[发明专利]车辆零部件装载方法及系统

说明书

本发明公开了车辆零部件装载方法及系统，涉及车辆装载布局优化技术领域。一种车辆零部件装载方法包括步骤：构造装载块，生成装载方案和优化装载方案；还包括重心调整过程，根据装载序列逐一判断剩下装载块是否能够装入车厢；判定不能装入车厢时，计算当前格局下的车厢重心并判断重心是否满足重心约束；不满足重心约束时，取出已装入装载块进行调整以满足重心约束，更新装载方案并计算装载方案对应的装载率。本发明对不满足重心约束的装载方案通过回溯算法来进行重心调整处理，直至生成一个可行的装载方案，显著提高了车辆装载计划的准确率，使得车辆装载计划更贴近实际运作。

技术领域

本发明涉及车辆装载布局优化技术领域，具体涉及车辆零部件的 装载方法及系统。

背景技术

三维装载问题是物流工业中研究重点问题之一，它是指按照货物 重量的要求，将货物装入到一个集装箱中具有最优空间利用率，同时 保证货物稳定、不能损坏、不超载且集装箱配载重量平衡，以便达到 降低运输成本，提高经济效益的目的。三维装箱问题是一种几何组合 优化问题，尽管货物形状是非规则，但在工业中通常将货物装入到长 方体外包装箱中，因而该问题可视为长方体形状货物的组合优化。涉 及汽车零部件的三维装箱问题较为复杂且解决难度较大，研究相应较 少，而且这些研究大都没有给出能够实际应用的具体算法。现有典型 的算法模型包括遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等，这些算法主要都是基于空间分解或层的思想，不仅算法模型运行效率较低，且车 辆装载率还有优化空间。

汽车零部件三维装载问题是指对给定一辆待配载货车以及一批 待装货物，确定一个可行的装载方案使得在满足基本约束条件下，车 辆装载率最大。该问题需要满足四个方面的假设条件：1)车厢及待 装货物均为长方体；2)放入的货物必须完全被包含在车厢内；3)货 物只能以棱平行或垂直于车厢的棱的方向放置；4)要求货物只能绕 着高度棱进行旋转，不可倾倒放置。而常见的约束条件有货物不与车 厢相嵌约束、货物之间互不相嵌约束、车厢承重约束等。车辆装载率 则定义为装入车厢的所有货物体积之和与车厢体积之间占比。

目前，为提升汽车零部件三维装载中的车辆装载率，通过基于装 载块序列的启发式构造算法生成初始装载方案，再以模拟退火过程调 整装载序列优化装载方案的技术方案被提出。经上述优化后，理论上 能够显著地提升车辆装载率，但实际车辆装载时难以达到理论值，因 为对车厢重心和货箱堆叠规则考虑不足，实际车辆装载时还需要增加 考虑车厢重心和货箱堆叠规则两方面的现实约束。

一方面，车辆装载时，负荷重心偏在一侧或一端会导致车辆的操 纵性和安定性变差，行车过程中容易引起侧翻等事故发生。因此车辆 运输过程中要求指已装货物的车厢重心位置必须在规定的安全区域 内。而车辆车厢的重心位置由已装载零部件的重量、体积及其装载位 置决定，因此，在车辆装载时需要考虑合理摆放零部件位置，以确保 车厢重心位置在规定的安全区域内。