智慧倉(cāng)儲(chǔ)管理

智慧倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)管理目錄出庫(kù)作業(yè)管理入庫(kù)作業(yè)管理01在庫(kù)作業(yè)管理0203揀貨路徑04智慧倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)管理304Pickingpathplanning揀貨路徑4.1揀貨路徑優(yōu)化問(wèn)題概述5揀貨路徑指在一次揀貨中，將訂單要求的所有商品揀出時(shí)在倉(cāng)庫(kù)中行走的軌跡。揀貨路徑問(wèn)題與經(jīng)典的旅行商問(wèn)題(TravelingSalemanProblem，TSP)類似，目標(biāo)都是尋找依次通過(guò)所有需求點(diǎn)的最短路徑。揀貨路徑問(wèn)題已經(jīng)被證明為是一個(gè)NP-Hard問(wèn)題，即很可能不存在有限時(shí)間內(nèi)得到全局最優(yōu)解的算法，因此普遍的解決方式是設(shè)計(jì)在可接受時(shí)間內(nèi)求得可接受局部滿意解的算法。4.2建立距離矩陣6參數(shù)含義最小值最大值值遞增方向（Row）排1Rmax由南向北（Column）列1Cmax由西向東（Bay）貨架1Bmax由南向北（Position）貨位1Pmax由南向北RCBP平面編碼示意表雙區(qū)型倉(cāng)庫(kù)，即Rmax=2的情況4.2建立距離矩陣：建立倉(cāng)庫(kù)平面坐標(biāo)系7......321

1234......B.....21Ps

東西南北4.2建立距離矩陣8則對(duì)于任意貨位，其坐標(biāo)可設(shè)為W(x，y)，其中橫坐標(biāo)由下列式子給出

記Y為貨位相對(duì)于點(diǎn)s的縱向距離，則貨位縱坐標(biāo)y=Y+ys4.2建立距離矩陣9

每節(jié)貨架內(nèi)長(zhǎng)lB，每節(jié)貨架安排Pmax個(gè)貨位，每個(gè)貨位占用長(zhǎng)度為lp，忽略貨架立柱的影響，則有如下關(guān)系式：

而

則貨位縱坐標(biāo)

4.2建立距離矩陣10一般而言，對(duì)于任意兩個(gè)貨位W1(x1，y1)和W2(x2，y2)，其折線距離計(jì)算方式如下：

X12為兩點(diǎn)間最短折線行走路徑的橫向長(zhǎng)度總和，Y12為同一路徑縱向長(zhǎng)度總和。

4.2建立距離矩陣11則有

式(4-15)表示，任意一條貨位W1與貨位W2之間的最短持貨路徑的橫向長(zhǎng)度總和為兩點(diǎn)的坐標(biāo)間橫向距離。式(4-16)表示，若兩貨位在同一區(qū)但不同巷道中，則會(huì)存在繞行現(xiàn)象，此時(shí)取向北繞行和向南繞行二者中的較小值；其他情況下不存在繞行現(xiàn)象，故兩貨位間的最短揀貨路徑的縱向長(zhǎng)度總和即為兩點(diǎn)的坐標(biāo)間縱向距離。由此可以得出倉(cāng)庫(kù)中所有庫(kù)位的距離矩陣。4.3路徑優(yōu)化規(guī)劃模型12現(xiàn)以Wi為貨位，Sij表示貨位i與貨位j間最短距離，i=0，1，2，…，N;j=0，1，2，…，N，N為庫(kù)位總數(shù)量，建立以下TSP模型：假設(shè)從起點(diǎn)處W0(0,0)出發(fā)，揀選完一個(gè)波次中所有待揀貨品后，最后回到起點(diǎn)。記W1,W2,W3，…，用Wn為一個(gè)波次中所有的SKUs的所在貨位，其兩兩互不重復(fù)。庫(kù)位坐標(biāo)表示為Wi(xi，yi)，i=0，1，2，…，n。假設(shè)Wi與Wj間最短距離為Sij，并引入決策變量xij，(i=0，1，2，…n，j=0,1,2，…n)，其意義如下：

此時(shí)有：Sij=Sji，且Si0=S0i=xi+yj。4.3路徑優(yōu)化規(guī)劃模型13以揀貨路徑最短為目標(biāo)，建立數(shù)學(xué)模型如下：

式(4-17)表示最小化從起點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過(guò)n個(gè)已知貨位后回到起點(diǎn)的總路徑長(zhǎng)度，式(4-18)與式(4-19)表示揀貨路徑恰好經(jīng)過(guò)每個(gè)貨位一次，式(4-20)表示揀貨路徑為遍歷所有貨位的一個(gè)完整的回路，式(4-21)為0-1變量約束。4.4求解模型：以蟻群優(yōu)化算法為例14在本問(wèn)題中，蟻群優(yōu)化算法的求解目標(biāo)是對(duì)于給定的若干個(gè)待揀貨點(diǎn)，得出一條可以依次通過(guò)這些點(diǎn)的最短路徑。具體思路可以描述為：在每一次迭代時(shí)，同時(shí)派出若干個(gè)螞蟻各自搜索一條完整的揀貨路徑并更新信息素濃度。任意兩個(gè)帶揀貨點(diǎn)之間的弧都有各自的信息素濃度，如果有螞蟻通過(guò)這個(gè)弧，則信息素濃度會(huì)增加，增加量與該螞蟻?zhàn)詈笏阉鞯降耐暾窂介L(zhǎng)度有關(guān)，路徑越短