[发明专利]一种考虑装箱约束的车间物料配送优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑装箱约束的车间物料配送优化方法，包括如下步骤：根据载重、容积、方向性、稳定性约束，以车厢空间利用率最大为目标函数，构建车间物料运输装车过程中的三维装箱模型；利用装箱算法最大利用车辆装载能力，生成所需装车的车厢数量，构成配送行车路径数；对每一车辆的路径运行进行优化，以配送成本最低为目标函数，构建与现实生产和配送相适应的车间车辆路径规划模型。本发明的考虑装箱约束的车间物料配送优化方法解决了传统人工经验配送无法满足生产需求的问题，有效避免了配送路径上的物料无法实现装车的现象，将其应用于车间物料配送能提高车辆的装载率，降低企业内部物流配送成本。

技术领域

本发明属于物料配送技术领域，具体涉及一种考虑装箱约束的车间物料配送优化方法。

背景技术

自Dantzing于1959年在《The Truck Dispatching Problem》中提出车辆路径问题以来，该问题就成为学者们研究的热点，随着应用情形的复杂程度增加，学者们对经典的车辆路径问题模型进行了拓展和延伸。之所以能被持续关注，是因为其对现实生活中高效的物流配送产生了重要的影响。以往的车辆路径相关理论主要着重于社会物流的范畴，没有对车间物流进行深入的研究。但其实车间各工位的配送是一个缩小了的社会物流，也具有重要的研究意义，使得企业内部利益最大化。李加玲等于2016年在《基于软时间窗的车间物料配送调度优化研究》中将外部物流的知识运用到企业的微观物流中，研究了车间内部的物料运输形式，运用改进遗传算法对物料配送进行调度。杨家平等于2017年在《一种车间物料配送路径问题的优化模型及算法》中对生产物流的VRP问题作了深入研究，以车间物流通道节点为重点研究对象，并设计了新型的单亲遗传算法仿真配送路径。装箱也是物流配送一个重要的环节。Martello等于2000年在《The Three-Dimensional Bin PackingProblem》一文中首次提出三维装箱问题，随后对于摆放方向是否固定，物品是否可以翻转，学者们做了很多拓展研究。翟钰等于2007年在《多种物品三维装箱问题的一种启发式算法》中在四个位置约束条件下，基于货物可组成“块”，自底向上可生成“平面”的概念，采用了树搜索方法，有效解决了异种物品装箱的问题。王征等于2011年在《带二维装箱约束的物流配送车辆路径问题》中，在研究VRP的基础上，考虑了货物在车厢中不能重复放置、要有序装箱等约束，提出的Memetic算法能有效提高求解结果的质量。那日萨等于2017年在《基于实际约束的三维装箱问题优化算法》中利用空间切割法对目标进行划分，在水平方向和竖直方向搜索能放入的最佳货物，使箱体空间利用率最大化。这些研究为提高空间利用率提供了理论基础，然而物流配送光靠路径规划只能做到单一的优化，其与装载是密不可分的。实际配送中通常是在近似长方体的货箱车辆中装入不同体积不同重量的货物进行运输，这便需要同时考虑“装箱”和“运输”两个要素，才能使得规划的路线既合理又能使运输成本最低，更具有实际应用的价值。

本发明从工位的物料需求出发，为配送车辆寻找合适的装箱方案，在此基础上，构建了每一配送车辆的路径优化模型。在以往的物流配送研究中，通常是将两者独立考虑的，但装载形式的不同意味着车辆行驶的路线会因物料能否装载而改变，导致车辆路径规划的结果并不合理。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种考虑装箱约束的车间物料配送优化方法，以解决现有技术中物流配送时装箱和运输是两者独立考虑的，车辆行驶的路线会因物料能否装载而改变，导致车辆路径规划的结果并不合理的问题。本发明首先考虑了装箱问题，做到所需车厢数最少，进而对每辆车具体的行驶路径进行经济合理的优化，在一定程度上提高了车辆的装载率并降低了物料配送成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种考虑装箱约束的车间物料配送优化方法，包括步骤如下：

(1)根据车间当前生产情况，确定下个配送时段内各工位的物料需求信息以及所需物料送达的时间窗信息；