天津科技大学

张涵跃，杨映

摘要：本文在全面概述国内外自动化立体库的理论研究成果、学术文献及行业发展动态的基础上，通过对自动化立体库存取现状与存在问题的分析，基于随机储存问题，为提高存取效率、降低储存成本，提出了针对货物分类、重量及出入库频率的不同来进行优化的方法。首先对物品进行分类，在每一类物品中再应用多色集合理论对物品进行分区，然后在各分区下对货物重量（影响货架稳定性）、出入库频率（频率高的存放在靠近出入口处，节省存取时间）建立存取优化数学模型，并对该模型采用粒子群算法进行求解，以达到缩短存取时间、降低作业成本的目的。

为了验证该方法的可行性与实用性，本文还以实际货架布局与货物特征数据为例，通过MATLAB软件进行仿真运行，得出最终分区和储存结果。并对优化结果与顺序入库情况进行对比分析，再通过调整权重系数进行二次优化，使优化目标更理想、结果更令人满意。

关键词：立体库存取优化；多色集合分区；粒子群算法；MATLAB仿真验证

1 存取优化问题

存取优化是指为自动化立体库中已存货物重新配置存储货位或对即将入库的货物选择一个合理的存储货位，优化时需要考虑SKU（Stocking Keeping Unit，库存量单位）、出库时的取货效率以及一些不确定的因素，来确保每一个储存单元的货物都合理地分布在货架上，为自动化立体库高效率的运作、降低作业成本等奠定基础。货架和货物都具有一些特殊的性质，库存量单位SKU因素是指依据它们的这些性质来配置合适的货位；出库时的取货效率因素是指给入库货物指派货位时要根据其周转率特点尽量使出库时的取货路径和时间最短；一些不确定的因素是指货物在流动过程中会出现一些无法预料状况，根据实际需要来调整存储货位。

对于立体仓库中原有的储存配置，会出现处于同一排货架不同层的货物重量差异很大的现象，质量小的储存在低层，质量大的储存在高层，会造成货架不稳定、重心偏高等问题。而且，同一排货架不同列上储存的货物存取频率也各不相同，一些周转率较大的货物储存在离出入库口较远的货位，而周转率较小的货物储存在近出入库口的货位，这就加大了堆垛机在进行出入库存取作业时的运行距离，造成了时间的浪费，同时增加了运行成本。另外，对于周转率具有周期性或季节性变化的货物，需要随时依据周转率变化对货位进行重新分配，来保证仓库的作业效率。