基于自動小車存取系統(tǒng)的運行策略優(yōu)化研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著信息技術和電子商務的迅猛發(fā)展,作為企業(yè)第三利潤源的物流業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展動力。倉儲系統(tǒng)是企業(yè)物流系統(tǒng)的物質與信息中轉中心,對整個供應鏈的運作效率和成本有著決定性的影響。傳統(tǒng)自動化倉儲系統(tǒng)的地面面積利用率低、運行成本高且柔性差。自動小車存取系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)自動化倉儲系統(tǒng)的缺陷,該類系統(tǒng)構建高密度存儲區(qū)域來存儲貨物,并采用自動小車運輸貨物,擁有較高的地面面積利用率,同時也可通過增減小車數量來改變其吞吐能力。
  目前,自動小車存

2、取系統(tǒng)的相關研究主要集中在系統(tǒng)結構設計方面,關于運行策略優(yōu)化的研究還未形成體系,然而,運行策略優(yōu)化會顯著影響該系統(tǒng)的運行效率和成本。如何為該系統(tǒng)構造準確有效的理論模型,并進行運行策略優(yōu)化研究,將對自動小車存取系統(tǒng)的推廣應用具有重要的理論與現實意義。基于此,本學位論文為自動小車存取系統(tǒng)構建基于排隊網絡的績效指標評估模型,并對幾類關鍵運行策略優(yōu)化問題進行研究。
  首先,研究了使用了固定存儲單元的自動小車存取系統(tǒng)的小車與電梯的運行模式

3、優(yōu)化問題,學者們關于該系統(tǒng)的研究均假設小車與電梯服從串行運行策略,本文創(chuàng)新性的提出了電梯與小車的并行運行策略,構建了分叉-匯合排隊網絡模型評估系統(tǒng)績效。然后,設計了基于位相型分布的近似算法求解模型,并建立仿真模型驗證了理論模型的準確性與可靠性。兩種策略的對比分析結果表明,并行運行策略在系統(tǒng)面臨較低顧客需求率時具有顯著優(yōu)勢。此外,本文還將并行運行策略用到真實系統(tǒng)中,為其提供了2.11%的績效提高。
  然后,研究了兩類使用移動存儲單

4、元的自動小車存取系統(tǒng),包括使用移動標準料箱的緊致化自動小車存取系統(tǒng)和使用移動貨架的自動小車訂單履行系統(tǒng)。緊致化自動小車存取系統(tǒng)在最近五年才受到關注,目前還未得到研究。本文構建了半開半閉排隊網絡來評估系統(tǒng)績效,在堆疊中考慮指定和分享式存儲策略,在網格面考慮隨機與分類存儲策略,取貨作業(yè)考慮立即與延遲翻箱策略。然后,通過仿真驗證了理論模型的準確性與有效性。此外,還構建了成本優(yōu)化模型對系統(tǒng)結構與運行策略進行優(yōu)化。分析結果表明,指定存儲策略更有利

5、于系統(tǒng)吞吐時間,但其投資成本較高,分類存儲策略可以顯著提高系統(tǒng)吞吐能力;立即翻箱有利于雙指令作業(yè)時間而延遲翻箱則更有利于單指令作業(yè)時間。
  其次,在使用移動貨架的自動小車訂單履行系統(tǒng)中研究了小車的電池管理問題。首先為該系統(tǒng)設計了有線充電、無線充電和電池更換策略。然后,構建了排隊網絡模型評估系統(tǒng)績效,并通過仿真驗證了理論模型的準確性與可靠性。最后,從系統(tǒng)吞吐能力與投資成本兩個角度對比分析了三種策略,結果表明,無線充電策略在系統(tǒng)吞吐

6、時間方面最優(yōu),但其運行成本較高;有線充電策略較便宜,但其吞吐時間較大;而電池更換策略的績效則取決于空閑電池的成本。
  最后,研究了自動小車訂單履行系統(tǒng)中工作站對小車的指派策略優(yōu)化問題。在該系統(tǒng)的相關研究中,學者們通常假設工作站被隨機指派給作業(yè)小車。為提高系統(tǒng)績效,本文創(chuàng)新性的提出了基于作業(yè)速率的指派策略,并設計了臨域搜索算法尋找近似最優(yōu)指派策略。然后,構建了排隊網絡模型評估系統(tǒng)績效,并通過仿真驗證理論模型。隨機、基于作業(yè)速率和近

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