基于Petri网的自动化立体仓库调度系统的建模及优化研究

摘要

自动化立体仓库（Automated Storage and Retrieval System，即AS/RS）是现代物流中的一个重要的仓储设备，在大中型企业中已经得到了广泛的应用。自动化立体仓库的调度方案直接影响着其运行效率。因此，研究自动化立体仓库的出入库调度问题一直是工程优化领域中的重点。
　　对自动化立体仓库优化调度的研究分为两大部分，分别是立体仓库的调度方案是否合理和如何提高立体仓库的工作效率。本文分别采用Petri网和PSO算法进行求解。
　　首先，介绍了巷道式自动化立体仓库的系统构成和出入库时的调度方案。引入Petri网建模的方法，建立了其在存货入库命令和取货出库命令时的Petri网模型，并采用关联矩阵法对模型进行分析。分析结果证明自动化立体仓库在该调度方案下是合理有效的。
　　之后，将自动化立体仓库的调度分为出入库顺序和堆垛机拣选货物两个方面。对自动化立体仓库的出入库顺序采用优先级原则。对堆垛机的拣选作业方式，提出了含货物重量约束的数学模型，并采用粒子群算法(Particle Swarm Optimization，简称为PSO)对其进行求解。通过MATLAB的仿真结果显示，PSO算法能够较大的缩短了堆垛机的行走路程。
　　最后，在Visual C++6.0和SQL server2000环境下设计自动化立体仓库的管理系统。该系统由基本信息管理模块、库存管理模块、查询管理模块、报表生成模块和调度优化模块五个模块组成。在调度优化模块中，实现了优先级出入库调度和基于PSO算法的拣选作业优化的功能。

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第 1 章 绪 论

1.1 课题的背景及意义

1.2 自动化立体仓库优化调度的研究现状

1.3 本文的研究内容

第 2 章 自动化立体仓库调度系统的 Petri 网模型

2.1 Petri 网理论

2.2 自动化立体仓库的结构

2.3 基于 Petri 网的自动化立体仓库调度系统的模型

第 3 章 自动化立体仓库调度问题的优化

3.1 PSO 算法简介

3.2 出入库顺序原则的优化

3.3 堆垛机拣选作业的问题

3.4 基于 PSO 算法的拣选作业的调度优化

3.5 实验及结果分析

第 4 章 自动化立体仓库管理系统

4.1 管理系统的整体结构分析与设计

4.2 数据库系统设计

4.3 出入库调度优化系统设计

第 5 章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果