考虑抗震安全的自动化立体仓库进出库效率研究

摘要

得益于全球经济和科技的迅猛进步，自动化立体仓储系统（AS/RS）获得飞速的发展。从仓储管理角度看，货物的进出库效率是其关注焦点；从结构工程角度看，作为立体仓库主要承载结构的钢货架的抗震安全是一个关键问题；有诸多学者对前述两个方面分别进行了研究，但是将两者结合的研究较为少见，且既有立体库在执行进出库任务时，给出的货位分配原则未能有效地考虑抗震不利货物分布对钢货架抗震安全的影响，导致货架处于不安全状态。 首先，本文针对适用于高层立体仓库的有背拉支撑组装式钢货架，建立了抗震不利货物分布的集合。为了简化研究，将货架整体模型简化为单榀计算单元和标准榀计算单元，紧接着采用了遗传算法（GA）快速搜索单榀计算单元和标准榀计算单元的抗震不利货物分布集合。因遗传算法每一代的种群个体间无逻辑关系，所以在个体适应度值计算时采用了Matlab多线程技术，以加速搜索过程。整合所有抗震不利货物分布集合建立抗震不利货物分布病毒库，对其进行归纳总结发现单榀时满载为抗震最不利货物分布，但是对于标准榀这个结论不成立。 其次，针对单元货格式立体仓库，研究了提高货物进出库效率的方法。本文货物进出库效率研究包含货物的出入库货位搜索算法和订单出库货物顺序优化算法。针对前者，本文采用最小时间周期法（STT），针对后者，本文提出了全比较法和半比较法，并与常用的遗传算法做了比较，本文提出方法的计算耗时较遗传算法大幅度减少。研究表明基于STT法的全比较（或半比较法），在较短的运算时间内，有效降低了堆垛机运行时间。 最后，将货物分布病毒库和进出库效率优化方法有机地结合。基于货物分布病毒库考虑其对钢货架抗震安全的影响，采用基于STT法的全比较法（或半比较法）优化货物的进出库效率，依据文中的研究成果开发了相应的程序，针对本文考虑的在库率和订单，测试表明：（1）对于同时包含入库和出库货物的订单，考虑抗震不利货物分布的影响后，堆垛机运行时间仍然比不调整订单出库货物顺序的STT法对应的堆垛机运行时间少；（2）对于只有入库或出库货物的订单，考虑抗震没有给其进出库效率带来明显的影响。

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