[发明专利]考虑倒货策略的双深位四向穿梭车系统订单排序优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑倒货策略的双深位四向穿梭车系统订单排序优化方法，包括以下步骤：对双深位四向穿梭车系统进行仿真建模；基于双深位四向穿梭车系统的批量出库作业流程，建立了系统出库作业时间模型SOOTM；根据系统出库作业时间模型SOOTM，将系统订单排序优化问题转化为非标准的整数规划问题，建立了一个非标准的订单排序整数规划模型；对遗传算法中的PMX交叉算子进行改进，采用改进的遗传算法求解订单排序整数规划模型，对系统订单执行顺序进行优化，得出系统出库时间作业的最优任务执行序列。相对于传统的出库订单执行顺序，本方法的优化结果使得系统的出库效率至少提高20%。

技术领域

本发明涉及自动化立体库调度优化领域，特别涉及一种考虑倒货策略的双深位四向穿梭车系统订单排序优化方法。

背景技术

在互联网和人工智能技术的大力推动下，电商企业的发展已经势不可挡。随着订单和数据的大规模增长，高效的物流自动化存储系统已然成为物流作业效率的必然选择。目前来说，常见的物流自动化存储系统主要有：堆垛机系统、子母穿梭车系统和四向穿梭车系统。

传统的堆垛机系统能够实现单巷道自动作业，但耗资成本高，系统的可拓展性不强。子母穿梭车系统将堆垛机系统的巷道作业和层位作业进行分解，采用跨层穿梭车和换层提升机分别实现巷道作业和跨层作业，大大提高了系统的可拓展性，然而巷道与巷道之间并不能实现作业交流，实现自动化全方位存储依然具有一定的局限性。四向穿梭车系统通过增加横向轮以实现跨巷道作业，其配合提升机纵向作业，能够到达库存中任意位置，增强了系统的伸缩性和可拓展性，然而，系统的作业效率却也随之降低，因此，如何解决四向穿梭车系统调度优化和路径冲突的问题，是该系统应用的一个难点。

目前，国内外对自动化立体库调度优化问题的研究，主要以堆垛机系统和子母穿梭车系统为主，按其系统作业的方式分为：系统入库作业的储位优化问题、系统出库作业的订单排序优化问题以及系统复合作业的路径优化问题。

王艳艳等基于多层穿梭车系统并行拣货，提升机串行出库的作业特点建立了系统任务调度模型，采用改进的遗传算法求解任务调度模型。Zou等针对多层穿梭车系统在一定时间窗口内的批量出库问题进行建模，采用基于精英非支配排序的遗传算法对任务调度模型进行了优化求解。张晓清等针对双深位多层穿梭车系统出库订单排序优化问题，建立了考虑倒货策略的系统出库时间模型，并且采用改进的模拟退火算法进行了求解。Wang Y等针对跨层穿梭车系统批量出库问题，建立了一个非线性规划模型，并采用Gurobi优化器对该模型进行了精确求解，得出最优任务分配解。然而，此类研究应用的系统均为子母穿梭车系统，其在四向穿梭车系统上的调度优化并不可行。

Cao等针对四向穿梭车系统，采用半开环排队理论建立了四向穿梭车系统调度模型，并且针对订单出库问题，建立了改进的耦合度订单排序模型，然后采用了改进的耦合度订单排序启发式算法进行了求解，但该模型仅适用于小批量订单出库的排序问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种算法简单、工作效率高的考虑倒货策略的双深位四向穿梭车系统订单排序优化方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种考虑倒货策略的双深位四向穿梭车系统订单排序优化方法，包括以下步骤：

步骤一：对双深位四向穿梭车系统进行仿真建模；

步骤二：基于双深位四向穿梭车系统的批量出库作业流程，建立了系统出库作业时间模型SOOTM；

步骤三：根据系统出库作业时间模型SOOTM，将系统订单排序优化问题转化为非标准的整数规划问题，建立了一个非标准的订单排序整数规划模型；

步骤四：对遗传算法中的PMX交叉算子进行改进，采用改进的遗传算法求解订单排序整数规划模型，对系统订单执行顺序进行优化，得出系统出库时间作业的最优任务执行序列。