立体仓库双伸位堆垛机调度策略设计与实现

发布时间：2023-10-04 01:40

　　近年来,随着物流业的发展,现代仓储物流企业对立体仓库的效率提出了越来越高的要求。立体仓库作为自动化程度较高的一种仓库管理方式,由堆垛机来承担货物的搬运任务,立体仓库管理系统通过发出指令指挥堆垛机进行任务调度,堆垛机的调度问题对仓库的管理效率起决定性作用。目前,仓库的堆垛机调度路径往往采用直接指派的方式,导致堆垛机的运行效率低、时间和能耗较高。良好的堆垛机存取路径可以降低仓储成本,增加立体仓库利用率,能够对仓库管理过程做出指导性建议,有利于效率的提升。为了优化堆垛机调度策略,本文进行了以下几方面的研究:(1)通过分析堆垛机的工作方式和运动特性,提出了基于运行时间、能耗和批作业效率的多目标优化模型。(2)对常用多目标优化算法进行了学习,发现在低维解空间问题的多目标优化中,NSGA-II中表现出一定的优势,但仍存在早敛导致的解集收敛至局部最优、搜索能力欠佳的现象。(3)基于NSGA-II针对堆垛机调度问题进行优化设计,考虑到实际调度情况,提出了基于任务类型和货位次序的双层编码序列和优秀基因段保留策略。(4)在优秀基因段保留策略的基础上,改进了交叉变异操作,使得堆垛机调度编码序列中的优秀基因段...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
            1.1.2.1 课题意义
            1.1.2.2 工程意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 堆垛机调度研究现状
        1.2.2 研究现状分析
    1.3 论文研究的主要内容
    1.4 论文的组织结构
第2章 堆垛机调度分析与建模
    2.1 基本概念概述
        2.1.1 立体仓库概述
        2.1.2 双伸位堆垛机概述
        2.1.3 堆垛机作业模式
    2.2 堆垛机调度模型
        2.2.1 堆垛机运动模型
        2.2.2 堆垛机能耗模型
        2.2.3 堆垛机批作业效率模型
    2.3 多目标优化模型
    2.4 本章小结
第3章 多目标优化算法研究
    3.1 多目标优化理论基础
        3.1.1 多目标问题的数学表述
        3.1.2 pareto最优理论
    3.2 传统多目标优化方法
        3.2.1 多目标降维法
        3.2.2 分层序列法
        3.2.3 传统方法的局限性分析
    3.3 非支配排序遗传算法
        3.3.1 非支配排序
        3.3.2 共享适应度
        3.3.3 NSGA算法流程
        3.3.4 快速非支配排序
        3.3.5 精英策略与拥挤度比较算子
        3.3.6 NSGA-Ⅱ算法流程
    3.4 本章小结
第4章 堆垛机调度问题的局部搜索自适应遗传算法
    4.1 编码方式的改进
        4.1.1 货位次序编码
        4.1.2 双层编码方式
    4.2 改进遗传算子
        4.2.1 选择算子
        4.2.2 优秀基因段保留策略
        4.2.3 改进交叉算子
        4.2.4 改进变异算子
        4.2.5 自适应交叉变异概率
    4.3 引入局部搜索策略
        4.3.1 模拟退火算法
        4.3.2 基于模拟退火算法的局部随机搜索策略
    4.4 算法性能分析
        4.4.1 评价标准
        4.4.2 性能比较
    4.5 本章小结
第5章 堆垛机调度系统设计与实现
    5.1 堆垛机调度策略
        5.1.1 需求分析
        5.1.2 调度策略设计
    5.2 调度系统功能分析
    5.3 调度系统模块设计
        5.3.1 登录模块设计
        5.3.2 实时信息模块设计
        5.3.3 路径优化模块设计
        5.3.4 决策制定模块设计
    5.4 仿真与实例分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3851061