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《基于偏離度的倉庫揀貨路徑優(yōu)化的創(chuàng)新策略》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于偏離度的倉庫揀貨路徑優(yōu)化的創(chuàng)新策略1引言在倉庫管理的各項(xiàng)作業(yè)中，揀貨作業(yè)是最耗費(fèi)作業(yè)量的一個(gè)環(huán)節(jié)，并直接影響訂單交貨的準(zhǔn)時(shí)性和準(zhǔn)確度。一般來說，揀貨作業(yè)占倉庫作業(yè)的總作業(yè)成本比例約達(dá)60%。隨著客戶要求越來越高，揀貨作業(yè)需要在固定的時(shí)間內(nèi)把訂單上待揀的貨物準(zhǔn)確無誤揀選完畢，這樣對(duì)揀選的要求越來越苛刻，導(dǎo)致訂單揀取的難度大大增加。從揀貨過程來看，揀貨總時(shí)間可以分為訂單準(zhǔn)備時(shí)間、揀貨行走時(shí)間、搜索貨物時(shí)間、揀取貨物時(shí)間等，在自動(dòng)化程度不高的揀貨作業(yè)中，行走時(shí)間往往是整個(gè)揀貨時(shí)間的最大組成。所以，在進(jìn)行揀貨路徑優(yōu)化時(shí)，行走時(shí)間的優(yōu)化是整個(gè)倉庫揀貨
2、優(yōu)化最主要的部分。在文獻(xiàn)中，提出了幾種可以有效減少行走時(shí)間的方法。一種方法是確定比較好的揀貨路線，就是找到一種揀貨序列來使揀貨路徑盡可能短；另外一種方法是分責(zé)任區(qū)，這樣就可以使揀貨人員只揀取訂單貨物在自己指定區(qū)域內(nèi)的那一部分。最后，可以考慮通過批量處理來減少揀貨時(shí)間。本文將集中探討倉庫的揀貨路徑優(yōu)化方法，引入偏離度的概念，提出基于偏離度的路徑優(yōu)化方法，更好地把握穿越揀貨通道的時(shí)機(jī)，解決倉庫的揀貨路徑優(yōu)化問題，縮短揀貨時(shí)間，減少揀貨路徑，方便揀貨人員，提高倉庫的作業(yè)效率。2問題描述本文考慮平行揀貨通道倉庫的揀貨路徑問題。倉庫布局圖如圖1所示，含有
3、很多個(gè)并排的揀貨通道。本文中假設(shè)每排貨架的貨位數(shù)為偶數(shù)。相對(duì)靠近出入口的橫向通道稱之為前橫向通道，相對(duì)離出入口遠(yuǎn)的橫向通道稱之為后橫向通道。在倉庫中，同一揀貨通道中左右兩邊揀貨時(shí)揀貨人員移動(dòng)的距離可以忽略。出入口位于第一條揀貨通道前端和前橫向通道的交界處，是完成揀貨的終點(diǎn)，又是下一個(gè)揀貨任務(wù)的起始點(diǎn)。圖1中的每個(gè)小方格都代表一個(gè)儲(chǔ)位，黑色填充的方格代表按訂單需要揀取的貨物所在的儲(chǔ)位。3基于偏離度的路徑優(yōu)化方法S形啟發(fā)式方法是指導(dǎo)揀貨人員從倉庫的揀貨通道的一端進(jìn)入揀貨通道，從另一端退出并進(jìn)入下一個(gè)包含揀貨點(diǎn)的揀貨通道。在S形啟發(fā)式方法中需要完全穿
4、越每條含有揀貨點(diǎn)的揀貨通道。因此，整個(gè)倉庫的揀貨通道以S形被穿越。這種方法由于簡(jiǎn)單易于掌握使用而被企業(yè)廣泛使用，然而只有在揀貨密度比較高的情況下，該方法才可以發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)。因此本文提出了一種基于偏離度的判斷規(guī)則可更好地選擇穿越揀貨通道時(shí)機(jī)的方法基于偏離度的路徑優(yōu)化方法，在路徑優(yōu)化中體現(xiàn)出更加有效的優(yōu)化效果。3.1偏離度的定義偏離度在數(shù)學(xué)上的解釋為實(shí)際數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)相差的絕對(duì)值所占目標(biāo)數(shù)據(jù)的比重。而在本文的倉庫揀貨路徑中，引用偏離度來定義揀貨點(diǎn)偏離貨架中心的程度，具體舉例如圖2所示。為了便于計(jì)算，假設(shè)揀貨通道的長(zhǎng)度為2L，其中每個(gè)貨位的寬度為2h，
5、由圖2可得，L=11h。揀貨通道的中點(diǎn)將整個(gè)通道分為前端部分和后端部分。對(duì)于變量作如下定義：K：倉庫的揀貨通道數(shù)量；圖1倉庫布局圖示在算法開始時(shí)，要遍歷倉庫所有揀貨通道(K條)，收集各通道含揀貨點(diǎn)情況，將有揀貨點(diǎn)的通道號(hào)依次放入index數(shù)組中。定義揀貨人員在揀貨通道中位置狀態(tài)有兩種：處于前端和處于后端。下面就要遍歷數(shù)組index，結(jié)合揀貨人員所處的位置與前后端含揀貨點(diǎn)情況，序貫決定每條含揀貨點(diǎn)通道的通過方式。在給出判斷規(guī)則之前，為了便于直觀理解，給出基于偏離度的路徑優(yōu)化方法流程圖，如圖4所示。圖4基于偏離度的路徑優(yōu)化方法流程圖3.3基于偏離度
6、的路徑優(yōu)化方法的判斷規(guī)則在揀貨通道中，揀貨人員揀貨完畢后穿越整個(gè)通道或者返回進(jìn)入時(shí)的橫向通道處，直接決定了揀貨路徑的長(zhǎng)度，本文結(jié)合揀貨點(diǎn)的分布情況與揀貨人員所處位置兩方面給出穿越時(shí)機(jī)的詳細(xì)判斷規(guī)則。針對(duì)某一具體通道k，分兩種情況考慮：k通道是最后一個(gè)含揀貨點(diǎn)通道和k通道不是最后一個(gè)含揀貨點(diǎn)通道。3.3.1k通道是最后一個(gè)含揀貨點(diǎn)通道(1)當(dāng)前揀貨人員處于前端：3.3.2k通道不是最后一個(gè)含揀貨點(diǎn)通道。對(duì)于k通道不是最后一個(gè)含揀貨點(diǎn)通道的情況，給出詳細(xì)分類圖，如圖6所示。接下來將會(huì)對(duì)此情況的判斷規(guī)則進(jìn)行詳細(xì)分類描述，分類括號(hào)里的字母與圖6、圖7中
7、的字母一一對(duì)應(yīng)。從以上的分析可以得出，基于偏離度的路徑優(yōu)化方法是結(jié)合揀貨點(diǎn)的分布情況與揀貨人員所處位置兩方面，通過偏離度的計(jì)算比較，來衡量應(yīng)選擇完全穿越每個(gè)含揀貨點(diǎn)的揀貨通道還是選擇從進(jìn)入通道的相同端返回。而S形啟發(fā)式方法完全穿越了每一個(gè)含有揀貨點(diǎn)的揀貨通道，因此，基于偏離度的路徑優(yōu)化方法優(yōu)于S形啟發(fā)式方法，或至少不差于S形啟發(fā)式方法。4仿真結(jié)果分析比較本文采用圖1所示的倉庫布局，即揀貨通道12條、揀貨通道長(zhǎng)度46h。對(duì)于這種倉庫布局，使用當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間作為隨機(jī)種子生成的不重復(fù)整數(shù)均勻分布，從而隨機(jī)產(chǎn)生不同的揀貨點(diǎn)布局。對(duì)每種揀貨點(diǎn)布局分別使用S
8、形啟發(fā)式方法和基于偏離度的路優(yōu)化方法仿真10次求平均值，整理見表1，利用表1中的數(shù)據(jù)作折線圖，如圖8所示。圖8S形啟發(fā)式方法和基于偏離度的路徑優(yōu)化方法
