[发明专利]子母穿梭车密集仓储系统复合作业三维路径规划方法

权利要求书

1.子母穿梭车密集仓储系统复合作业三维路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：双目标复合作业三维路径优化模型建立：

步骤2：建立适应度函数：

步骤3：基于布谷鸟算法局部搜索的混合智能水滴算法迭代寻最优路径：

步骤4：运用混合智能水滴算法求得最优的水滴路径，解码可得综合最优的复合作业三维路径。

2.根据权利要求1所述的子母穿梭车密集仓储系统复合作业三维路径规划方法，其特征在于，步骤1)具体包括如下步骤：

步骤1.1：建立复合作业行程时间函数，子母穿梭车密集仓储系统中，出入库设备的复合作业行程时间包括穿梭母车作业时间、穿梭子车作业时间、母车车载输送机作业时间及提升机作业时间，因此可得出密集仓储系统进行第k次复合作业所用的行程时间为：

T_k＝T_mk+T_sk+T_ek+T_ck (1)

式中，T_mk表示第k次复合作业穿梭母车的作业时间；T_sk表示第k次复合作业穿梭子车的作业时间；T_ek表示第k次复合作业提升机的作业时间；T_ck表示第k次复合作业穿梭母车车载输送机的作业时间；

步骤1.1.1：当系统执行复合作业时，需要考虑以下两种情况：1)入库货位和出库货位在同一层时；2)入库货位和出库货位在不同层时；

数学模型可表示为：

步骤1.1.2：同时，各出入库设备复合作业中，考虑设备的满载与空载的速度的差异，则各出入库设备作业时间为：

T_ck＝2(t_c+t_c') (6)

式中：坐标(x_i,y_i,z_i)表示第k次复合作业时入库货位的位置；坐标(x_j,y_j,z_j)表示第k次复合作业时出库货位的位置；V_m,表示穿梭母车满载时的平均速度；V_m表示穿梭母车空载时的平均速度；V_s,表示穿梭子车满载时的平均速度；V_s表示穿梭子车空载时的平均速度；V_e表示提升机的平均速度；t_c,表示穿梭母车车载输送机提取或卸载满载穿梭子车所需的平均作业时间；t_c表示穿梭母车车载输送机提取或卸载空载穿梭子车所需的平均作业时间；

步骤1.2：建立碳排放成本函数：当密集仓储系统的出入库设备执行第k次复合作业时，所有出入库设备的碳排放成本为：

TC_k＝TE_k×C_e＝(PC_k×f_e)×C_e (7)

PC_k＝PC_mk+PC_sk+PC_ek+PC_ck (8)

式中，TC_k表示第k次复合作业所有出入库设备碳排放的总成本；TE_k表示第k次复合作业所有出入库设备碳排放总量；C_e为设备生产1吨温室气体的单位税收成本；PC_k表示第k次复合作业所有设备电能总消耗量；f_e表示温室气体转换系数，即以煤电为主的火力发电厂为例，生产1度电产生的二氧化碳量；

步骤1.2.1：PC_mk、PC_sk、PC_ek以及PC_ck分别对应着第k次复合作业时穿梭母车、穿梭子车、提升机以及母车车载输送机设备的电能消耗量：

PC_mk＝P_m×T_mk (9)

PC_sk＝P_s×T_sk (10)

PC_ek＝P_e×T_ek (11)

PC_ck＝P_c×T_ck (12)

P_m、P_s、P_e、P_c分别对应着穿梭母车、穿梭子车、提升机及母车车载输送机设备的功率；

步骤1.3：模糊双目标优化：为保证密集仓储系统出入库效率的同时，减少设备的碳排放成本，建立了复合作业行程时间与碳排放成本的双目标优化模型，为获得双目标模型中的最优解，采用模糊解法来对双目标优化问题进行处理；

步骤1.3.1：以设备复合作业行程时间最低为目标进行求解，得到最低时间F_1m，求得此时的碳排放成本为F_2M；

步骤1.3.2：以碳排放成本最低为目标进行求解，得到最低碳排放成本为F_2m，求得此时的行程时间为F_1M；

步骤1.3.3：将目标函数值进行模糊化处理，建立由单目标函数值到隶属度的映射，隶属度函数采用按线性规划规则进行确定，则设备复合作业行程时间目标函数值的隶属度为：

碳排放成本目标函数值的隶属度为：

步骤1.3.4：综合两个目标函数隶属度为：

F_k＝min{μ(f_k1),μ(f_k2)} (15)；f_k1表示设备复合作业行程时间、f_k2表示碳排放成本。