基于VNS算法的自动化立体仓库RGV作业调度研究

摘要

随着经济的迅速发展，物流对推动经济转型起着关键性的作用，物流设施的相关问题也成为国内外学者研究的热点。自动化立体仓库(Automated Storage/Retrieval System，即AS/RS)是现代化物流系统的重要构成部分，近年来，国内和国外众多专家学者们对AS/RS的设计、AS/RS布局规划、AS/RS作业调度等AS/RS的方方面面开展了研究。本文以AS/RS为研究对象，针对输送系统的核心部分—轨道导引小车（Rail Guided Vehicle，RGV）的作业调度问题开展研究。
　　首先阐述了AS/RS以及RGV的国内外相关研究成果；其次，针对AS/RS中RGV作业调度问题的特点，以最小化总作业时间为目标，设定相关假设条件，构造运送顺序、堆垛机顺序、RGV碰撞等约束函数，完成RGV作业调度问题数学模型的构建；再次，采用VNS算法求解RGV作业调度问题数学模型，以期检验算法的有效性。所设计的算法主要包括三个方面：（1）初始解生成办法，在给定RGV的三种智能调度策略的前提下，考虑到受堆垛机作业顺序影响的情况，采用基于运送序列的向量作为解的表达形式来确定堆垛机的取货顺序，求出RGV运送的开始时间和完成时间。（2）在邻域构造的过程中，为了避免VNS算法在不可行域中进行邻域搜索，提高VNS算法的搜索精度，采用交换、搬迁和倒序这三种可行的邻域结构。(3)在局部搜索的过程中，采用首次迭代更新方式并使用变邻域深度算法进行局部搜索。同时构造了基于可行解构造算法的一般变邻域搜索算法，与之对比；最后，以某应急救灾仓库为例，根据仓库实际设置相关参数，设置不同规模的实例并运用MATLAB开发算法程序对其进行进行求解，求解结果分析表明本文采用的VNS算法是可行的，并且具有良好的求解性能，从而体现了本文的理论研究价值应用。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 研究方法与研究内容

1.4 论文研究框架

2文献综述

2.1自动化立体仓库概述

2.2 RGV作业调度研究综述

2.3 作业调度算法概述

2.4 变邻域搜索算法研究现状

2.5 研究现状分析

3 RGV作业调度模型的构建

3. 1 RGV作业调度概述

3. 2 RGV作业调度存在的问题

3.3 RGV作业调度模型

4 求解RGV作业调度问题的VNS算法

4.1 初始解构造

4.2邻域结构设计

4.3局部搜索算法

4.4邻域转换机制

4.5算法停止准则

4.6变邻域搜索算法流程

5 实例分析

5.1实例介绍

5.2 参数设置

5.3处理结果

5.2数据分析

6 总结与展望

6.1 结论

6.2创新点

6.3 展望

致谢

参考文献

附录：作者在读期间发表的学术论文及参与的科研项目