[发明专利]跨巷道多层穿梭车仓储系统设计方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了跨巷道多层穿梭车仓储系统设计方法、系统及存储介质，包括：收集客户要求信息；所述客户要求信息，包括：客户要求的存储容量、客户要求的分拣效率、客户提供的建筑面积和客户要求的订单拣选时效；基于设备单价和设备数量，设置跨巷道多层穿梭车仓储系统的系统成本目标函数；基于系统最大分拣效率大于客户要求的分拣效率、系统的存储容量大于客户要求的存储容量和系统的订单拣选时效要短于客户要求的订单拣选时效的原则，建立目标函数的约束条件；在既能满足目标函数值最小，又能满足约束条件的条件下，使用启发式算法输出目标函数最优解所对应的巷道数量、货架层数、存储列数、提升机及拣选台的数量。

技术领域

本发明涉及跨巷道多层穿梭车仓储系统设计方法、系统及存储介质。

背景技术

近年来，随着电商行业的快速发展以及自动化技术的不断创新，“货到人”(Part-To-Picker)订单拣选系统代替传统的“人到货”(Picker-To-Part)拣选模式受到电商企业的广泛青睐。“货到人”订单拣选系统主要包括以下几种：自动存储及取货系统(AutomatedStorage and Retrieval System,AS/RS),自动小车存储及取货系统(Autonomous VehicleStorage and Retrieval System，AVS/RS)以及基于移动机器人的订单分拣系统(Roboticmobile fulfillment systems，RMFS)。AS/RS是由专属于各巷道的堆垛机并行工作完成系统的存储取货任务。AVS/RS是自动小车沿轨道行驶，并配合提升机完成跨层跨巷道的存储取货任务。RMFS是由多台自动导引小车(Automated guided vehicle，AGV)取代拣选人员，通过无线网络从拣选台处接收订单任务，并行作业完成存储分拣任务。

跨巷道多层穿梭车仓储系统(Cross-aisles Multi-shuttle Warehouse System，CAMSWS)以穿梭车为载体，配合提升机执行任务，也是AVS/RS的一种。以其存储容量大，占地面积小，分拣效率高，响应速度快等优点，受到电商企业的广泛关注。CAMSWS是由多层多巷道立体货架，巷道穿梭车，转载穿梭车，出入库提升机，拣选台，缓存区以及输送带组成。各个设备之间相互配合并行工作，缩短了订单拣选时间，提高了拣选效率。转载穿梭车可以将不同巷道的货物运输至同一拣选台，使得该系统可以跨巷道拣选到订单(Pick-To-Order)，缩短订单拣选时间。

国内外对于仓储系统的研究多以AVS/RS为研究目标，主要包括系统的整体性能以及系统的运营策略。Malmborg等建立AVS/RS优化模型，通过设置系统配置参数来优化系统性能。Fukunari等采用闭环排队网络建模的方法，分析AVS/RS在单指令周期(仅分拣任务或存储任务)和双指令周期(既有分拣任务又有存储任务)下系统的分拣效率。Ekren等通过半开环排队网络模型分析了AVS/RS，并采用几何矩阵方法求解，来评估系统性能，并验证了该方法的有效性。Marchet等通过对系统性能的评价，改进AVS/RS的设计框架，并用Arena进行仿真实验。Zou等通过建立fork-join排队网络模型，比较了AVS/RS中设备在并行运行策略和顺序运行策略下系统的性能。Cai等建立了半开环排队网络，分析了AVS/RS系统的利用率、输出效率等性能。还有部分研究专注于系统的运营策略，Wang等建立MSWS的任务调度模型，分析了并行取货、串行出库的作业时序模型，用改进的遗传算法对模型进行求解。吴颖颖等提出了订单排序优化模型，通过改进的K-Means聚类算法对订单进行排序优化，提高了系统的拣选效率。Roy等通过半开环排队网络分析AVS/RS系统，并考虑进阻塞因素对系统性能的影响。王艳艳等提出一种能根据不同订单类型进行系统适用性选择的系统优化方法，进行了两类“货到人”系统对不同订单类型的适用性分析。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了跨巷道多层穿梭车仓储系统设计方法、系统及存储介质；

作为本发明的第一方面，提供了跨巷道多层穿梭车仓储系统设计方法；