1 数字化仓储的系统设计

1)数字化仓储的决策操作层。 数字化仓储必须满足实时监控,科学高效治理的要求,实现仓储历程可视化治理,实时监控货仓整体运行,指导物流中心各环节运作,落实公司管控步伐。

2)数字化仓储的作业层。 对入库产品的货位、入库时间、货物详细信息等处理,并实时与数据库的进行交换和存储。 确保准确、实时地完成货仓作业任务、货物调理、终端调理,此历程主要涉及RFID技术运用到收支库治理上, 充分体现了现代化仓储的优势。 并且严格凭据治理制度要求、 物流效劳与宁静建设要求,抵达精细化、专业化、智能化、自动化治理模式。

3)数字化仓储的决策执行层。 接受决策层发来的作业指令,基于RFID技术、WSN技术、 车载终端实现收支库货位优化分派、贴码等事情。 通过提高业务处理效率、夯实物流中心基础建设,实现业务一体化运作。

4)数字化仓储的整体框架。 数字化仓储是基于RFID技术、WSN技术、车载终端技术的实现,系统由硬件部分和软件部分组成,与古板货仓相比运转效率更好。 如图1 所示。

2 RFID技术的剖析

2.1 RFID技术应用概述

RFID技术的运用主要集中在系统的硬件部分,由地埋式货位标签、托盘电子标签、移动式读写装置、地埋式读写器、叉车数据收罗终端系统、电梯门禁系统、治理系统效劳器、治理终端机组成。

1)地埋式货位标签。 该货位标签为海内烟草行业首创,由无源RFID电子标签、铜片、结构件组成,用于对平库内的托盘货位进行治理,库内每一托盘位上装置了唯一对应的地埋式货位标签。

2)托盘电子标签。 装置于塑料托盘上的无源RFID电子标签,用于收罗托盘上的卷烟信息,同时对该托盘进行标记。

3)移动式读写装置。 该装置为海内烟草行业首创,由扫描枪、牢固式RFID读写器及天线、PC机、移动式小车组成,用于对托盘上的件烟进行调解。

4)地埋式读写设备。 埋于月台装卸口的牢固式RFID读写器和大屏幕显示器, 用于对销售出库的托盘卷烟进行出库扫码及库存信息的。

5)叉车数据收罗终端系统。 该系统为海内烟草行业首创,由牢固式RFID读写器及天线、移动数据终端、防撞块组成,凭据作业状态牢固于叉车上,用于收罗收支库的托盘卷烟信息,并可对托盘卷烟信息进行调解。

2.2 RFID系统事情原理及货仓安排

一个最基本的RFID系统是由读写器、电子标签、天线和相关的数据库治理系统组成。 其事情原理是:货物商品进入货仓读写事情区内, 读写器会自动读取货物上贴的唯一标识的RFID电子标签,获取相关的货物详细信息,随后装有RFID读写器的叉车将指定托盘上的物品送到优化之后分得入库货位进行存储同时读取地埋式货位标签, 最后读写器将所读取的货位信息结合货物详细信息发送至数据治理系统进行处理。

系统的货仓平面示意图如图2 所示。

3 仓储的入库货位优化

3.1 收支库问题的剖析

最大限度提高货仓的利用率和周转效率, 最要害的是解决货物入库货位的优化分派。 良好的货位优化战略能够极大提高货仓利用率和出库效率。 古板货位分派优化的研究往往考虑货物出库频率基本稳定的情况下进行的。 但市场是变革的,货物的需求频率等特性不是一成稳定的, 基于这种牢固频率假设的货位分派会造成仓储本钱的增加,达不到理想的效果。 企业的生长和市场的变革导致货物出库频率是一个动态变革的历程, 因而货位需要凭据货物的收支库情况进行动态变革。 货仓中货物存取频率爆发较大变革时,就要对货物的货位重新进行分派,提高货物收支库作业的效率。

图2 货仓平面图  

3.2 货位分派战略

以往关于货仓货物入库货位分派的战略通常分为牢固存储,分类存储,随机存储等。

1)牢固存储。 每一种入库的货物都存储时存储的货位都是牢固稳定的,货物之间的储位不可交叉使用,这就要求货物的牢固存储货位容量必须满足库量最大值。 这种战略的优点是每种货物都有牢固存放位置, 操作人员可以很容易的在牢固货位找到相应的货物,一定水平上提高了货物出库率;其缺点是储位必须按各项货物的最大在库量设计,所以一定导致储区空间的使用效率较低。

2)分类存储。 同牢固存储相似的地方是每类货物都有自己牢固的存储位置,可是货物有可以凭据一定特性加以分类,而同属一类的差别货物又可以按一定的规则来分派储位。 这样分类存储就具有了牢固存储的各项优点, 各分类的贮存区域可凭据货物特性再作设计,有助于货物的贮存治理;其缺点是储位必须按种种货物最大在库量设计,储区空间的使用效率低。 决策人员的事情量,降低了决策效率。

3)随机存储。 货物入库前被分派到货物是随机的,任何货物都可以被存放在货仓的任何货位。 这样一来的利益就是不必考虑入库货位分派优化可以提高入库时间同时储区空间的使用效率较高,有空出的货位就可以存放新入库的货物。 可是缺点也很明显,导致货物的收支库治理和盘点事情的进行难度较高,周转率高的货物可能被贮保存离收支库较远的位置, 增加了收支库的搬运距离。

3.3 货位分派优化相关算法

关于数字化仓储的货位优化分派的算法研究已经取得了许多可喜的研究结果,在货位分派优化方面,海内外学者也进行了大宗理论研究。 Gajendra Kumar Adil[1]建立了非线性整数计划模型,并接纳分支定界法求解,从而降低了货仓拣选作业和存储空间的总本钱;粒子群算法((PSO)来解决此问题;Pius J. Egbelu[2]对货仓治理中的动态变革因素进行了剖析,并提出了动态货位分派的看法,但对动态变革因素没有进行定量化描述;郑凌莺等[3]剖析了货位优化的内因———货物类型的变革导致仓储物品重量、价值等的变革,外因———货物流动性的变革,从而得出进行货位动态配置优化的须要性,但同样没有得出定量化的动态货位优化规则。 王强将仓储中入库货位优化和出库拣选优化的多目标问题转化成单目标问题,并接纳遗传算法进行求解;陈月婷等[4]建立了综合考虑货架稳定性和收支库效率的模型,并提出了基于Pareto最优解的革新粒子群算法((PSO)来解决此问题。

以上研究结果为我们下面进一步进行研究涤讪了基础,本文结合RFID技术对每个货位设置地埋是电子标签, 通过革新遗传算法对入库货位进行进一步优化。

关于库前货位分派的处理本文接纳革新遗传算法进行优化分派,以往的遗传算法大多接纳牢固交叉率、变异率作为算法参数。 但实际情况中遗传算法中的交叉概率Pc以及变异概率Pm的选择是影响遗传算法行为和性能的要害所在,直接影响算法的收敛性,Pc越大,新个体爆发的速度就越快,然而Pc过大时遗传模式被破坏的可能性也越大,使得具有高适应度的个体结果很快就被破坏;可是如果Pc过小,会使搜索历程缓慢,一直停滞不前。关于变异概率Pm,如果Pm过小,就不易爆发新的个体结构,如果Pm取值过大,那么遗传算法就酿成了随机搜索算法。 本文接纳革新步伐使Pc和Pm能够随适应度动态地进行自适应改变。

4 模型算法的设计与实现

4.1 算法的剖析

将革新遗传算法与RFID技术结合的研究进行收支库货位优化分派可以获得越发理想的效果。 遗传算法与RFID技术结合相互取长补短,从而既坚持了遗传算法的全局搜索的优势,又通过RFID技术简化了遗传算法多目标函数优化的庞大性。

关于革新遗传算法,目前己有许多这方面的研究,见文献[5],文献详中的混淆战略是将遗传算法的交叉或变异算子用禁忌搜索取代。 遗传算法中每迭代一步都要进行大宗遗传算法的交叉或变异算子用禁忌搜索取代。

4.2 算法的设计

本文是在基于安徽中烟平库基础上并结合RFID计数进行数字化货仓的革新,在每个货位中心置入地埋式电子标签已抵达货位的数字化治理。 关于货位优化算法的选择在前人研究的基础上选用革新遗传算法并运用RFID技术实现货位优化的效果。

由于接纳RFID技术实现了货位可视化治理, 故而把以往货位优化的多目标模型转化成了更容易操作的单目标模型。 凭据入库货物周转率巨细分派入库货位, 周转率越大分派的货位就应该越靠近出货口。 设出货口坐标(X0,Y0),货位坐标(X,Y)。

则目标函数为:

适应度函数的设置是根绝目标函数获得的, 算法是依据适应度函数进行运算,适应度值越大遗传给下一代的可能行越大。故而对目标函数进行转换后获得适应度函数:

编码接纳二进制编码如货位(3,4)对应的编码则为0011-0100,终止条件则通过迭代次数进行控制。关于交叉率和变异率设置为了包管每一代个体中最优的不被破坏, 使他们直接复制给下一代。

其中,Fmax和favg划分体现目今群体中适应度最大值宁静均值,f′和f划分体现交叉的两个个体中适应度值较大的一个和加入变异的个体适应度值。 其他参数均是小于1 的正数。

算法设计如下:

1) 凭据入库货物周转率巨细对入库货物进行排序。

2) 凭据对货位的数字化治理得出空闲货位,爆发初始种群。

3)盘算种群适应度值。

4)判断算法终止条件,如满足终止算法输出结果,不然跳转下一步。

5)盘算交叉概率,然后在种群中凭据交叉概率随机选择父代个体进行交叉变异操作。

6)得出新的种群调回第3)步。

接纳革新遗传算法的流程图如图3 所示。

5 结果剖析与总结

本文依据安徽中烟入库信息进行剖析:

优化前货位的分派如图4所示。

图4优化前货位分派   

进行参数设置:种群巨细120,迭代次数80,θ=0.9, ,λ=0.002,α=0.025。 输入设置参数进行优化,优化后货位分派结果如图5 所示。

图 5 优化后货位剖析  

由以上结果剖析可知货位优化分派事后, 周转率大的货位分派到了离出口更近的货位,从而提高了货仓的效率。

本文在货位优化方面的研究另有许多缺乏之处,随着RFID技术生长的不绝成熟, 关于仓储的货位优化可以进一步的综合考虑入库货物差别品牌出库日期的预测、 结合出库周转率以及货物特性进一步完善货位分派战略。