自动化立体仓库优化调度研究

论文摘要

自动化立体仓库作为现代物流技术领域内出现的一种新型仓储方式，在工业生产中发挥着日益重要的作用。自动化立体仓库的优化调度是提高仓库作业效率的关键，因而一直是当前工程优化领域研究的重点。本文在总结先前研究的基础上，分析了本课题的研究目的和意义，对立体仓库调度的优化作了深入研究。本文的主要工作有： 理论阐述了自动化立体仓库的组成元素以及关键技术，说明了出入库作业流程，明确了立体仓库管理层、监控层和执行层的作业结构，并阐明了各部分功能。 对立体仓库作业调度的相关原则进行了深入介绍，提出了基于时间要求的堆垛机调度算法模型，并对其进行了修正。在此基础上，设计了基于优先级的作业管理流程，并对单一作业和复合作业流程进行了分析，确定了提高出入库效率的货位管理措施。 根据立体仓库货位的特点，建立了货位网格结构模型，该模型实现了货位稳定、出入库频率、作业时间三方面优化的合理组合，并运用遗传算法实现多目标的优化。在算法的设计中，首次提出利用范数度量来选择初试种群，并首次采用矩阵编码和不同目标互相交叉的方法；同时，加入人工修正操作，解决库位优化问题，突破了传统的仅对单目标进行优化的特点。进行了模拟验证，通过与传统方法的比较，发现该模型能够很好的提高作业效率。 针对复合作业，建立了动态作业路线模型，该模型实现了左右库位的联合选择优化，并运用遗传算法对该路线进行了优化。对优化进行了仿真验证，并与传统方法进行了比较，结果表明，该算法能够较大的缩短运行时间。 针对仓库作业管理，设计了软件开发平台和体系结构，提出了基于软件模块B／S和C／S的结构设计。根据仓库作业要求，设计了系统构架和数据库构建，并利用jbulider8实现数据库的连接。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题提出的背景
• 1.2 本课题研究的意义和目的
• 1.3 自动化仓库优化调度的研究现状
• 1.3.1 自动化仓库优化调度的主要方法
• 1.3.2 国内外研究现状
• 1.4 自动化立体仓库的发展趋势
• 1.5 课题研究的内容和方法
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究方法
• 第2章 自动化立体仓库作业原理
• 2.1 自动化立体仓库组成
• 2.2 自动化立体仓库的关键技术
• 2.2.1 自动化仓库的自动寻址
• 2.2.2 堆垛机的快速准确定位
• 2.3 自动化立体仓库作业流程
• 2.3.1 入库作业流程
• 2.3.2 出库作业流程
• 2.4 自动化立体仓库作业结构
• 2.4.1 自动化立体仓库作业结构层
• 2.4.2 管理系统
• 2.4.3 计算机监控调度系统
• 2.4.4 自动化立体仓库系统的网络结构
• 2.5 本章小结
• 第3章 出入库优化调度
• 3.1 问题阐述
• 3.1.1 相关定义
• 3.1.2 优化调度的目标
• 3.2 堆垛机的调度
• 3.2.1 作业调度的相关原则
• 3.2.2 堆垛机运行速度的界定
• 3.2.3 堆垛机调度
• 3.2.4 作业的优先级
• 3.2.5 作业的合理组合
• 3.3 货位管理
• 3.3.1 货位分配原则
• 3.3.2 提高存取效率的一般货位分配方法
• 3.4 本章小结
• 第4章 货位分配问题优化求解
• 4.1 货位优化管理
• 4.1.1 货位优化问题的提出
• 4.1.2 货位分配优化问题数学建模
• 4.2 求解算法的分析选择
• 4.3 遗传算法简介
• 4.3.1 遗传算法的基本概念
• 4.3.2 遗传算法的过程
• 4.3.3 多目标问题的求解
• 4.3.4 遗传搜索的特征
• 4.4 求解货位分配的算法设计
• 4.4.1 初始化种群
• 4.4.2 遗传算法基础
• 4.4.3 选择算子
• 4.4.4 交叉算子
• 4.4.5 变异算子
• 4.4.6 遗传算法终止条件：
• 4.4.7 算法流程设计：
• 4.5 模拟验证
• 4.5.1 相关参数说明
• 4.5.2 验证结果
• 4.6 本章小结
• 第5章 复合作业优化调度
• 5.1 数学模型的建立
• 5.1.1 模型基础数据整理
• 5.1.2 数学模型的建立
• 5.2 复合作业优化调度算法的实现
• 5.2.1 算法的选择
• 5.2.2 算法的实现
• 5.3 优化调度结果仿真
• 5.4 本章小结
• 第6章 AS／RS管理系统软件开发
• 6.1 信息系统的建立
• 6.1.1 系统运行平台
• 6.1.2 系统体系结构设计
• 6.1.3 系统体系构架
• 6.2 数据库的设计
• 6.3 JBuilder中数据库的连接
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表