多层子母车式仓储系统货位优化研究

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仓储系统广泛应用于现代物流行业,在物流的良好、快速发展进程中扮演着非常重要的角色。多层子母车仓储系统是建立在传统仓储系统的基础上发展形成的一种高密集型仓储系统,其具有空间利用率高、作业灵活等特点。仓储系统的作业效率会直接影响整个仓储系统的计算成本,因此提高仓储系统的作业效率是非常有必要的。仓储系统中货位布置作为系统作业的关键一环,合理的货位摆放有助于提高其作业效率,所以对仓储系统的货位进行分配优化具有十分重要的意义。本文主要以某公司酒类仓储系统货位布置为研究对象。首先分析了仓储系统货物的分配现状,构建了基于Flexsim的仓储系统仿真模型;然后,根据货位分配存在的问题及货位分配的基本原则,建立了以货架稳定性、货物出库效率、设备碳排放量为目标函数的货位优化模型;再者,通过对货位优化模型的分析和对多种货位优化智能算法的对比,选择复合加权的粒子群算法进行模型求解;最后,对求解结果进行可视化分析,验证了优化模型和算法的有效性,从而提高了仓储系统的作业效率。本文的主要研究工作和成果如下:(1)建立基于Flexsim的仓储系统仿真模型。本文以优化货位分配为研究目的,从仓储系统的货位布置出发,分析仓储系统货位的分配现状,使用Flexsim仿真软件对仓储系统的作业流程进行实时仿真。考虑到试用版软件的局限性,分别建立了入库区、货架区、出库区的仿真模型。针对货架区货物布置情况先后建立立体库概念模型、仿真模型,根据货架区仿真分析得出,仓储系统的效率较低。通过货架区的货物出入库情况进一步分析得出,该仓储系统在货位布置方面存在一些问题比如未考虑货物周转性及货物自身属性等。本文所做的仿真研究为货位布置优化提供了更好的思路。(2)建立多目标的货位优化模型。本文根据仓储系统货位分配的基本原则以及货物布置的现存问题,对公司的仓储系统进行简化,建立仓储系统坐标模型模拟仓储系统中设备实际的运行情况。针对货位的优化布置,分别以货架的稳定性、货物的出入库效率、设备碳排放量为优化目标,应用模型中的相关参数建立货位优化模型和约束函数。(3)提出复合加权的多目标粒子群算法。上文建立的数学模型类型为多目标的货位优化模型,现存的研究大多使用智能算法求解该类模型。根据常用智能算法的对比分析结果,选取了复合加权的多目标粒子群算法。通过对多个目标设定权重系数,将多目标货位优化模型转化为单目标模型。(4)完成模型求解与可视化分析。首先使用MATLAB仿真软件编程求解上述三个目标优化前后的目标值,结果表明优化后的目标函数值明显降低。然后,设置不同权重将三个目标函数转化为组合数学模型并完成求解。求解后的目标函数降低了25.98%,优化效果显著提高。最后,完成基于货架稳定性、货物周转率的可视化分析。为了更好的展示优化效果,根据货位优化后的坐标,对优化后的货位进行货架的稳定性、货物的周转率可视化仿真分析。可视化效果图验证了货位优化模型和复合加权粒子群算法的合理性。
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