自動化立體倉庫下位控制系統(tǒng)的開發(fā)與優(yōu)化調度.pdf

1、自動化立體倉庫集存儲、輸送、分發(fā)、管理等功能于一體，具有存儲容量大、占地面積小、操作簡單、能與ERP系統(tǒng)信息集成等多方面的優(yōu)點。本文以某軍區(qū)軍械器材配送自動化立體倉庫為應用背景，開發(fā)了堆垛機和旋轉貨架的PLC控制系統(tǒng)，并提出了堆垛機揀選作業(yè)環(huán)狀巡回路徑、層序插入算法、裝箱約束優(yōu)化及改進的遺傳算法求解、分層旋轉貨架的S-OPA貨位分配法和動態(tài)路徑優(yōu)化方法。 在倉庫整體構造和控制方式方面，基于現代物流思想為倉庫建立了現場控制層

2、、監(jiān)控層、數據管理層、企業(yè)業(yè)務層四層監(jiān)控體系，并分析了倉庫的全自動作業(yè)的入庫、出庫和盤庫流程。 在堆垛機優(yōu)化調度方面，做了如下工作：(1)提出固定貨架堆垛機揀選作業(yè)路徑優(yōu)化問題的數學模型為棋盤距離旅行商問題。提出了適合揀選作業(yè)工程應用的環(huán)狀巡回路徑和層序插入算法，試驗仿真證明這兩種算法能顯著提高倉庫的作業(yè)效率。層序插入算法的優(yōu)化效果優(yōu)于文獻[23]和文獻[24]中的改進遺傳算法，且該算法時間復雜度和空間復雜度遠低于遺傳算法，非常

3、適合工程現場應用。(2)為解決堆垛機揀選作業(yè)的裝箱約束問題，提出了倉庫揀選作業(yè)的新型數學模型，并用遺傳算法對該模型進行了求解，對遺傳算法初始種群的生成進行了改進。(3)建立了堆垛機單元作業(yè)的優(yōu)化數學模型，提出單元作業(yè)的優(yōu)化為多旅行商問題，約束條件為每次遍歷貨位點數量相同或相差為1，指出可采用遺傳算法對該問題進行優(yōu)化。 在旋轉貨架工程設計方面，首先構造了分層旋轉貨架控制系統(tǒng)的硬件組成 結構，并為大型分層旋轉貨架設計了以PLC

4、和變頻器為基礎的控制系統(tǒng)。然后開發(fā)了該控制系統(tǒng)的軟件部分，包括工作流程、轉向轉速控制、認址定位等關鍵技術。在旋轉貨架優(yōu)化調度方面，為大型分層旋轉貨架建立了S-OPA貨位分配方式?？紤]到大型旋轉貨架控制的復雜性和作業(yè)時間的不確定性，提出了一種適合工程應用的作業(yè)路徑動態(tài)優(yōu)化算法。 按本文思路開發(fā)的立體倉庫下位控制系統(tǒng)已投入使用一年，實現了10000余種器材、21780個貨位的自動化管理和存取。系統(tǒng)運行可靠，功能齊全，操作簡單，使用