一种货位分配优化方法及装置

本发明涉及货位分配，具体涉及一种货位分配优化方法及装置。

背景技术：

1、自动化立体仓库以空间利用率高、高吞吐量管理人员少等优点，被广泛应用于智能制造的各环节。货位分配是近些年来诸多学者共同关注的热点研究方向，对于自动化立体仓库而言，仍存在空运行时间长、货架负载不均衡等问题，合理的货位分配可以提高仓库的运行效率，缩短产品物流周期，降低商品物流成本。

2、目前少有学者针对货物生产日期进行建模分析，而该参数对于食品行业有着重要的研究价值。货位分配中选择的多数启发式与元启发式算法收敛精度低，稳定性差，数据量较大时易陷入局部最优，不适用于大规模货位分配问题。

3、因此，急需提出一种货位分配优化方法及装置，解决现有技术中存在的货位分配模型不适用于大规模货位分配和食品行业的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种货位分配优化方法及装置，用以解决现有技术中存在的货位分配模型不适用于大规模货位分配和食品行业的技术问题。

2、一方面，本发明提供了一种货位分配优化方法，包括：

3、获取自动化立体仓库的基本参数，以及所述自动化立体仓库中目标空间坐标系对应预设个数的货物的初始数据；

4、根据出/入库效率模型、货物重心模型、货物相关性模型和货物剩余价值模型分别对所述基本参数和预设个数的所述货物的所述初始数据进行计算，分别得到目标出/入库效率、目标货物重心值、目标相关性和目标剩余价值；

5、根据适应度计算模型分别对所述目标出/入库效率、目标货物重心值、目标相关性和目标剩余价值进行计算，得到目标函数值；

6、根据帝国竞争算法和所述目标函数值对预设个数的所述货物的所述初始数据进行优化，得到预设个数的所述货物优化后的目标数据。

7、在一些可能的实现方式中，所述出/入库效率模型为：

8、

9、式中，pij表示第i类，第j种货物的周转率；xij，yij，zij表示第i类，第j种货物在立体仓库中x，y，z方向上的坐标值；lx，ly，lz表示单个货位在x，y，z方向上的长度；l表示巷道的宽度；vx表示堆垛机在水平方向上的行驶速度；vy表示输送线的运行速度；vz表示堆垛机起升速度；n为货位的类数，m表示第i类货物共有m种；其中，n为一个决策变量当yij为偶数时取1为奇数时取0；minf1为预设个数的货物通过出/入库效率模型得到的预设个数f1中的最小值。

10、在一些可能的实现方式中，所述货物重心模型为：

11、

12、式中，mij表示第i类，第j种货物的质量；zij表示第i类，第j种货物在立体仓库中z方向上的坐标值；lz为单个货位在z方向上的距离；其中，minf2为预设个数的货物通过货物重心模型得到的预设个数f2中的最小值。

13、在一些可能的实现方式中，所述初始数据包括所述货物在所述目标空间坐标系中的坐标值；

14、所述根据所述货物相关性模型对预设个数的所述货物的所述初始数据进行计算，得到目标相关性，包括：

15、根据预设个数的所述货物在所述目标空间坐标系中的坐标值，计算第一平均坐标值；

16、根据预设个数的所述货物中同类货物在所述目标空间坐标系中的坐标值，计算第二平均坐标值；

17、根据所述货物相关性模型对所述第一平均坐标值和所述第二平均坐标值进行计算，得到目标相关性。

18、在一些可能的实现方式中，所述货物相关性模型为：

19、

20、式中，为自动化立体仓库中x，y，z方向坐标的所述第一平均坐标；表示为第i类货物的在x，y，z方向坐标的所述第二平均坐标值；其中，minf3为预设个数的货物通过货物相关性模型得到的预设个数f3中的最小值。

21、在一些可能的实现方式中，所述初始数据包括货物保质期和剩余保质期；

22、所述根据货物剩余价值模型对所述基本参数和预设个数的所述货物的所述货物保质期和所述剩余保质期进行计算，得到目标剩余价值，包括：

23、根据预设个数的所述货物对应的所述货物保质期和所述剩余保质期，计算每个货物的保质期率；

24、对所述每个货物的所述保质期率进行判断，确定所述每个货物的剩余价值率；

25、根据所述货物剩余价值模型对所述每个货物的所述剩余价值率和所述每个货物与所述基本参数的切比雪夫距离进行计算，得到目标剩余价值。

26、在一些可能的实现方式中，所述货物剩余价值模型为：

27、

28、式中，qij为第i类，第j种货物的剩余价值率；max(xij，zij)为第i类，第j种货物与每排货架原点的切比雪夫距离；其中，minf4为预设个数的货物通过货物剩余价值模型得到的预设个数f4中的最小值。

29、在一些可能的实现方式中，所述适应度计算模型为：

30、

31、式中，u表示模型的数量；fn表示模型n得到的minfn；ω表示权重；其中，u的取值为4，ω1、ω2、ω3和ω4为采用层次分析法选定的。

32、在一些可能的实现方式中，所述初始数据包括所述货物的周转率；

33、所述获取所述自动化立体仓库中目标空间坐标系对应预设个数的货物的初始数据，包括：

34、获取所述自动化立体仓库中预设年限的历史出入库数据；；

35、根据所述历史出入库数据，计算与每个货物相对应目标货物的出入库频率；

36、根据所述出入库频率，确定所述每个货物的周转率，从而得到预设个数的所述货物的初始数据。

37、另一方面，本发明还提供了一种货位分配优化装置，包括：

38、数据获取模块，用于获取自动化立体仓库的基本参数，以及所述自动化立体仓库中目标空间坐标系对应预设个数的货物的初始数据；

39、模型处理模块，用于根据出/入库效率模型、货物重心模型、货物相关性模型和货物剩余价值模型分别对所述基本参数和预设个数的所述货物的所述初始数据进行计算，分别得到目标出/入库效率、目标货物重心值、目标相关性和目标剩余价值；

40、数值计算模块，用于根据适应度计算模型分别对所述目标出/入库效率、目标货物重心值、目标相关性和目标剩余价值进行计算，得到目标函数值；

41、数据优化模块，用于根据帝国竞争算法和所述目标函数值对预设个数的所述货物的所述初始数据进行优化，得到预设个数的所述货物优化后的目标数据。

42、采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的货位分配优化方法，通过建立出/入库效率模型、货物重心模型、货物相关性模型和货物剩余价值模型对货物的初始数据进行处理，可以得到各方面最优的目标数据，从而提高各模型处理数据的精度，也提高了数据优化在各方面的稳定性。进一步的，还可以根据目标空间坐标系对货物进行划分，可以将自动化立体仓库划分成多个目标空间坐标系，从而可以对货物分目标空间坐标系进行处理，提高货物用户的效率，无论多大规模货位分配，都可以进行处理。还可以通过货物剩余价值模型对生产日期和保质期进行处理，从而可以对食品行业的货物进行分配优化。