立體倉(cāng)庫(kù)貨位自動(dòng)分配策略優(yōu)化設(shè)計(jì)

劉玲

摘 要：對(duì)于港口行業(yè)首座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，秦皇島立體倉(cāng)庫(kù)主要用于存儲(chǔ)東港區(qū)大型設(shè)備備件。由于港口設(shè)備備件具有重量大、數(shù)量多、領(lǐng)用及時(shí)等特點(diǎn)，在貨位分配策略中重點(diǎn)考慮了貨物重量集中對(duì)高層貨架承重影響以及分散存放滿足港口備件出庫(kù)及時(shí)性等因素，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù) 貨位分配 重量?jī)?yōu)先 分散存放

中圖分類號(hào)：U653 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（b）-0025-01

我港自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是一種多層次存放貨物的高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，設(shè)有16排、50列、9層共7200個(gè)貨位，它把計(jì)算機(jī)與信息管理和設(shè)備控制集成起來(lái)，按照作業(yè)指令自動(dòng)完成貨物的存取，并對(duì)庫(kù)存的貨物進(jìn)行全面管理，主要由高層貨架、入出庫(kù)輸送系統(tǒng)、堆垛機(jī)控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、條形碼系統(tǒng)等組成。

1 需求提出

立體倉(cāng)庫(kù)共有7200個(gè)貨位，每個(gè)貨位承重1.5 t，若入庫(kù)時(shí)由庫(kù)管員自主選擇空貨位入庫(kù)，長(zhǎng)期下來(lái)會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題：（1）貨架上有的區(qū)域貨物相對(duì)集中，有的區(qū)域比較空閑。（2）如果遇到貨物集中的巷道的堆垛機(jī)檢修，將會(huì)影響貨物的正常入出庫(kù)。為解決這一問(wèn)題，提出在庫(kù)存管理系統(tǒng)和手持終端系統(tǒng)中嵌入貨位分配策略模塊，系統(tǒng)自動(dòng)分配貨位取代人為主觀決定貨物存儲(chǔ)位置，以保證整個(gè)貨架的貨位分布處在較為合理的狀態(tài)，達(dá)到穩(wěn)固貨架整體性能、提高揀貨效率和降低倉(cāng)庫(kù)使用成本的目的。

2 貨位分配的策略選擇

貨物在倉(cāng)庫(kù)中的存儲(chǔ)位置是由貨位分配的策略來(lái)確定的。貨位分配考慮的策略很多，如：（1）分巷道存放策略。當(dāng)倉(cāng)庫(kù)有多個(gè)巷道時(shí)，同種貨物分散在不同的巷道進(jìn)行存放，以防止因某巷道堵塞影響貨物出庫(kù)。（2）貨架承載均勻策略。貨物分散存放貨架的不同位置，較重的物品存放在下面的貨位，較輕的物品存放在高處的貨位，使貨架承載穩(wěn)定。避免因集中存放而造成貨架受力不均勻，致使貨架受損。（3）就近入出庫(kù)策略。為保證快速響應(yīng)出庫(kù)請(qǐng)求，倉(cāng)庫(kù)一般將貨物就近放置在出庫(kù)臺(tái)附近。

結(jié)合我港實(shí)際情況，單一的貨位分配策略無(wú)法滿足我們的需求。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)貨架較高，且存儲(chǔ)的備件重量較大，若貨架整體重量分布不合理，長(zhǎng)期下來(lái)會(huì)造成貨架重量失衡出現(xiàn)貨架變形影響正常出庫(kù)。此外，立體倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)著東港區(qū)大型設(shè)備的全部備件，如果貨位分配不合理，同種備件集中在一個(gè)區(qū)域內(nèi)放置，若出現(xiàn)立體倉(cāng)庫(kù)的取料設(shè)備—堆垛機(jī)發(fā)生故障，將會(huì)直接影響備件出庫(kù)，耽誤設(shè)備維修和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，因此選擇以重量均勻分布為主，兼顧分散存放和就近原則的貨位分布策略。

3 貨位分配的設(shè)計(jì)思想

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)由8個(gè)巷道16排貨架9層7200個(gè)貨位組成，有4個(gè)堆垛機(jī)擔(dān)負(fù)入出庫(kù)任務(wù)，每個(gè)堆垛機(jī)負(fù)責(zé)2個(gè)巷道4排貨架。貨位地址由巷道-排-列-層唯一確定。因此系統(tǒng)自動(dòng)確定分配一個(gè)貨位要按照三個(gè)步驟來(lái)完成。

第一步，選擇堆垛機(jī)，遵循分散存放原則，即“分巷道存放策略”。在入庫(kù)的流程中，分配貨位時(shí)，首先按堆垛機(jī)號(hào)的順序依次檢索，在其可控制的貨架范圍內(nèi)（每1個(gè)堆垛機(jī)控制4排貨架）是否存在相同屬性的貨物，如果4個(gè)堆垛機(jī)控制范圍內(nèi)均無(wú)此同屬性的貨物，則可以確定為順序號(hào)為最小號(hào)的堆垛機(jī)為目標(biāo)堆垛機(jī)。否則，如果在某1堆垛機(jī)控制的貨架范圍內(nèi)存在同屬性貨物，則除去此堆垛機(jī)號(hào)，在其余3個(gè)堆垛機(jī)中，分別計(jì)算所控制貨架當(dāng)前承載重量，選擇貨架總重量最小的堆垛機(jī)號(hào)作為目標(biāo)堆垛機(jī)。

第二步，確定巷道、排。為了使1個(gè)堆垛機(jī)范圍內(nèi)的重量分配均勻，在1個(gè)堆垛機(jī)控制的4排貨架范圍內(nèi)選擇重量最輕的排為目標(biāo)排，如果4排重量相同，選擇最小排號(hào)為目標(biāo)排。以1號(hào)堆垛機(jī)為例，負(fù)責(zé)1號(hào)和2號(hào)2個(gè)巷道，共4排貨架，其中1號(hào)巷道對(duì)應(yīng)1、2排貨架，2號(hào)巷道對(duì)應(yīng)3、4排貨架，確定了排即確定了巷道號(hào)。

第三步，確定列、層。在目標(biāo)排的基礎(chǔ)上，為了更好的讓每排貨架受力均勻，在選擇列之前把列劃分成若干個(gè)區(qū)域（如立體倉(cāng)庫(kù)共50列，可每5列劃分為一個(gè)區(qū)域，10個(gè)區(qū)域），選擇重量最輕區(qū)域，如果最輕的目標(biāo)區(qū)域不唯一，則選擇距離庫(kù)前區(qū)最近的區(qū)域。區(qū)域的劃分有助于整體重量的均勻分布，優(yōu)于僅從最輕列來(lái)確定目標(biāo)列。在目標(biāo)區(qū)域的基礎(chǔ)上，計(jì)算每列的重量，選擇重量最輕的列作為目標(biāo)列，如果最輕目標(biāo)列為多個(gè)，則選擇距庫(kù)前區(qū)最近的列，即區(qū)域中最小編號(hào)列。在目標(biāo)列的基礎(chǔ)上，為使貨架受力情況良好，保證貨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使得重心在下層，選擇最底層為目的層，由此得到最終的目標(biāo)貨位地址（貨位地址由排-列-層唯一確定）。

4 實(shí)施效果

通過(guò)在軟件中嵌入貨位分配策略，使得貨位分配科學(xué)合理，有效地保障了立體倉(cāng)庫(kù)高層貨架的使用性能和穩(wěn)固性能，確保了立體倉(cāng)庫(kù)有限的空間最大的使用，同時(shí)很好的保障了備件及時(shí)出庫(kù)，為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)生產(chǎn)保駕護(hù)航，備件管理更加規(guī)范、準(zhǔn)確。作為港口行業(yè)第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，必將發(fā)揮其積極作用，為提升我港的備件管理水平，提升港口競(jìng)爭(zhēng)力做出自己的貢獻(xiàn)。

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