[发明专利]基于跨层穿梭车系统的任务排序优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于跨层穿梭车系统的任务排序优化方法及系统，包括：对单时间窗内所有订单任务建立以订单拣选总时间最小为目标函数的混合整数规划模型，通过分析订单与设备之间的相互关系加入多个约束条件，并利用Gurobi线性规划求解器对该混合整数规划模型进行求解，获得该时间窗内订单任务的最优出库顺序与最短的订单任务完成时间。本发明为跨层穿梭车系统的任务排序优化研究提供了新的思路，为提高系统效率提供决策支持。

技术领域

本发明涉及自动化立体仓库技术领域，尤其涉及一种基于跨层穿梭车系统的任务排序优化方法及系统。

背景技术

传统的物流仓储与拣选系统主要以人工拣选为主，由于电商的飞速发展，客户的在线订单结构逐渐呈现“小批量、多频次”的特点。传统的人工拣选十分耗时、耗力，因此，基于储分一体的跨层穿梭车系统，因其较高的灵活性和鲁棒性逐渐投入使用。

目前关于穿梭车系统的任务排序优化大多针对订单到达率较高的系统，研究者一般采用启发式算法优化系统的任务序列，通常只能求得次优解，并有可能陷入局部最优。对于跨层穿梭车系统应用的仓库，订单量相对较少，如何建立模型可以求得订单序列的最优解值得深入研究。

本发明对跨层穿梭车系统的任务排序优化进行研究，对单时间窗内所有订单任务建立以订单拣选总时间最小为目标函数的混合整数规划模型，通过分析订单与设备之间的相互关系加入多个约束条件，并利用Gurobi线性规划求解器对该混合整数规划模型进行求解，获得该时间窗内订单任务的最优出库顺序与最短的订单任务完成时间。本发明为跨层穿梭车系统的任务排序优化研究提供了新的思路，为提高系统效率提供决策支持。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供了一种基于跨层穿梭车系统的任务排序优化方法及系统，该方法及系统对单时间窗内所有订单任务建立以订单拣选总时间最小为目标函数的混合整数规划模型，通过分析订单与设备之间的相互关系加入多个约束条件，并利用Gurobi线性规划求解器对该混合整数规划模型进行求解，获得该时间窗内订单任务的最优出库顺序与最短的订单任务完成时间；为跨层穿梭车系统的任务排序优化研究提供了新的思路，为提高系统效率提供决策支持。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

本发明的第一目的是公开一种基于跨层穿梭车系统的任务排序优化方法，包括：

确定提升机及穿梭车的运动规律以及提升机和穿梭车作业过程的各项服务时间；分别提取存储货架的层数、单个货位的高度、每排存储货架的列数、单个货位的宽度、穿梭车的最大水平速度和加速度、提升机的最大垂直速度和加速度、穿梭车的取货或者放货时间、提升机取穿梭车或放穿梭车的时间、穿梭车数量信息参数以及求解规模常量、出库任务订单、出库任务详细信息参数数据，建立多层穿梭车自动仓储系统的数学模型；

对单时间窗内所有订单任务，建立以订单拣选总时间最小为目标函数的混合整数规划模型；

利用Gurobi线性规划求解器对该混合整数规划模型进行求解，获得该时间窗内订单任务的最优出库顺序与最短的订单任务完成时间。

进一步地，所述的确定提升机及穿梭车的运动规律，具体为：

假设提升机目前在第i层，根据单层货架的高度，确定提升机垂直方向运行的距离；

考虑提升机的加速度和减速度，确定提升机的运行时间；

提升机从目前的位置第i层再次到出库货物所在层第j层取载有货物的穿梭车，求取提升机的垂直运行距离和运行时间；

穿梭车从出库货物所在层的第一列水平运行至出库货物所在列取货并返回第一列等待提升机，假设出库货物在第q列，根据单个货架的宽度，求取穿梭车的水平运行距离；

考虑穿梭车的加速度和减速度，确定穿梭车垂直方向的运行时间。