[发明专利]一种AGV无人仓库设备优化配置方法

说明书

一种AGV无人仓库设备优化配置方法，包括：S1.基于AGV无人仓库的AGV作业方式方式整理任务调度流程，以及AGV无人仓库的空间布局；S2.将设备‑任务调度问题转化为一个流水线并行作业问题，并建立了AGV无人仓库任务‑调度数学模型；S3.设备配置问题可以转化为一个多重背包问题，构建设备最优配置和布局模型，设计改进的双层遗传算法进行模型求解，并得到最优任务调度方案、设备配置及仓库的布局位置。本发明的优点是：通过对AGV和拣选台设备配置的进行优化，综合考虑了结合AGV和拣选台的协同调度，能够有效提高AGV无人仓库出入库作业效率，优化无人仓库设备配置和布局，能够有效提高无人仓储系统的运行效率，降低运营成本。

技术领域

本发明涉及物流技术领域，尤其是涉及到一种AGV无人仓库设备优化配置方法。

背景技术

现代物流包括商品的运输、配送、仓储、包装、搬运装卸、流通加工等环节，仓储作业作为现代物流技术领域中的关键环节，其运营效率及成本不容忽视。目前，传统仓储作业的拣选环节所占的成本日趋增加，约占仓库总运营成本的55％。在传统仓储作业过程中，大多采用“人至货”拣选模式，存在运营成本较高、拣选效率低下、且易发生误操作等问题。为解决“人至货”拣选模式存在的弊端，近年来，仓储去人工化问题研究受到广泛关注，出现了以自动导引小车(Automated guided vehicle，AGV)为载运工具的“货至人”拣选模式的无人仓储系统，该系统能够极大提高仓储运营效率、降低仓库运营成本，如亚马逊的kiva机器人系统。然而，无人仓储系统运行时存在的多目标优化问题，如AGV调度及配置、拣选台布置等，一直是制约无人仓储系统发展关键因素，目前，在已有涉及AGV无人仓库的设备配置研究中，通常都只单独对AGV或拣选台数量的其中一种进行分析，没有考虑AGV和拣选台组合时的情况。而在对拣选台的研究中，也未见关于拣选台的布局研究。此外，在对AGV无人仓库的任务调度研究中，也未考虑AGV和拣选台的协同调度，忽略了AGV在拣选台处的排队时间对任务调度产生的影响。因此，考虑到AGV无人仓库分拣系统各环节之间的强关联性，在对无人仓库的设备进行配置与布局时，有必要综合考虑AGV和拣选台的协同调度及配置问题。

本发明以无人仓储系统为研究对象，在对AGV和拣选台设备配置进行优化的同时，综合考虑了AGV和拣选台的协同调度问题，提出了一种AGV无人仓库设备优化配置问题研究方法，能够有效提高无人仓储系统的运行效率，降低运营成本。

发明内容

本发明要克服现有技术中存在的不足，提供一种AGV无人仓库设备优化配置方法。

本发明通过对AGV和拣选台设备配置的进行优化，综合考虑了结合AGV和拣选台的协同调度，建立了AGV无人仓库任务-调度、设备配置两阶段数学模型，通过该模型寻求的最优解能够有效提高AGV无人仓库出入库作业效率，优化无人仓库设备配置和布局。

一种AGV无人仓库设备优化配置方法，包括如下步骤：

S1.AGV无人仓库设备任务-调度数学模型构建，将设备-任务调度问题转化为一个流水线并行作业问题，构建任务-调度混合整数规划模型；

S2.设备配置组合问题可以转化为一个多重背包问题，构建设备最优配置和布局模型；

S3.设计改进的双层遗传算法对步骤S1所述的AGV无人仓库任务-调度数学模型和步骤S2所述的设备最优配置和布局模型进行求解，并得到最优任务调度方案、设备配置及仓库的布局位置；

AGV无人仓库包括AGV小车、AGV小车停放区、存储货架、拣选台、拣选工人、RCS控制系统和仓储管理系统(WMS)。无人仓库平面为矩形平面，货架布置在仓库中心位置，拣选台布置在仓库周边。其中，AGV小车负责搬运目标货架，每个拣选台配有一名拣选工人，执行目标货架的拣选任务。

拣选台的位置布置在货架外圈，拣选工人正对拣选的货架进行拣选工作，待拣选货架排列在拣选工人右侧等待拣选，拣选完毕之后从拣选工人的左侧离开拣选队列。多个拣选台之间可以进行并行作业。