图书自动存取物流系统设计研究

摘要

近年来，伴随着中国文化产业的飞速发展，图书出版业总体规模进一步扩张，图书销售数量几乎每年都在提高。图书等纸质文献作为记录时代变迁的重要资料，具有权威性、可追溯性和可靠性等一系列价值。虽然每年的图书销售量持续增长，但是其总体的收益规模并没有增幅太多，其中一个重要的原因就是图书的物流环节成本一直无法降低。 在图书行业的物流作业中，大部分环节都是由人工完成，不仅增加了员工的作业强度，而且在图书管理过程中也出现了一些问题。虽然一部分企业也使用了自动化仓储技术，但是由于技术发展、自动化设备不适用和信息处理方式不完善等问题导致自动化立体仓库的自动化程度和作业效率低下。基于此种背景，本文设计了一种基于多层穿梭车自动化立体仓库的图书自动存取物流系统，从而能够实现图书存储、分拣作业的自动化，以适应未来社会发展的要求。 本文的研究内容主要集中在以下四个方面：一、收集和分析图书物料单元的基本信息，针对图书品项多，开本大小规格不一等问题，采用长宽高为600×400×300（mm）的周转箱作为物料的装载容器，用于存放常用的开本图书，如16K、32K和64K的图书；二、在物料单元设计的基础上，设计货格、货架和工艺流程，并综合设备选型和其它各方面因素，对图书自动存取物流系统规划布局；三、分析影响多层穿梭车自动化立体仓库作业效率的因素，结果表明，在多层穿梭车并行取货串行出库作业特点的基础上，通过增加订单中货物的存放距离，可以提高存取设备并行作业的概率，从而进一步提高整个系统的作业效率。基于此结论，通过借鉴聚类分析和储位分配相关理论，设计一种基于品项相关性、价格折扣和订货频次的启发式储位分配模型，并利用LINGO软件对储位分配模型进行求解。四、利用AUTOMOD仿真软件对方案进行仿真，验证方案中是否存在系统瓶颈问题，从而进行仿真优化。 仿真结果表明，初始方案中环形穿梭车系统配置10台车时，系统实现满负荷运行，出入库流量为420PL/h，无法满足系统需求（系统要求240PL/h），故为整个系统的瓶颈。本文利用输送机系统代替原环形穿梭车系统，对原方案进行优化，并进一步仿真验证。结果表明，整个系统无卡顿，运行效果较好。此外，利用AUTOMOD中Zone功能（此功能可以固定货物的存放位置）对基于品项相关性、价格折扣和订货频次的启发式储位分配模型进一步仿真验证。结果表明，基于品项相关性、价格折扣和订货频次的启发式储位分配模型与随机策略相比，作业效率提高34%。

目录

声明

第一章 绪论

第一节 选题背景及研究意义

一、选题背景

二、研究意义

第二节 国内外相关研究综述

一、图书存储研究综述

二、自动存取系统设计研究综述

三、自动化存取系统储位分配问题相关研究综述

四、AutoMod软件在物流系统仿真方面的相关研究综述

五、文献述评

第三节 研究内容、研究方法和创新点

一、研究内容

二、研究方法

三、本文创新点

第二章 相关概念及理论基础

第一节 基于多层穿梭车的自动化立体仓库

一、多层穿梭车自动化立体仓库概述

二、多层穿梭车自动化立体仓库作业效率分析

第二节 聚类分析相关理论

一、聚类分析概念

二、相似度度量

三、系统聚类法

第三节 储位分配相关理论

一、储位分配原则

二、储位分配策略

第四节 本章小结

第三章 图书自动存取物流系统设计

第一节 图书自动存取物流系统特性和需求分析

一、电商图书配送中心物流特性分析

二、图书自动存取系统基本需求分析

第二节 物料单元、货格和货架设计

一、图书物料单元设计

二、货格单元设计

三、货架设计

第三节 图书自动存取物流系统工艺流程设计

一、工艺流程分析

二、区域划分

三、工艺流程设计

第四节 图书自动存取物流系统工艺平面设计

一、图书自动存取系统设计原则

二、图书自动存取物流系统工艺平面图

第五节 系统关键设备说明

一、仓储系统

二、分拣系统

三、输送系统

第六节 本章小结

第四章 图书自动存取物流系统储位分配模型研究

第一节 问题描述和条件假设

一、问题描述

二、条件假设

第二节 基于品项相关性、价格折扣率和订货频次的储位分配模型

一、参数定义

二、基于品项相关性、价格折扣率和订货频次的储位分配模型

第三节 储位分配策略数值分析

一、基本数据分析

二、品项聚类分配

三、储位分配

第四节 本章小结

第五章 图书自动存取物流系统仿真及优化

第一节 图书自动存取物流系统建模仿真

一、系统基础设置

二、系统仿真效果

第二节 图书自动存取物流系统仿真分析

第三节 图书自动存取物流系统优化

（一）出库分拣区优化

（二）订单包装区仿真

（三）货位分配优化

第四节 本章小结

第六章 研究成果与结论

第一节 本文研究成果

第二节 结论

参考文献

致谢

在校期间完成的科研成果

附录