[发明专利]一种立体库多提升机的配置方案及任务调度方法

权利要求书

1.一种立体库多提升机的配置方案及任务调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)对于多台四向穿梭车与多台提升机并行运输穿梭车，建立立体库XYZ三轴坐标模型以及货物出入库作业时间模型；

2)对各批次订单任务以自然数编码的编码方案并对多台提升机建立任务调度模型；其中，每个自然数编码的编码方案中包含订单任务的层、列和行；

3)建立优先等级制度与同等级先到先服务原则的策略；

所述优先等级制度是指四向穿梭车系统对任务进行等级分类，第一等级运输任务为提升机运输空闲穿梭车，第二等级运输任务为提升机运输载货穿梭车；所述同等级先到先服务原则是指先提交提升机服务申请的穿梭车优先得到服务；

4)基于循环补齐法的求解方法对模型进行求解。

2.根据权利要求1所述的立体库多提升机的配置方案及任务调度方法，其特征在于，

步骤1)中所述立体库XYZ三轴模型即列数为X轴，从左至右为0至W，W为最大列数；行数为Z轴，从前至后为0至L，L为最大行数；层数为Y轴，从下至上为0到H，H为最高层数；

所述时间模型即为穿梭车的运行时间与提升机运行时间

其中，穿梭车取货时间为

为穿梭车横向轨道运行时间，为穿梭车纵向轨道运行时间，为穿梭车换向时间，为穿梭车取货时间；

提升机运行时间为

t(x)与t(y)为提升机上下运行的时间，t_k为穿梭车上下提升机时间；

和由公式计算得到，

t(x)与t(y)由公式计算得到，

其中S_S为轨道上的横纵运动距离，由公式S_S,Z＝|i-j|·W_S计算得到，

S_L为提升机垂直方向的运动距离，由公式计算得到，

a_S与v_S为穿梭车的加速度与最大均速速度，a_L与v_L分别为提升机的加速度与最大均速速度；

M为设定的货位行数，且M＝W/2，W为偶数；W_S为货位宽度，W_L为货位长度，且L_h为巷道宽度，A为每个提升机服务的巷道数；i和j表示穿梭车运动前后在纵向轨道的列数，或横向轨道的行数，为向上取整符号，W_n为货位所在行数，A_m,n为提升机所在巷道数。

3.根据权利要求1所述的立体库多提升机的配置方案及任务调度方法，其特征在于，

步骤2)中任务调度模型中提升机数量配置通过以下几个步骤获得：

1)确定提升机巷道服务数量其中M为立体库巷道数，求解方式为N_i为可能配置的提升机数量且大于等于1；

2)由上述权利所述内容求得每台提升机所在位置，从左至右起：

其中n为第n台提升机。

4.根据权利要求1所述的立体库多提升机的配置方案及任务调度方法，其特征在于，

步骤2)中建立任务调度模型的步骤具体如下：

1)根据提升机数量，将货物分区，N个提升机分为N个货位区，货位区的起点P_i,sta＝1+2A(i-1)i＝1,...,n，其中A为上述提升机服务巷道数，i为第i台提升机，同理可得货位区终点P_i,sto＝2A+2A(i-1)i＝1,...,n；

2)根据提升机数N，建立N个任务队列R_i，任务进入队列R_i的原则为货位所在列数数值在步骤1)中所求[P_i,sta,P_i,sto]；

3)根据上述所建立的模型求解每个队列的任务出库或者入库时间，得到每个队列的模拟运行时间并将其时间从小到大原则进行排序，取最大值为最终出库时间。

5.根据权利要求1所述的立体库多提升机的配置方案及任务调度方法，其特征在于，

步骤4)中所述的基于循环补齐法的求解方法对模型进行求解步骤如下：

(1)基于上述中的N个队列，取当N为奇数时，对于i＜m将其标记为饥饿队列对于im将其标记为饱和队列同理当N为偶数时，对于i≤m将其标记为饥饿队列，对于im将其标记为饱和队列；

(2)基于上述操作，生成一个新的队列C_m＝[c₁,c₂,...c_n]，角标m为第m次更新的更新代数，队列中元素其中为上述的队列模拟运行预估总时间，A_m,n为提升机位置，Q_i为该队列的总任务数；

(3)将饥饿度和饱和度最高的队列更新，更新的方式为循环补齐方式，将饱和度最高的队列中队尾的任务加入到饥饿度最高的队列队尾，然后饥饿队列所在Q_i的值-1，饱和队列所在Q_i的值+1；记录新生成的两个队列为再次计算出模拟运行预估总时间并使用排序算法从小到大进行排序；

(4)将第一次计算的中最大值作为当前批次订单总时间的全局最优值，此后计算出的每一代最大值都存入局部最优值变量中，并与全局最优值进行比较，当局部最优值小于全局最优值时，更新全局最优值为当前的局部最优值；重复执行上述步骤，直到循环次数结束时，输出全局最优值为最终批次订单的立体库出库或者入库时间。