第5章-货位优化-课件.ppt

1、1货位优化.KD.2012.2目录 优化目标 约束条件 假设条件 目标函数3货位优化目标 便于货物在仓库中进行入库出库操作 保证货架承载受力均匀 提高公司仓库的空间利用效率 提高公司仓储作业效率4仓库货位优化的约束条件 按照拣选货物的方式不同进而选择货物的存储区域 按照物品的规格尺寸来选择货位 根据货架的承载能力来存放物品5货位优化问题的基本假设条件仓库内各种物品的需求均为已知且固定，并且物品之间无相关性。仓库内巷道堆躲机从货格中进行放货与取货的时间同巷道堆操机自身的运行速度及仓库货架的具体形状是没有关系的。并且，仓库内巷道堆操机能够在垂直方向与水平方向上同时移动，为简化起见本文中规定仓库内巷

2、道堆圾机的运行速度恒为速度最大值。仓库内所有货架上的托盘尺寸规格均应相同。仓库货位与物品的存储尺寸相适应。仓库货架是矩形结构，仓库入出库站台在货架的一侧。货格中物品不会出现混放的情形。6货位优化问题数学模型的建立7问题模型的建立 针对K公司仓库的具体实际情况，该公司仓库总共配备货架X排，其中的每排又有y列z层，那么存储位置处于第r排第S列第t层的货位就可表示成r,s,t),(r=1，2，X;s=1,2,y；t=1,2,z),这里同时规定坐标为（0，0，0)的存储位置是表示仓库的出库台位置，而在X排y列z层的货架区域内离得巷道口最近的一排表示为第1 离得出入库台最近的一列表示为第1列，距离地面最

3、近的一层表示为第1层。与此同时设定公司仓库能够存储多种不同类型的物品，也就是说它们的规格尺寸与重量均有所不同，而且每个货位规定只能够存储一种类型的物品，即不会出现一个货位存储两种或更多种尺寸与重量不同的物品。81、提高出库入库作业效率传送带的平均运行速度V1，巷道堆操机在垂直方向上的运行速度v2，巷道堆垛机在水平方向上的移动速度V3,并且这三个速度之间存在1：1：3的比例关系。由此通过上述的展幵分析可以得出存储位置处于坐标的货位上的物品运送至出库口所花的时间可以具体表示成式3-2，即为：9102、保证仓库货架承载受力均勻11货位优化问题数学模型的约束条件12货位优化问题的数学模型具体表示13仿

4、真算例：前提条件14仿真算例：结果15货位分配研究现状杨朋.多载具自动化存取系统货位分配与作业调度研究D.北京：清华大学，2011.基于货物周转率货位分配的研究 基于COI(cube-per-order)法则货位分配 全周转率货位分配 分区式货位分配 基于货物相关性货位分配的研究 产品结构或者BOM 需求相关 订单分析16基于货物周转率货位分配的研究 Heskett最 早 提 出 将 货 物 的 存 储 空 间 与 货 物 周 转 率 的 比 率 值(cube-per-order,简称 COI)作为货位分配的指标。低 COI 值的货物靠近 I/O point 存放，反之存放在离 I/O poi

5、nt 较远区域。Kallina et al讨论 COI 原则在实际配送中心的应用。Malmborg et al的研究表明在 man-on-board AS/RS中，在固定存货水平，固定拣选人员与货物对应的平衡状态下应用 COI 策略，拣选的成本是最低。Malmborg et al证明双指令周期调度下，COI 货位分配方法的最优性，同时也考虑 COI 仓库布局的非唯一性。但是 Lee则指出 COI 方法不用应用到 man-on-board AS/RS 中，因为订单往往包括两个以上处在不同货位的独立货物，并提出了优于 COI 方法的新的启发式方法。17货位分配和作业调度集成问题的研究现状 Lee,

6、肖建等,Xiao et al以 man-on-board AS/RS 为背景，综合考虑了存货货位分配和拣选路径规划两个优化问题，其中拣选路径顺序则与作业调度的顺序一一对应。Chen et al首次将取货货位的选择也纳入到货位分配问题的范畴，并对共享货位存储策略下单载具自动化存取系统存取货位分配和作业调度的联合优化问题做了研究，但是由于多载具 AS/RS 的复杂性，上述基于 man-on-board AS/RS 和单载具 AS/RS 特点获得的研究成果很难扩展应用到多载具 AS/RS 上。18多载具自动化存取系统概述19多载具自动化存取系统货位分配优化 多载具自动化存取系统按照作业周期（oper

7、ation cycle）模式进行运作，根据入库队列和出库队列的长度，可组合划分为多个作业周期，假设堆垛机有 n 个载具(n1)，一个作业周期内最多可以完成 n 个货物单元的存货操作和 n 个货物单元的取货操作。根据系统存货队列和取货队列的情况，堆垛机可以进行复合式和单一任务式两种作业周期作业方式，其中复合式作业周期指堆垛机一次行程同时完成 m1(0m1n）个货物单元存货操作和 m2(0m2n）个货物单元取货操作，单一任务式作业周期指堆垛机一次行程时只完成 m(0mn)个货物单元的存货或取货操作。作业周期是多载具自动化存取系统运作的最小单元，不失一般性，本章选择复合式作业周期为对象，以最小化单个

8、作业周期内存取货物的时间距离为优化目标，以作业周期内存货货位和取货货位分配为决策变量，基于当前货位占用和空置的状态对多载具AS/RS 货位分配进行优化。20基本假设 考虑单元货物式考虑单元货物式(unit-load)自动化存取系统，以托盘为存自动化存取系统，以托盘为存取单元，货架为矩形，货物从同一出口进出，进出货口取单元，货架为矩形，货物从同一出口进出，进出货口(I/O point)位于货架左下方，每个货位只能存放一个托盘位于货架左下方，每个货位只能存放一个托盘单一种类的货物，货架上货位具有相同尺寸，每个托盘都单一种类的货物，货架上货位具有相同尺寸，每个托盘都可以存放货架上任一货位；可以存放货

9、架上任一货位；堆垛机有堆垛机有 n 个载具，堆垛机可以在水平方向上和垂直方向个载具，堆垛机可以在水平方向上和垂直方向上同时运动，假设水平方向和垂直方向均做匀速运动，速上同时运动，假设水平方向和垂直方向均做匀速运动，速度已知且为常数，不受堆垛机载物与否影响；度已知且为常数，不受堆垛机载物与否影响；不考虑堆垛机在货位处取货和存货不考虑堆垛机在货位处取货和存货(pickup/deposit)的时的时间；间；单位作业周期内存货队列和取货队列货物种类已知，且两单位作业周期内存货队列和取货队列货物种类已知，且两个队列之间无相同种类货物，否则直接从存货队列将货物个队列之间无相同种类货物，否则直接从存货队列将

10、货物取走，不用进入存储区，存货队列和取货队列的指令均按取走，不用进入存储区，存货队列和取货队列的指令均按照照 FCFS 规则处理。规则处理。21符号定义22多载具AS/RS货位分配优化问题的数学模型23多载具自动化存取系统作业调度优化 目标 寻找最优的指令配对分组方案使得完成指令的总行程时间最短2425研究假设 1)货物采用固定存储策略存放；2)给定时间段内的存取货指令已知，且对应的货位信息已知；3)多载具堆垛机可以同时在垂直和水平方向移动，速度是恒定值，两个货架货位间的时间距离采用切比雪夫距离，且满足三角不等式关系；4)货物装卸时间忽略不计。26数学模型27目标函数、约束条件28目标函数、约

11、束条件29立体库的货位优化佟芙慧.自动化立体仓库的货位优化与管理D.沈阳：沈阳大学，2013.30自动化立体仓库入库货位优化模型 关键研究对象 巷道堆垛机、货品和货位 问题的假设31问题的假设32问题的假设33问题的假设34模型的确定3536373839自动化立体仓库出库货位优化模型 目标函数 巷道堆垛机运行的最短路径40拣取作业所消耗的时间 主要分为四个方面。（1）形成拣货单的信息处理过程中所需时间；（2）准确找到货位并确认所拣选的货品及数量所需时间；（3）货品行走所需时间；（4）取货完毕，将货品集中分类所需时间。41立体仓库拣选作业的优化建模 假设（1）单巷道固定货架中，货架当前的存放状态

12、（空或满）是确定的，在货架上存储的货品类型是已知的；（2）存取时，巷道堆垛机恒速运行，启动过程和制动过程忽略不计，且巷道堆垛机存取货品时能同时沿 x 轴（水平方向）和 y 轴（垂直方向）运行，即拣选作业可以看作是有水平方向的 x 轴运动及垂直方向的 y 轴运动组成；（3）巷道堆垛机对托盘的存取速度是恒定的，并且不会因存取顺序的改变而变化，在计算拣选作业时间中，忽略货品拣选时间。424344货架上物品的重量与其所在层的乘积之和最小45配送中心分区拣选作业储位优化方法研究_张培培46配送中心拣选作业分区间储位设计 第一类研究给定最优的生产节拍下如何减少工作站的数量达到工作站总数最优;第二类研究是给定最优的工作站总数情况下如何加快生产使生产节拍最小;第三类研究是前两类问题都已经优化的情况下如何解决各个工作站间工作量平衡的问题47目标：工作量均衡储位分配模型 前提与假设(l)客户订单所需求的不同种类的货品是随机的,这些货品数量都不大;(2)每种货品只处于某个储位中,没有同种货品有多个储位的情况;(3)拣选作业在拣选过程中不发生缺货现象;(4)各分区拣选设备或拣选人员作业动作没有差异且独立进行,每个拣取动作所花的时间相同;(5)货品单次拣选时间相同484950算法设计