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《东华大学》 2011年
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自动化立体仓库作业优化与监控技术研究

卫三军  
【摘要】:自动化立体仓库又称为自动仓储系统(Automatic Storage  Retrieval System, AS/RS),是社会物流系统的重要组成部分,它用电子计算机控制管理和用堆垛机自动进行存取作业,是当代仓储技术、通讯技术、自动化技术与计算机技术高度集成化的产物。随着其在各行各业越来越广泛的应用,人们对自动化立体仓库的作业效率和运行稳定性也提出了更高的要求。近些年自动化立体仓库硬件设备、自动控制和通讯技术等方面有了较快速的发展,但是在作业调度、优化管理、作业监控等方面则存在着不足,这大大影响了立体仓库的整体性能,造成先进设备作业能力的浪费。自动化立体仓库作业优化可以在不增加设备投资的情况下,减少作业时间,提高堆垛机的作业效率。同时,立体仓库不断大型化复杂化的特点也对作业监控提出了更高的要求,对作业状态和设备状态的实时监控是保证立体仓库各项作业顺利进行的重要因素。因此,对自动化立体仓库作业优化与监控技术的研究具有重要的理论价值和实际意义。 本文在已有的研究成果和理论基础上,对自动化立体仓库的作业优化与监控技术进行了相关的研究。首先对所研究的对象进行了分析,归纳总结了最常见的自动化立体仓库的组成形式以及各项作业流程,明确了自动化立体仓库的功能结构,这些都是后续研究的基础。其次,进行了立体仓库作业性能的分析,从出入库调度、货位分配优化和堆垛机路径优化三个方面进行了深入的研究,·对于出入库调度问题,提出基于层次分析法评价各个调度规则组合的优劣,对于货位分配优化的问题,根据常见的货位分配原则,建立了多目标的优化数学模型,对于堆垛机路径优化问题,在详细分析堆垛机常见作业模式的基础上,分别建立了拣选批作业和DC模式批作业的优化数学模型。接着介绍了遗传算法和模拟退火算法的基本原理和步骤,在分析两者各自优缺点的基础上,提出了兼具遗传算法和模拟退火算法两者优势的遗传退火算法。本文所提出的遗传退火算法的主要原理就是在标准遗传算法的遗传操作中引入了模拟退火算法的Metropolis准则。针对具体问题分别用遗传算法和遗传退火算法进行求解,求解结果的比较分析进一步评价了遗传退火算法的性能,然后以求解实例的形式,用所提出的遗传退火算法对货位分配优化和堆垛机路径优化问题进行了求解,得到的求解结果有效的改善了立体仓库的作业性能。最后归纳了自动化立体仓库作业监控系统的功能并介绍了系统的实现架构,SOA的架构模式保证了系统更加灵活,易于扩展。接下来详细介绍了基于Silverlight技术的监控系统客户端实现,之后给出了开发的监控系统的现场测试。本文相关研究成果为今后进一步的工程化应用打下了良好的基础。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH692.3;TP273

【参考文献】
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