淺析自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑優(yōu)化

曲燕妮

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代物流業(yè)中，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)揮了重要功能和作用，有效的提高了倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的運(yùn)行效率。而在物流規(guī)模日益擴(kuò)大的背景下，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)需要對(duì)貨物出入庫(kù)路徑進(jìn)行優(yōu)化，本文針對(duì)其現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，采用GATS混合算法，旨在提升自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)效率，發(fā)揮其優(yōu)越性，盡可能的降低倉(cāng)儲(chǔ)物流成本。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù);出入庫(kù);路徑優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：O221.3;F274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）14-0152-02

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)的一種新型倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，具有節(jié)約用地資源、減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高倉(cāng)庫(kù)保管、轉(zhuǎn)運(yùn)自動(dòng)化水平、降低儲(chǔ)存損耗的特點(diǎn)。而為推動(dòng)物流業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，需要對(duì)貨物的出入庫(kù)路徑進(jìn)行優(yōu)化，在倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)有資源、任務(wù)特性等，科學(xué)安排出入庫(kù)活動(dòng)的實(shí)施順序，確保貨物分配的貨位具有合理性，提高倉(cāng)庫(kù)利用率，推動(dòng)現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展。

1自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)現(xiàn)狀

1.1自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)設(shè)施的功能。現(xiàn)階段，在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中，對(duì)于出入庫(kù)路徑的優(yōu)化存在一定的問(wèn)題，導(dǎo)致作業(yè)效率難以提升。而由于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的情況較為復(fù)雜，很容易導(dǎo)致出入庫(kù)活動(dòng)的效率受到嚴(yán)重的影響。在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，貨架大多為鋼結(jié)構(gòu)商品存儲(chǔ)單元，通過(guò)在單元格內(nèi)放置托盤(pán)以存放貨物;四向穿梭車(chē)通常在巷道口和貨物之間來(lái)回穿梭，以便于存取貨架上的貨品;同時(shí)倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)平臺(tái)會(huì)用來(lái)臨時(shí)存儲(chǔ)貨物，目的是縮短貨位的交接時(shí)間和轉(zhuǎn)載時(shí)間;倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的搬運(yùn)車(chē)輛往往被用于連接出入庫(kù)臺(tái)以及倉(cāng)庫(kù)外部，對(duì)輸入和輸出車(chē)輛的貨物進(jìn)行搬運(yùn)和裝卸作業(yè);管理控制中心的功能現(xiàn)狀是控制整個(gè)倉(cāng)庫(kù)，如貨位信息、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控終端、傳感器以及電氣控制操作臺(tái)等。

1.2自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑運(yùn)行現(xiàn)狀?；谧詣?dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)各部分的功能和應(yīng)用現(xiàn)狀，開(kāi)展貨物出入庫(kù)作業(yè)時(shí)，相關(guān)人員通過(guò)計(jì)算機(jī)控制四向穿梭車(chē)執(zhí)行相應(yīng)的出入庫(kù)動(dòng)作。當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)下達(dá)后，計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)會(huì)按照順序?qū)⒅噶畎l(fā)送到四向穿梭車(chē)中，然后其按照指令指引依次執(zhí)行出入庫(kù)動(dòng)作。但是這一過(guò)程中，因?yàn)樗南蜍?chē)對(duì)出入庫(kù)執(zhí)行的動(dòng)作順序不同，也就導(dǎo)致了其運(yùn)行的路徑不同，可能會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行時(shí)間增加。一旦生產(chǎn)任務(wù)較大時(shí)，將會(huì)浪費(fèi)大量的出入庫(kù)時(shí)間，影響倉(cāng)庫(kù)整體的運(yùn)行效率。

因此為優(yōu)化自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑，需要建立問(wèn)題模型。通常情況下，在開(kāi)展生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，會(huì)包括很多個(gè)入庫(kù)和出庫(kù)動(dòng)作，而對(duì)于四向穿梭車(chē)來(lái)說(shuō)，在出入庫(kù)作業(yè)中，有單一作業(yè)和復(fù)合作業(yè)兩種方式，相比之下，復(fù)合作業(yè)的效率更高，能夠?qū)⑷霂?kù)動(dòng)作和出庫(kù)動(dòng)作配對(duì)執(zhí)行。所以在建立自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑優(yōu)化問(wèn)題模型時(shí)，將O點(diǎn)作為四向穿梭車(chē)的起點(diǎn)，對(duì)M執(zhí)行相應(yīng)的入庫(kù)動(dòng)作，并對(duì)N執(zhí)行出庫(kù)作業(yè)，其路徑則為O→M→N→O。通過(guò)這一模型，可以假設(shè)四向穿梭車(chē)的運(yùn)行速度保持勻速，在不考慮貨物存取時(shí)間的條件下，則能得到執(zhí)行一次符合作業(yè)的時(shí)間參數(shù)，為路徑優(yōu)化提供借鑒和依據(jù)。

2自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑優(yōu)化

本次對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑優(yōu)化，主要采用實(shí)數(shù)編碼的GATS混合算法。即是將GA算法和TS算法進(jìn)行結(jié)合，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解。其中對(duì)GA的選擇算子是將適應(yīng)度函數(shù)值最高的個(gè)體，通過(guò)較大概率遺傳到下一代中，不過(guò)在過(guò)強(qiáng)的選擇下，很容易產(chǎn)生局部最優(yōu)，促使個(gè)體趨向相同。所以要發(fā)揮混合算法GATS的優(yōu)勢(shì)，提高“爬山”能力，促使全局最優(yōu)解的概率增加。

2.1編碼設(shè)計(jì)。對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑進(jìn)行優(yōu)化采用GATS算法，其主要目的是為了確定作業(yè)執(zhí)行的順序，以保障出入庫(kù)流程的合理性，盡可能的節(jié)約時(shí)間、提高效率。在編碼設(shè)計(jì)中如果運(yùn)用二進(jìn)制編碼的遺傳禁忌算法，則無(wú)法有效的描述自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)路徑優(yōu)化問(wèn)題。而且其編碼相對(duì)復(fù)雜，很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。鑒于此，即要采用實(shí)數(shù)編碼的GATS混合算法。在設(shè)計(jì)工作中，因?yàn)槌鋈霂?kù)路徑優(yōu)化的一個(gè)解表示的是一個(gè)整數(shù)串，是由入庫(kù)路徑和出庫(kù)路徑組合而成，可以確定出入庫(kù)任務(wù)的個(gè)數(shù)。從而更加有效的確定自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)路徑順序，保障配對(duì)任務(wù)的快速完成，有效提高倉(cāng)庫(kù)作業(yè)效率。

2.2確定適應(yīng)度函數(shù)。在優(yōu)化自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑時(shí)，還要確定適應(yīng)度函數(shù)，其又被成為評(píng)價(jià)函數(shù)，主要的作用是對(duì)問(wèn)題中的每一個(gè)染色體進(jìn)行準(zhǔn)確的度量，以便于衡量群體中各個(gè)染色體在優(yōu)化計(jì)算過(guò)程中比較接近最優(yōu)解的染色體。通常適應(yīng)度函數(shù)值越大，則代表染色體遺傳到下一代的概率就越大，反之則越小。而對(duì)于目標(biāo)函數(shù)值來(lái)說(shuō)，其有正值，也有負(fù)值，對(duì)目標(biāo)的優(yōu)化則是求最大值或者最小值。在此基礎(chǔ)上只需要在目標(biāo)函數(shù)和適應(yīng)度函數(shù)之間進(jìn)行有效的變換，從而保障合理的優(yōu)化出入庫(kù)路徑。

綜上所述，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑的優(yōu)化有利于提高物流效率，在實(shí)際優(yōu)化過(guò)程中，需要充分了解倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)路徑的現(xiàn)狀，建立科學(xué)合理的路徑優(yōu)化問(wèn)題模型，然后利用GATS混合算法，合理進(jìn)行編碼設(shè)計(jì)和適應(yīng)度函數(shù)值的確定，從而保障出入庫(kù)作業(yè)執(zhí)行順序得到改善和優(yōu)化，進(jìn)一步提高貨物出庫(kù)或者入庫(kù)的作業(yè)效率，確保自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)高效運(yùn)行。

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