浅析自动化立体仓库出入库路径优化

曲燕妮

摘要：随着社会经济的不断发展，在现代物流业中，自动化立体仓库发挥了重要功能和作用，有效的提高了仓储物流系统的运行效率。而在物流规模日益扩大的背景下，自动化立体仓库需要对货物出入库路径进行优化，本文针对其现状及存在的问题，采用GATS混合算法，旨在提升自动化立体仓库的出入库效率，发挥其优越性，尽可能的降低仓储物流成本。

关键词：自动化立体仓库;出入库;路径优化

中图分类号：O221.3;F274文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）14-0152-02

自动化立体仓库是现代物流发展过程中，出现的一种新型仓储技术，具有节约用地资源、减轻人员劳动强度，提高仓库保管、转运自动化水平、降低儲存损耗的特点。而为推动物流业的进一步发展，需要对货物的出入库路径进行优化，在仓库现有资源、任务特性等，科学安排出入库活动的实施顺序，确保货物分配的货位具有合理性，提高仓库利用率，推动现代物流业的发展。

1自动化立体仓库出入库现状

1.1自动化立体仓库内设施的功能。现阶段，在自动化立体仓库中，对于出入库路径的优化存在一定的问题，导致作业效率难以提升。而由于仓库内的情况较为复杂，很容易导致出入库活动的效率受到严重的影响。在自动化立体仓库内，货架大多为钢结构商品存储单元，通过在单元格内放置托盘以存放货物;四向穿梭车通常在巷道口和货物之间来回穿梭，以便于存取货架上的货品;同时仓库的出入库平台会用来临时存储货物，目的是缩短货位的交接时间和转载时间;仓库内的搬运车辆往往被用于连接出入库台以及仓库外部，对输入和输出车辆的货物进行搬运和装卸作业;管理控制中心的功能现状是控制整个仓库，如货位信息、计算机数据处理、监控终端、传感器以及电气控制操作台等。

1.2自动化立体仓库出入库路径运行现状。基于自动化立体仓库各部分的功能和应用现状，开展货物出入库作业时，相关人员通过计算机控制四向穿梭车执行相应的出入库动作。当生产任务下达后，计算机的控制系统会按照顺序将指令发送到四向穿梭车中，然后其按照指令指引依次执行出入库动作。但是这一过程中，因为四向车对出入库执行的动作顺序不同，也就导致了其运行的路径不同，可能会导致执行时间增加。一旦生产任务较大时，将会浪费大量的出入库时间，影响仓库整体的运行效率。

因此为优化自动化立体仓库出入库路径，需要建立问题模型。通常情况下，在开展生产任务时，会包括很多个入库和出库动作，而对于四向穿梭车来说，在出入库作业中，有单一作业和复合作业两种方式，相比之下，复合作业的效率更高，能够将入库动作和出库动作配对执行。所以在建立自动化立体仓库出入库路径优化问题模型时，将O点作为四向穿梭车的起点，对M执行相应的入库动作，并对N执行出库作业，其路径则为O→M→N→O。通过这一模型，可以假设四向穿梭车的运行速度保持匀速，在不考虑货物存取时间的条件下，则能得到执行一次符合作业的时间参数，为路径优化提供借鉴和依据。

2自动化立体仓库出入库路径优化

本次对自动化立体仓库出入库路径优化，主要采用实数编码的GATS混合算法。即是将GA算法和TS算法进行结合，对问题进行求解。其中对GA的选择算子是将适应度函数值最高的个体，通过较大概率遗传到下一代中，不过在过强的选择下，很容易产生局部最优，促使个体趋向相同。所以要发挥混合算法GATS的优势，提高“爬山”能力，促使全局最优解的概率增加。

2.1编码设计。对自动化立体仓库出入库路径进行优化采用GATS算法，其主要目的是为了确定作业执行的顺序，以保障出入库流程的合理性，尽可能的节约时间、提高效率。在编码设计中如果运用二进制编码的遗传禁忌算法，则无法有效的描述自动化立体仓库的出入库路径优化问题。而且其编码相对复杂，很容易出现错误。鉴于此，即要采用实数编码的GATS混合算法。在设计工作中，因为出入库路径优化的一个解表示的是一个整数串，是由入库路径和出库路径组合而成，可以确定出入库任务的个数。从而更加有效的确定自动化立体仓库的出入库路径顺序，保障配对任务的快速完成，有效提高仓库作业效率。

2.2确定适应度函数。在优化自动化立体仓库出入库路径时，还要确定适应度函数，其又被成为评价函数，主要的作用是对问题中的每一个染色体进行准确的度量，以便于衡量群体中各个染色体在优化计算过程中比较接近最优解的染色体。通常适应度函数值越大，则代表染色体遗传到下一代的概率就越大，反之则越小。而对于目标函数值来说，其有正值，也有负值，对目标的优化则是求最大值或者最小值。在此基础上只需要在目标函数和适应度函数之间进行有效的变换，从而保障合理的优化出入库路径。

综上所述，自动化立体仓库出入库路径的优化有利于提高物流效率，在实际优化过程中，需要充分了解仓库出入库路径的现状，建立科学合理的路径优化问题模型，然后利用GATS混合算法，合理进行编码设计和适应度函数值的确定，从而保障出入库作业执行顺序得到改善和优化，进一步提高货物出库或者入库的作业效率，确保自动化立体仓库的仓储物流系统高效运行。

参考文献：

[1]李媛媛， 郑孟. 自动化立体仓库出入库路径优化研究[J]. 物流科技， 2019， 42（04）：161-165.

[2]杨玮， 傅卫平， 王雯，等. 自动化立体仓库旋转货架拣货路径优化[J]. 机械科学与技术， 2012， 31（003）：424-428.