双向式自动化立体仓库货位分配及调度优化研究

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自动化立体仓库作为企业生产运输的枢纽,集成了运输、存储、分发等多种功能,已成为制造企业不可缺少的一部分。但随着企业生产规模的扩大和运输速率的提高,单出/入台布局模式下的自动化立体仓库已不再满足需求,因此,本文以双向式立体仓库为对象,研究其货位分配和堆垛机调度优化策略,提高仓库货位的利用率,缩短堆垛机存/取货物的运行时间。针对双向式自动化立体仓库货位分配问题,建立以产品出入库效率、货架重心以及产品聚集度为目标的货位分配模型,提出了一种改进混合蛙跳算法仿真优化了模型,设计了新的局部更新策略,引入自适应动态同步因子,使货物分配跳出局部最优,保持全局搜索能力,弥补了蛙跳算法解决复杂问题时收敛速度慢,易陷入局部最优的缺点。采用4个测试函数分别对改进混合蛙跳算法进行测试,验证了该算法的正确性。实例验证表明:改进后混合蛙跳算法与标准的遗传算法和蛙跳算法相比,迭代次数更少,收敛速度更快,货位优化分配更加合理。针对双向式自动化立体仓库的堆垛机调度问题,分析了双出/入库台模式下堆垛机出/入库作业的特点,提出了单一作业指令和复合作业指令相结合的作业方式。以堆垛机存/取货物的运行时间为依据,建立了适用于双向式立体仓库堆垛机调度模型。通过遗传算法和模拟退火算法的改进集成,优化了堆垛机的运动路径,实例仿真了双向式立体仓库堆垛机的调度,得到了堆垛机运行的最优路径,有效提高了堆垛机的运行效率,且具有鲁棒性。设计了基于货物分配和堆垛机调度的双向式自动化立体仓库仿真系统,实现了作业性能的仿真分析和状态监控,为提升立体仓库的作业性能提供了指导。
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