防汛抗旱物資智能倉(cāng)儲(chǔ)貨位分配多目標(biāo)優(yōu)化

王偉 鄭虢 韋建斌 黃莉 韓毅 華慶莉

摘?要：智能倉(cāng)儲(chǔ)是智能物流的重要組成部分，是現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)物流的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)防汛抗旱物資及其智能倉(cāng)儲(chǔ)特性，綜合考慮出庫(kù)效率、貨架穩(wěn)定性等多目標(biāo)，建立防汛抗旱物資貨位分配模型，運(yùn)用權(quán)重法將多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化成單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，并以江蘇省水利防汛物資儲(chǔ)備中心鎮(zhèn)江分中心倉(cāng)庫(kù)省級(jí)防汛抗旱物資智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)設(shè)施設(shè)備規(guī)劃與貨位分配為例進(jìn)行實(shí)證分析，基于遺傳算法和Matlab 軟件對(duì)該倉(cāng)庫(kù)省級(jí)防汛物資進(jìn)行貨位分配優(yōu)化，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：智能倉(cāng)儲(chǔ);貨位分配;模型;權(quán)重法;策略優(yōu)化

中圖分類號(hào)：O159;TV122.9?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.02.006

Abstract：Intelligent storage is an important part of intelligent logistics， and it is the development trend of modern warehousing and logistics. Based on the characteristics of flood and drought prevention materials and their intelligent storage characteristics， a decision model of intelligent storage location allocation with the multi objectives of shelf stability and storage efficiency was set up， the multi-objective optimization problem was transformed into a single objective optimization problem by using the weight method. A case study was made on the facilities planning and location allocation in the intelligent storage area of the provincial flood and drought prevention materials at Zhenjiang Sub Center Warehouse of Jiangsu Water Conservancy and Flood Control Material Reserve Center， then the intelligent storage location allocation of the provincial flood and drought prevention materials was optimized based on the MATLAB software and the good results had been achieved.

Key words： intelligent warehousing; location allocation; model; weighting method; strategy optimization

智能倉(cāng)儲(chǔ)作為智能物流的重要組成部分，成為現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)物流的發(fā)展趨勢(shì)。智能倉(cāng)儲(chǔ)的效率主要受貨位分配的影響，通過(guò)優(yōu)化貨位分配，可提升存儲(chǔ)空間利用率，縮短出/入庫(kù)的作業(yè)時(shí)間和距離，加快貨物周轉(zhuǎn)，且可保持貨架的穩(wěn)定性，提升智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的工作效率。

存儲(chǔ)效率高低的關(guān)鍵在于貨位分配的策略優(yōu)化，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)貨位分配進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。Roodbergen等[1]疏理歸納出常用的貨位分配策略;商用領(lǐng)域智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的貨位分配方法主要有以下幾種：貨位固定分配[2]、貨位隨機(jī)分配、貨位分類分配[3]、貨位分類隨機(jī)分配[4]、貨位共享分配等。算法方面，現(xiàn)有文獻(xiàn)[5-6]大多采用遺傳算法、模擬退火等智能優(yōu)化算法，極大地縮短了計(jì)算時(shí)間。由此可知，國(guó)內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用系統(tǒng)工程的思想，構(gòu)建智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證[7];對(duì)智能倉(cāng)儲(chǔ)分析與決策較多使用運(yùn)籌優(yōu)化方法[8]。商用智能倉(cāng)儲(chǔ)貨位分配的發(fā)展為應(yīng)急物流智能倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。

由于應(yīng)急物資調(diào)用頻率小，國(guó)內(nèi)外應(yīng)急物資較少采用智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，因此應(yīng)急物流智能倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域的貨位分配研究也較為欠缺[9-10]。部分區(qū)域電力部門的應(yīng)急物資儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建電力應(yīng)急物資儲(chǔ)備智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)[11]，大幅度提升了倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化水平和物資出/入庫(kù)效率，減少了物資人為損壞和丟失，提升了搶險(xiǎn)保障能力。

相比而言，應(yīng)急物流領(lǐng)域智能倉(cāng)儲(chǔ)方面的研究較少，而特定災(zāi)情應(yīng)急物資智能倉(cāng)儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)的研究還未見公開發(fā)表，特別是目前防汛抗旱物資倉(cāng)儲(chǔ)還未采用智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，這方面的研究也相對(duì)較少，但是對(duì)商用物流行業(yè)的智能倉(cāng)儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)，尤其對(duì)智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)策略的研究已經(jīng)相對(duì)成熟。防汛抗旱應(yīng)急物資倉(cāng)儲(chǔ)管理中呈現(xiàn)出物資種類少、數(shù)量多，少批次、多批量，搶險(xiǎn)出庫(kù)時(shí)效性和響應(yīng)時(shí)間強(qiáng)約束等特點(diǎn)，以往針對(duì)商業(yè)物流的智能倉(cāng)儲(chǔ)研究成果在解決防汛抗旱物資儲(chǔ)備時(shí)針對(duì)性不足，防汛抗旱應(yīng)急物資智能倉(cāng)儲(chǔ)方面的技術(shù)研究與實(shí)踐亟待展開。

本文根據(jù)防汛抗旱物資及其智能倉(cāng)儲(chǔ)特性，圍繞出庫(kù)效率和貨架穩(wěn)定性多目標(biāo)，建立防汛抗旱物資貨位分配模型，運(yùn)用權(quán)重法將多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題變成單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，最后采用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)所有算法的求解。

1?防汛抗旱物資智能倉(cāng)儲(chǔ)存儲(chǔ)策略分析

1.1?存儲(chǔ)策略

常用的存儲(chǔ)策略及其特性、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)對(duì)比見表1。

1.2?貨位分配原則

防汛抗旱物資存儲(chǔ)策略必須與貨位分配原則有機(jī)結(jié)合起來(lái)才能決定物資存儲(chǔ)作業(yè)模式。為了科學(xué)合理地進(jìn)行防汛抗旱物資的存儲(chǔ)作業(yè)，在進(jìn)行防汛抗旱物資貨位分配時(shí)需要遵循以下原則。

（1）調(diào)用頻率高的物資放在出口近處，調(diào)用頻率低的物資放在出口遠(yuǎn)處。防汛抗旱物資入庫(kù)的時(shí)效性要求不高，但出庫(kù)時(shí)效性要求極高，因此主要考慮出庫(kù)效率，對(duì)入庫(kù)效率不予考慮。

（2）質(zhì)量大的物資放在下層，質(zhì)量小的放在上層。

（3）大型物資放在下層，小型物資放在上層。

（4）分巷道存放。防止因某巷道堵塞，影響出庫(kù)效率。

（5）加快周轉(zhuǎn)，就近入/出庫(kù)。

（6）物資相關(guān)性，同類物資就近存放。相關(guān)性大的物資在搶險(xiǎn)時(shí)往往被同時(shí)調(diào)用，應(yīng)盡可能存放在相鄰位置。

1.3?防汛抗旱物資智能倉(cāng)儲(chǔ)存儲(chǔ)策略

綜合以上存儲(chǔ)策略以及貨位分配原則，考慮防汛抗旱物資的特點(diǎn)，建議采用分類定位存儲(chǔ)策略。鑒于防汛抗旱物資具有種類少、數(shù)量多、存取頻率低、出庫(kù)時(shí)效性和響應(yīng)時(shí)間強(qiáng)約束等特點(diǎn)，目前防汛抗旱物資多采用分類存儲(chǔ)策略，先對(duì)物資進(jìn)行分類，再結(jié)合物資之間的相關(guān)性、使用頻率等特點(diǎn)，進(jìn)行定位儲(chǔ)存。防汛抗旱物資的分類存儲(chǔ)策略對(duì)提升防汛抗旱物資出庫(kù)效率和保障能力至關(guān)重要。

2?防汛抗旱物資智能倉(cāng)儲(chǔ)貨位分配模型

2.1?多目標(biāo)優(yōu)化模型構(gòu)建

防汛抗旱物資包括機(jī)油、救生衣、帳篷、操舟機(jī)、手提強(qiáng)光巡查燈等;物資規(guī)格涉及物資的長(zhǎng)、寬、高和質(zhì)量，為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，將一定數(shù)量的單類物資根據(jù)其尺寸組合為該物資標(biāo)準(zhǔn)托盤組，各類物資標(biāo)準(zhǔn)托盤組的長(zhǎng)、寬、高及質(zhì)量均滿足貨架限制條件。

本文以單排貨架為研究對(duì)象，在優(yōu)化模塊中建立多層貨架坐標(biāo)系（見圖1），以作業(yè)車在出/入庫(kù)臺(tái)的起始位置為原點(diǎn)O（0，0），X軸為貨架長(zhǎng)軸方向，Y軸為貨架垂直方向，貨架每列和每層分別為X軸和Y軸方向上的1個(gè)單位長(zhǎng)度，確定貨位位置為P（i，j）。

在對(duì)物資進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上，將不同類型物資進(jìn)行分庫(kù)區(qū)存放，并在不同庫(kù)區(qū)進(jìn)行貨位分配，基于貨位分配的原則，構(gòu)建以下模型。

（1）根據(jù)上輕下重的原則，倉(cāng)庫(kù)貨架共有n層m列，設(shè)地面層為第一層，離出口最近的列為第一列，貨位分配優(yōu)化目標(biāo)是每個(gè)托盤上物資的質(zhì)量與其所在層的乘積之和S最小，得到出庫(kù)時(shí)間最短優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為

（2）根據(jù)就近出庫(kù)、加快周轉(zhuǎn)的原則，使各個(gè)貨位上物資搬運(yùn)時(shí)間之和T最小，也就是使所有物資的調(diào)用頻率和揀選此物資時(shí)叉車運(yùn)行時(shí)間乘積之和最小，由此得到貨架穩(wěn)定性優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為

2.2?貨位分配模型的簡(jiǎn)化

貨位分配是一類組合多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的求解往往可以分為兩種：一是利用權(quán)重法、最大最小法、約束法和目標(biāo)規(guī)劃等方法對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行量化處理，獲得唯一可行解;二是基于人工智能的多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，如多目標(biāo)遺傳算法、蟻群算法、模擬退火算法等。

基于防汛抗旱物資倉(cāng)庫(kù)的特點(diǎn)，運(yùn)用權(quán)重法將多目標(biāo)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問(wèn)題，考慮到兩個(gè)目標(biāo)具有相同的重要性，將兩個(gè)目標(biāo)均賦給權(quán)重0.5，則目標(biāo)函數(shù)變?yōu)?/p>

2.3?參數(shù)的確定

2.3.1?設(shè)施設(shè)備情況及其參數(shù)

根據(jù)貨架離出口的距離和搬運(yùn)高度的劃分，最佳儲(chǔ)位指位于智能倉(cāng)儲(chǔ)靠近地面20%的區(qū)域和靠近出口20%的區(qū)域。這些區(qū)域具有易存儲(chǔ)、路徑短、機(jī)械運(yùn)行損耗小的特點(diǎn)。智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)主要由物資存儲(chǔ)搬運(yùn)系統(tǒng)和倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)組成。物資存儲(chǔ)搬運(yùn)系統(tǒng)包括貨架、出/入庫(kù)臺(tái)和倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)裝備。

（1）貨架。采用多層貨架，密集架形式排列，各貨架具有作業(yè)獨(dú)立性，為便于研究，本文以單排貨架為研究對(duì)象，貨架高度為H′，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，分為m列n層，貨位數(shù)為n×m個(gè)，各貨位規(guī)格相同，貨位高度為h′，長(zhǎng)度為l，則H′=n×h′，L=m×l。

（2）出/入庫(kù)臺(tái)。物資存取系統(tǒng)是由穿梭車系統(tǒng)和叉車組成的，貨架外有一個(gè)出/入庫(kù)臺(tái)。車輛往往直接駛?cè)敕姥纯购祩}(cāng)庫(kù)進(jìn)行裝卸作業(yè)，這里只考慮物資從出/入庫(kù)臺(tái)到具體貨架的過(guò)程。

（3）倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)裝備。單次存取只使用一臺(tái)穿梭車，負(fù)責(zé)一排貨架的作業(yè)任務(wù)。開始時(shí)，穿梭車位于出/入庫(kù)臺(tái)固定起始位置，從起始位置計(jì)時(shí)開始，到完成一次存（?。┴浳镒鳂I(yè)回到起始位置結(jié)束計(jì)時(shí)，這一作業(yè)流程的時(shí)間定為一個(gè)作業(yè)時(shí)間。作業(yè)車類型包括穿梭車和叉車，穿梭車負(fù)責(zé)水平方向上的作業(yè)，叉車負(fù)責(zé)垂直方向上的作業(yè)及叉取作業(yè)。作業(yè)車速度包括穿梭車空載最大速度vx1、穿梭車負(fù)載最大速度vx2、穿梭車水平加速度ax、叉車垂直速度vy、叉車叉取速度vf，可參照叉車基本作業(yè)參數(shù)取值或者取經(jīng)驗(yàn)值。

穿梭車的運(yùn)行分為穿梭車自身在貨架水平方向的運(yùn)動(dòng)和借助叉車所進(jìn)行的貨架垂直方向運(yùn)動(dòng)，負(fù)載和空載速度不同，穿梭車啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中存在線性的加、減速階段，加、減速度相等，當(dāng)加速度上升到最大時(shí)，以最大速度保持勻速運(yùn)動(dòng)。倉(cāng)庫(kù)貨架參數(shù)見表2。

2.3.2?貨位作業(yè)時(shí)間的確定

建立多層貨架坐標(biāo)系，X軸為貨架長(zhǎng)度，Y軸為貨架高度，貨物存儲(chǔ)在貨位內(nèi)。對(duì)于固定的貨架，穿梭車和叉車的搬運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行至各個(gè)貨位的時(shí)間可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，從而建立時(shí)間最小模型，可以得出每個(gè)貨位存取貨物所用的時(shí)間。

以二維坐標(biāo)標(biāo)記貨位位置，x為列坐標(biāo)，y為層坐標(biāo)，以穿梭車在出/入庫(kù)臺(tái)的起始位置為原點(diǎn)O（0，0），穿梭車從O點(diǎn)向貨位P（i，j）運(yùn)動(dòng)并返回，完成一次作業(yè)路徑。

將水平運(yùn)行時(shí)間分為tx1和tx2，tx1為空載前往貨位時(shí)間，tx2負(fù)載返回時(shí)間;垂直運(yùn)行時(shí)間為ty。時(shí)間最小模型假設(shè)穿梭車的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度vy1保持最大速度勻速運(yùn)動(dòng)，穿梭車在到達(dá)目標(biāo)貨位前的運(yùn)動(dòng)為勻減速運(yùn)動(dòng)。這里要考慮到穿梭車運(yùn)行路程較短時(shí)達(dá)不到最大速度的狀態(tài)和運(yùn)行路程足夠其達(dá)到最大運(yùn)行速度的狀態(tài)。

水平方向上，當(dāng)運(yùn)行距離過(guò)短時(shí)，穿梭車達(dá)不到最大速度vx1就需以原速度進(jìn)行勻減速運(yùn)動(dòng);當(dāng)運(yùn)行距離足夠長(zhǎng)時(shí)，穿梭車進(jìn)行加速，達(dá)到最大速度vx1后勻速運(yùn)行，然后再勻減速運(yùn)動(dòng)。返回時(shí)，穿梭車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同上，但負(fù)載貨物達(dá)不到空載最大速度vx1，只能達(dá)到負(fù)載最大速度vx2。

垂直方向上，叉車從出/入庫(kù)臺(tái)上抬升穿梭車時(shí)以vy作勻速運(yùn)動(dòng)。依據(jù)表2中的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)可計(jì)算出作業(yè)時(shí)間，即

在穿梭車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)目標(biāo)貨位位置，先在垂直方向提升到相應(yīng)貨層，再在水平方向進(jìn)行作業(yè)，穿梭車的單次作業(yè)總時(shí)間為

以3層、10列為例，得到穿梭車到達(dá)每個(gè)貨位的作業(yè)時(shí)間見表3。

3?實(shí)證分析

以江蘇省水利防汛物資儲(chǔ)備中心鎮(zhèn)江分中心倉(cāng)庫(kù)省級(jí)防汛抗旱物資智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)貨位分配為例進(jìn)行實(shí)證分析。

3.1?儲(chǔ)備物資篩選

在儲(chǔ)存物資的選擇上，根據(jù)近年來(lái)江蘇省防汛抗旱物資儲(chǔ)備中心的物資調(diào)用種類和數(shù)量等情況，結(jié)合倉(cāng)庫(kù)大小與貨架安排，選出了機(jī)油、救生衣、帳篷、操舟機(jī)、手提強(qiáng)光巡查燈等5種物資。它們的使用頻率較高，形狀較規(guī)則，適合放置在多層貨架上，具體的儲(chǔ)備量見表4。

3.2?智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)位置、規(guī)模、尺寸確定

根據(jù)江蘇省水利防汛物資儲(chǔ)備中心鎮(zhèn)江分中心拆建工程總平面布置圖可知，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部存儲(chǔ)庫(kù)的最小長(zhǎng)、寬分別為30、18 m，故智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)30 m，寬不應(yīng)超過(guò)18 m。由于目前倉(cāng)庫(kù)的具體位置還未確定，因此將智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的尺寸設(shè)為30 m×18 m，面積為540 m2，這樣可以適用于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部任意區(qū)域。

3.3?智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)設(shè)施規(guī)劃和設(shè)備選型

3.3.1?貨架選擇

防汛抗旱物資具有存儲(chǔ)的種類少、批量大、物資笨重、不宜人工搬運(yùn)、出庫(kù)頻率低、出庫(kù)時(shí)效性要求高等特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)，可以選擇的貨架有托盤式貨架、貫通式貨架、穿梭式貨架、懸臂式貨架等幾種類型。

該案例中智能貨架的貨位規(guī)格初步確定為1.5 m×1.1 m×1.5 m。表5列出了幾種貨架的優(yōu)缺點(diǎn)。

托盤式貨架和貫通式貨架均需要配備叉車，穿梭式貨架需配備穿梭車和叉車。倉(cāng)庫(kù)空間利用率排序?yàn)橹悄艽嫒×Ⅲw庫(kù)貨架>穿梭式貨架>貫通式貨架>托盤式貨架，總估價(jià)排序?yàn)橹悄艽嫒×Ⅲw庫(kù)貨架>穿梭式貨架>貫通式貨架>托盤式貨架。穿梭車單價(jià)為10萬(wàn)元，500 m2的倉(cāng)庫(kù)可配備2～3臺(tái)。貨架為定做，規(guī)格為1.5 m×1.1 m×1.5 m，不同類型的貨架每貨位價(jià)格不等，其中托盤式貨架價(jià)格最低。叉車需要3～4輛，考慮到防汛倉(cāng)庫(kù)的低使用率，可租賃叉車，既可節(jié)省成本，又避免了資產(chǎn)閑置，租賃價(jià)格每臺(tái)每年約為0.5萬(wàn)元。若要購(gòu)買叉車，電動(dòng)叉車經(jīng)濟(jì)環(huán)保，并且較柴油叉車要窄，滿足巷道作業(yè)要求，可選擇電動(dòng)叉車，每臺(tái)價(jià)格為6～8萬(wàn)元。

3.3.2?托盤選擇

托盤常見規(guī)格在不同國(guó)家有不同標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)最常見的托盤規(guī)格是1 200 mm×1 000 mm，這也是歐式托盤的常見規(guī)格之一。木質(zhì)類平托盤造價(jià)較低且耐用，較適用于防汛抗旱物資的需求，價(jià)格約為35～60元。

在存放物資時(shí)，還需考慮托盤承載物資的合理性，包括達(dá)到托盤80%的表面積利用率、承載物資的重心高度不應(yīng)超過(guò)托盤寬度的2/3。一般而言，物資在托盤上的高度不能超過(guò)1 200 mm。各類物資的數(shù)量及堆垛安排見表6。這些物資是放置在穿梭式貨架上的，發(fā)電機(jī)和拖車式水泵是平放在地面上的，如未來(lái)有更多物資，可以在上層增加穿梭式貨架。物資堆垛示意見圖2。

3.4?智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)貨位分配

根據(jù)現(xiàn)有智能倉(cāng)庫(kù)的面積和物資存儲(chǔ)的要求，對(duì)倉(cāng)庫(kù)的內(nèi)部布局進(jìn)行設(shè)置，見圖3。

A、B區(qū)均為智能貨架區(qū);C區(qū)為特殊物資區(qū)域，用普通貨架和懸臂式貨架，如帳篷撐桿和數(shù)量極少的物資;D區(qū)為待放區(qū)域，可以作為補(bǔ)充或者添加物資區(qū)域，如發(fā)電機(jī)、拖車時(shí)水泵等物資。A區(qū)平面面積約為11 m×18 m=198 m2，B區(qū)平面面積約為12.1 m×7.5 m=90.75 m2，C區(qū)平面面積約為10 m×1.2 m=12 m2，D區(qū)平面面積約為12 m×6.5 m=78 m2;空白區(qū)為巷道，中間巷道寬為6 m，其余巷道寬為3 m左右。上方為入庫(kù)口，下方為出庫(kù)口，出入口兩側(cè)可以設(shè)置臨時(shí)分揀區(qū)。若一次性出庫(kù)量較大，可以將上方的入庫(kù)口作為臨時(shí)出庫(kù)口使用，提升防汛抗旱物資的調(diào)用效率。此外，若倉(cāng)庫(kù)受現(xiàn)實(shí)條件限制，出入口也可合二為一。

基于貨位分配模型以及防汛倉(cāng)庫(kù)的物資調(diào)用記錄等信息，可將操舟機(jī)、救生衣、帳篷、機(jī)油和巡查燈分為一類，發(fā)電機(jī)、拖曳式水泵等分為一類。將適合存放在智能倉(cāng)庫(kù)的物資大致分為3個(gè)類別：Ⅰ為操舟機(jī)、救生衣、帳篷;Ⅱ?yàn)闄C(jī)油、巡查燈和帳蓬撐桿;Ⅲ為發(fā)電機(jī)、拖曳式水泵及其他未來(lái)需要放進(jìn)智能倉(cāng)庫(kù)的物資。Ⅰ類物資使用頻率最高且量極大;Ⅱ類物資使用頻率較高，量極少;Ⅲ類物質(zhì)使用頻率較低，物資量較少且體積、質(zhì)量都較大，不易移動(dòng)。

按照類別來(lái)進(jìn)行貨位區(qū)安排，結(jié)合物資數(shù)量與貨架的貨位數(shù)，Ⅰ類物資的貨位區(qū)安排在A區(qū)和B區(qū)，其中：救生衣放在A區(qū)，操舟機(jī)和帳篷放在B區(qū)。Ⅱ類物資機(jī)油、帳篷撐桿和手提式巡查燈，考慮帳篷與撐桿的相關(guān)性，安排在C區(qū)。Ⅲ類物資中發(fā)電機(jī)與拖曳式水泵單獨(dú)平層依次排列放在D區(qū)。

貨物按照貨位分配原則分區(qū)定位存放，能在調(diào)取物資時(shí)快速精準(zhǔn)找到物資，迅速進(jìn)行出庫(kù)，提升效率，也方便進(jìn)行檢查、盤點(diǎn)、養(yǎng)護(hù)。

按照不同貨架類型可將貨架布局具體分為兩大類，第一類為托盤式貨架，需要較多的巷道，空間利用率整體較低;第二類為密集式貨架，有貫通式貨架、穿梭式貨架和智能存取立體庫(kù)，巷道少，空間利用率高。

托盤式貨架的具體貨位見圖4，單層貨位數(shù)即A、B區(qū)的貨位數(shù)（合計(jì)90），設(shè)置為5層。圖4?托盤式貨位（單位：m）

第二類密集式貨架，貫通式貨架、穿梭式貨架和智能立體貨架均可按照此方式布置，貨架放置的方式為橫放式，利用主干道保障救生衣物資進(jìn)出庫(kù)的分流，單層貨位數(shù)為176，貨架層數(shù)為4層，一共704個(gè)貨位，貨位平面見圖5。

C區(qū)放置帳篷桿的部分，整個(gè)區(qū)域?yàn)? m×1.2 m。10桿成捆放置一個(gè)貨架，貨位上下距均為0.5 m，高為3 m，一共12個(gè)貨位。右邊是普通貨架，貨位規(guī)格為1.4 m×1.0 m×1.5 m，單層有5個(gè)貨位，一共4層，放置機(jī)油、巡查燈等量極少的物資，方便存取。D區(qū)空余空間為78 m2，用于存放未來(lái)增加的物資，或滿足其他需求。

對(duì)此貨位優(yōu)化模型在Matlab軟件中進(jìn)行編程，運(yùn)行后可以得到總目標(biāo)函數(shù)值h隨迭代次數(shù)的變化曲線，見圖6。

由圖6可知，通過(guò)不斷的函數(shù)迭代，總目標(biāo)函數(shù)值h隨迭代次數(shù)的增大而不斷減小，直到迭代次數(shù)達(dá)到170代以后，總目標(biāo)函數(shù)值h基本上不再變化，此時(shí)目標(biāo)函數(shù)基本達(dá)到收斂，最終結(jié)果為1.44×105。

根據(jù)上述模型，基于遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，使用Matlab求解，可以得出鎮(zhèn)江智能倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)物資使用密集式貨架在各區(qū)的貨位分配結(jié)果，見表7。

4?結(jié)?語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了防汛抗旱物資智能倉(cāng)儲(chǔ)原則、貨位分配策略，建立了防汛抗旱物資貨位分配的多目標(biāo)優(yōu)化模型及其簡(jiǎn)化方法，并以江蘇省水利防汛物資儲(chǔ)備中心鎮(zhèn)江分中心倉(cāng)庫(kù)省級(jí)防汛抗旱物資智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)貨位分配為例進(jìn)行實(shí)證分析?；贛atlab編程得到優(yōu)化的貨位分配策略，取得了較好的效果，可為有效提升防汛抗旱物資倉(cāng)儲(chǔ)效率和管理水平、減少洪旱災(zāi)害損失提供借鑒。

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【責(zé)任編輯?許立新】