文档介绍：基于matlab立体仓库静态货位分配优化及仿真
[摘要] 本文是对一个静态的情况下货品分配货位的探讨;利用权重赋值的方法把多目标问题转化为求解一个目标的情况进行求解;并使用matlab软件进行迭代求解,得到一个很好的收敛优化解。
[关键词] matlab 立体仓库货位优化仿真
前言
自动化立体仓库又称为自动化仓储AS/RS(Automatic Storage and Retrieval System)系统,它可以按照指令自动完成货物的存取,并能对库存货物进行自动管理,实现自动化作业,具有作业效率高,占地面积小,存储容量大,计算机自动控制等优势,受到企业越来越多的重视。本文主要是就货品静态货位分配进行优化,以达到提高仓库存储效率的目的。
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1)货架是矩形,货架的I/O处位于货架的左下角。货架共有N列,M层,货位长度为w,高度为h。
2)系统中有多种货物,且每个托盘只存取有一种类型的货物,并且所有的托盘是相同的。货架上所有货位在尺寸上都是相同的,并且任意一个托盘都可以被存放于货架上的任意一个货位。
3)堆垛机可以在水平方向上和垂直方向上同时运动。为了简化处理,设堆垛机只有一种速度,即其最大速度,最大速度分别为Vh、Ah。
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堆垛机运行水平速度:120m/min;托盘货位高:1050mm;堆垛机运行垂直速度:30m/min;货架层数:10;托盘货位长:1300mm;货架列数:20;托盘货位宽:1100mm;托盘型号:1000*1200mm。
1 建立目标函数
货架货位编号
根据堆垛机运行速度原则为货位进行编号,堆垛机水平运行速度120m/min、垂直运行速度为30m/min。假定条件为堆垛机水平和垂直加速度一样,则根据货架货位到达出入库口的堆垛机运行时间tij=[L*i/vx, H*(j-1)/vy]为在不考虑堆垛机启动和制动的情况下,将第i列第j层货位上的货品搬运到出入库台所用的时间;vx,vy为堆垛机的水平和垂直运行速度;
L,H为单个货位的长度和高度)由短到长进行货架的货位编号,如果堆垛机垂直运行和水平运行时间一样则以水平运行时间优先编号,得到编号如下:
其中左下侧为货物I/O侧。
货品编号
根据货品的COI值为Ii(COI为立方体索引号,Heskett给出的COI的计算公式为:Ii=Ci/fi,其中Ci为某种货品储存总量所需的库存容量;fi为某种货品的出库频率)货品COI值越小,出入库频率越高,应该离出入口越近,所给编号也就越小。
使用COI值是因为在货品进行存储时,货架上由一个初始的存货量,虽然某货品出入库频率低,但如果其初始存储量比较大,则把其放在O/I近的货位会使后续进出库货物所用时间更长。
出入库货品频率和容量:
出入库频率――10类货物相对比的频率,他们的加权和为1;
所占货格数――表示当该类货物存储量最大时需要占据的货格数量。
优化函数
根据出入库堆垛机运行时间最少原则,当堆垛机运行时间t和货品COI的乘积之和Q最小时(出入库频率高的货品对应近的货位),我们得到一个优化目标条件:
minQ= tij*COIij
tij―堆垛机运行到第i层第j列货位时运行时间