[發(fā)明專利]一種三維立體移動式自動存取系統(tǒng)最優(yōu)尺寸設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011594983.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112651133B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉兵兵;余玉剛;郭曉龍
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06F111/08
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 賈耀淇

1.一種三維立體移動式自動存取系統(tǒng)最優(yōu)尺寸設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一、輸入給定的系統(tǒng)參數，利用概率統(tǒng)計知識、卷積公式和曼哈頓距離公式確定出隨機取貨時間的概率密度函數和概率分布函數；

所述利用概率統(tǒng)計知識、卷積公式和曼哈頓距離公式確定出隨機取貨時間的概率密度函數和概率分布函數，具體包括：

AS/RS系統(tǒng)的期望取貨時間表示為E(Ξ)+E(U)+κ，

Ξ：S/R機從I/O點處運行到取貨位置所需的時長；U：S/R機從取貨點位置返回到I/O點所需的時長；κ：S/R機貨物裝卸所需時長，是常數；

進一步表示為：

ESC＝E(Ξ)+E(U) (2)

對于Ξ,Ξ＝max{X+Y,Z}，Z是S/R機在豎直方向上所需的運行時間，X和Y是S/R機在兩個方向x和y上的運行時間；S/R機在平面xoy上的運行時間為Ω，Ω＝X+Y；

對于U等于Ξ，即U＝max{X+Y,Z}，由(2)，S/R機的期望取貨時間能表示為：ESC＝2E(max{X+Y,Z})；

設f_X(x)和f_Y(y)分別表示隨機變量X和Y的概率密度函數；X和Y互相獨立，它們的密度函數分別表示為：

和

令ω表示S/R機在平面xoy上運行時間Ω的隨機變量，則利用卷積公式，Ω的概率密度函數能夠計算獲得如下表示：

隨機變量Z的概率密度函數為

利用概率分布計算方法，能夠計算得到Ω的概率分布函數為：

隨機變量Z的概率分布函數也能計算表示為：

其中的公式(3)和(4)互相獨立，令ξ表示S/R機從I/O點處運行到取貨位置所需時長的隨機變量，則Ξ同時也是U的概率分布函數為：

F_Ξ(ξ)＝F_Ω(ξ)F_Z(ξ) (5)

設F_Ξ(ξ)表示為Ξ的概率密度函數，

隨機變量Ξ的數學期望通過求解如下的連續(xù)型期望積分獲得，即：

其中，M為一個充分大的常數；

第二、建立數學優(yōu)化模型，根據移動式三維立體AS/RS存儲系統(tǒng)在時間上的三維尺寸關系分成四種情形，并逐一建立數學模型，最后進行求解獲得最優(yōu)設計方案和最小的期望取貨時間；

第三、將四種情形下的最優(yōu)設計方案對比篩選出整體最優(yōu)設計方案，并最終確定全局最小期望取貨時間。

2.根據權利要求1所述的一種三維立體移動式自動存取系統(tǒng)最優(yōu)尺寸設計方法，其特征在于，第一中的給定的系統(tǒng)參數包括：

L：貨架的長度；H：貨架的高度；W：移動式AS/RS系統(tǒng)的深度；s_h：S/R機在水平方向上的速度；s_v：S/R機在垂直方向上的速度；s_p：S/R機在縱深方向上的速度，設定s_p＝s_h，即縱深方向的速度與水平方向上的速度相等；運行時間上貨架的長度；運行時間上貨架的高度；運行時間上貨架的深度。

3.根據權利要求1所述的一種三維立體移動式自動存取系統(tǒng)最優(yōu)尺寸設計方法，其特征在于：

基于t_v，t_p和t_h的關系，根據四種情形來最終確定最優(yōu)的尺寸比例，即，0＜t_v≤t_p＜t_h，0＜t_p＜t_v≤t_h，0＜t_p＜t_h＜t_v≤t_p+t_h和t_v＞t_p+t_h，從而獲得Ξ的概率分布函數F_Ξ(ξ)和取貨時間目標函數最優(yōu)值。

4.根據權利要求3所述的一種三維立體移動式自動存取系統(tǒng)最優(yōu)尺寸設計方法，其特征在于：

將移動式三維立體AS/RS系統(tǒng)期望取貨時間使用曼哈頓距離公式進行描述。

5.根據權利要求3所述的一種三維立體移動式自動存取系統(tǒng)最優(yōu)尺寸設計方法，其特征在于：

根據貨架長度、高度和深度之間存在的大小關系，將貨架取貨情景正確分為四種情形，并在每個情形中分別建立移動式貨架取貨時間最小化數學模型，然后利用凸優(yōu)化技術進行求解并作比較。