基于自動小車存取系統(tǒng)的運行策略優(yōu)化研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)和電子商務(wù)的迅猛發(fā)展，作為企業(yè)第三利潤源的物流業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展動力。倉儲系統(tǒng)是企業(yè)物流系統(tǒng)的物質(zhì)與信息中轉(zhuǎn)中心，對整個供應(yīng)鏈的運作效率和成本有著決定性的影響。傳統(tǒng)自動化倉儲系統(tǒng)的地面面積利用率低、運行成本高且柔性差。自動小車存取系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)自動化倉儲系統(tǒng)的缺陷，該類系統(tǒng)構(gòu)建高密度存儲區(qū)域來存儲貨物，并采用自動小車運輸貨物，擁有較高的地面面積利用率，同時也可通過增減小車數(shù)量來改變其吞吐能力。
　　目前，自動小車存

2、取系統(tǒng)的相關(guān)研究主要集中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，關(guān)于運行策略優(yōu)化的研究還未形成體系，然而，運行策略優(yōu)化會顯著影響該系統(tǒng)的運行效率和成本。如何為該系統(tǒng)構(gòu)造準確有效的理論模型，并進行運行策略優(yōu)化研究，將對自動小車存取系統(tǒng)的推廣應(yīng)用具有重要的理論與現(xiàn)實意義?；诖?，本學位論文為自動小車存取系統(tǒng)構(gòu)建基于排隊網(wǎng)絡(luò)的績效指標評估模型，并對幾類關(guān)鍵運行策略優(yōu)化問題進行研究。
　　首先，研究了使用了固定存儲單元的自動小車存取系統(tǒng)的小車與電梯的運行模式

3、優(yōu)化問題，學者們關(guān)于該系統(tǒng)的研究均假設(shè)小車與電梯服從串行運行策略，本文創(chuàng)新性的提出了電梯與小車的并行運行策略，構(gòu)建了分叉-匯合排隊網(wǎng)絡(luò)模型評估系統(tǒng)績效。然后，設(shè)計了基于位相型分布的近似算法求解模型，并建立仿真模型驗證了理論模型的準確性與可靠性。兩種策略的對比分析結(jié)果表明，并行運行策略在系統(tǒng)面臨較低顧客需求率時具有顯著優(yōu)勢。此外，本文還將并行運行策略用到真實系統(tǒng)中，為其提供了2.11％的績效提高。
　　然后，研究了兩類使用移動存儲單

4、元的自動小車存取系統(tǒng)，包括使用移動標準料箱的緊致化自動小車存取系統(tǒng)和使用移動貨架的自動小車訂單履行系統(tǒng)。緊致化自動小車存取系統(tǒng)在最近五年才受到關(guān)注，目前還未得到研究。本文構(gòu)建了半開半閉排隊網(wǎng)絡(luò)來評估系統(tǒng)績效，在堆疊中考慮指定和分享式存儲策略，在網(wǎng)格面考慮隨機與分類存儲策略，取貨作業(yè)考慮立即與延遲翻箱策略。然后，通過仿真驗證了理論模型的準確性與有效性。此外，還構(gòu)建了成本優(yōu)化模型對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運行策略進行優(yōu)化。分析結(jié)果表明，指定存儲策略更有利

5、于系統(tǒng)吞吐時間，但其投資成本較高，分類存儲策略可以顯著提高系統(tǒng)吞吐能力；立即翻箱有利于雙指令作業(yè)時間而延遲翻箱則更有利于單指令作業(yè)時間。
　　其次，在使用移動貨架的自動小車訂單履行系統(tǒng)中研究了小車的電池管理問題。首先為該系統(tǒng)設(shè)計了有線充電、無線充電和電池更換策略。然后，構(gòu)建了排隊網(wǎng)絡(luò)模型評估系統(tǒng)績效，并通過仿真驗證了理論模型的準確性與可靠性。最后，從系統(tǒng)吞吐能力與投資成本兩個角度對比分析了三種策略，結(jié)果表明，無線充電策略在系統(tǒng)吞吐

6、時間方面最優(yōu)，但其運行成本較高；有線充電策略較便宜，但其吞吐時間較大；而電池更換策略的績效則取決于空閑電池的成本。
　　最后，研究了自動小車訂單履行系統(tǒng)中工作站對小車的指派策略優(yōu)化問題。在該系統(tǒng)的相關(guān)研究中，學者們通常假設(shè)工作站被隨機指派給作業(yè)小車。為提高系統(tǒng)績效，本文創(chuàng)新性的提出了基于作業(yè)速率的指派策略，并設(shè)計了臨域搜索算法尋找近似最優(yōu)指派策略。然后，構(gòu)建了排隊網(wǎng)絡(luò)模型評估系統(tǒng)績效，并通過仿真驗證理論模型。隨機、基于作業(yè)速率和近