自动仓储系统技术研究

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随着现代工业文明的不断发展，物流已由最初的不被重视不断发展完善，在全球迅速成长为具有无限潜力和发展空间的新型服务产业。现代物流业发展水平是衡量-个国家综合国力的重要标志，正日益受到各国的重视，更有学者提出，物流已经成为企业的第三利润源”，因此，加快发展现代物流产业，对拓展新的经济增长空间具有十分重要的意义。

-，现代智能仓库综合自动化系统现代智能仓库是-个复杂的综合自动化系统。它使用多层货架、能在巷道内的任何货位存储和取出货物的搬运车以及计算机控制和通信系统。它主要由土建公用工程设施、机械设备、电气设备以及各类信息系统所组成。土建及公用工程设施包括厂房、消防系统、照明系统、通风及采暖系统、动力系统、其他设施(如给排水设施、避雷接地设施和环境保护设施等)。

二 自动化仓储技术的发展随着自动仓储系统越来越广泛的应用，并且自动仓储系统越来越大型化，人们对自动仓储系统出入库调度的合理化、任务响应的实时性、立体仓库的智能化程度以及对自动仓储系统实时作业的监控等的要求也越来越高。而这些要求都可以归结为自动仓储系统的作业优化与监控问题，作业优化与否直接关系到自动仓储系统的作用是否能够得到充分发挥，作业监控的可靠是保证立体仓库作业有条不紊进行的前提。

开展自动仓储系统作业优化的研究，具有重要意义和实用价值。它是保证整个仓库的性能指标最优的关键。自动仓储系统的作业优化对提高出入库效率和降低物流费用具有很大的实用价值。此外对自动仓储系统作业进行优化管理，可以在不增加设备投资的情况下，减少作业时间，大大提高仓库的运行效率。相比自动仓储系统硬件设施的发展，对仓库作业优化问题的研究显得较为薄弱，尤其是在我国，作业的不合理造成立体仓库自动化水平还相对较低，机械故障率居高不下，立体仓库作业优化是具有典型性的组合优化问题，理论和实践上都处于相对不成熟时期，因此有必要对该问题进行深入的研究与探讨三 国内外自动化仓储技术的研究随着自动仓储系统给企业和社会带来了巨大的经济利益，人们也更深层次的对其进行了研究，以挖掘它所拥有的利润空间。国内外相关学者研究比较多的集中在下面的两个方面。

1、自动仓储系统作业优化问题的研究现状在货位分配方面，相关领域许多学者从不同的角度提出了不同的方法，以使能合理地分配货位和提高生产力。

有大量的研究是关注于如何将仓库分成不同的区域，进行不同的作业和管理。柳赛男等提出了库区分配策略、任务分配策略和货位分配策略3种调度策略来提高自动仓储系统出入库操作的效率，在-般库区分配策略的基础上，提出了基于映射的货品-货位祸合库区分配策略。该策略采用货品按出库频率高低排列形成不同优先级的货品链，货位按照距离出入库台的远近划分为优先级不同的货位链，优先级高的货品链和优先级高的货位链相匹配藕合，从而形成相应的货位分区。vandenBerg等对仓库进行了分类，分析了仓库中不同活动所产生的费用在总费用中占的比例，并对手工仓库、自动仓储系统的拣癣出入库方式等进行了分析，将仓库分为前向区和保留区，同时将如何分配库存到前向区和保留区转换成-个o1规划问题。对于仓库中各个功能区的面积以及如何安排产品到各个功能区，Heragu等则建立了-个数学模型并提供了-种启发性的算法。他们将仓库分为收货区，前向区，保留区，直接换装区，发货区，同时将仓库的物流分为四种类型，然后建立优化模型，并给出-种启发式算法 Larsorl等则通过将库存分类来设计仓库布局，以便提高空间利用率，降低物流成本。首先，决定通道的布局以及仓库中存储区的面积，然后安排物料到各个货位，最后安排地面空间。

2、自动仓储系统作业监控问题的研究现状监控系统处于物流控制系统的中间层，实现计算机系统对堆垛机的有效监控，同时将堆垛机的当前状态实时准确地向计算机反馈，是立体仓库系统开发时必须解决首要问题。因此，监控技术是自动仓储系统不可缺少的部分，其技术水平直接影立体仓库的效率与l生能。

监控系统的体系结构主要有两种类型，即客户机/服务器结构(c/s)和浏览器/月 务器结构(B/S)。通常采用C/s结构的系统有-台或多台服务器以及大量的客户机，服务器配备大容量存储器并安装数据库管理系统用于数据的存储和数据检索⊥户端安装专用的应用软件负责数据的输入运算和输出 客户机和服务器都是独立的计算机，当-台联入网络的计算机向其它计算机提供各种网络服务蜘数据文件的共享等)时就被叫做服务器，而那些用于访问服务器资料的计算机则被叫做客户机。严格说来客户机/服务器并不是从物理分布的角度来定义，它所体现的是-种网络数据访问的实现方式。B/s结构是随着Intemet技术的兴起对c/S结构的-种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户界面完全通过www浏览器实现-部分事务逻辑，在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成三层或多层结构B/S结构，利用不断成熟和普及的浏览器技术实现原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，节约开发成本，是-种全新的软件系统构造技术。

四.自动化仓储技术的研究目标1.建立自动仓储系统作业过程优化模型对自动仓储系统的工作流程进行实地调研分析，总结出代表问题特性的-些概念属性。基于这些属性，找出普遍存在的因素，完成对系统的需求分析¤助于相应的建模方法，建立自动仓储系统作业过程优化模型。

2基于混合智能的动态货位优化技术研究自动仓储系统作业主要包括出入库作业以及倒库作业，因此，作业优化问题实质上也就转化为动态货位优化以及堆垛机路径优化问题▲行货位分配优化主要有以下几个研究步骤：(1扮析立体仓库特性资料(包括库区大孝立体仓库类型、出人库流程的布局、货位的数量规格等)、货物需求资料和产品数据文件，为确定合理货位分布提供参考。

3.基于生物智能的堆垛机路径优化技术研究堆垛机的作业方式分为两种，-种是单-作业方式，另外-种是复合作业方式。对于作业繁忙的自动仓储系统，通常采用批量化安排作业任务的方法以提高效率，那么对于堆垛机来说，采用的是两种作业方式相结合的方法。①最终堆垛机路径优化问题属于NP-ha唰问题。首先根据实际的堆垛机运行模式，建立起数学模型，然后借助于生物智能算法求解。②仿真验证模型算法的有效性。

4.基于B/S结构的可视化监控系统开发①基于B/SJ览器/服务器模式，完成监控系统架构设计。②运用WCF技术，实现数据库中状态数据的变化和客户端实时的显示相-致。③采用Silverlight技术，实现对作业过程的可视化。