大型倉儲裝備系統(tǒng)關鍵技術分析

1、貨位優(yōu)化貨位優(yōu)化(Slotting Optimization)，就是根據(jù)SKUs和充滿未知量的變化因素 而動態(tài)再配置倉庫中貨物的位置，從而保障貨位的分布出于比較合理的狀態(tài)，達到降低倉庫操作成本和提高揀貨效率的目的。貨位優(yōu)化追求不同設備和貨架 類型特征、貨位規(guī)劃、貨品分組、人工成本內(nèi)置等因素以實現(xiàn)最佳的貨位布局， 進而及時掌握貨物變化情況，實現(xiàn)最大化的節(jié)約成本。1. 貨位優(yōu)化的重要原則(1) 高頻揀取的貨物選擇黃金區(qū)域，從而實現(xiàn)揀貨效率的最大化和揀貨成本 的最小化；(2)貨物的放置一般要遵循先近后遠、先下后上，上重下輕；(3)平衡各工作區(qū)的工作量；(4)根據(jù)貨物尺寸選擇合理的貨位。2. 貨位優(yōu)化

2、的基本功能(1)對貨物按照內(nèi)置屬性或自定義屬性進行分組；(2)評估建議每一貨物的可 用貨位和最佳貨位；(3)在貨物分類及屬性發(fā)生變化的情況下及時調(diào)整實施的狀 態(tài)；(4)數(shù)字化或三維圖形化的分析結(jié)果輸出。3. 貨位優(yōu)化的策略很多原始資料與數(shù)據(jù)在貨位優(yōu)化時會經(jīng)常用到，因而貨物的品規(guī)編號、品 規(guī)描述、尺寸、重量、材料類型、保質(zhì)期、儲存環(huán)境、每箱件數(shù)、每托盤箱數(shù) 等，甚至包括客戶定單的信息都是需要知道的。在收集到完整的原始數(shù)據(jù)之后， 異常重要的就是選用怎樣的優(yōu)化策略了。研究調(diào)查表明，一些憑借直覺和想當 然的方法必然會產(chǎn)生誤導，乃至出現(xiàn)相反的結(jié)果。因此增加吞吐量，減少工傷， 改善勞動力的使用情況等都是可

3、以依靠一個高效的貨位優(yōu)化策略來實現(xiàn)的，從 而更好地利用倉儲裝備系統(tǒng)的空間，并且減少產(chǎn)品的損壞。為了便于學習和研 究，以下一些貨位優(yōu)化的策略可供參考選擇。(1) 周期流通性的貨位優(yōu)化。根據(jù)某一時間段內(nèi)(如年、季、月等)貨物的 流通性來確定存儲模式和相對應的儲位。(2) 分揀密度的貨位優(yōu)化。分揀密度較高的貨物應當放在黃金區(qū)域。(3) 單位體積的貨位優(yōu)化。根據(jù)承載貨物的體積以及承載貨物的箱、托盤或 周轉(zhuǎn)箱等容器來進行優(yōu)化。(4) 銷售量的貨位優(yōu)化。根據(jù)貨物在每一段時間內(nèi)的出貨量來確定存儲模式并進行合理的空間分配參考文獻：1 鄭凌鶯：物流中心倉庫貨位優(yōu)化系統(tǒng)的研究物流技術2004(8).28302 柳

4、賽男，柯映林，李江雄，等.基于調(diào)度策略的自動化倉庫系統(tǒng)優(yōu)化問題研究J.計算機集成制造系統(tǒng)，2006, 12(9):1438- 1443.3 商允偉，裘聿皇，劉長有自動化倉庫貨位分配優(yōu)化問題研究J.計算機工程與應用，2004(26):16- 18.調(diào)度優(yōu)化大型倉儲裝備系統(tǒng)作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的核心部分，正在越來越廣泛地運用 于各行各業(yè)。由于大型倉儲裝備系統(tǒng)的出入庫效率對物流系統(tǒng)的整體效率有著 深遠的影響，因此如何更好實現(xiàn)對大型倉儲裝備系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)的調(diào)度，最大程度地優(yōu)化其性能，就成為增強現(xiàn)代物流系統(tǒng)效率的一個關鍵技術和重要目 標。大型倉儲裝備系統(tǒng)出入庫調(diào)度優(yōu)化問題就是根據(jù)大型倉儲裝備系統(tǒng)的現(xiàn)有 資

5、源、任務特性和工作能力，科學合理地安排出入庫任務的操作順序，并及時選擇出入庫貨位，從而提高大型倉儲裝備系統(tǒng)的效率以及相關設備的使用率。 經(jīng)過前期的學習研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)大型倉儲裝備系統(tǒng)對于調(diào)度優(yōu)化問題所采用 的方法有模擬退火、時態(tài)邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、專家系統(tǒng)等。其中，遺 傳算法(GeneticAlgor ithm， GA)將一組初始可行解作為出發(fā)點，實現(xiàn)只有 在目標函數(shù)值的條件下對可行域的全局高效搜索，從而以概率收斂的形式得到 全局最優(yōu)解。因其有較強的全局搜索能力和自適應性，廣泛地應用于工程的各 種問題中，在組合優(yōu)化和函數(shù)優(yōu)化等方面同樣可以把GA可作為有力工具，并在車間作業(yè)調(diào)度等調(diào)度問題的

6、研究中得到了廣泛的應用，但一般情況下都是針 對于規(guī)模較小的調(diào)度問題或者比較單純的調(diào)度類型(單機調(diào)度、并行機調(diào)度和 Flowshop調(diào)度)。然而隨著問題難度的增大和現(xiàn)代工業(yè)加工流程的復雜化(可 重入式調(diào)度、混合流程)，使得染色體編碼方式和操作算子的設計在各種約束 條件下變得極其困難。由于大型倉儲裝備系統(tǒng)的出入庫調(diào)度問題具有不確定性、 復雜性、多約束性和多目標等特點，這些特點使其出入庫調(diào)度問題的優(yōu)化增加了更大的難度。為了更好地解決大型倉儲裝備系統(tǒng)出入庫調(diào)度優(yōu)化的多約束性 和多目標等問題，一般采用可行性較高的整數(shù)編碼、層次分析法(An alytichierarchyprocess AHP)分層計算適

7、應度值的GA/ AHP調(diào)度問題求解方式。參考文獻：1 徐香玲等. 基于專家系統(tǒng)的自動化立體倉庫出入庫調(diào)度研究J.物流技術，2005，( 2) : 38240，51.2 常發(fā)亮， 劉長有，等.自動化立體倉庫輸送系統(tǒng)調(diào)度的優(yōu)化仿真及其應用研究J.系統(tǒng)仿真學報，1998， 10( 5) : 14219.3 鄭鋒，孫樹棟， 吳秀麗.基于遺傳算法和模型仿真的調(diào)度規(guī)則決策方法J 計算機集成制造系統(tǒng)，2004， 10( 7) : 8082814.故障診斷大型倉儲裝備系統(tǒng)是一種涵蓋信息、儲存、管理的高度智能化、自動化的 先進系統(tǒng)，它符合代化企業(yè)現(xiàn)發(fā)展的目標和方向，大大提高了企業(yè)物流的自動 化管理水平，從而進一

8、步增強了企業(yè)市場的競爭力。然而一旦該系統(tǒng)發(fā)生故障, 不僅會產(chǎn)生影響系統(tǒng)正常使用的后果，甚至可能產(chǎn)生影響企業(yè)現(xiàn)代化物流系統(tǒng) 運行安全的嚴重后果，勢必會給企業(yè)效益以及社會經(jīng)濟造成極其慘重的沖擊。 大型倉儲裝備系統(tǒng)是一種高度集成化、自動化、智能化的大型系統(tǒng)，這就使得 其機構(gòu)極其復雜、模塊性、層次性非常強大，再加上整個系統(tǒng)的診斷信息數(shù)量 龐大、種類繁多，一旦發(fā)生故障，尋找故障點的位置和原因就顯得難上加難。 大型倉儲裝備系統(tǒng)的故障自診斷要求使得各種傳統(tǒng)的故障診斷方法顯得相對滯 后，尤其是大型倉儲裝備系統(tǒng)的實時故障診斷，更是對故障診斷提出了極其嚴 格的要求，因為它需要在系統(tǒng)發(fā)生故障的瞬間，立即反饋故障的位

9、置和情況。 故障大型倉儲裝備系統(tǒng)的自診斷系統(tǒng)是一種以微機自動控制為依托的多功能、 智能化和自動化系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在線實時故障信息的自定獲取，并能自動將發(fā) 生故障通過聲光的形式進行顯示，通過微機自動地將故障部位、類別、原因、 程度及趨勢進行預報或者診斷。通過對大型倉儲裝備系統(tǒng)故障自診斷系統(tǒng)的研究，從而實現(xiàn)系統(tǒng)故障的低發(fā)生 率，系統(tǒng)安全性、可靠性和可維修性的提高，進一步顯著提高倉庫故障診斷的 準確性和快速性，最終達到提高經(jīng)濟效益，降低大型倉儲裝備系統(tǒng)的維修費用 的目的。經(jīng)過廣泛收集大型倉儲裝備系統(tǒng)的故障歷史數(shù)據(jù)資料，并結(jié)合對大型倉儲 裝備系統(tǒng)的運行原理以及故障診斷原理的分析，可知整個系統(tǒng)的安全性、可

10、靠 性主要起決于其控制、檢測系統(tǒng)及運行環(huán)境。大型倉儲裝備系統(tǒng)中的巷道堆垛 機是該系統(tǒng)的關鍵設備，發(fā)生故障的頻率極高，而且這些故障具有隨機性、不 確定性、模糊性等特點。大型倉儲裝備系統(tǒng)常見的故障現(xiàn)象主要有：滿貨位入 庫，空貨位取貨，入庫臺等待、載貨臺上有無貨物判錯，載貨臺上貨物未放準, 伸叉超時、堆垛機定位不精確、認址不準，運行、伸叉電機過流、運行、起升 超時等。根據(jù)這些故障現(xiàn)象，大型倉儲裝備系統(tǒng)的設備故障主要包括結(jié)構(gòu)故障、 運行故障和狀態(tài)或工況異常等，因此建立大型倉儲裝備系統(tǒng)故障自診斷系統(tǒng)的關鍵就在于如何準確地識別與診斷這些故障。由于生產(chǎn)廠家早已對結(jié)構(gòu)上的故 障給予了充分的考慮，因而結(jié)構(gòu)故障相

11、對少見。因此，運行故障與工況異常故 障就成了建立自診斷系統(tǒng)時主要考慮的因素。運行故障主要體現(xiàn)在某一模塊的 某一動作不能順利完成，如堆垛機的超速、松繩、控制系統(tǒng)異常、導引小車移 動障礙，堆垛機的上升、行走不到位等等。這類故障出現(xiàn)的原因很多，而系統(tǒng) 控制網(wǎng)絡內(nèi)各種反映設備運行狀態(tài)的信號、位置信號以及I/O信號等都是與這類故障聯(lián)系最密切的。因而一旦發(fā)生故障，找到發(fā)生故障的大致部件或者位置 一般都是根據(jù)設備的控制故障代碼或者控制器內(nèi)各類信號及其間的邏輯關系； 這部分故障信號一般可利用實時通訊的方法直接獲取，但要借助于各設備的自 診斷系統(tǒng)、大型倉儲裝備系統(tǒng)控制網(wǎng)絡。設備工況故障或異常主要表現(xiàn)在以下 幾個方面：如堆垛機的位置、速度反饋異常，堆垛機定位不精確，伸叉、行走 電機的電壓、電流不正常，驅(qū)動機構(gòu)故障，控制柜過熱等等。通過在設備主要 功能執(zhí)行部件的相關部位上安裝傳感器來檢測這類信號，進而監(jiān)測設備的壓力、 振動和溫度等能夠反映設備工況的信息，因此需要單獨建立信號采集、通訊和 處理模塊。大型倉儲裝備系統(tǒng)有關故障的數(shù)據(jù)主要源于兩個方面：一方面是設 備控制