立体仓库固定货架拣选路径优化的蚁群算法研究

摘要

随着企业生产规模的不断扩大,自动化立体仓库由于其物资存储效率高,占用空间少等特点越来越被广泛应用。立体仓库主要使用固定货架来存放货物,对固定货架货物拣选路径的优化是提高立体仓库使用率的一个非常有效的方法。由于立体仓库规模较大,对其进行仿真试验和研究,可以预防实际操作中容易出现的问题,减少不必要的损失。本文将固定货架拣选路径问题归结为典型TSP问题,并深入研究蚁群算法对该问题进行优化。 本文首先深入分析了三个典型的蚁群算法系统：蚂蚁系统,蚁群系统和最大最小蚂蚁系统；在详细描述了他们的数学模型后,对他们分别使用Matlab7.0编程并进行仿真试验,对数学模型中提出的参数进行分析,找出参数最合适的取值范围；同时分析各个算法的特点,结合立体仓库固定货架拣选路径问题的实际情况,选出适合固定货架拣选的数学模型。 其次,在已成熟的蚁群算法的基础上,提出了新的算法优化策略,其中包括根据迭代次数自适应调整qO参数,对每次迭代的局部最优路径采用2-opt策略优化更新和使用精英策略对信息素更新方式进行优化,通过仿真试验对以上优化算法进行分析,选取有较好优化效果的算法。 最后,综合以上分析,选取出适应固定货架拣选路径优化的数学模型,在此基础之上提出新的蚁群算法,结合仿真试验分析,确定新的蚁群算法可以以较快的速度找到较优的路径,极大地提高了立体仓库的使用效率。

目录

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第一章 引言

第一节物流系统

1.1.1物流系统简介

1.1.2现代物流技术的发展

第二节物流仿真

1.2.1系统仿真技术简介

1.2.2现代物流与系统仿真

第三节立体仓库固定货架拣选路径问题

1.3.1问题背景

1.3.2研究现状

第四节Matlab简介

第五节论文主要工作及论文结构安排

第二章 固定货架拣选工作原理及TSP问题

第一节固定货架拣选问题

2.1.1固定货架组成

2.1.2货物拣选工作过程

2.1.3货物拣选工作原理

第二节TSP问题

2.2.1 TSP问题简介

2.2.2 TSP问题描述

2.2.3 TSP问题解决方案

第三章蚁群算法解决固定货架拣选问题

第一节蚁群算法简介

第二节蚁群算法原理

第三节蚂蚁系统算法

3.3.1数学模型

2.3.2算法描述

3.3.3关键部分Matlab源码

2.3.4仿真试验及结果分析

第四节蚁群系统算法

3.4.1蚁群系统基本思想

3.4.2蚁群系统改进策略

3.4.3蚁群系统算法仿真试验及结果分析

第五节最大最小蚂蚁系统算法

3.5.1最大最小蚂蚁系统改进策略

3.5.2最大最小蚂蚁系统仿真试验及结果分析

第六节优化蚁群算法

3.6.1节点选择策略优化

3.6.2局部搜索算法优化

3.6.3信息素参数优化

第四章 新蚁群算法解决固定货架拣选问题

第一节新蚁群算法数学模型

第二节新蚁群算法流程图

第三节新蚁群算法Matlab代码

第四节新蚁群算法仿真试验及结果分析

第五章总结与展望

第一节论文主要工作总结

第二节 尚待研究的问题

致谢

参考文献

个人简历