[发明专利]一种基于物联网技术的车间智能配送器模型及其求解算法

说明书

本发明公开了一种基于物联网技术的车间智能配送器模型及其求解算法，通过对制造业车间物流配送模式的分析，以最大化物料配送效率、最大化装箱运载率、最小化配送距离、最小化配送中的时间损失为决策目标建立了多指标的车间智能配送器数学模型，为物料配送提供系统化优化的配送策略，之后利用一种最大齐平装载的启发式算法求解装箱问题，同时设计遗传算法作为模型的主体求解算法，通过算例验证了算法的科学性和有效性。本发明在物联网技术的基础上利用RFID技术实现物料信息智能感知与监控，构建车间WLAN网络，同时开发基于Android 4.0的智能手机App作为算法的载体，将物联网技术应用在车间物流配送中，实现车间物料按时、按地、按需并高效配送。

技术领域

本发明属于物联感知和物料配送技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的车间智能配送器模型及其求解算法。

背景技术

随着现代制造业市场竞争愈加激烈，国内制造业大多采用多品种、中小批量的柔性生产模式。但现国内的中小型企业仍然未实现智能化、数字化转型，因此传统的制造业车间中由于缺乏实时获取物料需求信息的有效方法、无法对配送路径进行有效规划、无法对物流配送人员或车辆的指派优化，从而常常导致物料配送延迟、出错，造成生产等待甚至中断，增加了线边仓库的堆积，降低企业的生产效率。为了统一车间物料配送与生产运作，提高了物料配送的准确性和准时率，有效降低线边库存，实现物流信息可视化管理，本文提出了一种基于物联网技术的车间智能配送器模型及其求解算法，通过构造适合作业车间内物流的智能配送器模型，使用遗传算法内嵌求解三维装箱问题的启发式算法，对车间智能配送器模型进行求解，给出最优的配送方案。

发明内容

为了针对多品种、中小批量的柔性生产模式的特点，从指派问题、装箱问题、车辆路径优化问题和确定配送出发时间四个方面展开车间智能配送器的数学建模，并利用多指标综合评价的方法对模型进行集成。之后使用遗传算法作为算法主体求解车间智能配送器模型，同时利用了一种最大齐平装载算法的启发式算法求解模型中的装箱问题。使用算例验证了算法的科学性和优越性。最后使用物联网技术构件了车间智能配送器，利用RFID技术实时识别、感知物料信息，搭建了车间WLAN网络传输、共享物流数据，开发了基于Android4.0的智能手机App作为算法的载体，实现对物料配送过程的精确控制。

为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

本发明的一种基于物联网技术的车间智能配送器模型及其求解算法，包括步骤如下：

(1)在周转仓库出口处，流水线各工位处和成品仓库的入口处分别安装读写器，电子标签分别安装在盛装小件物料的周转箱、大件物料和成品上，实现车间物料唯一标识，每一种物料的信息均包含在其电子标签中，利用RFID技术快速准确识别物料，建立车间WLAN网络，通过智能手机app应用实现可视化管理。

(2)建立车间智能配送器模型，通过算法根据当前空闲的物料配送员和物流运输设备、需要配送的任务列表计算最优配送方案。

(3)接受指派的物料配送员接受手机APP提醒，前往周转仓库，按照APP中给出的物料列表拣选相应物料，并按照装箱方案装箱；物料通过周转仓库的RFID设备出库；当到达物料配送员出发时间点时，App发出提示音提醒，物料配送员出发配送；物料配送员在手机App上查看物流配送路径，并按App提示按配送任务顺序配送物料；当物料到达工位，工位中的RFID设备感知物料数量，并实时传送至终端数据库；物料配送员完成当前配送任务列表中的配送任务后返回周转仓库；生产线装配完成后，成品被运送至成品仓库，通过成品仓库入口处的RFID设备。

进一步地，所述步骤(1)中根据物联网相关设备读取生产现场的工位数据，主要有工位编号、所需物料编号、所需物料数量等，生成工位需求并按物料最晚送达时间的先后顺序加入当前需求列表。

进一步地，所述步骤(2)中的智能车间物流配送器模型是基于提升配送效率、装箱运载率、缩短配送距离、最小化配送中的总时间损失四个决策目标构建而成。因此该车间智能配送器模型信息如下：