一种在立体货仓中为货物分配货位的方法
【专利摘要】本发明涉及一种在立体货仓中为货物分配货位的方法，包括如下步骤:得到初始群种；对每个以位置坐标表示的货位使用加权平均的方法计算其个体适应度；比较并记录最高适应度的个体；对初始群种中的个体使用遗传算法进行个体复制、交叉和变异以及个体变异，得到新的群种；判断是否达到设定的迭代次数，如是，对新的群种使用加权平均算法计算其个体适应度；比较并记录最高适应度的个体；比较新的群种和初始群种的最高适应度，选择最大的一个适应度对应的个体，得到其表示的货位；否则，得到的新的群种作为初始群种再次进行处理。实施本发明的一种在立体货仓中为货物分配货位的方法，具有以下有益效果：其查找货仓的时间变短，成本较低。
【专利说明】一种在立体货仓中为货物分配货位的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及仓库货物管理，更具体地说，涉及一种在立体货仓中为货物分配货位 的方法。
【背景技术】
[0002] 立体仓库或立体货仓是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分，它具有节 约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员 素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。但是，自从立 体货仓出现以来，其货位的分配就一直是一个较为困扰使用者或管理者的问题，具体来讲， 就是如何将货物在立体货仓中摆放才能节省进出仓的成本。因为一个摆放货物不合理的立 体货仓不仅会消耗大量的人力成本，而且还会导致货物进出仓的时间增加。在货物流动量 极大的今天，较差的货仓管理将会极大地增加物流的成本和时间。在现有技术中，也采取了 一些方法或算法对这种立体货仓进行管理。例如，蚁群算法、粒子群算法、人工网络神经网 算法等等。这些方法虽然也能够在一定程度上解决立体货仓的管理混乱问题，但是其一直 不能达到较为理想的管理，其人力成本和花费时间依然较多。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述在进出仓步骤中的人力成本 和花费时间较多的缺陷，提供一种人力成本和花费时间较少的一种在立体货仓中为货物分 配货位的方法。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种在立体货仓中为货物分配 货位的方法，包括如下步骤：
[0005] A)在立体货仓中状态为空闲的货位集合或存放出仓货物的货位集合中任意选择 设定数量个个体，得到初始群种；其中，所述立体货仓中的货位由分别表示该货位的行、列 和层的二进制编码表示；
[0006] B)对所述选中的每个货位进行二进制解码，得到其十进制表示的位置坐标；对每 个以位置坐标表示的货位使用加权平均的方法计算其个体适应度；比较并记录最高适应度 的个体；
[0007] C)对初始群种中的个体使用遗传算法进行个体复制、交叉和变异以及个体变异， 得到新的群种；
[0008] D)判断是否达到设定的迭代次数，如是，执行下一步骤，否则，返回步骤B)，将得 到的新的群种作为初始群种再次进行处理；
[0009] E)对新的群种使用加权平均算法计算其个体适应度；比较并记录最高适应度的 个体；比较新的群种和初始群种的最高适应度，选择最大的一个适应度对应的个体，得到其 表示的货位。
[0010] 更进一步地，所述步骤A)中进一步包括如下步骤：
[0011] A1)设置货物的参数，所述参数包括货物的周转率、名称和进出仓类型；
[0012] A2)取得空闲货位的集合或存放出仓货物的货位集合。
[0013] 更进一步地，所述步骤B)中进一步包括：
[0014] B1)判断是否货物进仓，如是，执行步骤B2 ;否则，执行步骤B3);
[0015] B2)将分配给入仓时涉及的各规则的加权值与将该货位参数代入该规则表达式的 得到的值加一的倒数相乘，再将各规则按照上述步骤得到的值相加，得到该货位总的适应 度；入仓涉及的规则包括：货架稳定性原则、效率最高原则、相邻原则和交货期优先原则；
[0016] B3)判断是否货物出仓，如否，退出本次分配；如是，将分配给出仓时涉及的各规 则的加权值与将该货位参数代入该规则表达式的得到的值加一的倒数相乘，再将各规则按 照上述步骤得到的值相加，得到该货位总的适应度；出仓涉及的规则包括：先进先出原则 和效率最高原则。
[0017] 更进一步地，所述步骤B)中还进一步包括：
[0018] B4)对所述入仓或出仓的原则重新按照其被赋予的权值由小到大进行排序，并对 其重新进行权值设定，其权值为其排名的位数加1的倒数。
[0019] 更进一步地，所述步骤C)中进一步包括：
[0020] C1)对初始群种中的个体按照轮盘原理进行个体复制，得到复制群种；
[0021] C2)对得到的复制群种进行交叉互换处理，得到交叉群种；
[0022] C3)对得到的交叉群种中的个体进行变异处理，得到新的群种。
[0023] 更进一步地，所述步骤C1)中还进一步包括：
[0024] C11)逐个计算初始群种中每个个体的被复制率，根据得到的复制率确定该个体在 〇到1之间的概率区域；所述个体的被复制率是该个体的适应度值与该群种中所有个体适 应度值之和的比值；
[0025] C12)产生0到1之间的随机数，并将该随机数所在区域对应的初始群种中的个体 复制到交叉群种中，得到交叉群种；其中，所述随机数的个数等于所述初始群种中个体的个 数。
[0026] 更进一步地，所述步骤C11)中进一步包括：
[0027] C111)按厢
【权利要求】
1. 一种在立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，包括如下步骤： A) 在立体货仓中状态为空闲的货位集合或存放出仓货物的货位集合中任意选择设定 数量个个体，得到初始群种；其中，所述立体货仓中的货位由分别表示该货位的行、列和层 的二进制编码表示； B) 对所述选中的每个货位进行二进制解码，得到其十进制表示的位置坐标；对每个以 位置坐标表示的货位使用加权平均的方法计算其个体适应度；比较并记录最高适应度的个 体； C) 对初始群种中的个体使用遗传算法进行个体复制、交叉和变异以及个体变异，得到 新的群种； D) 判断是否达到设定的迭代次数，如是，执行下一步骤，否则，返回步骤B)，将得到的 新的群种作为初始群种再次进行处理； E) 对新的群种使用加权平均算法计算其个体适应度；比较并记录最高适应度的个体； 比较新的群种和初始群种的最高适应度，选择最大的一个适应度对应的个体，得到其表示 的货位。
2. 根据权利要求1所述的在立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，所述步 骤A)中进一步包括如下步骤： A1)设置货物的参数，所述参数包括货物的周转率、名称和进出仓类型； A2)取得空闲货位的集合或存放出仓货物的货位集合。
3. 根据权利要求2所述的在立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，所述步 骤B)中进一步包括： B1)判断是否货物进仓，如是，执行步骤B2;否则，执行步骤B3); B2)将分配给入仓时涉及的各规则的加权值与将该货位参数代入该规则表达式的得到 的值加一的倒数相乘，再将各规则按照上述步骤得到的值相加，得到该货位总的适应度；入 仓涉及的规则包括：货架稳定性原则、效率最高原则、相邻原则和交货期优先原则； B3)判断是否货物出仓，如否，退出本次分配；如是，将分配给出仓时涉及的各规则的 加权值与将该货位参数代入该规则表达式的得到的值加一的倒数相乘，再将各规则按照上 述步骤得到的值相加，得到该货位总的适应度；出仓涉及的规则包括：先进先出原则和效 率最高原则。
4. 根据权利要求3所述的在立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，所述步 骤B)中还进一步包括： B4)对所述入仓或出仓的原则重新按照其被赋予的权值由小到大进行排序，并对其重 新进行权值设定，其权值为其排名的位数加1的倒数。
5. 根据权利要求4所述的在立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，所述步 骤C)中进一步包括： C1)对初始群种中的个体按照轮盘原理进行个体复制，得到复制群种； C2)对得到的复制群种进行交叉互换处理，得到交叉群种； C3)对得到的交叉群种中的个体进行变异处理，得到新的群种。
6. 根据权利要求5所述的在立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，所述步 骤C1)中还进一步包括： C11)逐个计算初始群种中每个个体的被复制率，根据得到的复制率确定该个体在0到 1之间的概率区域；所述个体的被复制率是该个体的适应度值与该群种中所有个体适应度 值之和的比值； C12)产生0到1之间的随机数，并将该随机数所在区域对应的初始群种中的个体复制 到交叉群种中，得到交叉群种；其中，所述随机数的个数等于所述初始群种中个体的个数。
7. 根据权利要求6所述的在立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，所述步 骤C11)中进一步包括： C111)按照
：得到所述初始群种的总适应度；其中，fi是初始群种中第i个个体 的适应度，N是所述初始群种中的个体总数，i = 1，2, 3. .. N ; C112)按照Pi = A/F得到所述初始群种中每个个体的被复制概率；并按照'
得 到所述每个个体的被复制累计概率，其中j = 1，2,…，i。
8. 根据权利要求7所述的立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，所述步骤 C12)进一步包括： C121)产生N个其值在0到1之间的随机数，得到一个随机数系列：Rp R2, . . .，RN ;其 中，Ο < Rk < 1，k = 1，2, · · ·，N ; C122)若Qg < Rk < Qi，则个体i被选中复制到复制群种。
9. 根据权利要求8所述的立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，所述步骤 C2)中还进一步包括： C21)取得设定的交叉概率； C22)通过对个体产生其值在0-1之间的随机数并比较该随机数与所述交叉概率的大 小，选中需要交叉的个体； C23)对一对交叉的个体分别产生两个随机数，使其与个体编码的位数相乘，向上取整 分别得到其个体编码上的交叉点，将该交叉点上的个体编码相互交换，并判断得到的交叉 后的编码代表的货位是否空闲或存放出仓货物，如是，交叉有效，交叉后得到的个体放入交 叉群种；否则，选择原个体放入交叉群种。
10. 根据权利要求9所述的立体货仓中为货物分配货位的方法，其特征在于，所述步骤 C3)进一步包括： C31)取得个体的变异概率，并将所述交叉群种中所有个体的编码依次排列，得到N*M 个编码队列；产生个数与上述编码队列位数相同的、其值在〇到1之间的随机数，使其形成 与上述编码队列相对应的随机数队列，每个随机数对应于上述编码对列中的一位； C32)选择所述随机数中其值小于所述变异概率的随机数，查找该随机数对应的编码位 并将其值改变； C33)取出被改变的编码位所在编码对应的个体，并判断改变后的编码所对应的个体是 否为空闲状态或存放出库货物，如是，将改变值后的个体作为新个体加入变异群种；否则， 选择未改变前的编码所对应的个体加入变异群种。
【文档编号】G06N3/12GK104063778SQ201410323431
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】曾甲楚, 彭保, 王刚 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司