考虑协同合作的订单拣选策略优化研究

摘要

近年来，随着电子商务的迅速发展，仓库效率成为影响订单响应速度的重要因素。在影响仓库效率的众多作业中，拣选作业劳动量占到了仓库作业量的60％，时间占比则至少高达仓库所有作业时间的40％。尤其在采取人至物拣选方式的仓库中，拣选路线作为衡量拣选作业效率的重要指标，对仓库效率的影响尤为突出，因此被广泛研究。
　　在实际拣选时，拣货员会根据订单到达情况开始拣选，即按单拣选。因此在路线规划时，同时在仓库中进行作业的拣货员会遇到部分路线重叠而通道只能容纳一个拣货员拣选的情况，此时应对堵塞的办法就是等待。虽然按照启发式策略规划的拣选路线是最短的，但若加上堵塞时间，或许就不是最优的路线规划。如若在此时考虑拣货员在订单拣选过程中交换部分订单品项，即协同合作，则可以实时应对堵塞，但因此需要改变已有的拣选路线规划。这时实时变化的拣选路线与之前启发式策略规划的拣货路线相比或许不是最短的，但是因其没有堵塞时间而使得总时间不一定增加。因此本文在已有的订单拣选策略基础上，构建考虑协同合作的订单拣选路线规划模型并设计相应算法以证明协同合作策略的有效性。
　　本文主要内容如下:
　　(1)在人工拣选的大背景下，考虑堵塞对常用的订单拣选路线带来的影响以及分析不同影响因素如何通过影响堵塞情形而最终影响订单拣选路线规划表现，适时提出从新的角度提高订单拣选效率的思考，即考虑协同合作。
　　(2)提出了拣货员间订单交换机制，将在此基础上构建的交换变量θ加入订单拣选路线规划模型中，即得到了考虑协同合作的订单拣选路线规划模型，进而提出合适的算法实现对所研究问题的仿真，即用Python在Visual Studio Code上进行编程。
　　(3)将考虑协同合作的交换策略与S型策略、返回策略和中点策略做对比，从缩短订单拣选服务时间和均衡工作量两方面说明协同合作在特定参数下取得了良好效果。其中，在单区块仓库中缩短订单服务时间平均值分别为38.31％、25.98％、16.40％，减小标准差平均值分别为17.80、12.17、18.82，而在双区块仓库中缩短订单服务时间平均值分别为20.17％、17.27％、18.18％，减小标准差平均值分别为38.26、40.84、40.85。通过控制变量具体分析协同合作在单区块和双区块仓库中随着影响因素变化而表现出的特点，进而说明在多种情形中依然在缩短订单服务时间和均衡工作量两方面表现出了优越性。在验证了协同合作有效性的同时扩大了其适用范围，进一步丰富了研究结论。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1 现实背景

1．1．2 问题提出

1．2 研究意义

1．2．1 理论意义

1．2．2 实际意义

1．3 文献综述

1．3．1 订单拣选路线规划

1．3．2 拣货员堵塞问题

1．3．3 拣选效率评价

1．4 研究内容、方法与框架

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究方法

1．4．3 论文框架

2 订单拣选策略及影响因素分析

2．1 单区块仓库布局及订单拣选策略分析

2．1．1 单区块仓库布局

2．1．2 单区块仓库订单拣选路线规划

2．2 多区块仓库布局及订单拣选策略分析

2．2．1 多区块仓库布局

2．2．2 多区块仓库订单拣选路线规划

2．3 订单拣选路线规划影响因素分析

2．3．1 仓库参数

2．3．2 订单参数

2．4 本章小结

3 考虑协同合作的订单拣选路线规划模型构建及算法设计

3．1 订单拣选路线规划问题描述与模型假设

3．1．1 问题描述

3．1．2 模型假设

3．2 考虑协同合作的订单拣选路线规划模型构建

3．2．1 传统订单拣选路线规划模型

3．2．2 协同合作变量构建

3．2．3 协同合作订单拣选路线规划模型构建

3．3 考虑协同合作的订单拣选路线规划算法设计

3．3．1 算法分析

3．3．2 算法实现

3．4 本章小结

4 考虑协同合作的订单拣选路线规划算例分析

4．1 仿真实现

4．1．1 单区块仓库订单拣选策略优化效果

4．1．2 多区块仓库订单拣选策略优化效果

4．2 影响因素敏感性分析

4．2．1 仓库参数

4．2．2 订单参数

4．3 本章小结

5 结论与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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