优化仓库布局的方法、系统和存储介质

本发明涉及物流领域，尤其涉及一种优化仓库布局的方法、系统以及存储介质。

背景技术：

1、四向车智能仓(也称四向车仓库)是一种自动化仓库系统，其中使用四向穿梭车(或者四向叉车)，并配备智能控制系统。以四向穿梭车为例，其可以在四个方向上移动，包括前进、后退、左移和右移。这使得它们能够轻松地在狭窄的通道中操纵，而无需旋转或移动整台车辆。四向车智能仓通常设计用于高密度的存储，能够充分利用垂直空间，提高库存容量。

2、四向穿梭车(或者四向叉车)的运行轨道称为穿梭车巷道(简称巷道)。四向车智能仓中的巷道数量和巷道位置在应对不同需求时是可变的，以形成不同的存储策略适应新的业务发展。巷道数量和巷道位置都会对存储效率产生影响。实际上，不同的巷道设计方案对应的仓库效率波动很大。现有技术中还依赖于人工设计仓库分布方案，人为尝试各个巷道组合，然后通过仿真软件选择其中的一个布局，获得的是普通解而并非最优解。或者是依托外包资源实现，外包资源通常采用通用方案，需求针对性较低，也无法对通用方案进行有效的评价。而如果希望外包资源进行定制化设计，则存在数据泄露的风险。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请的第一个方面设计并提供一种优化仓库布局的方法。

2、优化仓库布局的方法，应用于四向车智能仓，所述四向车智能仓中设置有若干巷道，四向穿梭车可在所述巷道中运行；被所述巷道分割的多个货位的组合为区块；包括以下步骤：根据物料垛型信息和物料库存信息计算各库存单位需求托盘数量；计算各托盘需求量对应的库存单位比例；根据仓库布局信息和托盘尺寸信息计算长度方向和宽度方向的最大货位数；构建布局模型，所述布局模型为：

3、max∑ijksrijks

4、其中(i,j,k)代表区块的空间位置；i为仓库长度方向的位置；j为仓库宽度方向的位置；k为仓库高度方向的位置；s＝{1,2,…,s}表示各库存单位的集合，s表示其中的第s个库存单位；rijks用于表示在区块(i,j,k)上是否摆放库存单位s，rijks∈{0,1}；

5、所述布局模型包括以下约束条件：

6、i≤[a/2]

7、∑1≤i≤i+1wi＝a-i

8、

9、

10、

11、

12、

13、

14、oijks≥rijks

15、oijks≤m×rijks

16、其中，a为仓库长度；j为仓库宽度；k为仓库高度；i为巷道数量；wi为仓库长度方向上各区块的长度；oijks表示区块(i,j,k)上摆放库存单位s的托盘数量，oijks∈n，n表示非负整数集合；ns表示库存单位s的所需托盘数；，m为常数；

17、输入各库存单位的所需托盘数、仓库长度、仓库宽度、仓库高度、预设的巷道数量，如果所述布局模型存在可行解，则输出各巷道深度和/或输出各区块条上存放的库存单位型号和数量。

18、本申请的第二个方面提供一种优化仓库布局的系统，包括托盘数量计算模块：其配置为根据物料垛型信息和物料库存信息计算各库存单位需求托盘数量；比例计算模块：其配置为计算各托盘需求量对应的库存单位比例；货位计算模块：其配置为根据仓库布局信息和托盘尺寸信息计算长度方向和宽度方向的最大货位数；生成模块，其配置为构建布局模型，所述布局模型为：

19、

20、其中(i,j,k)代表区块的空间位置；i为仓库长度方向的位置；j为仓库宽度方向的位置；k为仓库高度方向的位置；s＝{1,2,…,s}表示各库存单位的集合，s表示其中的第s个库存单位，rijks用于表示在区块(i,j,k)上是否摆放库存单位s，rijks∈{0,1}；

21、所述布局模型包括以下约束条件：

22、i≤[a/2]

23、∑1≤i≤i+1wi＝a-i

24、

25、

26、

27、

28、

29、

30、oijks≥rijks

31、oijks≤m×rijks

32、其中，a为仓库长度；j为仓库宽度；k为仓库高度；i为巷道数量；wi为仓库长度方向上各区块的长度；oijks表示区块(i,j,k)上摆放库存单位s的托盘数量，oijks∈n，n表示非负整数集合；ns表示库存单位s的所需托盘数；m为常数；和

33、输出模块，其配置为输入各库存单位的所需托盘数、仓库长度、仓库宽度、仓库高度、预设的巷道数量，如果所述布局模型存在可行解，则输出各巷道深度和/或输出各区块条上存放的库存单位型号和数量。

34、本申请的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。

35、本发明通过考虑物料垛型信息和物料库存信息，能够计算出各库存单位所需的托盘数量，实现了对不同物料的需求的自适应计算；通过计算各托盘需求量对应的库存单位比例，有助于理解不同库存单位在总体需求中的相对比例，为仓库布局提供更全面的信息；结合仓库布局信息、托盘尺寸信息以及计算出的最大货位数，通过布局模型综合考虑巷道数量、货位长度、各区块的长度等因素，通过高效求解布局模型，可以实时示出各巷道深度和/或各区块上存放的库存单位型号和数量，为实际操作提供了可执行的布局方案。总体而言，本发明通过综合考虑物料需求、仓库布局和托盘尺寸等因素，利用优化模型和数学规划方法，实现了四向车智能仓的高效布局，最大程度地提升了仓库的货位利用率。

36、结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

技术特征：

1.优化仓库布局的方法，应用于四向车智能仓，所述四向车智能仓中设置有若干巷道，四向穿梭车可在所述巷道中运行；被所述巷道分割的多个货位的组合为区块；

2.根据权利要求1所述的优化仓库布局的方法，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的优化仓库布局的方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的优化仓库布局的方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的优化仓库布局的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

6.优化仓库布局的系统，应用于四向车智能仓，所述四向车智能仓中设置有若干巷道，四向穿梭车可在所述巷道中运行；被所述巷道分割的多个货位的组合为区块，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的优化仓库布局的系统，其特征在于，

8.根据权利要求6或7所述的优化仓库布局的系统，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的优化仓库布局的系统，其特征在于，

10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种优化仓库布局的方法、系统和存储介质，应用于四向车智能仓，包括：根据物料垛型信息和物料库存信息计算各库存单位需求托盘数量；计算各托盘需求量对应的库存单位比例；根据仓库布局信息和托盘尺寸信息计算长度方向和宽度方向的最大货位数；构建布局模型；输入各库存单位的所需托盘数、仓库长度、仓库宽度、仓库高度、预设的巷道数量，如果所述布局模型存在可行解，则输出各巷道深度和/或输出各区块条上存放的库存单位型号和数量；本发明利用优化模型和数学规划方法，实现了四向车智能仓的高效布局，最大程度地提升了仓库的货位利用率。

技术研发人员：李想,聂晓洁,郭晓龙,陶菊中,郑晨龙,段红杰,王勇康,侯恩庆
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16