淺析自動化立體倉庫出入庫路徑優化

曲燕妮

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，在現代物流業中，自動化立體倉庫發揮了重要功能和作用，有效的提高了倉儲物流系統的運行效率。而在物流規模日益擴大的背景下，自動化立體倉庫需要對貨物出入庫路徑進行優化，本文針對其現狀及存在的問題，采用GATS混合算法，旨在提升自動化立體倉庫的出入庫效率，發揮其優越性，盡可能的降低倉儲物流成本。

關鍵詞：自動化立體倉庫;出入庫;路徑優化

中圖分類號：O221.3;F274文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）14-0152-02

自動化立體倉庫是現代物流發展過程中，出現的一種新型倉儲技術，具有節約用地資源、減輕人員勞動強度，提高倉庫保管、轉運自動化水平、降低儲存損耗的特點。而為推動物流業的進一步發展，需要對貨物的出入庫路徑進行優化，在倉庫現有資源、任務特性等，科學安排出入庫活動的實施順序，確保貨物分配的貨位具有合理性，提高倉庫利用率，推動現代物流業的發展。

1自動化立體倉庫出入庫現狀

1.1自動化立體倉庫內設施的功能。現階段，在自動化立體倉庫中，對于出入庫路徑的優化存在一定的問題，導致作業效率難以提升。而由于倉庫內的情況較為復雜，很容易導致出入庫活動的效率受到嚴重的影響。在自動化立體倉庫內，貨架大多為鋼結構商品存儲單元，通過在單元格內放置托盤以存放貨物;四向穿梭車通常在巷道口和貨物之間來回穿梭，以便于存取貨架上的貨品;同時倉庫的出入庫平臺會用來臨時存儲貨物，目的是縮短貨位的交接時間和轉載時間;倉庫內的搬運車輛往往被用于連接出入庫臺以及倉庫外部，對輸入和輸出車輛的貨物進行搬運和裝卸作業;管理控制中心的功能現狀是控制整個倉庫，如貨位信息、計算機數據處理、監控終端、傳感器以及電氣控制操作臺等。

1.2自動化立體倉庫出入庫路徑運行現狀。基于自動化立體倉庫各部分的功能和應用現狀，開展貨物出入庫作業時，相關人員通過計算機控制四向穿梭車執行相應的出入庫動作。當生產任務下達后，計算機的控制系統會按照順序將指令發送到四向穿梭車中，然后其按照指令指引依次執行出入庫動作。但是這一過程中，因為四向車對出入庫執行的動作順序不同，也就導致了其運行的路徑不同，可能會導致執行時間增加。一旦生產任務較大時，將會浪費大量的出入庫時間，影響倉庫整體的運行效率。

因此為優化自動化立體倉庫出入庫路徑，需要建立問題模型。通常情況下，在開展生產任務時，會包括很多個入庫和出庫動作，而對于四向穿梭車來說，在出入庫作業中，有單一作業和復合作業兩種方式，相比之下，復合作業的效率更高，能夠將入庫動作和出庫動作配對執行。所以在建立自動化立體倉庫出入庫路徑優化問題模型時，將O點作為四向穿梭車的起點，對M執行相應的入庫動作，并對N執行出庫作業，其路徑則為O→M→N→O。通過這一模型，可以假設四向穿梭車的運行速度保持勻速，在不考慮貨物存取時間的條件下，則能得到執行一次符合作業的時間參數，為路徑優化提供借鑒和依據。

2自動化立體倉庫出入庫路徑優化

本次對自動化立體倉庫出入庫路徑優化，主要采用實數編碼的GATS混合算法。即是將GA算法和TS算法進行結合，對問題進行求解。其中對GA的選擇算子是將適應度函數值最高的個體，通過較大概率遺傳到下一代中，不過在過強的選擇下，很容易產生局部最優，促使個體趨向相同。所以要發揮混合算法GATS的優勢，提高“爬山”能力，促使全局最優解的概率增加。

2.1編碼設計。對自動化立體倉庫出入庫路徑進行優化采用GATS算法，其主要目的是為了確定作業執行的順序，以保障出入庫流程的合理性，盡可能的節約時間、提高效率。在編碼設計中如果運用二進制編碼的遺傳禁忌算法，則無法有效的描述自動化立體倉庫的出入庫路徑優化問題。而且其編碼相對復雜，很容易出現錯誤。鑒于此，即要采用實數編碼的GATS混合算法。在設計工作中，因為出入庫路徑優化的一個解表示的是一個整數串，是由入庫路徑和出庫路徑組合而成，可以確定出入庫任務的個數。從而更加有效的確定自動化立體倉庫的出入庫路徑順序，保障配對任務的快速完成，有效提高倉庫作業效率。

2.2確定適應度函數。在優化自動化立體倉庫出入庫路徑時，還要確定適應度函數，其又被成為評價函數，主要的作用是對問題中的每一個染色體進行準確的度量，以便于衡量群體中各個染色體在優化計算過程中比較接近最優解的染色體。通常適應度函數值越大，則代表染色體遺傳到下一代的概率就越大，反之則越小。而對于目標函數值來說，其有正值，也有負值，對目標的優化則是求最大值或者最小值。在此基礎上只需要在目標函數和適應度函數之間進行有效的變換，從而保障合理的優化出入庫路徑。

綜上所述，自動化立體倉庫出入庫路徑的優化有利于提高物流效率，在實際優化過程中，需要充分了解倉庫出入庫路徑的現狀，建立科學合理的路徑優化問題模型，然后利用GATS混合算法，合理進行編碼設計和適應度函數值的確定，從而保障出入庫作業執行順序得到改善和優化，進一步提高貨物出庫或者入庫的作業效率，確保自動化立體倉庫的倉儲物流系統高效運行。

參考文獻：

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