【摘 要】
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随着经济的高速增长,仓储物流业在进一步加快我国产业升级中发挥着重要作用,立体仓库出入库调度问题也成为众多学者关注和探索的热点。自动化立体仓库（Automated Storage and Retrieval System,AS/RS）是先进制造业和现代物流的基本环节之一,它将数据信息、货物存储、智能化管理等技术集成一体,是实现企业仓库中货物储存、检索,运输等流程智能化和自动化的关键。近年来对于自动化
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随着经济的高速增长,仓储物流业在进一步加快我国产业升级中发挥着重要作用,立体仓库出入库调度问题也成为众多学者关注和探索的热点。自动化立体仓库（Automated Storage and Retrieval System,AS/RS）是先进制造业和现代物流的基本环节之一,它将数据信息、货物存储、智能化管理等技术集成一体,是实现企业仓库中货物储存、检索,运输等流程智能化和自动化的关键。近年来对于自动化立体仓库的研究内容十分广泛,仓储环节中出入库调度策略优化一直是诸多学者关注的重点。因此,研究AS/RS出入库调度问题具有重要的理论意义与工程参考价值。本文以自动化立体仓库为研究对象,研究了仓库结构布局和堆垛机行驶路线优化问题。本文的主要工作如下:（1）基于传统AS/RS的布局模型,根据堆垛机用时最少,可以为其选择最佳的I/O台返回方案。因此提出在货架两侧配置两对I/O台,构建两端式双I/O台立体仓库（Double End AS/RS,DE-AS/RS）布局模型并进行问题描述。针对该模型特点,对头脑风暴算法的编码方式和聚类操作进行改进,并在算法运行时采用结合贪婪策略的变异操作和顺序交叉操作产生新的个体,提出改进的头脑风暴算法（Modified Brain Storm Optimization,MBSO）。最终,对多组仓储案例进行仿真实验,实验结果表明:MBSO在解决DE-AS/RS出入库调度问题时针对性更好、寻优能力更强。（2）在DE-AS/RS仓库布局的基础上,为解决仓库中大规模货物出入库难题,应对运输设备突发故障,提出了双堆垛机双I/O台的立体仓库（Double Stackers AS/RS,DSAS/RS）布局模型。并针对该模型提出一种根据种群适应度值疏密程度不同,而自适应调节进化过程的改进遗传算法（New Improved Genetic Algorithm,NIGA）。在双堆垛机作业模式中,为了保障双车安全、高效地作业,提出“改进的防碰撞原则”和“最优防碰撞边界检验机制”,并将他们应用在NIGA算法每次优化的过程中。该方法合理地划分了两堆垛机的最佳作业区域,避免了两堆垛机运行时的碰撞,同时平衡了它们的工作时间,有效地解决了DE-AS/RS中双堆垛机的出入库调度问题。（3）在前文对立体仓库出入库调度优化的基础上,用Flexsim软件对调度模型进行仿真,从设备作业效率和空闲率等关键指标进行综合衡量。其次,通过对调度结果的比较和分析,验证了所提DE-AS/RS和DS-AS/RS布局模型的优越性和可操作性。最后将理论运用于实际,利用MATLAB的GUI模块开发了一款自动化立体仓库出入库调度管理系统,并为该系统配置了仓库、用户信息管理、库存管理,以及不同AS/RS的出入库调度等模块。为仓储人员了解仓库内相关信息,管理货物的出库、入库调度等操作提供了便利,对进一步将本文研究的理论成果进行实践应用,具有重大的参考价值和现实意义。
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