[发明专利]基于NSGA-II的自动化仓储货位分配优化方法

说明书

本发明公开了一种基于NSGA‑II的自动化仓储货位分配优化方法，结合货物信息，采用ABC分类分析方法进行货物分类；确定自动化仓储货位分配方法的优化目标和约束条件；建立有约束的多目标优化问题数学模型；采取基于NSGA‑II的优化算法对该模型进行求解，获得最优的Pareto解集，并根据自动化仓储空间实际具体情况分配优化权重获得唯一的非支配解为最优解。发明能够适用于中小型自动化仓储如智能快递柜、智能售货机、自助存取柜，能够有效的提高自动化仓储空间利用率和货物存取执行效率，减轻工作人员的工作强度，大大降低了人力成本和装置维护成本，提高了自动化仓储的安全性和可靠性，有较好的实用价值和广阔的应用价值。

技术领域

本发明涉及自动化仓储技术领域，特别是一种基于NSGA-II的自动化仓储货位分配优化方法。

背景技术

随着现代物流系统的快速发展，传统的平面仓库以其占地面积大，空间利用率低且陈旧落后，被逐步淘汰，在此背景下自动化立体仓库应运而生，但是目前的自动化立体仓库存在制造成本高、建设周期长、通用性差、劳动密集等问题，因此智能化、小型化、集成化的小型密集仓储系统的市场需求量逐步增大，尤其是像智能快递柜、自助存取柜等自动化仓储设施，但是目前智能快递柜主要都是人工存放，常出现因为存放位置不合理或货柜高度设置不合理导致一部分货位闲置时间过长而一部分货位却没有充分使用的现象。这种传统的缺乏货位分配优化机制的“静态存储”模式严重降低了货柜存储空间的使用率和货物存取效率。

如何建立货位分配优化模型来保证自动化仓储的高效运行成为了小型密集仓储系统的首要目标和技术要求，这种有约束的多目标优化数学模型往往都是将多目标通过分配权重转化成单目标问题处理，但权重的分配一般需要经验做支撑，难以解决真正的多目标优化；并且通常采用遗传算法，但是会存在早熟现象，收敛性得不到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于NSGA-II的自动化仓储货位分配优化方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于NSGA-II的自动化仓储货位分配优化方法，所述方法包括以下步骤：

(1)基于条形码信息识别货物，并结合货物的质量和尺寸信息对货物进行 ABC分类，将货位按照扇形分区，确定三类货物存储位置；

(2)确定自动化仓储货位分配方法的优化目标和约束条件；

(3)建立与之相对应的自动化仓储货位分配优化方法的有约束的多目标优化问题数学模型；

(4)采用基于NSGA-II的多目标优化算法对该数学模型进行求解，获得最优的Pareto解集，并根据自动化仓储空间的实际情况分配优化权重求取唯一的非支配解作为该多目标优化问题的最优解。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)本发明提供的基于NSGA-II 货位分配方法针对多目标优化模型有较好的求解效果，克服了传统优化方法约束条件的无法解决等问题，提高了全局收敛性；(2)基于NSGA-II算法求解得到的是Pareto解集，操作人员可以根据实际经验从一系列可行解中通过权值优化选取最优解作为现场工程用；(3)基于NSGA-II的多目标优化算法在种群规模相同的情况下需要的进化代数明显少于改进前的算法，具有更好的搜索能力，最优边界中的非重复最优解的分布更均匀；(4)基于尺寸质量及条形码多信息融合并结合货位分配优化机制能够柔性分配存储空间，提高货柜空间利用率，提高货物存取效率；(5)便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平，减轻劳动强度；(6)该货位分配调度优化研究还可应用除智能快递柜之外的自助寄存柜，在自动售货机行业中也具有较高的推广应用价值和社会意义，具有较强的实用性和可靠性。

附图说明

图1是本发明基于NSGA-II的自动化仓储货位分配优化方法流程图。

图2是本发明基于NSGA-II的自动化仓储货位分配优化方法的分类原则示意图。