模块化仓储系统的提升机优化调度问题

作者：马云峰^*; 胡依娜; 杨习杰; 任亮; 乔君

来源：系统工程理论与实践, 2023, 43(11): 3307-3321.

DOI：10.12011/SETP2022-3070

• 自动立体仓库
• 多模块交互作业
• 提升机调度
• 约束规划
• 启发式算法

在自动立体仓库中,模块指一组相互关联的设备组成的一个能完成明确任务的独立单元,常见的存储区模块有四向库、基于梭车的自动存取系统、基于拼图的存储系统等.提升机是连接不同功能模块的主要设备之一.由于模块之间交互频繁,且受提升机运力和预算等因素的限制,提升机成为仓库运营效率的瓶颈.针对多模块系统搬运作业的提升机调度问题,以最小化总完工时间为目标,建立了混合整数规划和约束规划模型,根据问题特点设计区间插入贪心算法.数值实验结果表明,对于小规模算例,混合整数规划和约束规划模型均求出最优解,区间插入贪心算法也能在较短时间内给出近似最优解;对于中到大规模算例,约束规划模型和区间插入贪心算法都能在合理时间内得到优质解,与自适应大邻域搜索算法以及Lin-Kernighan-Helsgaun算法相比,区间插入贪心算法在不同规模算例中均能更快地求出更好解,与企业常用的先到先服务规则相比,区间插入贪心算法也都能缩短25%以上的总完工时间.在系统配置方面,左右模块货架层数差越小,提升机平均每小时的吞吐量越大;货架深度对吞吐量的影响并不显著,但随着货架深度的增加,托盘平均完工时间会随之增加;空货架层数为3或4时可同时兼顾系统效率和货位利用率两个指标.

• 单位
  武汉科技大学; 武汉科技大学城市学院