立體倉庫貨位自動分配策略優化設計

劉玲

摘 要：對于港口行業首座自動化立體倉庫，秦皇島立體倉庫主要用于存儲東港區大型設備備件。由于港口設備備件具有重量大、數量多、領用及時等特點，在貨位分配策略中重點考慮了貨物重量集中對高層貨架承重影響以及分散存放滿足港口備件出庫及時性等因素，進行優化設計。

關鍵詞：自動化立體倉庫 貨位分配 重量優先 分散存放

中圖分類號：U653 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0025-01

我港自動化立體倉庫是一種多層次存放貨物的高架倉庫系統，設有16排、50列、9層共7200個貨位，它把計算機與信息管理和設備控制集成起來，按照作業指令自動完成貨物的存取，并對庫存的貨物進行全面管理，主要由高層貨架、入出庫輸送系統、堆垛機控制系統、管理信息系統、條形碼系統等組成。

1 需求提出

立體倉庫共有7200個貨位，每個貨位承重1.5 t，若入庫時由庫管員自主選擇空貨位入庫，長期下來會出現兩個問題：（1）貨架上有的區域貨物相對集中，有的區域比較空閑。（2）如果遇到貨物集中的巷道的堆垛機檢修，將會影響貨物的正常入出庫。為解決這一問題，提出在庫存管理系統和手持終端系統中嵌入貨位分配策略模塊，系統自動分配貨位取代人為主觀決定貨物存儲位置，以保證整個貨架的貨位分布處在較為合理的狀態，達到穩固貨架整體性能、提高揀貨效率和降低倉庫使用成本的目的。

2 貨位分配的策略選擇

貨物在倉庫中的存儲位置是由貨位分配的策略來確定的。貨位分配考慮的策略很多，如：（1）分巷道存放策略。當倉庫有多個巷道時，同種貨物分散在不同的巷道進行存放，以防止因某巷道堵塞影響貨物出庫。（2）貨架承載均勻策略。貨物分散存放貨架的不同位置，較重的物品存放在下面的貨位，較輕的物品存放在高處的貨位，使貨架承載穩定。避免因集中存放而造成貨架受力不均勻，致使貨架受損。（3）就近入出庫策略。為保證快速響應出庫請求，倉庫一般將貨物就近放置在出庫臺附近。

結合我港實際情況，單一的貨位分配策略無法滿足我們的需求。自動化立體倉庫貨架較高，且存儲的備件重量較大，若貨架整體重量分布不合理，長期下來會造成貨架重量失衡出現貨架變形影響正常出庫。此外，立體倉庫存儲著東港區大型設備的全部備件，如果貨位分配不合理，同種備件集中在一個區域內放置，若出現立體倉庫的取料設備—堆垛機發生故障，將會直接影響備件出庫，耽誤設備維修和現場生產，因此選擇以重量均勻分布為主，兼顧分散存放和就近原則的貨位分布策略。

3 貨位分配的設計思想

自動化立體倉庫由8個巷道16排貨架9層7200個貨位組成，有4個堆垛機擔負入出庫任務，每個堆垛機負責2個巷道4排貨架。貨位地址由巷道-排-列-層唯一確定。因此系統自動確定分配一個貨位要按照三個步驟來完成。

第一步，選擇堆垛機，遵循分散存放原則，即“分巷道存放策略”。在入庫的流程中，分配貨位時，首先按堆垛機號的順序依次檢索，在其可控制的貨架范圍內（每1個堆垛機控制4排貨架）是否存在相同屬性的貨物，如果4個堆垛機控制范圍內均無此同屬性的貨物，則可以確定為順序號為最小號的堆垛機為目標堆垛機。否則，如果在某1堆垛機控制的貨架范圍內存在同屬性貨物，則除去此堆垛機號，在其余3個堆垛機中，分別計算所控制貨架當前承載重量，選擇貨架總重量最小的堆垛機號作為目標堆垛機。

第二步，確定巷道、排。為了使1個堆垛機范圍內的重量分配均勻，在1個堆垛機控制的4排貨架范圍內選擇重量最輕的排為目標排，如果4排重量相同，選擇最小排號為目標排。以1號堆垛機為例，負責1號和2號2個巷道，共4排貨架，其中1號巷道對應1、2排貨架，2號巷道對應3、4排貨架，確定了排即確定了巷道號。

第三步，確定列、層。在目標排的基礎上，為了更好的讓每排貨架受力均勻，在選擇列之前把列劃分成若干個區域（如立體倉庫共50列，可每5列劃分為一個區域，10個區域），選擇重量最輕區域，如果最輕的目標區域不唯一，則選擇距離庫前區最近的區域。區域的劃分有助于整體重量的均勻分布，優于僅從最輕列來確定目標列。在目標區域的基礎上，計算每列的重量，選擇重量最輕的列作為目標列，如果最輕目標列為多個，則選擇距庫前區最近的列，即區域中最小編號列。在目標列的基礎上，為使貨架受力情況良好，保證貨架結構的穩定性，使得重心在下層，選擇最底層為目的層，由此得到最終的目標貨位地址（貨位地址由排-列-層唯一確定）。

4 實施效果

通過在軟件中嵌入貨位分配策略，使得貨位分配科學合理，有效地保障了立體倉庫高層貨架的使用性能和穩固性能，確保了立體倉庫有限的空間最大的使用，同時很好的保障了備件及時出庫，為現場作業生產保駕護航，備件管理更加規范、準確。作為港口行業第一座自動化立體倉庫，必將發揮其積極作用，為提升我港的備件管理水平，提升港口競爭力做出自己的貢獻。

參考文獻

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