自動化倉儲系統(tǒng)

利用自動化倉儲系統(tǒng)可持續(xù)地檢查過期或找?guī)齑娴漠a(chǎn)品，防止不良庫存，提高管理水平。自動化倉儲系統(tǒng)能充分利用存儲空間，通過計算機可實現(xiàn)設備的聯(lián)機控制，以先入先出的原則，迅速準確地處理物品，合理的進行庫存管理及數(shù)據(jù)處理。

自動化倉儲系統(tǒng)(AS/RS)是現(xiàn)代工廠物流和CIMS中的重要環(huán)節(jié)，隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對自動化倉儲提出了更高的要求。本文將現(xiàn)代智能優(yōu)化理論的研究與AS/RS應用相結(jié)合，以進一步完善倉儲的智能化管理、提高系統(tǒng)整體效率為目標，開展自動化倉儲系統(tǒng)優(yōu)化方法的研究，對提高企業(yè)競爭力和國民經(jīng)濟的運行質(zhì)量都具有重要的理論和實際意義。 AS/RS是一個離散的、隨機的、動態(tài)的、多因素、多目標的復雜系統(tǒng)，對AS/RS的智能化管理將導致復雜的系統(tǒng)優(yōu)化問題。傳統(tǒng)的方法求解過程不僅時間較長、成本較高，而且很難求得最優(yōu)解。本文通過采用智能優(yōu)化遺傳算法(GA)和基于群集智能的蟻群算法(ACO)對AS/RS的若干優(yōu)化問題進行研究，提出了相應的改進算法并進行了實例驗證。論文主要工作如下： 1．針對AS/RS輸送系統(tǒng)在實際運行時導致設備資源利用沖突和自動導引小車(AGV)的任務分配問題，建立了考慮多個復雜約束條件的AGV優(yōu)化調(diào)度問題的多參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型。將局部搜索技術引入標準遺傳算法中，提出了帶有局部搜索的混合遺傳算法。該算法解決了局部搜索中尋找高效鄰域結(jié)構(gòu)的技術難題，能夠搜索到問題的全局解，有效地解決了輸送系統(tǒng)出現(xiàn)的死鎖和瓶頸效應問題。 2．針對貨物存取頻繁和存儲貨位動態(tài)變化問題，建立了固定貨架系統(tǒng)貨位分配優(yōu)化問題的多目標模型；針對分配模型各目標存在相互沖突不存在唯一的最優(yōu)解，提出了基于Pareto最優(yōu)和小生境技術的改進遺傳算法。該算法除了常規(guī)遺傳操作以外，設計了Pareto解集過濾器和小生境技術，求得均勻分布的Pareto最優(yōu)解集，較好地解決了貨位分配多目標優(yōu)化問題，并為AS/RS提供多種動態(tài)優(yōu)化解決方案。 3．為進一步提高AS/RS效率需要解決大規(guī)模入/出庫揀選作業(yè)的路徑規(guī)劃問題。本文首先針對水平分層旋轉(zhuǎn)貨架系統(tǒng)的特點構(gòu)建了揀選作業(yè)路徑規(guī)劃問題的數(shù)學模型。然后針對不同設備配置下的固定貨架系統(tǒng)，定義了單巷道固定貨架揀選作業(yè)問題(SAOPP)和多巷道固定貨架揀選作業(yè)問題(MAOPP)；分別構(gòu)建了SAOPP路徑規(guī)劃數(shù)學模型和作業(yè)次數(shù)不確定的MAOPP路徑規(guī)劃的多目標數(shù)學模型。針對ACO算法求解路徑規(guī)劃問題存在容易出現(xiàn)停滯現(xiàn)象，提出了自適應動態(tài)改變信息素揮發(fā)系數(shù)的策略；針對ACO算法求解大規(guī)模路徑規(guī)劃問題時存在的收斂速度慢，容易陷入局部最優(yōu)的缺陷，提出了候選點集合策略、動態(tài)插入點策略及選擇算子的策略。實驗證明用本文設計的新型改進ACO算法求解大規(guī)模路徑規(guī)劃問題時，能快速得到近似最優(yōu)解。 4．為驗證本文建立的優(yōu)化模型和提出的求解方法的有效性，結(jié)合一個實際的應用對象進行了系統(tǒng)設計和應用分析。結(jié)果表明：所建立的數(shù)學模型和相應的優(yōu)化算法完全可以應用于實際自動化立體倉庫系統(tǒng)中，可以達到了減少企業(yè)物流成本，提高倉儲整體效益的目的。 本文得到了國家自然科學基金項目、遼寧省高等學校優(yōu)秀人才支持計劃項目和遼寧省高等學校創(chuàng)新團隊支持計劃項目的支持 。2100433B

副題名

外文題名

Research of optimization methods on automated storage and retrieval systems

導師

陳雪波指導

學科專業(yè)

控制理論與控制工程

學位級別

博士論文

學位授予單位

大連理工大學

學位授予時間

2008

關鍵詞

物流 物資管理 倉庫管理 自動化技術

館藏號

F253.4

館藏目錄

2009\F253.4\6