自动化立体仓库拣选作业调度优化研究

摘要

企业将降低人工和材料作为第一利润源泉，扩大市场销售作为为第二利润源泉，而把降低物流费用作为第三利润源泉。随着生产制造系统的迅速发展，其系统的高效率与物流系统的低效率越来越不匹配。在企业生产制造过程中，自动化立体仓库在物料及成品的物流过程中扮演非常重要的角色，立体仓库是一个作业任务随机的复杂系统，若对自动化立体仓库的生产调度不合理，将极大地降低仓库的运行效率，从而影响整个企业的运行效率。当自动化立体仓库面临高强度与大批量快速作业时，作业若仅依照作业到达的顺序执行，忽略存在的冲突及共享资源竞争等情况，导致系统有效作业运行时间、堆垛机的运行效率无法达到最优，将很大程度上降低系统整体运作效率，所以对作业调度进行优化特别重要，所以本文针对作业调度优化问题主要完成了以下工作：
　　①针对自动化立体仓库拣选作业调度的复杂性，本文通过对自动化立体仓库的组成及作业过程进行了深入分析，随着拣选作业任务的增加，调度组合呈指数增长，从物理的层面阐述了拣选作业调度优化问题，并提出拣选作业调度过程中可变时间因素概念。
　　②针对自动化立体仓库拣选作业调度优化问题，论文采用赋量Petri网方法对其建立综合模型及拣选作业调度Petri网模型，提出作业调度优化的可变部分时间消耗及固定时间部分消耗的数学表达，从数学的层面研究拣选作业调度优化问题。
　　③针对自动化立体仓库拣选作业调度面对调度组合呈指数增长难以快速优质寻优的问题，本文在拣选作业调度Petri网模型基础上，设计了基于Petri网与改进遗传算法结合算法对其进行优化调度，并采用拣选作业调度算例比较所设计的算法与标准遗传算法优化效果，验证了所设计的算法对于自动化立体仓库拣选作业调度优化效果更优。
　　④针对拣选作业调度过程建立Flexsim仿真模型，设计3组实验进行对比分析，3组实验中巷道堆垛机采用不同的调度策略，通过对统计数据的分析验证所设计的基于Petri网与改进遗传算法结合算法对拣选作业调度优化过程的有效性，并对比标准遗传算法优化的优势。

目录

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英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 课题的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文内容安排

2 自动化立体仓库拣选作业调度分析

2.1 自动化立体仓库基本组成及作业调度工艺分析

2.2 自动化立体仓库作业流程分析

2.3 拣选作业调度问题描述

2.4 本章小结

3 自动化立体仓库拣选作业调度Petri网建模

3.1 Petri网基本理论与概念

3.2 自动化立体仓库作业Petri网建模

3.3 本章小结

4 基于Petri网与改进遗传算法的拣选作业调度优化

4.1 求解算法分析选择

4.2 基于Petri网与改进遗传算法结合的算法设计

4.3 自动化立体仓库拣选作业调度优化系统设计

4.4 作业序列算例优化实现结果比较及分析

4.5 本章小结

5 自动化立体仓库拣选作业调度仿真及分析

5.1 Flexsim简介

5.2 自动化立体仓库拣选作业调度仿真模型建立

5.3 自动化立体仓库作业调度仿真模型分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间参与的专利目录：

B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录：

C. 作者在攻读学位期间获得荣誉：