基于局部最优单亲遗传算法的仓库路径优化调度问题-研究

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1、华中科技大学硕士学位论文1绪论1.1研究背景与课题来源在现代汽车制造行业中，冲压、焊接、涂装和总装配是汽车生产的四大工艺。为做到四大工艺间的均衡生产，其中，焊接和涂装之间的中间产品——白车身，必须有一定的储存量。暂时存放白车身的功能区称为缓存仓库，它是一个中小型仓库。柳州柳新汽车冲压件公司商用车的市场特征是多品种少批量，因此对缓存区的容量和分存导向要求比较高。进入缓存仓库的白车身目前是必须通过人员在空中管理，其工作内容是：将新焊完的白车身入库；根据后一工序——涂装的实际需求挑选白车身并编排好供应的次序。这种落后的管

2、理方式非常不适应现代化生产需要。其最主要问题是：缓存仓库管理完全靠人，人为错误将直接影响到生产计划的顺利实施；管理层不能直观了解缓存状况，不便于进行生产计划编制；根据经验编制出的计划不可避免地会带来过量生产的浪费。因此，针对焊接和涂装两个车间之间的功能缓冲仓库，亟待一种高效、合理的白车身自动调度编排方案，以解决当前缓存仓库管理所存在的问题。1.2仓库管理现状及发展方向[1]物流(Logistic)是指物资或产品在空间位置的转移，中间伴随着时间的消耗，而仓储过程是指物资或产品根据订单和生产计划而在生产、流通的过程中的

3、暂时性的存放和转运，以实现各个生产环节的合理衔接，保证生产顺利进行，并取得最佳的[2]经济效益。在物流和仓储系统中，仓库是物品暂存场所，它起到存储、分发、转运、[3]管理、缓冲和保护等作用，是物流和仓储系统的关键结点。仓库管理系统是集仓库[4]场地、搬运设备、劳动力等要素为一体的具有完整仓储功能的有机整体。所以，仓库管理在仓储过程中占据着核心的主导地位。现代制造业的生产过程可分解为若干个环节或工序。在实际生产过程中，每个环节或工序的需求量与预测量之间都可能存在一定程度的差异，因此，从整个生产1华中科技大学硕士学位论

4、文链来看，这种差异的累加效应将导致中间产品积压或者严重缺货，使得仓库保管成[5]本和企业市场风险不断上升。缓存仓库整合了上下游环节或工序的所有矛盾，现代化的仓库管理技术正是解决这种生产不均衡性的手段。因此，仓库管理的最终目的是以仓库的有限的运输能力、实际的出入库需求等因素作为约束条件，寻求最优库存布局和最优调度编排，使总成本最低，效益最高。目前仓库系统按照应用领域可以划分为两类：第一类是各种物资配送中心；第[6]二类是制造业生产线之间的在线仓库系统。依据仓库管理系统的管理模式，可以把它分为以下几个历史阶段：[7]第

5、一阶段是人工仓库管理阶段：它是仓储系统发展的最原始阶段。在这一阶段当中，仓库物资的输送、存储、管理和控制都是靠人工实现，效率极其低下。[8]第二阶段是机械化仓库管理阶段：这一阶段的仓库管理手段比第一阶段有了很大的进步，它不是靠人工来实现各个环节，而是通过传送带、吊车、堆垛机等机械设备来实现。虽然是通过人工方式来操作这些机械设备，但机械化仓库系统满足了当时社会化生产对仓库系统的运行效率的要求。[9]第三阶段是自动化立体仓库管理阶段：20世纪60年代到80年代，由于计算机技术、自动化技术、机电一体化技术、通信技术和现代

6、物流技术的迅猛发展与普遍应用，它促进了仓库管理系统革命性的转变。这些转变表现在如下几个方面：从仓库存取设备上来看，自动导引小车AGV、自动分拣设备和巷道式堆垛机等机械设备都加入到仓库系统中，逐步实现仓库无人化运作；从仓库存储结构上来看，自动化立体仓库采用高层立体存储结构设计，这种设计特点是占地面积小、存储量大、空间利用率高，可以大幅度降低仓库的入库、出库、盘点和倒库等基本操作的频率；从信息收集手段上来看，条码技术、射频技术等数据采集方式和自动识别系统可以及时、高效地汇总信息，使得系统各个部分分工协作，实现了信息集成

7、化。自动化立体仓库增强了仓库的存储、调度和管理功能，使之从保管型向流通型方向发展，已广泛应用在港口码头、配送中心。[10]第四阶段是人工智能仓库管理阶段：这一阶段是仓库管理更高级的一个阶段。2华中科技大学硕士学位论文20世纪90年代后，人工智能技术发展起来后渐渐被应用在仓库管理上，从而形成智能仓库管理系统。智能仓库系统集仓储科学和智能技术为一体，它与集成自动化仓库系统最大的区别在于，随着现在计算机速度不断提高，它结合人工智能技术和优化算法，建立知识库并模仿人类的思维方式，具有一定的系统决策的能力。这种智能化管理能更

8、大程度地降低企业成本，创造更多的利润和提高企业竞争力。但由于人工智能技术发展并不完善，人工智能仓库技术目前尚处于研究和起步阶段。到目前为止，由于世界各地经济和行业发展并不均衡，人工仓库管理系统、机械化仓库管理系统、自动化立体仓库管理系统和人工智能仓库管理系统尚处于并存的状态，但绝大数仓库还是以机械化、自动化管理方式为主。尽管如此，未来的仓库管理技术必定朝着信