基于訂單協(xié)同與準(zhǔn)時(shí)發(fā)貨的多機(jī)器人自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)調(diào)度與算法研究.pdf

1、近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，人們開始習(xí)慣于在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行購物。電子商務(wù)利用科技能夠方便快捷的使人買到滿意的商品，目前已進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)期。根據(jù)近幾年來“雙十一”的數(shù)據(jù)表明，中國(guó)的電商在全世界已經(jīng)名列前茅，但倉儲(chǔ)物流已經(jīng)成為電商送單的瓶頸。為了適應(yīng)電子商務(wù)的發(fā)展，中國(guó)很多企業(yè)都致力于自身供應(yīng)鏈建設(shè)，例如京東和阿里巴巴。供應(yīng)鏈的核心競(jìng)爭(zhēng)力是物流系統(tǒng)，特別是配送中心，因?yàn)樗巧唐吩谏狭骺蛻襞c下流客戶之間流通的橋梁。
　　與傳統(tǒng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)相

2、比，自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)具有物品流通效率高、空間利用能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，這使得它成為當(dāng)前最適用于電子商務(wù)配送下的倉儲(chǔ)系統(tǒng)，特別是多機(jī)器人自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)，如亞馬遜的kiva系統(tǒng)。電子商務(wù)與其他傳統(tǒng)的營(yíng)銷模式相比，在物流領(lǐng)域有著自己獨(dú)有的特點(diǎn)，如多批次、小批量的訂單和訂單快速反應(yīng)的客戶需求，這也使得對(duì)配送中心的效率提出了更高的要求。
　　因此，如何對(duì)電商營(yíng)銷模式下多機(jī)器人自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)中涉及的分揀策略進(jìn)行優(yōu)化，全面提升其訂單處理能力，并進(jìn)行數(shù)學(xué)優(yōu)

3、化問題建模，結(jié)合準(zhǔn)時(shí)交貨制約實(shí)現(xiàn)空間資源的最優(yōu)利用，是本文的研究重點(diǎn)。
　　本文分析了現(xiàn)有電商營(yíng)銷模式下存在的訂單作業(yè)連續(xù)性差、訂單作業(yè)不協(xié)同、訂單完工不準(zhǔn)時(shí)、包裝擁擠等問題，提出以訂單完工準(zhǔn)時(shí)和同訂單商品作業(yè)協(xié)同為調(diào)度目標(biāo)，并建立了相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)，最后對(duì)其進(jìn)行了多目標(biāo)歸一化處理。針對(duì)該目標(biāo)函數(shù)的特征，本文設(shè)計(jì)了 PSO-DE(Particle swarm optimization algorithm-double encodi

4、ng）算法進(jìn)行優(yōu)化，并通過敏感度測(cè)試對(duì)其參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整及校正，使得目標(biāo)函數(shù)能夠取得較好的求解。此外，本文引入 GA(Genetic Algorithm）算法與PSO-DE算法進(jìn)行比較分析，從而驗(yàn)證后者的優(yōu)化性能。通過對(duì)不同規(guī)模問題進(jìn)行測(cè)試比較，結(jié)果證明PSO-DE算法在最小化協(xié)同度和最大化滿意度上優(yōu)化效果更好。文章的主要內(nèi)容與成果包括：
　　（1）分析了現(xiàn)有電商營(yíng)銷模式下自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，考慮到屬于同一批訂單的商品完成的同時(shí)性

5、問題，通過訂單和商品的雙重編碼方式來建立相應(yīng)的仿真模型，使得同一訂單的商品在差不多的時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)早搬運(yùn)或者晚搬運(yùn)。
　?。?）分析了系統(tǒng)的訂單處理過程及訂單處理總時(shí)間，明確了本文系統(tǒng)優(yōu)化的具體優(yōu)化目標(biāo)和方法，根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)存在的訂單作業(yè)不協(xié)同，打包環(huán)節(jié)堵塞嚴(yán)重，不能準(zhǔn)時(shí)交貨等問題，提出配合改進(jìn)性設(shè)計(jì)的訂單分配、訂單排序優(yōu)化策略，以訂單協(xié)同和準(zhǔn)時(shí)發(fā)貨為調(diào)度目的，從而實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)訂單處理效率的目標(biāo)。
　?。?）對(duì)電商營(yíng)銷模式下多

6、機(jī)器人自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)分揀過程中調(diào)度問題建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)定假設(shè)，確定參數(shù)，設(shè)置約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)。
　?。?）通過分析現(xiàn)有的優(yōu)化算法，提出了選擇PSO算法的實(shí)用性，并根據(jù)模型需要，提出一種基于訂單和商品的雙重編碼方法，雙重編碼方案可以很好的促進(jìn)訂單協(xié)同作業(yè)，此外，雙重編碼對(duì)訂單準(zhǔn)時(shí)交貨也有一定的保證。
　　（5）對(duì)提出的算法性能和效率進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化，主要包括算法本身的參數(shù)敏感度測(cè)試和算法之間的對(duì)比測(cè)試，通過參數(shù)敏感度測(cè)試選