[發明專利]一種三維立體移動式自動存取系統最優尺寸設計方法

有效

• 申請號: 202011594983.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112651133B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（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

本發明提出一種三維立體移動式自動存取系統最優尺寸設計方法，包括如下步驟：步驟1，輸入給定的系統參數，利用概率統計知識、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；步驟2、建立數學優化模型，根據移動式三維立體AS/RS存儲系統在時間上的三維尺寸關系分成四種情況，并逐一建立數學模型，最后進行求解獲得最優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設計方案進行對比篩選出整體最優設計方案，并最終確定全局最小期望取貨時間。

技術領域

本發明涉及倉儲領域，尤其涉及一種三維立體移動式自動存取系統最優尺寸設計方法。

背景技術

在線銷售行業在中國取得了極大成功，眾所周知的“雙十一”、“六一八”購物節已經成為中國老百姓享受線上購物的快樂節日。在線銷售之所以成功離不開背后的一系列高科技技術支撐和賦能。特別地，物流倉儲技術在其中起著非常重要的作用。電子商務越來越離不開現代化的物流倉儲技術。在新一代倉儲技術中，自動化三維存取系統(AutomatedStorage and Retrieval System，以下簡稱為AS/RS)使用最為廣泛。國內在上世紀60年代開始研制AS/RS，80年代投入使用，截止到現在為止，國內的AS/RS應用已經廣泛存在。特別是隨著電商物流業的蓬勃發展，業內實踐者已經意識到AS/RS具有高效率、低成本、自動化的特性，因此AS/RS越來越受到業界的重視。比如，京東公司亞洲一號自動化倉儲系統，煙草行業中的自動化立體存儲系統都是典型應用案例。在AS/RS的研究和使用中，絕大多數都聚焦在立體貨架為固定安裝的場景。比如無存儲托盤的自動化存儲系統(物流工程與管理，04：62-63，2015)，一種存儲袋裝物料的組合式立體倉儲系統(物流技術與應用，01：100-103，2015)，一種遙控有軌車式自動倉儲密集庫系統(物流技術與應用，09：90-94，2010)，以及存儲圓盤類零件的自動存取系統設計與仿真(機械制造與自動化，03：42-43，2007)等。但對于可移動式立體貨架的AS/RS研究論文幾乎沒有，相關專利成果也沒有發現。但其具有更為廣泛的應用潛力，比如應用在大型圖書館、檔案館中，也可以應用到存儲小型包裹的電商倉庫中。因此針對可移動式三維立體AS/RS系統的深入研究可以彌補這方面的研究缺陷，因此，本發明主要針對可移動式三維立體AS/RS系統的最優尺寸設計開發了一套設計方法，為其在行業實踐中成功應用提供可靠的理論和技術保障。現有技術存在如下缺陷：

1.固定式的三維立體AS/RS系統最優尺寸設計方法對移動式的三維立體AS/RS系統最優尺寸的設計不能提供正確有效的設計方案。

2.移動式的三維立體AS/RS系統中立體貨架可移動性給其最優尺寸設計帶來了完全不同的新的挑戰，需要依據該系統的具體操作特點重新進行設計。

發明內容

本發明的目的在于為三維立體AS/RS系統建立最優尺寸設計的數學模型，并基于數學模型和一定的數學與統計學原理為三維立體AS/RS系統最優尺寸設計模型提供一整套設計方法。該最優設計方法能夠快速準確地確定出最優設計尺寸比例結果。為三維立體AS/RS系統在行業實踐中順利高效運營提供準確可靠的方法論支撐。本發明還在結論中對三維立體AS/RS系統給出明確的最優尺寸設計結果。

本發明的技術方案為：一種三維立體移動式自動存取系統最優尺寸設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一，輸入給定的系統參數，利用概率統計知識、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；

第二，建立數學優化模型，根據移動式三維立體AS/RS存儲系統在時間上的三維尺寸關系分成四種情況，并逐一建立數學模型，最后進行求解獲得最優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設計方案對比篩選出整體最優設計方案，并最終確定全局最小期望取貨時間。

有益效果：

利用本發明提供的優化方法，具有如下優點：