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装箱问题是复杂的组合优化问题,是运筹学里经典的NP-hard问题,在生产和生活中有大量的应用,集装箱拼箱就是装箱问题的一个实例。给出合理的装箱方案,提高承载器利用率,可以节约物流成本,给行业带来巨大的经济效益。
本文在研究深圳海关监管仓的拼箱作业的背景下,总结了国内外装箱问题的研究和应用现状,提出了针对集装箱运输特点的基于货物分塔和模拟退火法的集装箱拼箱方法。
集装箱运输中纸箱尺寸与集装箱尺寸存在模数关系,要求纸箱封口向上,同种货物集中堆放。针对以上特点,首先用堆塔的方法把同种货物往上堆放,再把那些尚未达到最大堆高的半塔合并,得到一组空间利用率较高的塔集,从而化三维问题为塔集在集装箱底面的二维布局问题。视相同塔基的塔为同一集合,为各个集合编号,定义塔集编号的排列顺序为各个塔的集合摆放顺序,从而保证了同种类型塔的集中摆放。用二叉树记录每次摆放后的集装箱底面的划分,用模拟退火法搜索最佳排列顺序,使得货物在集装箱深度方向摆放尺寸最短,以保证高的集装箱空间利用率。
在上一步拼箱方案的基础上,调整各层内的摆放的次序以调整重心位置,使得集装箱重心位置在合理范围内,避免运输过程中侧翻事故的发生。此外本文还分析了集装箱卡车运输过程中的受力情况,给出了卡车拐弯时理论临界速度的修正系数,并给出算例,说明货物重心偏移不同量时的建议拐弯速度。
经大量实际数据验证,本文研究方法可以高效解决集装箱拼箱问题,节约物流成本。