基于图论的自动化立体仓库堆垛机拣选路径优化.pdf

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1、LogisticsSci-TechNo.7,2010物流科技2010年第7期文章编号：1002-3100(2010)07-0097-03基于图论的自动化立体仓库堆垛机拣选路径优化StackerPickingPathOptimizationoftheAutomatedWarehouseBasedonGraphTheory!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!蒋丽琳1，张弛2JIANGLi-lin1,ZHANGChi2（1.上海理工大学，上海200093；2.上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心，上海200438）(1.

2、UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China;2.ShanghaiAutomotiveIndustryCorporation,Shanghai200438,China)摘要：以拣选路径作为研究对象，结合目前国内自动Abstract:Focusedonthepickingpath,combinedwiththe化立体仓库的规模现状，建立了相应的仓库简化模型与拣选currentsizeofthedomesticstatusofRS,establishedthecor-路径模型，并对模型进行相关的

3、说明。应用图论的有关算法，respondingsimplifiedmodelofthewarehouseandpicking提出了针对现有仓库的堆垛机拣选路径的优化方法，最后通pathmodel,andinstructedthemodel.Usingthegraphtheory过算例证明该方法的有效性。algorithm,itproposedforthestackerpickingpathoptimizationoftheexistingwarehouse,andfinallythroughanumericalex-关键词：自动化立体仓库；拣选路径；图论ampletopro

4、vethevalidityofthemethod.中图分类号：F253.4文献标识码：AKeywords:automatedwarehouse;pickingpath;GraphTheory0引言自动化立体仓库采用高层立体货架储存物资，结合电子计算机控制技术和人工控制，实现货物的存储、输送、分发与管理等功能。与传统仓库相比，自动化立体仓库具有周转速度快、空间利用率高等优点。拣选作业是自动[1]化立体仓库常用的作业方式。据统计，目前国内大多数仓储中心仍属于劳动密集型产业，其中与拣选作业直接相关的人力占50%以上，拣选作业的时间投入也占整个仓储中心的30%~40%。因此，合理解

5、决拣选作业优化调度能在一定程度上提高自动化立体仓库的运作效率。拣选作业的效率主要与堆垛机运行速度和拣选路径的选择有关。根据目前国情，拣选作业所使用的堆垛机需人工控制，速度一般要在人的可控制范围内，所以堆垛机的速度不能[2-3]大幅提高。对拣选作业，国内学者一般把单个货架的拣选问题抽象成旅行商（TSP）问题研究，而实际拣选作业中，被拣选货品一般分散在不同的货架上。本文结合国内自动化立体仓库的实际情况，把拣选路径构造为一种闭环作业路径，运用图论的方法进行路径优化，并对路径的优化效果进行了比较。1拣选作业路径模型自动化立体仓库的布局如图1所示，图1显示了仓库的部分区域，共五排十五

6、列货架，该仓库出入口处于同一位置。图中的每个小方格表示立体货架的一个单元货格的位置，方格中的数字代表单元货格的行列编号。在堆垛机拣选开始前，由系统根据实际情况给每台堆垛机分配一定数量的货位，被分配的货位点用图1中带阴影的小方格表示。图中的实心小黑点表示堆垛机从货架上取货时，需要在仓库中停留的位置点。所有货位点可以汇集到同一张图上，任意两个货位点之间可以相互连接，即任意两点间都有一条路径，于是货位点和路径构成了一张完全图，如图2所示。每两点之间的路径可以根据两点之间的到达距离来赋权值，赋权值的求解公式可以表示为：a=Δx+Δy（1）ijijij其中，Δx表示两货位点之间在x方

7、向的水平距离；Δy表示两货位点之间在y方向的水平距离，i、j表示点ijij的编号。堆垛机的运动路径图可以用矩阵的形式表示为：收稿日期：2010-04－07作者简介：蒋丽琳（1985-），女，浙江人，上海理工大学机械工程学院硕士研究生，研究方向：仓储技术。LogisticsSci-Tech2010.797基于图论的自动化立体仓库堆垛机拣选路径优化VV……V12nVaa……a111121nD＝V2a21a22……a2n（2）…………Vaa……ann1n2nn式中，v表示第i点，a表示第i点和第j点之间的距离。利用本文的