分类存储下穿梭车仓储系统运行时间模型研究

摘要

现代物流发展对仓储效率的要求越来越高，随着自动化技术的研发应用以及自动化立体仓库(AS/RS)的研发与应用，穿梭车仓储系统(SBS/RS)的设计与应用得到了越来越多的关注。由于其每一层都配置有一辆穿梭车进行作业，因此它适用于高效率的货到人拣选。存储策略的合理选择是影响存储拣选效率的关键因素，它在适度降低搬运成本的同时也能节省存储空间；为提高空间使用率，双深度或多深度的货架布局模式被提出，并已在部分企业中进行应用；随着堆垛机、穿梭车等技术的改进，双指令作业模式能够实现存储和检索的同次完成，从而提升系统运行效率。　　SBS/RS、分类存储策略、双深度货位、双指令策略在其各自的应用领域发挥着极大的优势。然而，目前很少有人研究将他们进行组合应用后的效果。虽然Lerher等人已经建立了双指令策略下的双深度SBS/RS的运行时间模型，但是在分类存储策略下，穿梭车和提升机的运作流程会发生变化，这将直接影响到穿梭车和提升机在进行存储和检索操作时的时间。基于此，本文分析了分类存储下不同深度货位的SBS/RS和分类存储及双指令组合应用下的双深度SBS/RS运行机制，通过运行时间解析模型的分析与构建，探讨各仓储系统的运行效率。　　本文主要解决的三个问题分别为：第一，考虑提升机与穿梭车的加速度、减速度和最大速度等特性，构建了分类存储策略下的单深度SBS/RS中提升机和穿梭车的存储和检索过程的运行时间模型以及整个系统的运行时间模型；其次，考虑了检索过程中货物重新排列的时间，构建了分类存储策略下双深度SBS/RS的运行时间模型；最后，讨论了不同情况下的双深度系统运行特点，构建了分类存储策略和双指令策略组合应用下的双深度SBS/RS运行时间模型。　　通过对比分析存储策略、区域Ⅰ的布局、货物ABC曲线的s值、穿梭车与提升机的性能、指令周期对各个SBS/RS运行时间的影响，结果表明：当货物的周转率存在差异时，采用分类存储策略能够提升系统的运行效率；最优的区域Ⅰ的布局与周转率前20%的货物的累计周转率(ABC曲线的s值)相关；给定其他参数条件，ABC曲线的s值越小，系统的运行效率越高；单深度和双深度SBS/RS中的瓶颈都是穿梭车；双指令下的双深度SBS/RS与单指令相比能够提高约三分之一的效率。　　本文提出的模型及相关结论有助于为仓储管理者和穿梭车仓储系统的规划设计者在运行效率评估、系统瓶颈分析、存储策略选择、指令策略选择、货架区域布局等方面提供决策依据支撑。

目录

声明

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

1.2 国内外研究现状

1.2.1 AVS/RS国内外研究现状

1.2.2 分类存储策略国内外研究现状

1.2.3 货位深度国内外研究现状

1.3.4 双指令策略国内外研究现状

1.2.5 研究现状总结

1.3 研究内容与目标

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 研究目标

1.4 技术路线

第2 章分类存储下单深度SBS/RS运行时间模型研究

2.1 系统描述与问题提出

2.2 前提假设与符号说明

2.2.1 前提假设

2.2.2 符号说明

2.3运行速度分析

2.3.2速度类型Ⅱ

2.3.3 运行时间的分布函数

2.4 运行时间建模分析

2.4.1 系统建模分析

2.4.2 纵向分类下提升机期望运行时间

2.4.3 横向分类下穿梭车期望运行时间

2.4.4 分类存储下检索作业期望运行时间

2.4.5 分类存储下存储作业期望运行时间

2.4.6 分类存储下单深货位 SBS/RS期望运行时间

2.5 算例分析

2.6 本章小结

第3 章分类存储下双深度SBS/RS运行时间模型研究

3.1系统描述与问题提出

3.2 前提假设与符号说明

3.2.1 前提假设

3.2.2 符号说明

3.3运行时间模型分析

3.3.1 横向分类下穿梭车期望运行时间

3.3.2 分类存储下检索作业期望运行时间

3.3.3 分类存储下存储作业期望运行时间

3.3.4 分类存储下双深货位 SBS/RS期望运行时间

3.4 算例分析

3.5本章小结

第4 章 分类存储与双指令下双深度SBS/RS运行时间模型研究

4.1 系统描述与问题提出

4.2 前提假设与符号说明

4.2.1前提假设

4.2.2符号说明

4.3 运行时间模型分析

4.3.1 纵向分类和双指令下提升机期望运行时间

4.3.2 横向分类和双指令下穿梭车的期望运行时间

4.3.3 分类存储和双指令下双深货位 SBS/RS的期望运行时间

4.4 算例分析

4.5本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文