配送中心作为物流供应链的一个重要组成部分,其拣货作业的组织直接影响配送中心的绩效进而影响整个供应链的运作效率。在配送中心的所有作业中,拣货作业所扮演的角色相当于人体的心脏、空调系统的压缩机。拣货作业在人工仓库系统中属于劳动密集程度最高的作业,在自动仓库系统中则属于资本密集程度最高的作业。拣货作业中的任何差错都可能导致顾客的不满意和高昂运营成本甚至波及整个供应链。由此可见,拣货作业的优化设计与综合控制,对配送中心运作效率的高低具有决定性的影响。基于此,本文的研究视角和主题确定对于对配送中心改善过去的经验操作,使其战术层和运作层的决策更加科学合理,提高拣货效率、降低作业成本,进而提升整个供应链的竞争力具有积极的理论和实践指导意义。本文以配送中心人拣货作业为研究对象,结合国内相关定性研究,对配送中心拣货系统中设计和控制的战术层和运作层,从最初的布置设计到运营过程中的各种控制策略,进行了较详细的量化研究,形成了国内拣货作业优化设计与控制方面比较系统的量化研究体系。具体来说论文主要做了以下几项创新性的工作:1、在缪瑟的系统布置设计(SLP)思想指导下,提出了作业单元相互位置模型、作业单元布置算法和SLP坐标系的概念。在此基础上,设计了配送中心拣货系统布置算法流程,用以确定拣货系统中各功能区域的相对布置位置。建立了人至物拣货系统中拣货区的布局模型,通过运用前人研究的某些结论,用算例展示了其求解方法,通过数值计算,提出了一些参考性的建议。2、对基于工作量均衡的同步拣货系统储位分区模型中的相似系数进行了重新定义,根据被拣货物具有一定重量和体积的实际,在充分考虑品项实际订购数量的前提下,提出了当量订购次数的概念和计算公式;为检验储区分配效果,提出了系统利用率评价函数。当订单情况变化之后,需要对储位进行调整时,也可以通过对比调整前后的系统利用率来作出是否应该调整的决策。建立了以减少能耗为目标的简单往返拣货整数规划模型,并用比重一周转率索引算法对算例进行储位分配,验证了模型的有效性。3、建立了以最小化订单总行走距离为目标的订单分批拣货模型,在基于聚类分析的启发式算法中,提出了储位相似系数、巷道相似数及包络距离的概念和计算公式,建立了订单分批问题的聚类模型。在此基础上,对订单分批模型设计了基于包络解码的混合GA求解算法。4、借鉴网络计划优化方法,将过去不允许订单分割的串联拣货改为将订单分割后的分区同步拣货,将生产装配中的平衡延误概念引入拣货系统的设计中,提出了时间均衡性评价的绝对指标和相对指标。以我国某大型IT分销商的配送中心为原型,以拣货分区的时间均衡为目标,建立了一个具有多个拣货分区,采用多种拣货策略的混合拣货系统。通过计算各个拣货分区的标准拣货时间,利用最小等待时间和最小平衡延误两项评价指标对系统的时间均衡性进行验证,提出了基于时间均衡的拣货运作设计方法和设计过程中时间不均衡的修正方法。