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隨著工業(yè)生產(chǎn)力的提高和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及, 物流產(chǎn)業(yè)成為了21世紀(jì)的新興產(chǎn)業(yè), 倉儲(chǔ)是整個(gè)物流中最重要的部分, 主要功能是保管沒有發(fā)出去的貨物。自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)是現(xiàn)代物流領(lǐng)域中集多種技術(shù)于一體的新型倉儲(chǔ)模式, 具有機(jī)械化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)成為產(chǎn)品儲(chǔ)存的中心系統(tǒng)。倉儲(chǔ)對于電商行業(yè)及其他靠物流運(yùn)行的企業(yè)來說是必不可少的一塊, 倉儲(chǔ)業(yè)的發(fā)展嚴(yán)重影響著物流供應(yīng)鏈與我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。

據(jù)仿生學(xué)研究結(jié)果顯示, 螞蟻在行進(jìn)途中通過釋放信息素來尋找路徑, 隨機(jī)選擇一條陌生路徑, 并根據(jù)路徑長度釋放信息素, 路徑越長, 信息素越少, 后來的螞蟻會(huì)選擇信息素多的路徑也就是短的路徑。蟻群通過這個(gè)方法能夠找到最佳路徑, 就算途中出現(xiàn)障礙物, 也能通過同樣的方法找到最優(yōu)路徑。從蟻群選擇路徑的方式中得到啟示, 有學(xué)者研究出一種仿蟻群行為的蟻群算法即一種新型優(yōu)化算法。蟻群算法優(yōu)化包括兩個(gè)方面: (1) 自適應(yīng)蟻群算法。螞蟻在選擇路徑的時(shí)候會(huì)選擇信息素高于其他的路徑, 這條路徑會(huì)被多次選擇從而信息素越來越多, 螞蟻將不再尋找其他路徑。為了防止在運(yùn)行算法的時(shí)候出現(xiàn)類似情況, 對信息素軌跡設(shè)置最大值和最小值, 根據(jù)信息量揮發(fā)度系數(shù)調(diào)節(jié)信息量, 從而使每次選擇后軌跡量在最大值和最小值之間。 (2) 并行蟻群算法。將蟻群分為幾個(gè)群體, 采用信息交流調(diào)整準(zhǔn)側(cè), 在一定周期內(nèi)通過蟻群間交流更新信息素, (3) 小生境技術(shù)。小生境技術(shù)選用優(yōu)秀個(gè)體作為若干群體種類的代表, 在同種群和其他種群之間進(jìn)行信息交流, 從而產(chǎn)生新的群體, 通過選擇或共享完成操作[1]。

合理安排庫區(qū)和貨位能夠減少堆垛機(jī)的工作量, 減少盤點(diǎn)庫房工作難度, 節(jié)省出入庫時(shí)間, 提高自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)工作效率。優(yōu)化固定貨架調(diào)度主要做兩方面工作, 一方面:優(yōu)化固定貨架貨位。貨位優(yōu)化即根據(jù)貨品本身性質(zhì)和調(diào)配過程中可能出現(xiàn)的問題能夠及時(shí)合理調(diào)整安排貨品存放位置。有如下幾種貨位安排方式: (1) 根據(jù)貨品出入庫頻率做定位存儲(chǔ)。 (2) 根據(jù)貨品入庫時(shí)間做隨機(jī)存儲(chǔ)。 (3) 根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格、屬性、流動(dòng)性做分類存儲(chǔ)。 (4) 貨品共享貨位做共享存儲(chǔ)。貨位分配必須符合上輕下重、分巷道存放、就近出/入庫的原則。另一方面:優(yōu)化堆垛機(jī)作業(yè)路徑。堆垛機(jī)的種類有三種, 分別是揀選式、單元式、單元-揀選兩用式。堆垛機(jī)在獨(dú)立運(yùn)動(dòng)執(zhí)行揀選作業(yè)時(shí), 操作員操作堆垛機(jī)攜帶貨箱到達(dá)指定揀選貨位, 在人工將貨物揀選完成后回到巷道口。操作者對貨位的揀選時(shí)間不隨在揀選路徑中的貨位順序而變, 堆垛機(jī)的水平和垂直移動(dòng)速度固定, 同批貨單不同貨物的揀選對應(yīng)不同運(yùn)行時(shí)間。

旋轉(zhuǎn)貨架是自動(dòng)化倉系統(tǒng)的創(chuàng)新成果, 是它的重要組成部分, 由于其貨位多、操作靈活的特點(diǎn)適用于種類多、流動(dòng)性大的貨品存儲(chǔ)。系統(tǒng)運(yùn)行中的旋轉(zhuǎn)貨架可繞著豎軸做多方位旋轉(zhuǎn), 揀選臺設(shè)置在貨架一端, 可獨(dú)立移動(dòng)到每層貨架進(jìn)行揀選, 配貨系統(tǒng)控制貨架移動(dòng)方向并往揀選點(diǎn)輸送貨物。優(yōu)化旋轉(zhuǎn)貨架調(diào)度可從兩點(diǎn)入手。 (1) 優(yōu)化貨位分配。旋轉(zhuǎn)貨架移動(dòng)路程和時(shí)間隨著揀選貨物的順序而發(fā)生變化, 將常選擇的放在同一區(qū)域, 則會(huì)減短貨架移動(dòng)距離。自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)中只有一個(gè)揀選臺和一層旋轉(zhuǎn)貨架的為單揀選臺單層旋轉(zhuǎn)貨架, 每個(gè)貨架有多個(gè)貨位, 體統(tǒng)在揀選貨物時(shí)要保證貨物之間的關(guān)聯(lián)性。分層旋轉(zhuǎn)貨架的每一層都能獨(dú)立旋轉(zhuǎn), 要保證每層的貨物間、不同層之間間距夠大。 (2) 優(yōu)化旋轉(zhuǎn)貨架路徑。提高自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)工作效率的最有效辦法就是縮短揀選路徑。單揀選臺需要尋找最優(yōu)貨物揀選順序, 合理安排如何在各層貨架間調(diào)度, 使完成揀選作業(yè)時(shí)間最短。

輸送系統(tǒng)是自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)中聯(lián)系存儲(chǔ)與分揀的紐帶, 它將貨物運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)揀選臺, 大型貨物除外。輸送系統(tǒng)主要需要解決的是如何揀選問題和控制小車。系統(tǒng)中基本采用多種設(shè)備組合工作的形式, 主要是為了協(xié)調(diào)輸送和上下架。影響輸送系統(tǒng)工作效率的因素主要有以下幾方面:調(diào)度、路徑、規(guī)劃、自動(dòng)引導(dǎo)小車的配置數(shù)量。輸送系統(tǒng)的優(yōu)化就是自動(dòng)引導(dǎo)小車的優(yōu)化, 將輸送任務(wù)分配給自動(dòng)引導(dǎo)小車, 能夠大大提高輸送系統(tǒng)的工作效率。對于優(yōu)化自動(dòng)引導(dǎo)小車的問題可通過遺傳局部搜索混合算法完成。在遺傳算法不能完全解決帶有復(fù)雜條件的系統(tǒng)優(yōu)化問題下, 需要將它與其他算法結(jié)合提高搜索能力。局部搜索是在一定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行搜索的算法, 使用該算法需要先定義一個(gè)鄰域結(jié)構(gòu), 從初始解開始, 在鄰域結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行相關(guān)搜索, 尋找正確的鄰域是尋求最優(yōu)解的關(guān)鍵點(diǎn)。然而并沒有一個(gè)具體的通用于所有問題的尋找鄰域的方法, 需要做到具體問題具體分析, 甚至相同的問題可以在不同的鄰域內(nèi)求解[2]。

總結(jié):在現(xiàn)代企業(yè)物流鄰域的發(fā)展影響下, 自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)化也在不斷進(jìn)行。通過蟻群算法在系統(tǒng)運(yùn)行中找到最優(yōu)路徑, 根據(jù)貨品性質(zhì)和工作需要合理安排貨位, 優(yōu)化堆垛機(jī)工作路徑提高系統(tǒng)運(yùn)行效率, 有效控制貨架上貨物間距及貨架層距, 縮短揀選路徑, 通過遺傳局部搜索算法優(yōu)化自動(dòng)引導(dǎo)車路徑, 找到最優(yōu)解。由于自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜龐大的系統(tǒng)所以在未來的運(yùn)行中還存在很大的改進(jìn)空間。