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基于贪婪算法的货仓货位优化问题研究

来源：本站 | 宣布日期：2023-03-24

1 引言

近年来,我国物流业生长迅速,物流设施明显改善,效劳水平与作业效率不绝提高。随着物流业的生长,物流企业之间的竞争不绝加剧,为了在猛烈的市场竞争中站稳脚跟,物流企业纷纷接纳种种步伐提高效劳质量,降低物流本钱。仓储是物流系统中的要害环节,高效合理的仓储可以资助企业加速物资流动的速度,降低物流本钱,包管生产的顺利进行,并可以实现对资源有效控制和治理。

分拣作业是仓储运动中的重要一环,分拣作业本钱约莫占了仓储本钱的三分之一,合理的货位安排可以提高拣选作业的效率并降低拣选本钱,进而提高仓储效率,降低仓储本钱。

近年来,越来越多的学者开始关注分拣作业问题,并对直接影响分拣本钱的立体货仓的货位分派问题进行了研究。如:肖建和郑力[1]考虑了货物需求的相关性,对多巷道货仓货位分派优化问题进行了研究;李诗珍[2]考虑货物之间的相似性,以均衡分区同步拣货的事情量为目标对货位进行分派优化。这些研究大部分都只考虑了货仓的运行效率,没有考虑分拣历程中的能量消耗。随着世界能源紧缺问题的日趋严重,如何通过优化储位分派计划降低存储及分拣历程中的能耗问题受到诸多学者的关注。陈月婷和何芳[3]考虑了货物重量以及货架的稳定性,并基于革新粒子群算法对货位进行分派优化;李小笠和刘桂芝[4]考虑了存储能耗、货架稳定性以及运行效率等问题,建立了货仓货位优化数学模型;刘志帅等[5]在考虑货物重量前提下以人工订单拣选作业导致的人体能耗最小为目标对货位进行分派优化;银光球,何福英等[6]在考虑货物重量和需求频率前提下建立了货物存取能耗最小的货位分派优化数学模型,有效地降低货仓的运行本钱。以上研究均假设各货物的需求相互独立,在实际中,有些货物的需求并不是独立的,好比螺钉和螺母,由于两者经常同时泛起在一张订单中,从提高拣选效率的角度考虑,它们最好被安排在相邻的货位上。可是凭据已有文献中的要领,不考虑两种货物的相关性,而是纯粹考虑能耗,这两种货物往往被安排在相距很远的两个货位上。

本文拟在综合考虑货物相关性、拣选频率以及单件货物质量等因素的前提下,研究货位优化问题。首先凭据货物间的相关性,以及货物的需求频率和单件货物质量,提出修正货物的统计质量指标,并以拣选能量消耗最小为目标建立货位优化问题的数学模型,对存放货物的库区以及货位进行优化分派,进一步设计求解模型的启发式算法,并利用具体算例对模型和算法进行验证。

2 货位优化问题的数学模型

考虑到在实际的订单中,有些货物经常被一起订购,如果只考虑货物的重量和拣选频率来分派货位,被经常一起订购的货物可能会被摆放在相距很远的货位上,这样会降低取货效率。为了提高拣货效率,应该将经常被同时订购的货物就近存放。针对该问题,本文接纳如下战略对货位进行分派:首先,凭据一段时间内的订单信息盘算出各货物间的关联度。然后,结合货物的质量和需求频率,以拣选作业能耗最小为目标,建立货位优化问题的数学模型。

2.1 货位优化模型假设

为了简化问题,本文提出以下假设:(1)每个订单订购多种差别的货物,但每种货物的数量较少;(2)每种货物只存放在一个货架上;(3)不考虑拣选历程中的缺货情况;(4)货位至出库口的距离接纳直线距离(曼哈顿距离)盘算;(5)订单拣选作业的能耗指设备搬运货物所做的功,包括两部分,一部分是传送设备将货物从货位处传送至出库口的历程中克服摩擦力所做的功,另一部分是搬运设备将货物从立体货仓的货位上搬运到传送设备上克服重力所做的功。