一种面向离散库区的精准存储方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于业务系统技术平台领域，特别是一种解决在庞大的物流库区管理中的 物料优化摆放问题。
【背景技术】
[0002] 随着市场经济的日益扩大，物流管理就成为了其中必不可少的一部分，然而物流 管理中如何实现对物料的优化摆放，获得库区的最优化利用以及使得物料出入更加便利， 就成为了物流管理中的一项重要课题。
[0003] 而现如今大多数库区管理中对物料库位的选择还是依靠人工判断，人工记录，在 库区的整体利用以及物料的入库，盘点，发货方面都会降低工作效率，增加人力成本。
[0004] 本发明基于对库区优化管理的实施概念，在作业人员已定义好的物料码放决策信 息，在由系统内自动生成提具体物料的码放位置，很大程度的缩短了人工选择库位的时间， 提高人员工作效率，同时可对物流管理库房整体人员组织结构进行减员增效，以最低的人 工成本实现最大的效能。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是摈弃库区管理中原由人工选择记录库位的摆放，而是 通过系统根据库区的判断来实现用户库区中对物料摆放的灵活、高效、快捷、合理的查询要 求分配方式。让作业人员在面对物料入库摆放，盘点，出库提取的时候，不需要自己去判断， 而采用系统的库位优化分配选择来给予针对当前物料最佳的摆放位置，从而提高人员工作 效率，降低人力成本。
[0006] 根据大众库区的物料码放位置，其类型可大致分为：货架区码放、平置区码放，实 现库位优选算法，必须对两个码放类型分别制定详细逻辑，设计如下：
[0007] 1、货架区货位分配
[0008] 货架区货位的分配首先要了解货架区设置：货架巷道贯穿，即叉车可从巷道一端 进入，从另一端进入下一巷道。货位分区，初始货物默认存放在一级缓冲区，即货物入库前 存放处；在货位分区最小编号前端设置二级缓存区，低位叉车按物料类别将其从一级缓存 区分别搬运到各个二级缓存区中，中位、高位叉车负责将物料从二级缓存区搬运到存储货 位上。
[0009] 其次进行货位分配模型建立：在货架每个分区中，设货架共有R排P列Q层，将 距离巷道口最近的列记为第1列，最底层记为第1层，处于第k排第i列j层的货位记为 (k，i，j)，一级缓存区位置记为（0,1)，不失一般性，假设各货位的高度、长度及货箱的质量 相同。并且要遵循两个原则：1)作业时间最短原则：出入库频率大且比较重的货物应放在 能快速取到的位置上；2)货架受力均匀原则：尽量将较重的货品放在货架的下方位置，较 轻的货品放在货架的上方位置，以保证整个货架的稳定性.货位分配优化的目标是使货架 的重心最低。
[0010] 2、直接入库库位自动选择规则
[0011] 直接入库库位自动选择的货物分配物料按类存储，同品项物料存储在一起，同类 物料就近存储，同批物料不能混放，货架区遵循重心最低原则，以及容器满载率。库位自动 选择首先要进行入库物料判别；其次进行可入库库位查询，再次目标库位选择，然后对分配 好库位的物料进行入库。
[0012] 具体步骤为：
[0013] 步骤一、货架区货位分配，包括货架区设置、货位分配模型建立；
[0014] 所述的货架区设置要求货架巷道贯穿，叉车可从巷道一端进入，从另一端进入下 一巷道；货位分区按照字母与数字组合的原则，将货架区区分为若干区；初始货物默认存 放在一级缓冲区，即货物入库前存放处；在货位分区最小编号前端设置二级缓存区，低位叉 车按物料类别将其从一级缓存区分别搬运到各个二级缓存区中，中位、高位叉车负责将物 料从二级缓存区搬运到存储货位上；
[0015] 所述的货位分配模型建立：在货架每个字母分区中，设货架共有R排P列Q层，将 距离巷道口最近的列记为第1列，最底层记为第1层，处于第k排第i列j层的货位记为 (k，i，j)，一级缓存区位置记为（0，1);货位分配遵循作业时间最短原则、货架受力均匀原 则；
[0016] 所述的作业时间最短原则：该原则的优化目标函数E描述为：
[0017]
【主权项】
1. 一种面向离散库区的精准存储方法，其特征在于： 步骤一、货架区货位分配，包括货架区设置、货位分配模型建立； 所述的货架区设置要求货架巷道贯穿，叉车可从巷道一端进入，从另一端进入下一巷 道；货位分区按照字母与数字组合的原则，将货架区区分为若干区；初始货物默认存放在 一级缓冲区，即货物入库前存放处；在货位分区最小编号前端设置二级缓存区，低位叉车按 物料类别将其从一级缓存区分别搬运到各个二级缓存区中，中位、高位叉车负责将物料从 二级缓存区搬运到存储货位上； 所述的货位分配模型建立：在货架每个字母分区中，设货架共有R排P列Q层，将距 离巷道口最近的列记为第1列，最底层记为第1层，处于第k排第i列j层的货位记为 (k，i，j)，一级缓存区位置记为（0，1);货位分配遵循作业时间最短原则、货架受力均匀原 则； 所述的作业时间最短原则：该原则的优化目标函数E描述为：
其中： L，H:货位长度、高度；d:相连巷道间距；Vx，Vy:叉车的水平、垂直运行速度；
将二级缓存区物品搬运到第k排第i列j层货位上所用的时间； gij，fmnij:第i列j层货位上单位物品的重量、存取频率及该货位物品数量； 所述的货架受力均匀原则：该原则的优化目标函数〇描述为：
固定货架的货位分配优化描述为： minu=w^^EZ+Ws^O 其中：Wi，w2是两目标函数的权重； 步骤二、货位分配的遗传退火方法： StepO:编码预处理 根据物料的实际情况选择物料摆放货架区或平置区； Step1 :初始化控制参数 根据遗传退火算法，设定PSIZE为货架区货位群体，Pm为遗传选择变异率，P。为遗传选 择交叉率，常用方法是P^PJ^经验取固定值，一般[0.65,0.95]，PmG[〇.〇〇5,0.1]， 根据物料数量以及特性设定L为物料的初始质量参数，0为物料可分割参数，K算法当前 库位自动分配选择筛选次数，G为库位自动分配选择总的筛选次数； Step2 :按照初始解生成算法产生初始解群，根据物料体积，种类，以及库内物料的存 放，对本次入库物料的存放库位集产生初始解群，确定物料所需摆放的大概库位范围群； Step3 :根据遗传算法对初始解群执行选择、交叉、变异操作； 1)交叉计算中，是两个两个相互配对的，模型按照双点交叉操作，产生新的个体过程； 2)变异计算中，是将个体编码中的级音质等位替换，从而产生一个新的个体过程； St印4 :执行以下过程，直到产生下一代新群体 1) 引用遗传算法，以及作业最短原则，和库位受力均匀原则评价相互交叉的父代库位 解群和交叉变异产生后的子代库位，得到适应度值匕和fp匕是父代库位的适应度值，f1是 子代库位的适应度值； Fi= iVOninE^inO)和4=了以加沾她丨邮七是父代库位的适应度彳肩子代库位 的适应度值； 2) 比较库位和相应的父库位的适应度值，如果子库位适应度值大于父库位，那么无条 件的接受子库位进入下一代，如果子库位的适应度值小于父库位，那么求出概率Pu，Pij= exp(-的-心)/%)，1\是当前的物料质量参数。当P大于0到1之间的一个随机数时，则接 受此子代进入下一代； 3) 对整个群体循环执行前两步的过程，直到产生出符合群体规模的下一代库位为止； St印5 :如果K=G，则算法停止，输出最优解，即最佳库位，否则令K=K+1，调整物料 质量参数凡=T3 0，当K为10的倍数的时候，调整变异率Pm=Pm* 00为物料可分割参 数，返回Step3 ; 最初的时候，遗传退火法中的变异率因子？">设定为一个相对较大的值，在随后的过程 中，运用模拟退火的机制对该参数进行控制； 步骤三、直接入库库位自动选择： St印0 :入库物料判别 物料编码表中存储了物料存储的区域：货架区和平置区，以及物料的管理类别，读取该 物料的存储区C和管理类别B，管理类别包括类、批、件三种情况； St印1 :可入库库位查询 若C="货架区"且B="批"，则此物料需要组盘，系统给出提示，跳过此物料的入库库 位选择；若C="货架区"且B="类"，从货架区库存表中查询同品项的N个存储库位，其中 第n个存储库位为Cnw，即位于第k排第i列第j层，同时计算出各存储库位的可入库数量 Snkij，执行步骤St印2 ;若C= "平置区"且B= "类"，从平置区库存表中查询同类的M个存储 库位，其中第m个存储库位为Cm，同时计算出各存储库位的可入库数量Sm，执行步骤Step3 ; 若C= "平置区"且B= "批"，执行步骤St印5 ; Step2:货架区目标库位选择 比较物料a的入库物料数量na与可入库数量Snkij:gSnkij>na，则目标库位为最低层j对应的库位Cnk^若
物料a的入库数量na多于单个库位的可入库数量 Snw，小于等于筛选出的库位l_n所能存放的物料总额，对Snku由小到大排序，依次选为目 标库位，至到^分配完；若
则此物料需要组盘，系统给出提示。执行货架区货 位分配； St印3 :平置区目标库位一次选择 比较入库物料数量na与可入库数量S^:若Sna，则目标库位是满足条件的随机库位 cm，执行步骤Step6 ;若
对sm由小到大排序，依次选为目标库位，至到n3分 配完，执行步骤Step6 ;若；
选择所有库位Cm为目标库位，计算
执 行步骤Step4 ; St印4 :平置区目标库位二次选择 在库位Cm所在的分区中查询V个空库位，其中第v个存储库位为 <，同时计算出各存 储库位的可入库数量S,1，从v= 0开始，依次选为目标库位，至到 <分配完； St印5 :平置区目标库位三次选择 从平置区库存表中查询R个空库位，其中第r个存储库位为C；*，同时计算出各存储库位 的可入库数量&，搜索平置区库存表，若该物料的其他批次的库位靠近Cf，则剔除此库位， 在剩余库位中依次选为目标库位，至到^分配完； Step6 :入库。
【专利摘要】一种面向离散库区的精准存储方法，根据基本的物流管理货区的码放方式(货架区码放，平置区码放)来分别制定详细的货物分配逻辑，针对货架区码放，建立货架区分配模型，并遵从货位分配的遗传退货算法，从而实现货架区的货位分配；针对直接入库库位自动选择的货物分配，物料按类存储，同品项物料存储在一起，同类物料就近存储，同批物料不能混放，货架区遵循重心最低原则，以及容器满载率，进行货位的分配。从而在作业人员已定义好的物料码放决策信息，由系统内自动生成提具体物料的码放位置，很大程度的缩短人工选择库位的时间，提高人员工作效率，同时可对物流管理库房整体人员组织结构进行减员增效，以最低的人工成本实现最大的效能。
【IPC分类】G06Q50-28, G06Q10-08
【公开号】CN104574019
【申请号】CN201410832110
【发明人】杨剑飞, 许剑, 屈乐圃, 米岩, 刘劲松, 崔凯
【申请人】北京首钢自动化信息技术有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月26日