自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)--自動(dòng)化倉庫的存儲(chǔ)策略分析-閱讀頁
2025-01-28 17:29本頁面
【正文】 入庫時(shí)，不同物品可共享相同貨位的方式稱為共享存儲(chǔ)。這次主要討論隨機(jī)存儲(chǔ)和分類隨機(jī)存儲(chǔ)的效率區(qū)別。分類隨機(jī)存儲(chǔ)需先把貨架按照貨物的出入庫頻率（這里由于貨物特性相差不大，只考慮出入庫頻率）劃分為不同的區(qū)域，在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)再按照上述隨機(jī)方法實(shí)現(xiàn)，下面介紹一下區(qū)域劃分的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。倉庫有一個(gè)通道，一個(gè)貨架，有一臺(tái)堆垛機(jī)。貨架的長度L，高度H已知，貨架在行程時(shí)間上是矩形的，即堆垛機(jī)從I/O處到達(dá)貨架最遠(yuǎn)點(diǎn)的垂直和水平方向的時(shí)間是不一樣的。(3)系統(tǒng)中有多種貨物，且每個(gè)托盤只存取一種類型的貨物，并且所有的托盤是相同的。(4)系統(tǒng)中對(duì)各種貨物的需求是固定且已知，且貨物之間沒有相關(guān)性。(6)堆垛機(jī)不可以在水平方向上和垂直方向上同時(shí)運(yùn)動(dòng)，并設(shè)其在水平和垂直方向上的加減速是線性的。(7)堆垛機(jī)從貨位中取貨和放貨時(shí)間與堆垛機(jī)的運(yùn)行速度，以及貨架的形狀無關(guān)。出入庫頻率大小如表22所示，由于貨架深度方向上有兩個(gè)托盤，所以以下考慮的庫存容量是原始數(shù)據(jù)表11中最大儲(chǔ)存量的一半。所以考慮下面的分配方法。使用COI值是因?yàn)樵谪浧愤M(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，貨架上有一個(gè)初始的存貨量，雖然某貨品出入庫頻率較高，但如果初始存儲(chǔ)量比較大，則把其放在I/O近的貨位會(huì)使后續(xù)進(jìn)出庫貨物所用時(shí)間更長。計(jì)算得到的COI值按從小到大排序，如表23所示，貨品COI值越小，應(yīng)該離出入口越近，所給貨位編號(hào)也就越小。得到第二個(gè)優(yōu)化目標(biāo)條件： 式22由上述優(yōu)化函數(shù)可以知道，貨位分配需要同時(shí)考慮貨架的穩(wěn)定性和存取效率，這是個(gè)組合多目標(biāo)優(yōu)化問題。④算法實(shí)現(xiàn)(1)遺傳算法簡介遺傳算法是模擬生物在自然環(huán)境中的遺傳和進(jìn)化過程而形成的一種自適應(yīng)全局優(yōu)化概率搜索算法。它的目標(biāo)是搜索這個(gè)多維、高度非線性空間以找到具有最優(yōu)適應(yīng)值(即最小費(fèi)用的1的點(diǎn)。七十年代Dc Jong基于遺傳算法的思想在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行了大量的純數(shù)值函數(shù)優(yōu)化計(jì)算試驗(yàn)。它的基本出發(fā)點(diǎn)是仿照自然界優(yōu)勝劣汰的自然選擇原理，將問題的求解形象的表示成為“染色體”的適者生存的過程，即通過復(fù)制、交叉和變異等過程使群體中個(gè)體的“染色體”一代一代的不斷進(jìn)化，最終找到最適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體，從而得到該問題的最優(yōu)解。遺傳算法在模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、工業(yè)優(yōu)化控制、自適應(yīng)控制、生物科學(xué)、社會(huì)科學(xué)等方面都得到應(yīng)用。作為強(qiáng)有力且應(yīng)用廣泛的隨機(jī)搜索和優(yōu)化方法，遺傳算法可能是當(dāng)今影響最廣泛的進(jìn)化計(jì)算方法之～。(2)基本遺傳算法基本遺傳算法只使用選擇算子、交叉算子和變異算子這三種基本遺傳算子，其遺傳進(jìn)化操作過程簡單，容易理解，是其他一些遺傳算法的雛形和基礎(chǔ)。初始群體中各個(gè)個(gè)體的基因值可用均勻分布的隨機(jī)數(shù)來生成?；具z傳算法按與個(gè)體適應(yīng)度成正比的概率來決定當(dāng)前群體中每個(gè)個(gè)體遺傳到下一代種群中的機(jī)會(huì)多少。這樣，根據(jù)不同種類的問題，必須預(yù)先確定好由目標(biāo)函數(shù)值到個(gè)體適應(yīng)度之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則。?選擇算子使用比例選擇算子?交叉算子使用單點(diǎn)交叉算子?變異算子使用基本位變異算子或均勻位變異算子(3)基本遺傳算法的設(shè)計(jì)基本遺傳算法是一個(gè)迭代過程，它模仿生物在自然環(huán)境中的遺傳和進(jìn)化機(jī)理，反復(fù)將選擇算子、交叉算子和變異算子作用于種群，最終可得到問題的最優(yōu)解和近似最優(yōu)解。2)個(gè)體評(píng)價(jià)：計(jì)算群體Population(i)中個(gè)體的適應(yīng)度。4)交叉運(yùn)算：將當(dāng)前群體的各個(gè)個(gè)體隨機(jī)搭配成對(duì)，對(duì)每對(duì)個(gè)體，以交叉概率Pc交換它們的部分染色體。群體Population(i)經(jīng)過選擇、交叉、變異操作后得到下一代的群體Population(i+1)。6)終止條件判斷。遺傳算法的一般流程如23圖所示：圖23 遺傳算法的一般流程(4)貨位分配的計(jì)算過程1)多目標(biāo)優(yōu)化問題的單目標(biāo)簡化使用賦權(quán)值的方法把上述多目標(biāo)問題變成單目標(biāo)問題，具體方法如下：兩目標(biāo)函數(shù)分別是求堆垛機(jī)利用率最高和貨架重心最低的函數(shù)，通過對(duì)兩目標(biāo)函數(shù)賦給權(quán)重，不同的倉庫類型對(duì)兩目標(biāo)的重要性具有不同的要求，這里為了說明方法的需要（實(shí)際這次研究不考慮重量，即S的權(quán)重為0），賦給權(quán)重相等，則多目標(biāo)函數(shù)就變成：式23兩邊各乘2得到：式24 2)進(jìn)行初始分配，隨機(jī)給貨品賦給一個(gè)貨位，根據(jù)表22的內(nèi)容，假設(shè)貨架滿貨時(shí)(也就是沒有空貨位存在)，不同的貨品所占貨位格數(shù)已給出。4)重復(fù)第三步驟，直到每個(gè)貨位上的貨品與其他每個(gè)貨位上貨品進(jìn)行比較完成，這樣得到一個(gè)最優(yōu)的貨位分配方案。最終的區(qū)域分配如圖25所示：編號(hào)為1表示物品(1)鋼帶優(yōu)先存放在該位置，編號(hào)為2表示物品(2)空紙袋優(yōu)先存放在該位置，以此類推。圖26 優(yōu)化后貨物存放優(yōu)先區(qū)域劃分第三章 軟件界面分析 軟件主界面如圖31所示，運(yùn)行結(jié)果均直接保存到文檔。表51表52表53表54表55表56表57表58表59表510 并對(duì)十次需求進(jìn)行求平均，可得三種策略的結(jié)果如下：表511 結(jié)果分析 按照第二章的策略分析，應(yīng)該策略3最優(yōu)，策略2其次，策略1最差，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果卻相反，這跟貨架列數(shù)，層數(shù)，貨物品種多少，庫存量大小和出入庫頻率等相關(guān)，只有在貨架列數(shù)和層數(shù)很多時(shí)，策略3才能體現(xiàn)優(yōu)勢。自動(dòng)化系統(tǒng)貫穿在整個(gè)企業(yè)管理過程中，環(huán)環(huán)相扣，生產(chǎn)計(jì)劃和物料清單為物料需求計(jì)劃提供理論依據(jù)，物料需求計(jì)劃對(duì)主生產(chǎn)年計(jì)劃進(jìn)行細(xì)化和反饋。2. “不管白貓黑貓，能抓到老鼠的就是好貓”。在這次課程設(shè)計(jì)中，我認(rèn)識(shí)到物流自動(dòng)化系統(tǒng)在整個(gè)物流學(xué)科體系中的地位及其與其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系。3. 課程設(shè)計(jì)對(duì)理性思維的鍛煉。課程設(shè)計(jì)迫使我們理性地分析問題，努力依靠數(shù)據(jù)對(duì)問題分析、解決，用數(shù)據(jù)說話。4. 課程設(shè)計(jì)對(duì)多元思維的鍛煉。不一定要讓別人與自己的思維相同，只要在自己分析的角度做的最好就行。附一 參考文獻(xiàn)【1】柳賽男，柯映林，李江雄等．基于調(diào)度策略的自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)優(yōu)化問題研究計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2006【2】蔣字．基于預(yù)測模型立體倉庫調(diào)動(dòng)策略研究．大連：大連海事大學(xué)，2008【3】陳慶章．Visual Basic 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)．【4】賈煜亮．自動(dòng)化立體倉庫中貨位實(shí)時(shí)分配優(yōu)化問題研究．清華大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文．2007【5】張英鋒，柏林．遺傳算法在貨位精確選址中的應(yīng)用研究．系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)．2004【6】黨偉超，曾建潮，自尚旺．自動(dòng)化立體倉庫貨位分配概念數(shù)據(jù)模型的研究．太原重型機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)．2004
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