自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)下位控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與優(yōu)化調(diào)度.pdf

1、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)集存儲(chǔ)、輸送、分發(fā)、管理等功能于一體，具有存儲(chǔ)容量大、占地面積小、操作簡(jiǎn)單、能與ERP系統(tǒng)信息集成等多方面的優(yōu)點(diǎn)。本文以某軍區(qū)軍械器材配送自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)為應(yīng)用背景，開(kāi)發(fā)了堆垛機(jī)和旋轉(zhuǎn)貨架的PLC控制系統(tǒng)，并提出了堆垛機(jī)揀選作業(yè)環(huán)狀巡回路徑、層序插入算法、裝箱約束優(yōu)化及改進(jìn)的遺傳算法求解、分層旋轉(zhuǎn)貨架的S-OPA貨位分配法和動(dòng)態(tài)路徑優(yōu)化方法。 在倉(cāng)庫(kù)整體構(gòu)造和控制方式方面，基于現(xiàn)代物流思想為倉(cāng)庫(kù)建立了現(xiàn)場(chǎng)控制層

2、、監(jiān)控層、數(shù)據(jù)管理層、企業(yè)業(yè)務(wù)層四層監(jiān)控體系，并分析了倉(cāng)庫(kù)的全自動(dòng)作業(yè)的入庫(kù)、出庫(kù)和盤(pán)庫(kù)流程。 在堆垛機(jī)優(yōu)化調(diào)度方面，做了如下工作：(1)提出固定貨架堆垛機(jī)揀選作業(yè)路徑優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型為棋盤(pán)距離旅行商問(wèn)題。提出了適合揀選作業(yè)工程應(yīng)用的環(huán)狀巡回路徑和層序插入算法，試驗(yàn)仿真證明這兩種算法能顯著提高倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)效率。層序插入算法的優(yōu)化效果優(yōu)于文獻(xiàn)[23]和文獻(xiàn)[24]中的改進(jìn)遺傳算法，且該算法時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度遠(yuǎn)低于遺傳算法，非常

3、適合工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。(2)為解決堆垛機(jī)揀選作業(yè)的裝箱約束問(wèn)題，提出了倉(cāng)庫(kù)揀選作業(yè)的新型數(shù)學(xué)模型，并用遺傳算法對(duì)該模型進(jìn)行了求解，對(duì)遺傳算法初始種群的生成進(jìn)行了改進(jìn)。(3)建立了堆垛機(jī)單元作業(yè)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，提出單元作業(yè)的優(yōu)化為多旅行商問(wèn)題，約束條件為每次遍歷貨位點(diǎn)數(shù)量相同或相差為1，指出可采用遺傳算法對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。 在旋轉(zhuǎn)貨架工程設(shè)計(jì)方面，首先構(gòu)造了分層旋轉(zhuǎn)貨架控制系統(tǒng)的硬件組成 結(jié)構(gòu)，并為大型分層旋轉(zhuǎn)貨架設(shè)計(jì)了以PLC

4、和變頻器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)。然后開(kāi)發(fā)了該控制系統(tǒng)的軟件部分，包括工作流程、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速控制、認(rèn)址定位等關(guān)鍵技術(shù)。在旋轉(zhuǎn)貨架優(yōu)化調(diào)度方面，為大型分層旋轉(zhuǎn)貨架建立了S-OPA貨位分配方式。考慮到大型旋轉(zhuǎn)貨架控制的復(fù)雜性和作業(yè)時(shí)間的不確定性，提出了一種適合工程應(yīng)用的作業(yè)路徑動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法。 按本文思路開(kāi)發(fā)的立體倉(cāng)庫(kù)下位控制系統(tǒng)已投入使用一年，實(shí)現(xiàn)了10000余種器材、21780個(gè)貨位的自動(dòng)化管理和存取。系統(tǒng)運(yùn)行可靠，功能齊全，操作簡(jiǎn)單，使用