[發(fā)明專利]分類存儲下的ASRS任務(wù)調(diào)度與貨位分配方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211422100.4
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115730789A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許瑞;妥亞方;賈瓊;肖巍;許金雪
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 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(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種分類存儲下的ASRS任務(wù)調(diào)度與貨位分配方法及系統(tǒng)，貨架根據(jù)貨物特征進(jìn)行分區(qū)，出入庫任務(wù)調(diào)度與貨位分配的模型考慮貨位的動態(tài)分配，該模型為包含出入庫任務(wù)堆垛機(jī)分配、入庫任務(wù)排序、出庫任務(wù)排序及貨位集合的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的動態(tài)規(guī)劃模型，以最小化出入庫任務(wù)匹配的漢明距離為目標(biāo)建立整數(shù)規(guī)劃模型進(jìn)行入庫任務(wù)排序，將該入庫任務(wù)順序優(yōu)化模型嵌入文化基因算法，實(shí)現(xiàn)出入庫任務(wù)排序、分配及貨位選擇問題的整體優(yōu)化，文化基因算法的局部搜索包括兩個(gè)貨位交換算子；本發(fā)明對出庫和入庫任務(wù)的順序進(jìn)行優(yōu)化，出庫任務(wù)產(chǎn)生的空貨位可被后續(xù)入庫操作使用，同時(shí)通過全局與局部搜索相結(jié)合的方法求出最優(yōu)解，減少任務(wù)完成時(shí)間和延遲時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種倉庫任務(wù)調(diào)度與分配方法及系統(tǒng)，尤其是分類存儲下的ASRS任務(wù)調(diào)度與貨位分配方法。

背景技術(shù)

自動化立體倉庫(Automated Storage/Retrieval System，ASRS)具有空間利用率高、勞動力成本低、貨物出入庫速度快等優(yōu)勢，在配送中心及其他領(lǐng)域普遍應(yīng)用。分類存儲策略是ASRS中常用的存儲策略之一，其考慮貨物出入庫頻率或?qū)傩蕴卣鞯龋瑢⒇浳镞M(jìn)行分區(qū)放置，每個(gè)貨區(qū)內(nèi)采用隨機(jī)存儲策略。ASRS任務(wù)排序及貨位分配集成優(yōu)化是指給定出庫任務(wù)列表和空貨位集合，對出庫任務(wù)進(jìn)行排序并為入庫任務(wù)選擇合適的貨位。

目前入庫任務(wù)順序采用先到先服務(wù)策略(First-Come-First-Served，F(xiàn)CFS)，未考慮貨區(qū)約束下的入庫任務(wù)排序?qū)Χ讯鈾C(jī)運(yùn)行效率，特別是堆垛機(jī)運(yùn)行距離及出庫任務(wù)延遲的影響；現(xiàn)有技術(shù)基于單巷道進(jìn)行研究，而在現(xiàn)實(shí)中ASRS包含多個(gè)巷道，目前少有文獻(xiàn)基于多巷道全局角度考慮堆垛機(jī)分配問題；并且現(xiàn)有技術(shù)中以提高ASRS作業(yè)效率為優(yōu)化目標(biāo)，較少考慮出庫任務(wù)帶有截止時(shí)間的情況，而一味追求作業(yè)效率可能會導(dǎo)致客戶訂單交付延誤，客戶滿意度下降，降低企業(yè)競爭力。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種降低任務(wù)完成時(shí)間和延遲時(shí)間的分類存儲下的ASRS任務(wù)調(diào)度與貨位分配方法；本發(fā)明的第二目的是提供一種降低任務(wù)完成時(shí)間和延遲時(shí)間的分類存儲下的ASRS任務(wù)調(diào)度與貨位分配系統(tǒng)。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的分類存儲下的ASRS任務(wù)調(diào)度與貨位分配方法，貨架根據(jù)貨物特征進(jìn)行分區(qū)，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(wù)調(diào)度與貨位分配的模型為包含出入庫任務(wù)堆垛機(jī)分配、入庫任務(wù)排序、出庫任務(wù)排序及貨位集合的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的動態(tài)規(guī)劃模型；出庫任務(wù)產(chǎn)生的空貨位可被后續(xù)入庫任務(wù)使用；所述堆垛機(jī)的每次行程為出入庫行程，包括入庫任務(wù)和出庫任務(wù)；所述出入庫任務(wù)調(diào)度與貨位分配方法為：

以最小化出入庫行程的完成時(shí)間及出庫任務(wù)的延遲時(shí)間為目標(biāo)，采用文化基因算法求解所述動態(tài)規(guī)劃模型，滿足終止條件時(shí)輸出每個(gè)堆垛機(jī)負(fù)責(zé)執(zhí)行的出庫及入庫任務(wù)及處理順序，以及每個(gè)出入庫任務(wù)對應(yīng)的貨位的最優(yōu)解；

所述文化基因算法在全局優(yōu)化中根據(jù)初始出庫任務(wù)順序及堆垛機(jī)分配，通過求解以最小化出入庫任務(wù)匹配度量指標(biāo)為目標(biāo)的指派問題模型，得到入庫任務(wù)順序及堆垛機(jī)分配；

所述文化基因算法中利用局部搜索進(jìn)一步優(yōu)化入庫任務(wù)順序和出庫任務(wù)順序；所述局部搜索包括兩個(gè)貨位交換算子，分別表示在一個(gè)堆垛機(jī)上交換兩個(gè)出入庫行程的入庫貨位和出庫貨位，在每次局部搜索時(shí)，根據(jù)兩個(gè)貨位交換算子的歷史表現(xiàn)選擇其中一個(gè)進(jìn)行局部搜索，形成新的出入庫行程。

進(jìn)一步地，其特征在于，所述出庫任務(wù)及入庫任務(wù)匹配度量指標(biāo)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(wù)貨區(qū)序列，為入庫任務(wù)貨區(qū)序列，a_i∈Ω，b_i∈Ω，Ω表示貨區(qū)序列，將貨區(qū)按距離I/O口由近到遠(yuǎn)依次分為p類貨區(qū)，Ω＝(Ω₁，Ω2...Ω_p)。通過使新型漢明距離作為出庫任務(wù)及入庫任務(wù)的匹配度量指標(biāo)，使入庫任務(wù)排序問題轉(zhuǎn)化為指派問題進(jìn)行求解。