货位优化（精选9篇）
货位优化 篇1
0 引言
现有仓储管理系统软件主要应用在记录货物、货位信息方面, 而入库管理主要还是凭借主管人员与仓库工作人员的经验进行, 入库作业仍然采用人工操作, 致使仓储作业工作效率低下。通过对仓储货位信息系统的设计与研究, 解决货位优化问题, 就可以使物流中心拥有一个良好的仓储布局, 从而缩短出入库操作时, 工作人员的行走时间, 提高工作效率。
1 系统业务流程及数据流程分析
1.1 业务流程分析
业务流程图是在业务功能的基础上将其细化, 在业务流程图中, 我们将本系统中的每一个步骤用一个完整的图形串起来。
1.2 数据流程分析
数据流程分析是把数据在系统内部的流动情况分析出来, 仅仅是从数据流动的过程考查实际业务的数据处理模式, 数据流程分析主要包括对信息的流动, 传递, 处理等的分析。
2 仓储货位信息系统设计
2.1 仓储货位信息系统硬件模型建立
本文设计的仓储货位信息系统硬件主要包括中层立体货架、人工操作式堆垛机、出入库系统、地面搬运车辆等硬件设备, 以及计算机管理与控制系统组成。
中层立体货架:中层立体货架是指高度在12米以下的货架, 其中包括托盘或者货箱, 用于存放货物, 货物放于托盘上, 出入库时连同货物一起出入库。
人工操作式堆垛机:它是在中层货架的狭窄巷道内工作的起重机, 可实现在地面行进、垂直起降和货叉伸缩三种功能, 用于从两侧的货架的任何货位上快速存入或取出货物。
出入库系统:包括出入库台和上下包台, 他们主要完成暂存任务。当要存储货物时, 先将货物置于上包台, 由输送系统中的叉车从上包台上取到货物, 送到寄存位置, 暂存在入库台, 入库台的计算机系统提取入库货物的信息, 并根据已设定好的算法对地面搬运车辆:主要由人工操作的小型叉车组成, 用于连接出入库台和上下包台的设备。通过人为控制, 对其进行正确的引导, 使其在指定位置准确停止。另外车体上还装有安全保护装置及各种移载功能装置。
2.2 仓储货位信息系统数学模型建立
2.2.1 模型假设
目前存在的货位信息系统软件一般都与WMS绑定, 不可移植。本文研究希望建立一个通用化的模型, 使基于此模型设计的货位优化软件可以移植。因此, 要假设一个符合以上内容的库场模型。
由于本文研究经历的限制, 以及对现实意义考虑, 我们将研究重点放到货位优化上。
尽管仓储管理现状差距悬殊, 但一般仓库都有五个基本作业区:验货收货区、存货区、拣货区、出货区和货物交接区。
根据这五个基本作业区, 本文假设了一个通用的库场模型。设有一仓库, 存货区共有货架n排, 每排货架有货位p层q列。第k排i层j列的货位记为Xkij, 货位上货物的质量为mkij, 周转率为fkij, 距出货区的距离为Skij。每个货位的长, 宽, 高为a, b, c。最靠近出货区的货架为第1排, 最靠近出货区的列为第1列, 最下面一层为第1层。该库场平面布置如图3.2所示。
目标函数
本文研究的货位优化问题的目标是, 提高工作效率;实现这个目标的手段是, 存货周转率高的货物放在离出货区近的地方。
(1) 存货周转率
存货周转率的计算公式:
存货周转率= (销售成本/存货平均余额) ×100% (3.1)
式中的存货平均余额的计算如下:
存货平均余额= (期初存活平均余额+期末存货平均余额) /2 (3.2)
(2) 建立目标函数
对于具有n个编号为{1, 2, …, n}的待拣选货位点, 使单次拣选总花费时间最小, 可表示为:
本模型的目标函数为:
式中:fkij——第k排i层j列货位上货物的存货周转率 (次) ;
Skij——货物到出货区的距离 (m) 。
约束条件
货架稳定性是货位优化问题的一个约束条件。根据杠杆平衡原理, 会有下式成立。k=1, 2, …, n
式中M——货架的额定承载能力 (kg) ;
H——货架的高度 (m) ;
C——每个货位的高度 (m) ;
mkij——第k排i层j列货位上货物的质量 (kg) 。
货架共有p层, 有下式成立。则得到约束条件:
式中mkij——第k排i层j列货位上货物的质量 (kg) ;
M——每个货位的额定承载能力 (kg) 。
假设的通用仓库模型中, 共有货架n排, 每个货架有货位p层q列。因此, 得到货位优化问题的空间约束条件:
式中fkij——第k排i层j列货位上货物的存货周转率 (次) ;
Skij——货物到出货区的距离 (m) ;
mkij——第k排i层j列货位上货物的质量 (kg) ;
——每个货位的额定承载能力 (kg) 。
3 仓储货位信息系统模块设计
根据以上研究结果, 可将仓储货位信息系统模块分成三个主要部分, 它们分别为入库操作管理模块、出库操作管理模块以及信息系统管理模块。
由于现实仓库中大多数已经使用仓库管理信息系统, 其主要模块同样包括入库信息管理, 出库信息管理等, 并且这些功能随着应用的加深也比较成熟, 但是在货位优化这个模块内, 大多数的仓库管理系统是不能实现的, 因此本文将主要研究精力放到货位优化的实现上, 希望能够将研究出的货位优化模块能够与现用中的仓库管理信息系统相结合, 提高这些仓库的货物出入库效率。
参考文献
[1]马春香, 孙桂琴.VB6.0报表生成技术[J].内蒙古科技与经济, 2005.
[2]谭沧海, 魏国平.利用VB开发军用车辆管理信息系统[J].安徽:计算机与现代化, 2002.
[3]吴青.湖北省交通运输业物流信息平台的系统实现[N].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2004, 28 (5) .
[4]廖姝敏.广东省物流信息平台构建的设想[J].物流科技, 2005 (9) .
货位优化 篇2
一、目的：
为了强化仓库现场物料管理，提高仓库管理水平，贯彻定置化管理精神，特制订本制度。
二、适用范围： 公司仓库
三、责任人： 库管员、库房主管
四、内容
1、货位的含义：
货位是指仓库中实际可用于堆放商品的面积。货位的选择是在商品分区分类的基础上进行的，所以货位的选择应遵循确保商品安全，方便收发，力求节约仓容的原则。
2、货位管理的原则 2.1确保商品安全
为确保物料质量安全，按货位存储物料时：
2.1.1钢材、合金材料等物料的存放环境应保持干燥、通风，防止锈蚀；
2.1.2泡沫类、纸类等易霉、易潮物料的存放环境应保持干燥或密闭，防止受潮、长霉；
2.1.3油料等易燃易爆物料，应存放于通风良好，远离火源、远离人群的位置存放； 2.1.4生产用原材料，如机卡片、模芯片、复合片等应包装完好，避免磕碰、磨损； 2.1.5库存半成品、成品等在包装前应严格依据工件保存要求，做好防锈、防腐蚀工作；
2.1.6库区内严禁烟火；
2.1.7仓库应配备质量合格、年检合格的消防灭火器材； 2.2方便收发
货位的选择，应符合方便收发的原则，要方便物料的进出库，尽可能缩短收发货作业时间。
2.2.1 仓库应根据货物收发快慢，仓储物料的流转快慢不一，有着不同的活动规律。将快进快出的物料，放置于有利于出库方便的货位；滞销久储的物料，货位不宜靠近收发台；整进零出的物料，要考虑零星出库的条件；零进整出的物料，要考虑到集中出库的要求。
2.2.2仓库内存放的体积、重量相近的物料应放置在一起，便于收发； 2.3节约仓容
货位的选择，还要符合节约的原则，以最小的仓容储存最大限量的物料。
2.3.1在货位负荷量和高度基本固定情况下，应从储存物料不同的体积、重量出发，使货位与物料的重量、体积紧密结合起来。对于重量轻物料，应安排在负荷量小和空间高的货位。对于重量大的物料，应安排在负荷量大而且空间低的货位。
2.3.2在货位的选择和具体使用时，还需根据仓储物料具有收发快慢不一的规律，针对操作难易不一的特点，把热销和久储、操作困难和省力的商品，搭配在同一货区储存，这样，不仅能充分发挥仓容使用的效能，而且还能克服各个储存区域之间忙闲不均的现象。
3、货位的编号
货位的编号就好比物料在仓库中的住址，必须符合“标志明显易找，编排循规有序” 的原则。具体编号时，须符合以下要求：
3.1标志设置要适宜。货位编号的标志设置，要因地制宜，采用适当的方法，选择适当的地方。如无货架的库房内，走道、支道、段位的标志，一般都刷置在墙或地上；有货架库房内，货位标志一般设置在货架上等。
例：刀具成品库房的货架是以英文字母A~Z进行命名。目前编排A~G号货架。3.2标志制作要规范。货位编号的标志不能随心所欲、五花八门，防止造成单据串库、物料错收、错发等事故。要求统一使用阿拉伯字码制作标志，避免以上弊病。例：刀具成品库房的货位编码组成：A11。A代表货架A号货架，第一个“1”代表货架层号，第二个“1”代表物料盒号。
3.3编号顺序要一致。仓库货位编码顺序不能随意改变，各个字符所处位置不能改变。例：刀具成品库房A11，如变成“1A1”或“11A”等都是错误的。
3.4 不能经常变更货架、物料盒位置及编号，防止打乱原来的货位编号，保证库管员能迅速收发货。
4、货位编号的应用
4.1当物料入库后，应将物料所在货位的编号及时登记在货位卡片上及输入电脑账目。货位输入须及时、准确，避免差错。
4.2如物料所在的货位发生变动，则该物料所在账册上的货位编号也应作相应的调整。
货位优化 篇3
关键词：自动化立体仓库,货位分配,重量优先,分散存放
我港自动化立体仓库是一种多层次存放货物的高架仓库系统, 设有16排、50列、9层共7200个货位, 它把计算机与信息管理和设备控制集成起来, 按照作业指令自动完成货物的存取, 并对库存的货物进行全面管理, 主要由高层货架、入出库输送系统、堆垛机控制系统、管理信息系统、条形码系统等组成。
1 需求提出
立体仓库共有7200个货位, 每个货位承重1.5 t, 若入库时由库管员自主选择空货位入库, 长期下来会出现两个问题: (1) 货架上有的区域货物相对集中, 有的区域比较空闲。 (2) 如果遇到货物集中的巷道的堆垛机检修, 将会影响货物的正常入出库。为解决这一问题, 提出在库存管理系统和手持终端系统中嵌入货位分配策略模块, 系统自动分配货位取代人为主观决定货物存储位置, 以保证整个货架的货位分布处在较为合理的状态, 达到稳固货架整体性能、提高拣货效率和降低仓库使用成本的目的。
2 货位分配的策略选择
货物在仓库中的存储位置是由货位分配的策略来确定的。货位分配考虑的策略很多, 如: (1) 分巷道存放策略。当仓库有多个巷道时, 同种货物分散在不同的巷道进行存放, 以防止因某巷道堵塞影响货物出库。 (2) 货架承载均匀策略。货物分散存放货架的不同位置, 较重的物品存放在下面的货位, 较轻的物品存放在高处的货位, 使货架承载稳定。避免因集中存放而造成货架受力不均匀, 致使货架受损。 (3) 就近入出库策略。为保证快速响应出库请求, 仓库一般将货物就近放置在出库台附近。
结合我港实际情况, 单一的货位分配策略无法满足我们的需求。自动化立体仓库货架较高, 且存储的备件重量较大, 若货架整体重量分布不合理, 长期下来会造成货架重量失衡出现货架变形影响正常出库。此外, 立体仓库存储着东港区大型设备的全部备件, 如果货位分配不合理, 同种备件集中在一个区域内放置, 若出现立体仓库的取料设备—堆垛机发生故障, 将会直接影响备件出库, 耽误设备维修和现场生产, 因此选择以重量均匀分布为主, 兼顾分散存放和就近原则的货位分布策略。
3 货位分配的设计思想
自动化立体仓库由8个巷道16排货架9层7200个货位组成, 有4个堆垛机担负入出库任务, 每个堆垛机负责2个巷道4排货架。货位地址由巷道-排-列-层唯一确定。因此系统自动确定分配一个货位要按照三个步骤来完成。
第一步, 选择堆垛机, 遵循分散存放原则, 即“分巷道存放策略”。在入库的流程中, 分配货位时, 首先按堆垛机号的顺序依次检索, 在其可控制的货架范围内 (每1个堆垛机控制4排货架) 是否存在相同属性的货物, 如果4个堆垛机控制范围内均无此同属性的货物, 则可以确定为顺序号为最小号的堆垛机为目标堆垛机。否则, 如果在某1堆垛机控制的货架范围内存在同属性货物, 则除去此堆垛机号, 在其余3个堆垛机中, 分别计算所控制货架当前承载重量, 选择货架总重量最小的堆垛机号作为目标堆垛机。
第二步, 确定巷道、排。为了使1个堆垛机范围内的重量分配均匀, 在1个堆垛机控制的4排货架范围内选择重量最轻的排为目标排, 如果4排重量相同, 选择最小排号为目标排。以1号堆垛机为例, 负责1号和2号2个巷道, 共4排货架, 其中1号巷道对应1、2排货架, 2号巷道对应3、4排货架, 确定了排即确定了巷道号。
第三步, 确定列、层。在目标排的基础上, 为了更好的让每排货架受力均匀, 在选择列之前把列划分成若干个区域 (如立体仓库共50列, 可每5列划分为一个区域, 10个区域) , 选择重量最轻区域, 如果最轻的目标区域不唯一, 则选择距离库前区最近的区域。区域的划分有助于整体重量的均匀分布, 优于仅从最轻列来确定目标列。在目标区域的基础上, 计算每列的重量, 选择重量最轻的列作为目标列, 如果最轻目标列为多个, 则选择距库前区最近的列, 即区域中最小编号列。在目标列的基础上, 为使货架受力情况良好, 保证货架结构的稳定性, 使得重心在下层, 选择最底层为目的层, 由此得到最终的目标货位地址 (货位地址由排-列-层唯一确定) 。
4 实施效果
通过在软件中嵌入货位分配策略, 使得货位分配科学合理, 有效地保障了立体仓库高层货架的使用性能和稳固性能, 确保了立体仓库有限的空间最大的使用, 同时很好的保障了备件及时出库, 为现场作业生产保驾护航, 备件管理更加规范、准确。作为港口行业第一座自动化立体仓库, 必将发挥其积极作用, 为提升我港的备件管理水平, 提升港口竞争力做出自己的贡献。
参考文献
[1]姚晓明.自动化立体仓库在我国的现状和发展[J].物流技术, 1995, 75 (6) :5-7.
[2]田国会, 刘长有, 林家恒.自动化立体仓库若干优化调度问题及其研究进展[J].山东工业大学学报, 2001, 31 (1) :15-20.
[3]郑凌莺, 言勇华, 陈建平.物流中心仓库货位优化系统的研究[J].物流技术, 2004 (8) :28-30.
仓库货位编码实施方案 篇4
仓库货位编码实施方案
为解决仓库货位混放，提高药品分拣效率，结合宛都仓库及时空系统使用情况，对仓库货位编码做一下规定及实施方案。
一、货位编码原则： 整货区域： A、B、C A代表仓库地下室B第二楼C第三楼
例：A—06 A代表地下室，06代表地下室第六排货位。
整货按照原定剂型整货定位到各区域的相应排货位，未建立商品信息的货物，在验收建立相应商品信息后另行分配货位，零货区域： 2319 2：第二排货架、3：代表第二排货架中的第三个货架 1：代表第三个货架的第一层货位 9：代表第一层货位的第九个货位 零货到整货的移库问题：
二、仓库管理人员编码的确认及编写
三、盘点表货位编码的确认
四、货位编码的录入
货位优化 篇5
通过对立体仓库的库区和货位采用合理的分配控制策略,提高自动化立体仓库的工作效率,一直是一个热点问题,对自动化立体仓库货位分配控制策略的优化算法的研究也在不断深入。解决这类问题的优化算法包括迭代计算法、枚举法、随机算法、遗传算法等。本文提出了一种改进的解决多目标优化问题的Pareto遗传算法解决货位优化问题,可以有效地解决自动化立体仓库的货位优化分配问题。
1 自动化立体仓库货位分配控制策略
为提高自动化立体仓库的效率和方便货位管理,自动化立体仓库货位分配控制策略常用的有如下几个:
(1)改进的先进先出。采用改进的先进先出原则,若检验合格的有效期为12个月,那么将库存时间在1~12个月的货物严格按照入库时间的先后进行出库操作,不足一个月的货物忽略先进先出原则,按照距离就近的原则进行操作,提高出库效率。
(2)上轻下重。进行入库操作时,重物应放在仓库的下部货架,轻的放在上部的货架,使货架受力稳定。
(3)分巷道存放。当仓库有多个巷道时同种货物要分散存放在不同巷道。
(4)货物相关性。相关性大的货物往往同时出库,所以应该尽可能放在相邻位置。
(5)货位分区。根据货物出入库频率和特性,将立体仓库划区分段。
(6)最短路线。对于出入库操作,找到货物所在的货位分区后,按照距离出入库台最近的货位作为出入库的货位[2,3]。
本文在总结了当前货位分配优化策略的基础上,提出了一种新的货位优化的方法。该方法首先将货架进行扇形分区,即将存储货物进行分类;然后在每一库区中按照货位分配策略,采用改进遗传算法进行货位优化,这样更加有利于立体仓库的货物管理。
2 库区优化分配问题
2.1 库区分配优化问题的数学模型
库区分配优化问题是一个典型的指派问题。这是一类特殊的线性规划问题。在进行货位分区时,我们作如下假设:货物的存放种类已知;每种货物单位时间内存放的数量已知;每一种货物的存取频率已知。
由此本文提出以下的控制策略。
Step1:将货物按照出入库频率和质量分类,其数目等于仓库分区的数目。
Step2:根据货物的分类数,将货架进行扇形分区。其中表1描述了一个8列4层的货架分为4个库区的扇形分区情况。综合考虑货物的需求频度和质量,可以将货物表述为n种类型,用p表示质量和需求频度,p=!0,1,2,…,n",分别表示质量和需求频度依次变小。按由大到小进行排序,进行划分形成优先级不同的库区。在此表中p值相同的货位合成为一个库区,p越大代表库区的优先级越低,距离出入库台最远。
Step3:根据堆垛机取放某种货物的工作量建立权值矩阵,单位时间内堆垛机取放某种货物的工作量与该货物的出入库频率、货物的质量和该货物存放的位置有关,将该货物的出入库频率乘以质量再乘以堆垛机运行至货物存放位置所在库区的单位能量消耗因子作为权值因子[4],即:
式中,K为比例因子,取1-1.5;fi为i种货物的出入库频率;Mi为i种货物的质量;G为重力加速度;hj为堆垛机从原点到j区的单位能量消耗因子。
经过以上处理,将建立数学模型如下:
式中,xij=0或者1;i,j=1,2,…,n,xij=0表示为j区放入i类货物。
Step4:经过Step3得到的分区可能部分小区的货位数不能满足实际的需要。则要进行修正,修正的原则是“就近取多补少”,也就是说如果某个区的货位数较少,则从相邻的库区取货。
2.2 遗传算法求解库区分配的优化问题
遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率搜索算法,目前遗传算法在解决组合优化问题时,操作简便、鲁棒性强,因此在解决指派问题中得到了广泛应用[5]。本文构造了求解该问题的遗传算法。
(1)编码。在本文中编码采用顺序表达法。其意义举例如下:设某仓库分为6个区存放6类货物,用顺序表达法时某个个体为[135246],该个体表示第1个库区放第1类货物,第2个库区放第3类货物。依次类推。
(2)构造适应度函数。
Qmax为按式(4)计算当代中目标函数的最大值,Q为目标函数值。
(3)初始种群的产生。随机建立有n个元素的数组(n为库区的个数),其中该数组中的元素互不相同。
(4)选择操作。在选择操作中采用轮盘赌机制。
(5)交叉操作。首先是任何在双亲中指派到相同位置的货物在后代中仍占据这个位置,然后对于剩下的位置从双亲中指派到该位置的两类货物中随机选一类货物,要按照从左到右的顺序进行。最后将剩下的未指派的货物分派给尚空闲的位置。
(6)变异操作。采用逆变异,即随机选择某个体两个位置,并将两点间的顺序交换。
3 货位分配优化策略
货位分配的主要目标是处理任意调度货物时,最大限度地缩短行走时间。首先对货架进行扇形分区,通过遗传算法实现库区进行优化分配。然后在货物找到相应的库区后按照货位优化策略寻找最优货位。
3.1 货位分配优化问题的数学模型
按照上述的货物分配策略建立如下的数学模型。假设:某仓库货架共有p列q层,处于第i列j层的货位记为(i,j)(i=1,…,p;j=1,…,q),出库台的位置记为(0,1)。不失一般性,设各货位的长度及货箱的质量相同,则固定货架的货位分配优化问题可以描述为:
式中:xij=0或者1;i=1,2,…,p,j=1,2,…,q;mij,nij为第i列j层货位上单位货物的质量和该货位货物数量;Vx和Vy为堆垛机的水平和垂直运行速度;L为货位的长度;H为货位的高度;a为货物的总数量。
上述模型中,式(6)依据货位分配策略中上轻下重的原则。即进行入库操作时,重物应放在仓库中的下部货架,轻的放在上部的货架,使货架受力稳定。式(7)依据货位分配策略中的最短路线原则。即对于出/入库操作,找到货物所在的货位分区后,将离出入库台最近的货位作为出库货位。式(8)为在不考虑堆垛机启动和制动的情况下,将第i列第j层货位上的货物搬运到出入库台所用的时间。
3.2 Pareto遗传算法求解货位配置优化问题
货位的分配需要同时考虑货架稳定性和出入库效率,这是一个多个目标函数的优化问题。本文将Pareto最优解的概念与遗传算法相结合,提出了一种改进的解决多目标优化问题的Pareto遗传算法[6]。通常的多目标优化问题大多都有很多个Pareto最优解。传统的GA在遗传操作中包括三个算子:选择、交叉、变异[7]。Pareto GA在此基础上还有小生境技术、Pareto解集过滤器和精英保存三个算子。其主要运算过程如下:
(1)编码。根据货位的特点,采用p×q矩阵对解进行编码,如果矩阵的第i行j列位置的元素为m,则表示编号为m的货物放在货架的第(q+1-i)层j列上。
(2)计算适应度值。适应度值为当代中两个目标函数的最大值减去该个体的目标函数值。
(3)选择算子。选择算子之前要对群体进行并列选择过程和群体分级操作。并列选择过程:将整个群体均等地划分为两个子群体,分别在两个目标函数的相应子群体中产生数量相同的两个子种群。群体分级:为了得到最优解,在进行选择运算之前,需要根据个体的非劣解水平将种群分级。具体实现方法为:将种群中的所有非劣解个体划分为同一级,并赋予等级为1。重复上述过程,直到种群中所有个体都被赋予相应的级别为止。在选择过程中,第i级的点的选择概率可以由下式确定:
式中,M为群体规模,Nr为群体分级数,Psi为第i级的群体规模,Fi为第i级点的选择概率。
(4)交叉操作。在遗传算法中,通常随机选择两个个体进行交叉操作。针对论文提出的多目标优化问题,引入了交配限制策略[1]。只有当两个个体不在同一群体时,才能进行交叉操作。按照这种方式,不同目标函数下的优良基因可以进行充分组合,能以较大的概率找到各个目标性能均较好的折衷解。根据货位优化配置问题的目标函数值直接取决于货物在货架上的位置,交叉操作中采用了部分匹配交叉算法。
(5)变异操作。变异算子依概率选择一部分个体实施变异,随机选择两个货位,把这两个货位上的货物进行对换。
(6)小生境技术。为了保证寻优过程不收敛于可行域的某一局部,使种群向均匀分布于Pareto前沿面的方向进化,需要通过共享函数定义一小生境加以实现。然后对种群中聚集成小块的个体施加惩罚,使其适应度值减小。
(7)精英保存策略。为保留种群进化过程中出现的最优个体,将父代种群和子代种群合并为一个种群,对该种群中的个体进行群体排序和共享函数惩罚。然后根据非劣点级别的高低、共享后个体适应度的高低,将种群中靠前的50%个体作为新的种群进行下一轮进化。采用上述技术和策略的遗传算法不仅可以收敛于多目标优化问题的Pareto解,而且可以保证其分布较为均匀[8]。
(8)Pareto解集过滤器。其作用是将每一代中的非劣点保留下来,同时去掉解集中的劣点。每一代中级别定为1的点都放入Pareto过滤器。Pareto解集的规模可以任意设定。当新点的数量超过规定的Pareto解集的规模时,再进行一次排序,剔除掉其中的劣点。如果剩下的非劣点的数量仍超过Pareto解集的规模,再删除那些与其它点距离最近的点。
3.3 改进的解决多目标优化问题的Pareto遗传算法步骤
Step1:随机生成初始种群并确定最大允许进化代数Gmax,确定初始种群规模n1;
Step2:构造适应度函数并计算各点的适应度;
Step3:利用非劣点的定义对群体分级;
Step4:进行遗传操作:选择、交叉、变异、小生境,生成新群体;
Step5:依据这2M个个体的新适应度对各个个体进行降序排序,记忆前M个个体;
Step6:取出级别为1的点,放进Pareto解集过滤器;
Step7:判断t是否小于Gmax,若满足,则转向步骤2,若不满足,则终止,输出最优解集。
4 仿真实验及分析
仿真实例为12层40列仓库,立体仓库的货架参数货位长度L=120cm,货位高度H=80cm。堆垛机的水平运行速度Vx=3m/s,垂直运行速度Vy=1m/s。货位被划分成A、B、C、D、E共5个区域。各类货物的参数如表2。
在表2中,第二列表示货物编号为1的1类货物所需要的货位数为95个,其作业概率为30%,货物质量为60kg/个。依次类推,已知每种货物所需要的货位数、作业概率和货物的质量,通过用C语言编写库区分配的优化程序,可以得到该类货物存放的库区号。仿真结果为3类货物存放在A区,1类货物存放在B区,5类货物存放在C区,2类货物存放在D区,4类货物存放在E区。货物质量越大、出入库频率越高表示货物存放在货架低层、离出入口越近的货位上的可能性越大。剩余的货位填充到每个小区末尾,作为备用货位,以防临时增加该区物料或方便以后盘库。按照出库频率高的库区对应优先级高的货位区的原则,用遗传算法找到某类货物的库区,然后在对应的库区用Pareto最优解集进行计算,使货位得以合理分配。
仿真实验中,对该仓库进行货位优化分配时取种群规模pop=100,交叉概率Pc=0.8,变异概率Pm=0.2,最大允许进化代数Gmax=300,Pareto解集过滤器的解集规模为100。
按照货物的出入库频率做以下假设:共有100个货物要进行出入库操作,其中1类货物和3类货物各30个,2类和4类货物各10个,5类货物20个。若按照传统的顺次排放策略,S=23 180kg,T=1 133s。采用上述算法分配货位,可以为用户提供多个Pareto最优解,用户可根据货架的承重能力和仓库的实际运行情况确定最终解。我们选择其中一组解进行实验验证得到S=20 950kg,T=987.2s。由此结果看出在降低货架重心的同时,总体出入库效率有较大幅度的提高,提高了自动化立体仓库的存取效率。优化后的货位的分布图如图1所示。该图中颜色最深的小方框表示在此位置存放了货物。颜色的深浅代表了不同的库区。
5 结论
本文重点讨论研究了立体仓库库区和货位的分配优化策略,提出立体仓库的库区优化数学模型。在库区优化基础上,提出货位优化数学模型,对采用改进遗传算法Pareto GA解决货位优化问题进行了分析。其中在库区优化控制策略中,我们在建立数学模型时综合考虑了货物的质量和出入库频率,将货物按照出入库频率和质量分类,根据货物的分类编号,将货架进行扇形分区。货物按质量和需求频度由大到小进行排序形成不同的优先级对应于优先级不同的库区,部分小区的货位数不能满足实际的需要的,按照“就近取多补少”原则进行修正;在货位优化控制策略中,我们同时考虑了货架稳定性和出入库频率,这是一个多个目标函数的优化问题,在本文提出的方案中采用Pareto最优解的概念与遗传算法相结合的改进算法,其涉及群体分级、小生境技术、Pareto解集过滤器和精英保存技术。
通过仿真实验及分析可以看出本文提出的采用改进遗传算法优化策略可以有效地解决自动化立体仓库的货位分配问题,提高了出入库操作的执行效率。
参考文献
[1]商允伟,裘聿皇,刘长有.自动化仓库货位分配优化问题研究[J].计算机工程与应用,2004(26):16-18.
[2]柳赛男,柯映林,李江雄,等.基于调度策略的自动化仓库系统优化问题研究[J].计算机集成制造系统,2006,12(9):1438-1443.
[3]E Zitzler,L Thiele.Multiobjective evolutionary algorithm a comparative case study and the strength Pareto approach[J].IEEE Trans on Evolutionary Computation,1999,3(4):257-271.
[4]银光球,何福英.自动化立体仓库中库位优化模型研究[J].福建工程学院学报,2006,4(3):347-351.
[5]周明,孙树栋.遗传算法原理及应用[M].北京:国防工业出版社,1999.
[6]Carlos F M,Peter F J.An overview of evolutionary algorithms in multiobjective optimization[J].Evolutionary Computation,1995,3(1):1-16.
[7]赵振华,王杰,娄春元.基于遗传算法的带时间窗约束车辆路径问题研究[J].物流科技,2007(2):92-95.
货位优化 篇6
改良库位存储弊端
据统计, 在传统库房的物资搬运作业中, 卸货、储存、配货、装车占总作业时间的40%, 剩余的60%是由于工作人员无效行走所造成的, 其中分拣工序所占比例越来越大, 后发展为物流库房的核心工序, 如图1。造成这种现象的主要原因是货物放置十分随意, 无形中增加了工作人员的劳动强度, 降低了工作效率, 造成人力的极大浪费, 所以合理规划存货单元 (SKU) 的库位, 是减轻配货困难、提高作业效率、降低配货成本的有效途径。
货位优化策略
货位即货物储存的位置。医院内耗材种类繁多, 差异性大, 只采用一种货位分配的方式并不能达到最优的配货需求, 实际管理中往往采用两种或多种存储相结合的方式满足多方面需求。
*常见的货位存储策略
第一, 随机存储, 即货位随机产生且经常改变。其优点是简单, 货位共享, 空间利用率最高;缺点为出入库管理和盘点较为困难;适用于库房空间有限且物资种类少、体积大的情况。
第二, 定位存储, 即固定货位。其优点是按物资特性安排货位, 物资间相互影响最小, 但是空间使用效率较低, 该储存方式适于库房较大, 且物资种类多、量少的情况。
第三, 分类存储, 即同一类货物有固定货位, 且在各类储区内按一定原则指派货位。该方式便于常用物资的存取以及日常的存储管理, 但空间使用效率较低, 因此比较适合物资间相关性大, 各产品尺寸相差大, 又易被同时订购、产品周转率差别大的情况。
第四, 分类随机存储, 即同一类货物有固定货位, 但在各类储区内货位随机。该存储方式可节省货位数量, 提高储区利用率, 但出入库管理及盘点难度较高。
第五, 共享存储, 即不同货物可以共用相同货位。优点为减少货位空间和搬运时间, 但在管理上造成一定困难, 且需要确切知道各货物进出仓库的时间。
*货位优化策略的确定
货位优化管理是用于确定每一个产品能够以恰当的储存方式进行空间货位分配。货位优化管理追求在不同的货架类型、货位规划、人工成本等因素影响下以实现最佳的货位布局, 努力达到成本最大化节约。
产品放在仓库中的位置是由库位储存策略配合货位分配原则来确定的, 最终目标是降低成本。决定存放位置的因素主要是存储空间和周转率的大小, 体现在库房管理中用COI (Cube-per-Order Index) 来表示。COI指数是基于货物的订单体积指数以确保占最大体积的产品能有最小的移动距离。
COI=货物在一定时期内的存储空间需求/货物在一定时期内的需求次数。COI越低, 说明货物所占的存储空间越小, 配货需求越高。通过求出所有货物的COI值分配动态和静态管理区, 将COI值低的一组分配到动态管理区中, 采用定位存储模式;COI值高的一组分配到静态管理区中, 采用随机存储模式, 按照COI值由低到高依次远离出入口摆放。医院库房应通过COI指数将货物分区 (动态和静态) 管理, 然后建立货位分配模型, 制定货物存放策略。
实例分析
复旦大学附属儿科医院的一次性医用耗材库房, 采用货位分配模型对现有医用耗材进行库位优化, 以提高工作效率。
*库房布局
由于一次性医用耗材种类繁多, 且随病房需求时有调整, 所以先以库房的部分布局为例说明货位分配模型的应用, 如图2。
货架排序编号依次为A-O, 共有162个货位, 现对85种一次性医用耗材进行货位规划, 库房内只有一个出货口。数据收集时应按照存储面积确定货物存货单元 (SKU) 的大小。
*分区管理
以医院近一个月的出库量统计出每种货物的单日出单量, 所需托盘数量按照三天的期望出货量来计算, 最终得到各类常用耗材的COI。将一部分配货频率不高的耗材, 即COI值大于1的货物分配到静态管理区中, 小于1的分配到动态管理区中。据调查, 该库中有47类货物的日常配货频率比较低, 需要托盘量52个, 而静态管理区中共有54个货位, 完全可以分配到位, 按照COI值由低到高依次远离出入口摆放即可, 其余38种常用耗材分配到动态管理区内。
*动态管理区的货位分配
该库房的动态管理区按照货架管理, 共有货位108个, 货架10个, 货架A-H共包含12个货位, 货架M-N含货位6个。由于同一货架上的各货位间的距离相差甚微, 所以每个货架到出货口的距离以本货架的中心位置为准, 并运用C++程序中的线性规划得到优化后的货位分配结果。
*编码管理
如何方便快捷的找到货位所在是提高配货效率的关键因素之一。因此本着“简单易懂”的原则将每种货物按照货架次序进行了唯一的编码, 同时利用信息系统自动生成在领料单据中, 如A-1-2指的是位于货架A第一层的第二个货位, 并以此类推。
编码管理后将会使“找货”的现状得到大大改善。比如配货工作易于上手, 避免重复存取, 即使配货员对耗材种类并不熟悉, 只需按单配货即可, 保证了配货的准确性;自动生成拣选最佳路径, 按照货位依次配货, 可有效减少无用行走, 大大提高配货效率, 并使人力资源得到充分利用;标准化体系管理, 货位编码管理是库房标准化管理全面覆盖的重要一环, 而所有标准化流程的制定最终目的都是如何用最低成本使利益最大化, 配货管理也不例外。
结语
货位优化 篇7
随着现代物流技术的发展, 自动化、网络化、信息化是未来集装箱管理发展的必然趋势。近几年来, RFID技术凭借其成本低、寿命长的优点, 在物流行业应用广泛。传统集装箱追踪系统通过RFID技术读取电子标签的识别码, 如集装箱号、类别等, 通过已有数据库和互联网对集装箱站点跟踪。而采用GPS定位由于成本较高、需建立基础设施等条件, 难以满足站内集装箱货位搜索的要求。目前在集装箱堆场, 均采用前、后方堆场的作业模式, 来加快集装箱装卸作业速度。这种作业模式的缺点是重复劳动、效率较低。而采用与无线传感器网络技术结合的集装箱货位搜索系统[1], 可对集装箱位置、空位信息、移位情况等进行实时监测, 操作者可根据该系统提供的信息优化作业, 提高堆场集装箱管理效率。
本研究提出了一种基于Zigbee技术的集装箱货位搜索系统设计方案, 以TI的射频芯片CC2430/CC2431[2]为核心, 采用网状网络结构, 实现对监测区域内集装箱位置的监测和调度。
1 基于Zigbee的无线传感器网络
Zigbee技术以其低功耗、低成本的优势, 广泛应用于工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等领域[3]。Zigbee技术采用IEEE 802.15.4标准, 在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。Zigbee技术的结构简单、网络容量大、网络覆盖范围大、工作频段灵活、对数据传输速率要求低、数据传输安全、自动动态组网及自主路由等特点使得该技术相对于其他无线技术更具有实用价值[4]。
2 RSSI定位算法的改进
RSSI是接收到的信号强度指示器, 是一种利用信号在传播中的衰减推测距离的测距技术[5]。但在实际应用中, 由于障碍物对信号的衰减、金属表面反射和折射引起的多径效应, 都会给RSSI定位带来很大的误差。
本研究针对集装箱的金属表面及之间相互阻挡等因素, 在原来RSSI定位的基础上采用DV-Hop模型进行辅助定位。DV-Hop是Dragos Niculescu等人利用矢量路由和GPS定位原理提出的分布式定位算法[6]。通过测量确定分布在两个参考节点之间的盲节点构成的多条网络的跳数, 估计出每一跳的距离, 从而确定每个节点的位置。
采用RSSI方法来进行节点之间的测距, 节点间若存在障碍物, 则测出的信号强度与实际节点之间的距离有很大偏差[7]。用算法预测障碍物的存在位置, 把障碍物的影响考虑到节点定位中有助于改善节点定位精度。本研究提出一种预测障碍物的最大预测值法, 改进由于节点之间存在障碍物引起的定位误差。
如图1所示, 在定位集装箱H2和参考节点A2之间存在集装箱H1。若采用RSSI定位算法, 集装箱H1使H2的收发信号减弱, 测得的距离远大于H2到A2的实际距离从而引起定位误差。如果先进行障碍物预测, 当测量的值大于50 m时 (由系统可知定位节点到其最近的3个参考节点的距离都是小于50 m) , 则认为这个定位节点和参考节点之间存在障碍物, 改用上述的DV-Hop算法。否则, 采用RSSI定位算法, 有效解决了RSSI定位中障碍物遮挡、反射等问题。
3 无线货位搜索系统设计
货位搜索系统采用网状网络结构, 其拓扑结构如图2所示。网络节点按功能可分为:网络协调器节点、普通参考节点、路由参考节点和盲节点。网络协调器节点是整个网络的核心, 负责汇集所有路由参考节点从盲节点收集来的定位信息, 负责组网及与上位机的通信;普通参考节点 (4-9) 位置固定, 负责接收定位节点的定位请求, 获取后将RSSI值返回给定位节点;路由参考节点 (0-3) 应同时具备定位和路由的功能, 根据路由节点的等级选取最优路径并将定位和故障信息发送给协调器;盲节点则固定在集装箱上, 发起定位请求信号, 计算自身位置, 并将信号发送给路由参考节点。
3.1 功能模块硬件设计
协调器节点模块 (如图3所示) 采用TI公司的带8位增强型MCU的射频芯片CC2430, CC2430芯片沿用了CC2420芯片的架构, 在单个芯片上整合了Zigbee射频 (RF) 前端、内存和微控制器。CC2430芯片有接收和发送两种工作模式, 工作电流分别低于27 mA和25 mA, 休眠模式电流仅0.9 μA, 且能在超短时间内转换到主动模式, 特别适合于要求电池寿命相当长的应用。主要功能包括:收集各路由参考节点的定位信息;配合按键将节点定位信息显示在LCD屏上;检测网络的状况, 若有节点出现故障进行声光报警;通过串口将位置及故障信息上传给上位机。
参考节点分为普通参考节点和路由参考节点, 与盲节点均采用带有Motorola的基于IEEE 802.15.4标准的无线定位引擎的射频芯片CC2431, 如图4所示。CC2431定位引擎基于RSSI技术, 在典型应用中科实现3 m～5 m定位精度和0.25 m的分辨率。其中路由参考节点在软件上比普通参考节点多定位信息和故障信息接收/发送的过程。
3.2 软件实现
CC2431芯片内置RSSI指示器, RSSI寄存器的值转化为管脚相关的功率P:
RSSI_VAL=RSSI-256 (1)
P=RSSI_VAL+RSSI_OFFSET (2)
式中 RSSI—8位寄存器值;RSSI_OFFSET—常数, 约为-45 dBm。
利用RSSI模型的对数衰减方程可得盲节点与参考节点距离:
式中 d0—参考距离;RSSI (d) 、RSSI (d0) —离发射点d和d0处RSSI强度值;λ—路径衰减指数, 与环境及障碍物密切相关;ζσ—标准偏差为σ的正态随机变量。
获取盲节点与n (n≥3) 个非共线参考节点距离, 根据三边测量法及参考节点坐标可得盲节点坐标。盲节点定位算法软件流程图如图5所示。盲节点加入网络后, 向周围参考节点发送定位请求信号, 进入接收等待;接收完4个以上参考节点的RSSI值时, 开始进行定位计算;若有参考节点与盲节点间距大于50 m时, 采用DV-Hop模型进行定位;否则, 直接上传坐标信息, 进入休眠状态。上传的坐标信息在协调器扩展板上显示;通过串口上传到PC机监控软件, 进行实时监测。
4 结束语
本研究完成了基于Zigbee技术的无线货位搜索系统软、硬件设计, 针对障碍物对信号的衰减、金属表面反射和折射引起的多径效应, 提出一种DV-Hop修正的RSSI定位算法。随着我国集装箱事业的发展, 集装箱运输量以每年20%左右的增长速度升高, 因而研究Zigbee技术在集装箱管理系统中的应用, 对提高现代物流的运作效率具有重要意义。
摘要：为克服传统定位系统成本高、精度差等不足, 针对仓库、码头、车站集装箱管理的需求, 提出一种新型的基于Zigbee的集装箱货位搜索系统, 介绍了其软、硬件实现方案。对货物位置、库存和移位信息进行实时监测, 有利于提高集装箱管理的工作效率。研究结果表明, 该系统具有结构简单、成本低、定位精度高、可扩展性好等特点。
关键词：Zigbee,货位搜索,RSSI,DV-Hop,CC2431
参考文献
[1]赵晓娜.基于Zigbee的铁路集装箱结点站调度自动化系统设计[D].成都:西南交通大学电气工程学院, 2005:1-4.
[2]Texas Instruments.Datasheet of CC2431[DB/OL].[2007-06-06].http://focus.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/cc2431.pdf.
[3]李文仲, 段朝玉.Zigbee2006无线网络与无线定位实战[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2008:23-36.
[4]尹航, 张奇松, 程志林.基于ZigBee无线网络的温湿度监测系统[J].机电工程, 2008, 25 (11) :20-23.
[5]刘艳文, 王福豹, 段渭军, 等.基于DV-Hop定位算法和RSSI测距技术的定位系统[J].计算机应用, 2007, 27 (3) :516-518.
[6]NICULESCU D, NATHB.DV based positioning in Ad-hocnetworks[J].Journal of Telecommuni-cation Systems, 2003, 22 (4) :267-280.
货位优化 篇8
目前大部分的自动化立体仓库均是由巷道堆垛机与刚性立体货架结合来实现仓储作业的,这种方式机械化程度高、吞吐能量大且有较强的应变能力,能适应企业所要求的多品种变形生产和随时变更生产计划的柔性生产需要[1,2]。在工业制造与物流行业中,还存在大量的传统仓库,如要建成目前常用的巷道堆垛机式的自动化立体仓库就要从土建工程着手,全部推倒重来,这样就限制了现有资源的利用,不利于传统式仓库向现代化仓库的转变,同时也造成了大量资源浪费。
文献[2]中对基于无堆垛机的自动化立体仓库的结构与控制系统进行了研究,提出了一类采用货位可移动式货架系统的自动化立体仓库,本文主要讨论这一类立体仓库货架系统的结构与控制。
1 货位可移动式货架系统结构
目前货位能够移动的货架系统运行方式大多为整体货架系统移动的方式,其工作方式为货位固定,货架移动来实现货位的轮换,通过系统控制货位移至检货位置,实现进出货的管理。这类货架的转动能量消耗很大,运动的惯性较大,通常是采用与人员配合的方式来实现拣货操作。本文中所讨论的货位可移动式货架工作方式为货架的外框架固定不动,通过整套的传送装置来实现每个货位的移动。传送装置由滚筒输送机构成,其结构由传动滚筒、电机等结构部件组成,适用于各类箱式、托盘等货品的输送[3]。货架系统特点如下:
(1)货架采用分层制造,按需进行组装。其高度,宽度可按现场要求进行灵活处置,与现有的仓储库房结构有较好的兼容性;(2)货架可采取分层控制,控制灵活性好;(3)货品的适应性强,可根据存储单位的大小来自动调整货架与货位的大小;(4)外围货架不需要拖动,节省能源;(5)控制系统实现方便,利于提高存取货效率,提高货物占位率;(6)滚筒输送机构能够输送单件重量较大的物料,承受较大的冲击载荷。
2 控制对象及系统端口分配
本文以3*3货架系统的控制为例来说明货架系统的工作过程与控制流程。货架系统由9个单层货架组合而成,为3层3列结构,每个货位地址的确定由旋转编码器来实现。
货架部分含有多个控制对象:单层动力货架驱动电机9台;每层有进/出货输送机电机各1台,3层共有6台电机;平板式垂直输送机电机2台。
根据系统控制要求,采用两台PLC控制方案,一台PLC用来控制货架系统的外围设备,包括进出货的输送电机、平板垂直升降机等设备。另一台PLC用来控制货架核心部分,即货位可移动式货架区。系统选择PLC型号为FX2N-48MR-001。主机输入24点,输出24点,采用继电器输出方式[4]。
用来控制外围输送设备的PLC为PLC1,用于控制货位可移动式货架工作的PLC为PLC2。工作系统设置了手动方式以方便进行调试或是故障情况下的运行,同时有网络工作自动运行方式。
PLC1的X0~X5端为进库输送机启动/停止控制输入端;X6~X11端为出库输送机启动/停止控制输入端;X11~X14端为进库垂直输送机电机启、停控制输入端;X15~X18为进库垂直输送机位置信号输入端,用于确认垂直输送机到达货架层数时的控制;X19~X22为出库垂直输送机位置输入端;X23端为外围输送设备总停信号输入端。PLC1的输出端Y0~Y5连接进/出货输送机电机接触器线圈;Y6~Y9输出端连接进/出库垂直输送机电机接触器线圈;Y10~Y12为进货输送机工作指示端;Y13~Y15为进货输送机工作指示端;Y16~Y17为进/出库垂直输送机工作指示端;Y18~Y19为进/出货系统故障指示端;Y20为垂直输送机故障指示输出端,Y21为声音报警输出端,Y22~Y23为备用端口。
控制系统中第二台PLC为整个货架部分的控制核心部件,PLC2控制货位可移动式货架的运转,PLC的I/0端口功能分配如下:X0~X17端为1#至9#单层货架的启/停控制输入端;X18~X23端为平移货架控制输入端,输入端为手动调整时的工作状态;Y0~Y17连接系统1#~9#货架控制电机的控制接触器线圈;Y18~Y23连接系统1#~6#平移货架电机的接触器线圈。
3 控制流程
下面对于货位可移动式货架系统的工作流程控制进行说明,分别从进出货与货架内运行两个方面进行工作流程控制的设计。
3.1 货架进出货工作流程控制
PLC1为自动化立体仓库的进出货输送系统控制,工作流程如下[5]:(1)主控程序开始运行,系统开始初始化;(2)选择系统运行方式,如为手动,通过控制手动按钮进行控制进出货系统工作,直到相应位置;(3)自动工作模式下,单先是判定货箱(料箱)是否到达,到达后,根据系统要求进货输送机开始工作,到达要求位置后,垂直输送机将货箱送至相应层,并等待货架系统将货箱输送至最合理位置。(4)在垂直输送机到达指定位置后,系统置标志位,主程序控制货架系统开始工作。(5)如为出货工作,其工作过程正好与进货过程相反。
PLC1控制主程序流程图如图1所示:
3.2 货架货位系统工作流程控制
PLC2控制整个自动化立体化仓库系统中的货位可移动式货架,整个货物的进出是由货位轮换的方式进行的,因此PLC2控制着每一个货架的运动。其控制流程如下[1]:(1)系统启动后,首先要判断要出货物的货箱位于哪个位置,是否位于货架系统的出货口;(2)如果货箱未能位于货架系统的出货口,开始进行货位轮换工作,判断哪几个货架工作与货箱位置有关系;(3)轮换工作结束后,立体仓库的进出系统开始工作,进入到PLC1的控制工作流程,完成出货工作。
以下图2代表了某一种情况下的轮换过程,A代表了要进行出货的货箱,经过图2的过程后,货箱到达了出货口的垂直输送机,任务完成。
图2中,图(a)表示了初始位置,图(b)表示货箱A到达货架边沿,图(c)表示货箱A到达了货架系统中货箱A所在层的平移货架,图(d)表示货箱A进入了垂直输送机,工作过程结束。
PLC1与PLC2的工作是紧密联系在一起的,作为货位轮换工作流程是与要出货的货所处的位置所决定的,就本文中所讨论的货架模型而言,如图2所示的每个货位可移式货架有5个货位,则每一层即将有15个货位,整个货架系统就有45个货位,在PLC2控制时就将有45种可能,但是每一种可能,其所涉及的均为电机的运动。结合货架系统的货位编址系统,可以给出电机相应的工作信号。采用PLC结合位置编码器的控制方式,是能够满足位置控制精度的。在此只给出PLC2的控制主程序流程图如图3所示。
4 结语
本文介绍了一类立体仓库货位可移动式货架系统结构及控制流程,对过出货的控制流程进行了讨论。这一类货架系统的适应性比较好,系统的组合方便,有比较好的实践工程应用价值。
摘要：本文讨论了自动化立体仓库的货位可移动式货架系统,对这一类货架的结构与控制系统进行了说明,并讨论了货架系统的进出货流程与货架内货位轮换的工作流程。这一类货架系统可分层制造,按需组合,控制灵活性高,可以节省立体仓库成本,并提高货物存储效率。
关键词：货位可移动式货架,控制系统,研究
参考文献
[1]谷岩,肖生苓,牟娌娜.关于货位可移动式货架立体仓库的探讨[J].森林工程,2007,(4):94-96.
[2]吴钟鸣,鞠全勇,卢军锋等.新型自动化立体仓库控制系统研究[J].金陵科技学院学报(自然科学版),2009,(3):16-19.
[3]上海爱佳富勒物流工程有限公司,动力式滚筒输送机资料汇编[G].上海爱佳富勒物流工程有限公司,2007:3-9.
[4]日本三菱电气有限公司.FX系列可编程序控制器使用手册[G].2002,6:16-19.
货位优化 篇9
关键词：分拣,EIQ-ABC法,区域划分,货位布局
1 某烟草配送中心情况介绍
1.1 配送中心的区域构成
该配送中心的作业区由三个部分组成,包括仓储作业区,分拣区和配送周转区。仓储作业区主要负责卷烟的进库、保管、养护与出仓等业务,最大出库量可达35000件,分拣区主要采用半自动化的分拣方式按订单进行拣取作业,目前已安装4台套的ZF-M4802型半自动分拣生产线,可承担多地区的分拣配货工作。配送周转区则是已分拣待配送的卷烟分线路停放策略,可同时周转总量为3000件左右的待送卷烟。
下图为配送中心具体的区域布置图。
1.2 配送中心订单分拣作业介绍
1.2.1 配送中心作业流程
1.2.2 配送中心拣货模式
①模式介绍
该烟草配送中心采用“RF拣货+PTL分播”模式。配送中心接收到客户订单后,根据配送站点、配送时间、分销公司次序等启动拣货作业,将众多订单拆分成一个个拣货波次。每个波次包括多张订单,生成一张张拣货集合单。由于仓库内部分成多个拣货区域,为了提高拣货效率,把拣货集合单进一步拆成多个小拣货集合单,每张小拣货集合单对应一个拣货区域。使用RF在各区域拣货,将已拣件烟合流到一个周转箱里。再将周转箱运至PTL(电子标签)分播货架,将件烟分播到一个个客户。然后对各客户的货品进行复核,然后打包、集货到客户对应的配送点集货位。
②流程图
1.2.3 配送中心布置及设备情况简介
该烟草配送中心在仓储方面选择平库设计,使全区物流仓储平面宽敞,装卸简单,投资少。还应用了较先进的仓储信息管理系统(WMS)和安全监控系统。精心设置了拆零备货区,使备货时间大大减少。此外还设计了大宗品牌区域。在存储区域,主要采用了三层式货柜进行条烟的存储。在出入口左右有两个货柜区域。每个区域有7排货柜,共84个,条烟直立并排放置其中。存储区域平面布局图如下图所示。矩形方格代表一个货柜,空白处代表巷道。
针对多人分区的拣货策略,下面介绍如何合理的分区域安排条烟的货位。
2 货位布局设计过程
2.1 烟草货位布局的设计原则
由于烟草配送中心订单具有小批量、高频次、多品种、数量大的特点。为了能更快的响应下游客户的需求,为保证拣货人员迅速找到货物并方便取出。在分拣策略、分拣方式、分拣路径以及分拣工具和设备确定的情况下,烟草存储区的货位布局应当严格遵循以下原则:①方便补货原则。条烟在货架存放的区域和位置要方便进行补货作业。②平衡各工作区的工作量原则。将订货量大的烟平均分配在不同分拣区域,避免某区域内的分拣作业拥挤以及拣货路径的堵塞。③将黄金区域给高频拣取的烟的原则。所谓高频拣取的烟就是指流动性高的烟。一般而言,库存中仅有少数烟流动性高,因此需对其进行特殊的储位。
2.2 烟草存储区货位布置的过程
通过对该烟草公司进行实地考察,共获得该配送中心某一天的全部订单共148张。汇总到Excel电子表格中,部分截图如下图示。
①先对订单资料进行EIQ分析
分别做出EQ、EN、IQ、IK分析表,部分截图如下图所示。
②重点分析IQ,IK两张表
将数据进行降序排列,部分截图如下图所示
同时绘制IQ与IK交叉分析图,如下图示。
在IK表的基础上进行ABC分析:一天内接到的148张订单共有88种香烟,可根据IK表进行大体的规划。由上面的图可以看出七匹狼(古田)、芙蓉王(硬)、七匹狼(红)和七匹狼(白)受订次数较多,交叉图中明显偏高。可将其分别放置在离出入口较近的位置。根据这个思路,考虑将整个存储区域平面进行分割,分为快速区,中速区,慢速区三个区域。88种香烟分为三个ABC大类分别放置其中,出货次数较多为A类放置在快速区,出库次数较少的分为 C类放置在慢速区,这样服从了上述方便取货以及方便补货的原则。由于快速区分为左右两个部分,可以将出库次数较多的两种香烟分开放置,比如七匹狼(古田)和芙蓉王(硬)编号为①和②分别放置在快速拣货区的两侧。这样做服从了上述平衡各工作区工作量的原则。避免了拣货人员进行作业时堵塞的情况。
下面进行各中香烟的具体货位布置,如下图示。
上图所示,区域①为快速区,②为中速区,③为慢速区。快速区包括22个货位,因此考虑将IK表中出库次数高的前22种香烟按标号对应放置在区域①中。前22种香烟如下图。
说明:ABC分类法在与EIQ分析法共同使用时,可根据具体情况采用不同的分类方式。但都是依据出库次数、出库量、品种数、出库资金占有率等基本原则。
3 结论
以上货位布局的方式是一种分区规划的方式,在具体的分区规划中,根据周转率即出库次数进行香烟的ABC分类,按不同种类的香烟分配至相应的存储位置。按照传统仓库的随机存放位置,平局每次入库、出库搬运都要行走半个仓库的距离,而应用分区存放的方法,在出入库最便捷的前1/3区域内,A类香烟的流量可以达到总数量的80%,中间1/3区域内的B类香烟的流量约为15%,而后1/3区域内的C类香烟的物流量只占总量的5%左右,下表是关于平均搬运距离的计算。
通过计算得出:通过进行分区规划和货位的重新布局,平均搬运距离从原来的50,有效的降低到20.8.通过简单合理的货位分区规划取代传统的随机存放方案,搬运时间节省了59.4%,使烟草配送中心分拣作业效率得到提高。货位布局优化效果显著。该规划思想同样适用于其他领域配送中心的区域布局规划,并可能取得类似的效果。也为其他具有类似问题的企业和公司提供了一个参考的依据。
参考文献
[1]刑伟平.基于Excel的EIQ分析[J].中国管理信息化,2010,(14):68-71.
[2]孔继利.EIQ分析法的实验教学模式研究[J].物流教育,2010,(218):153-157.
[3]吴洪刚.烟草商业企业自动化立体仓库与平库结合模式下的平库储位布局研究[J].物流技术,2009,(08):133-135.
[4]董溪哲,李松龄,杨波.仓储货位选择优化问题的研究[J].科技咨询,2007,(17):59-62.
[5]李永生,郑文玲.仓储与配送管理[M].北京:机械工业出版社,2009,1.
[6]王转,贺文文.基于订单资料分析的配送中心规划与应用[J].机械工程学报,2007,43(4):173-177.
[7]张桂敏.EIQ订单件数、货品数量和数量分析[J].商场现代化,2007,(4):10-13.
[8]肖加雄.卷烟分拣策略与分拣设备[J].物流技术,2009,(4):96-98.
[9]刘德宝.复合式卷烟分拣系统研究与设计[D].山东大学,2006,04.