所述取货作业优化模型，根据所述作业信息，获取所述穿梭车仓储系统的取货作业调度策略。本专利技术提供的双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法合理安排穿梭车和电梯完成取货作业，对作业顺序进行优化，考虑了电梯与穿梭车之间、电梯与电梯之间的交互影响，与现有技术相比，节约了完成时间，实现高吞吐能力。
[0007]作为本专利技术的优选方案，所述S1中所述系统结构信息包括货架层数数量信息、每层存储位置数量信息、相邻层的间距信息和存储位长度和宽度信息，所述穿梭车信息包括穿梭车速度信息和穿梭车拿起或释放一个货物的时间信息，所述电梯信息包括电梯速度信息和电梯初始停顿层位置信息，所述作业信息包括取货作业数量信息、取货作业坐标信息、穿梭车处理作业所需时间信息和电梯到达作业层所需时间信息。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述穿梭车处理作业i所需时间计算公式如下：
[0009][0010]电梯1到达作业i所在层所需时间计算公式如下：
[0011][0012]电梯2到达作业i所在层所需时间计算公式如下：
[0013][0014]其中，X
i
是作业i所在货位坐标，D
c
是货位单位长度，v
shuttle
是穿梭车速度，Z
i
是作业i所在层坐标，D
h
是单位层高，v
lift
是电梯运行速度。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述取货作业优化模型如下：
[0016][0017]其中，是电梯1在第k个循环中卸下作业到出口的时间，是电梯2在第k个循环中卸下作业到出口的时间。
[0018]作为本专利技术的优选方案，所述电梯1在第k个循环中卸下作业到出口的时间如下：
[0019][0020]所述电梯2在第k个循环中卸下作业到出口的时间如下：
[0021][0022]其中，u
i
是作业i被释放到电梯上的时间，u
j
是作业j被释放到电梯上的时间，d
i
是电梯1从出口到作业i所在层的所需时间，是电梯2从
‑
1层到作业i所在层的所需时间。
[0023]作为本专利技术的优选方案，所述取货作业优化模型的约束条件如下：
[0024][0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032]其中，x
ik
是二元决策变量，当电梯1在第k个循环完成作业i时等于1，否则等于0；y
ijk
是二元决策变量，当电梯2在第k个循环先完成作业i紧接着完成作业j时等于1，否则等于0；y
jlk
是二元决策变量，当电梯2在第k个循环先完成作业j紧接着完成作业l时等于1，否则等于0；R是作业集合，K是循环的集合，u
i
是作业i被释放到电梯上的时间，u
j
是作业j被释放到电梯上的时间，d
i
是电梯1从出口到作业i所在层的所需时间，是电梯2从
‑
1层到作业i所在层的所需时间，p
i
是穿梭车处理作业i所需时间，M是一个非常大的数。
[0033]作为本专利技术的优选方案，还包括利用动态规划模型优化所述双电梯的取货作业顺序，所述动态规划模型如下：
[0034][0035][0036][0037][0038]其中，F(s,e)表示在前s阶段完成了e个作业的最短完成时间，F(s
‑
1,e
′
)表示在前s
‑
1阶段完成了e
′
个作业的最短完成时间，c(s,e
′
,e)表示在第s阶段完成作业e
‑
e
′
+1到作业e所需要的时间；表示电梯1在第s阶段的行程时间，c(s,e
′
,e)表示电梯2在第s阶段的行程时间，d
e
是电梯1从出口到作业e所在层的所需时间，u
e
表示作业e被释放到电梯上的时间。是电梯2从
‑
1层到作业e
‑
1所在层的所需时间，u
e
‑1表示作业e
‑
1被释放到电梯上的时间。
[0039]作为本专利技术的优选方案，还包括利用相对作业完成时间作为衡量指标，所述相对作业完成时间计算方式如下：
[0040][0041]其中，M(P)表示经验式决策得到的作业总完成时间，M(C)是根据取货作业优化模型求解得到的作业总完成时间
[0042]一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化系统，包括：第一获取模块，用于所述双电梯穿梭车仓储系统的参数，其中，所述参数包括与取货作业调度相关的系统结构信息、穿梭车信息、电梯信息和作业信息；构建模块，用于根据所述参数，为所述双电梯穿梭车仓储系统构建取货作业优化模型；第二获取模块，用于利用所述双电梯穿梭车仓储系统构建取货作业优化模型，根据所述作业信息，获取所述双电梯穿梭车仓储系统的取货作业调度策略。本专利技术提供的一种双电梯穿梭车仓储系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法，其特征是，包括以下步骤：S1：获取双电梯穿梭车仓储系统的参数，所述参数包括与取货作业调度相关的系统结构信息、穿梭车信息、电梯信息和作业信息；S2：根据所述参数，为所述双电梯穿梭车仓储系统构建取货作业优化模型；S3：利用所述取货作业优化模型，根据所述作业信息，获取所述穿梭车仓储系统的取货作业调度策略。2.根据权利要求1所述的一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法，其特征是，S1中所述系统结构信息包括货架层数数量信息、每层存储位置数量信息、相邻层的间距信息和存储位长度和宽度信息，所述穿梭车信息包括穿梭车速度信息和穿梭车拿起或释放一个货物的时间信息，所述电梯信息包括电梯速度信息和电梯初始停顿层位置信息，所述作业信息包括取货作业数量信息、取货作业坐标信息、穿梭车处理作业所需时间信息和电梯到达作业层所需时间信息。3.根据权利要求2所述的一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法，其特征是，所述穿梭车处理作业i所需时间计算公式如下：电梯1到达作业i所在层所需时间计算公式如下：电梯2到达作业i所在层所需时间计算公式如下：其中，X
i
是作业i所在货位坐标，D
c
是货位单位长度，v
shuttle
是穿梭车速度，Z
i
是作业i所在层坐标，D
h
是单位层高，v
lift
是电梯运行速度。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法，其特征是，所述取货作业优化模型如下：其中，是电梯1在第k个循环中卸下作业到出口的时间，是电梯2在第k个循环中卸下作业到出口的时间。5.根据权利要求4所述的一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法，其特征是，所述电梯1在第k个循环中卸下作业到出口的时间如下：所述电梯2在第k个循环中卸下作业到出口的时间如下：
其中，u
i
是作业i被释放到电梯上的时间，u
j
是作业j被释放到电梯上的时间，d
i
是电梯1从出口到作业i所在层的所需时间，是电梯2从
‑
1层到作业i所在层的所需时间。6.根据权利要求4所述的一种双电梯穿梭车仓储系统的取货作业优化方法，其特征是，所述取货作业优化模型的约束条件如下：所述取货作业优化模型的约束条件如下：所述取货作业优化模型的约束条件如下：所述取货作业优化模型的约束条件如下：所述取货作业优化模型的约束条件如下：所述取货作业优化模型的约束条件如下：所述取货作业优化模型的约束条件如下：所述取货作业优化模型的约束条件如下：其中，x
ik
是二元决策变量，当电梯1在第k个循环完成作业i时等于1，否则等于0；y
ijk

【专利技术属性】
技术研发人员：陈然，阳晶晶，郭晓龙，余玉刚，
申请(专利权)人：中国科学技术大学国际金融研究院，
类型：发明
国别省市：