一种基于顺序交替启发式算法的自动发药机储位分配方法

本发明涉及一种基于顺序交替启发式算法的自动发药机储位分配方法，属于仓储。

背景技术：

1、在医药领域，随着智能化技术的不断发展，自动发药机在药房中得到了广泛应用。针对药房中自动发药系统的储位分配问题，目前仍然存在一些挑战。传统药房关于药品的储位分配方法主要依赖于功能分类，但随着药品种类的增加和订单周期的缩短，传统方法已经无法满足快速和高效的药品拣选需求。因此，针对自动发药机的储位分配问题，需要提出一种优化方案对其进行改进，从而提升药房作业效率。

2、储位分配问题主要指在仓库或物流系统中，确定每个商品或货物应该被存放在仓库中的具体位置，以便实现最佳的库存管理和操作效率。常见的储位分配策略主要包括：随机存储、专用存储、基于分类的存储和基于周转率的存储等。但是，这些储位分配策略都忽略了历史订单中产品之间的相关性，即两种产品一起订购的频率。除了所需的周转速率外，相关性是产品的另一个重要属性，可以从历史订单数据中获得。在订单分拣时，部分关联性较大的产品会经常出现在同一订单上，因此在进行产品的储位分配时，考虑产品的相关性能够提升后续订单分拣时的效率。如果在储位分配中忽略此属性，则经常被同时请求的两种类型的药品(例如阿司匹林和对乙酰氨基酚)可能会被分配到彼此相距较远的存储位置，这可能会增加处方订单拣选时间。

3、除了上述传统的储位分配策略外，近年来出现了新的仓储策略——分散存储，其旨在减少非生产性移动距离，以提高订单拣选效率。分散存储是许多在线零售商的仓库和配送中心采用的储位分配策略之一，智慧药房同样适用。然而目前自动发药机中的储位分配策略还未应用分散存储策略。

4、因此，有必要针对自动发药机中储位分配管理系统的现状，设计出一种储位分配方法，以提升药房的作业效率。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种基于顺序交替启发式算法的自动发药机储位分配方法，针对自动发药机这一仓储系统，建立聚类分组模型以最小化处方订单跨台概率，从而尽可能保持订单的完整性，减少处方订单的拣选时间，从而提升药房作业效率。

2、本发明的技术方案是：一种基于顺序交替启发式算法的自动发药机储位分配方法，其特征在于，包括：

3、根据历史处方订单数据，计算药品间的相关性。

4、根据所述药品间的相关性，将药品聚类分组。

5、基于顺序交替启发式算法将药品分配至自动发药机的存储区域。

6、所述根据历史处方订单数据，计算药品间的相关性包括：

7、根据历史处方订单数据，由(1)式对药品k与药品k′之间的相关性进行计算：

8、

9、其中，αk,k′为药品k出现而药品k′不出现的处方订单数，βk,k′为药品k′出现而药品k不出现的处方订单数，γk,k′为药品k与药品k′共同出现的次数，sk,k′为药品k与药品k′的相似系数，刻画药品k与药品k′的相关性。

10、所述根据所述药品间的相关性，将药品聚类分组包括：

11、假设药品种类总数为k，药品聚类的总数为r，每台机器可容纳的总药箱数为q，则聚类分组的模型如下所示：

12、

13、s.t.

14、

15、

16、xk,r≤bk,r≤qxk,r,k＝1,2,…,k,r＝1,2,…,r      (5)

17、

18、bk,r:整数变量,药品k分配至机器r上的药箱数.    (7)

19、其中，式(2)为所有机器中的药品的相关性总和，bk为药品k的药箱数，式(3)表示r台机器存储药品k的药箱数为bk，式(4)表示每台机器容纳的药品的药箱数不能超过机器的容量上限q，式(5)限制了bk,r的上界和下界。

20、所述基于顺序交替启发式算法将药品分配至自动发药机的存储区域包括：

21、step1：假设一台机器中的药品种类总数为k′，对药品k的单位空间的需求频率进行计算，具体为：

22、

23、式中，nk为包含药品k的处方订单数，fk表示药品k的单位空间的需求频率。

24、step2：将所有药品按照其单位空间的需求频率降序排列，排列后的集合记为λ；

25、统计各个位置到达进/出站的时间，升序排列，排列后的集合记为π。

26、规定存储区域的若干空间的位置集合为一类，假设类的大小为c，药品间的相关性阈值为s。

27、step3：将具有最高需求频率fk的药品k首先分配至距离自动发药机的进/出站最近的位置i，更新频率集合λ＝λ-{k}，更新位置集合π＝π-{i}，更新类的大小c＝c-1。

28、step4：将满足条件sk,k′≥s的唯一药品k′分配至当前类中的位置i′，k′∈λ。

29、若药品k′不唯一，则分配满足sk,k′≥s的药品中频率最高的药品至当前类，k′∈λ。

30、若药品k′不存在，则分配λ中频率最高的药品至当前类。

31、更新频率集合λ＝λ-{k′}，更新位置集合π＝π-{i′}，更新类的大小c＝c-1。

32、step5：判断π、c是否为空集，若不为空，则跳转步step4，若为空，则跳转step 3。

33、step6：判断λ是否为空集，若不为空，则跳转步step3，若为空，则结束循环。

34、本发明以最大化聚类分组下的药品的相关性为目标，建立储位分配过程中的聚类分组模型，提出药品的聚类分组方法；设计一种基于药品的需求频率与相关性两个因素的顺序交替启发式算法，从而对药品进行存储与定位。

35、本发明的有益效果是：

36、1、根据药房处方订单以及自动发药机的特点，在对药品聚类分组时，将同种药品分散存储在多台机器中，最大化每台机器的药品间的相关性，以实现减少处方订单跨台拣选的概率。

37、2、在聚类分组的基础上，设计了一种基于药品的相关性和需求频率的顺序交替启发式算法，以实现药品的储位分配，提高自动发药机的工作效率。

技术特征：

1.一种基于顺序交替启发式算法的自动发药机储位分配方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于顺序交替启发式算法的自动发药机储位分配方法，其特征在于，所述根据历史处方订单数据，计算药品间的相关性包括：

3.根据权利要求1所述的基于顺序交替启发式算法的自动发药机储位分配方法，其特征在于，所述根据所述药品间的相关性，将药品聚类分组包括：

4.根据权利要求1所述的基于顺序交替启发式算法的自动发药机储位分配方法，其特征在于，所述基于顺序交替启发式算法将药品分配至自动发药机的存储区域包括：

技术总结
本发明涉及一种基于顺序交替启发式算法的自动发药机储位分配方法，属于仓储技术领域。首先根据历史处方订单数据，计算药品间的相关性，然后根据药品间的相关性，将药品聚类分组，最后基于顺序交替启发式算法将药品分配至自动发药机的存储区域。本发明通过对自动发药机的储位分配系统进行优化，在不增加设备投资的情形下，减少机器拣选处方订单的时间，提高药房的作业效率。

技术研发人员：袁梦鸽,赵宁
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21