[发明专利]一种多层穿梭车系统货位分配与作业调度集成优化方法

权利要求书

1.一种双载式双深位多层穿梭车系统货位分配与作业调度集成优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、确定双载式双深位多层穿梭车系统出入库复合作业流程；

步骤2、根据出入库复合作业流程的描述，初始化系统基本参数，建立复合作业时间模型；

步骤3、基于分区策略，建立倒货作业时间模型；

步骤4、将各分区货位状态分类，便于入库货位选择及倒货货位确定；

步骤5、基于分区改进型作业原则，更新各分区货位状态；

步骤6、设计自适应多种群遗传算法,运用matlab软件对实例求解；

所述步骤2中，考虑到运动机构实际运动过程中的加减速问题，将运动机构实际运动过程分为两种：

当运动机构能达到最大速度v_max时，运动过程为机构先加速到最大速度，再以最大速度匀速行驶，最后减速到机构停止；

当运动机构不能达到最大速度v_max时，运动过程为机构先加速到一定速度v₁，v₁v_max，再减速到机构停止；

计算运动机构达到最大速度的临界距离得:

当运动机构运行距离ss_lim,运动机构能达到最大速度，运动机构运行时间t^l计算见式：

当运动机构运行距离ss_lim，此时运动机构不能达到最大速度，运动机构运行时间t^s计算见式：

通过对出入库复合作业流程进行分析，设货架列方向为x，层方向为y，深度方向为z，z属于{1,2,3,4}，z取1和4表示位于货架后排，z取2和3表示位于货架前排，两个入库货物分别为i和j，目标货位分别为(x_i,y_i,z_i)和(x_j,y_j,z_j)，两个出库货物为m和n，目标货位分别为(x_m,y_m,z_m)和(x_n,y_n,z_n)，根据出入库货物目标货位所在层是否相同，分以下四种情况讨论：

2.1入库货物i、j目标货位同层，出库货物m、n目标货位同层，即y_i＝y_j,y_n＝y_m，过程如下：

2.1.1当入库货物i、j目标货位和出库货物m、n目标货位全部同层，即y_i＝y_j＝y_n＝y_m

则单次出入库复合作业行程时间T_(i,j,n,m)计算如下：

2.1.2当入库货物i、j和出库货物m、n目标货位不同层，即y_i＝y_j≠y_n＝y_m，则单次出入库复合作业行程时间T_(i,j,n,m)计算如下：

2.2入库货物i、j目标货位同层，出库货物m、n目标货位不同层，即y_i＝y_j,y_n≠y_m，过程如下：

2.2.1当入库货物i、j目标货位和其中一个出库货物n目标货位同层，另一个出库货物m单独一层，即y_i＝y_j＝y_n≠y_m，则单次出入库复合作业行程时间T_(i,j,n,m)计算如下：

2.2.2当入库货物i、j目标货位与出库货物m、n目标货位均不同层，即，y_i＝y_j≠y_n≠y_m，则单次出入库复合作业行程时间T_(i,j,n,m)计算如下：

2.3入库货物i、j目标货位不同层，出库货物m、n目标货位同层，即y_i≠y_j,y_n＝y_m，过程如下：

2.3.1当入库货物i目标货位和出库货物m、n目标货位同层，另一个入库货物单独一层，

即y_i＝y_n＝y_m≠y_j，则单次出入库复合作业行程时间T_(i,j,n,m)计算如下：

T_(i,j,n,m)＝3t^l+t_l(0,i)+

2.3.2当出库货物m、n目标货位与入库货物i、j目标货位均不同层，即y_i≠y_j≠y_n＝y_m，则单次出入库复合作业行程时间T_(i,j,n,m)计算如下：

2.4入库货物i、j目标货位不同层，出库货物m、n目标货位也不同层，即y_i≠y_j,y_n≠y_m，过程如下：

2.4.1当入库货物i目标货位与出库货物n目标货位同层，入库货物j目标货位与出库货物m目标货位同层，即y_i＝y_n≠y_j＝y_m，则单次出入库复合作业行程时间T_(i,j,n,m)计算如下：

2.4.2当入库货物i目标货位与出库货物n目标货位同层，入库货物j目标货位与出库货物m目标货位在其他层，即y_i＝y_n≠y_j≠y_m，则单次出入库复合作业行程时间T_(i,j,n,m)计算如下：

2.4.3当入库货物i、j和出库货物m、n目标货位全部不同层，即y_i≠y_j≠y_m≠y_n，则单次出入库复合作业行程时间T_(i,j,n,m)计算如下：

上式中,t_l(p,q)表示提升机从位置p到位置q的时间，若p＝0或q＝0，则表示提升机从I/O前往位置q的时间或从位置p返回I/O的时间；

t_s(p,q)表示穿梭车从位置p到位置q的时间，若p＝0或q＝0，则表示穿梭车从缓存区出发前往位置q的时间或从位置p返回缓存区的时间；

F_m、F_n∈{0,1}，F_m＝1表示出库货物m需要倒货，F_m＝0表示出库货物m不需要倒货，F_n＝1表示出库货物n需要倒货，F_n＝0表示出库货物n不需要倒货；

和分别表示出库货物m和n的倒货作业时间；

假设有2N个入库任务和2N个出库任务，由于提升机的双载性，每2个入库任务和2个出库任务可以组成一个出入库复合作业任务对，故总共可以组成n个任务对，第k个任务对的作业时间为T_k，双载式双深位多层穿梭车系统货位分配与作业调度集成优化的主要目的是完成该批出入库任务时间最短，故目标函数如下：