[發明專利]分類存儲下的ASRS任務調度與貨位分配方法及系統

在審

• 申請號: 202211422100.4
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115730789A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 許瑞;妥亞方;賈瓊;肖巍;許金雪
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q10/04;G06Q10/087;G06F18/22;G06N3/126
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種分類存儲下的ASRS任務調度與貨位分配方法，其特征在于，貨架根據貨物特征進行分區，所述貨物特征包括貨物出入庫頻率和貨物屬性；出入庫任務調度與貨位分配的模型為包含出入庫任務堆垛機分配、入庫任務排序、出庫任務排序及貨位集合的狀態轉移的動態規劃模型；出庫任務產生的空貨位可被后續入庫任務使用；所述堆垛機的每次行程為出入庫行程，包括入庫任務和出庫任務；所述出入庫任務調度與貨位分配方法為：

以最小化出入庫行程的完成時間及出庫任務的延遲時間為目標，采用文化基因算法求解所述動態規劃模型，滿足終止條件時輸出每個堆垛機負責執行的出庫及入庫任務及處理順序，以及每個出入庫任務對應的貨位的最優解；

所述文化基因算法在全局優化中根據初始出庫任務順序及堆垛機分配，通過求解以最小化出入庫任務匹配度量指標為目標的指派問題模型，得到入庫任務順序及堆垛機分配；

所述文化基因算法中利用局部搜索進一步優化入庫任務順序和出庫任務順序；所述局部搜索包括兩個貨位交換算子，分別表示在一個堆垛機上交換兩個出入庫行程的入庫貨位和出庫貨位，在每次局部搜索時，根據兩個貨位交換算子的歷史表現選擇其中一個進行局部搜索，形成新的出入庫行程。

2.根據權利要求1所述的分類存儲下的ASRS任務調度與貨位分配方法，其特征在于，所述出庫任務及入庫任務匹配度量指標為新型漢明距離，所述新型漢明距離的公式為：

其中為出庫任務貨區序列，為入庫任務貨區序列，a_i∈Ω，b_i∈Ω，Ω表示貨區序列，將貨區按距離I/O口由近到遠依次分為p類貨區，Ω＝(Ω₁，Ω₂...Ω_p)。

3.根據權利要求1所述的分類存儲下的ASRS任務調度與貨位分配方法，其特征在于，所述動態規劃模型根據出庫任務數量劃分階段，每個階段基于當前貨位集合狀態，通過求解以最小化出入庫行程的完成時間及出庫任務延遲時間為目標的整數規劃模型，為出入庫任務選擇貨位；單個階段結束后，更新貨位集合狀態，轉移至下一階段，直到所有出入庫任務執行完畢。

4.根據權利要求1所述的分類存儲下的ASRS任務調度與貨位分配方法，其特征在于，所述文化基因算法中采用遺傳算法進行全局搜索，包括：對出庫任務順序及堆垛機分配進行染色體編碼生成初始出庫任務順序及堆垛機分配；

按照染色體編碼及入庫任務順序及堆垛機分配為出入庫任務選擇貨位；在出庫任務所屬貨區內選擇距離I/O口最近的包含出庫貨物的出庫貨位，在入庫任務所屬貨區內選擇一個可使出入庫行程的完成時間最小的空貨位；為一個出入庫行程分配完貨位后，更新貨位狀態，直至所有貨位分配完成。

5.根據權利要求1所述的分類存儲下的ASRS任務調度與貨位分配方法，其特征在于，所述利用局部搜索進一步優化入庫任務順序和出庫任務順序的方法為：

對所述文化基因算法中的初始種群，以及交叉及變異后的個體進行局部搜索，在每次局部搜索時利用P(N)＝c_N/∑_{N∈{1，2}}c_N選擇一個貨位交換算子進行局部搜索，其中N∈{1，2}，代表兩個貨位交換算子，P(N)為貨位交換算子被選中的概率，c_N為計數器，所述計數器用于記錄貨位交換算子的歷史表現，當使用某一貨位交換算子進行局部搜索后的解優于當前解，則計數器加一。

6.根據權利要求4所述的分類存儲下的ASRS任務調度與貨位分配方法，其特征在于，所述文化基因算法中，以最小化出入庫行程的完成時間及出庫任務的延遲時間的目標函數的倒數為適應度函數，所述文化基因算法的最優解為滿足終止條件時使適應度函數值最大的解。