第5章 货位优化 PPT
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• Kallina et al讨论 COI 原则在实际配送中心的应用。 • Malmborg et al的研究表明在 man-on-board AS/RS中，
在固定存货水平，固定拣选人员与货物对应的平衡状态下 应用 COI 策略，拣选的成本是最低。 • Malmborg et al证明双指令周期调度下，COI 货位分配方 法的最优性，同时也考虑 COI 仓库布局的非唯一性。 • 但是 Lee则指出 COI 方法不用应用到 man-on-board AS/RS 中，因为订单往往包括两个以上处在不同货位的 独立货物，并提出了优于 COI 方法的新的启发式方法。
货位分配和作业调度集成问题的研
究现状
• Lee,肖建等,Xiao et al以 man-on-board AS/RS 为 背景，综合考虑了存货货位分配和拣选路径规划 两个优化问题，其中拣选路径顺序则与作业调度 的顺序一一对应。
• Chen et al首次将取货货位的选择也纳入到货位分 配问题的范畴，并对共享货位存储策略下单载具 自动化存取系统存取货位分配和作业调度的联合 优化问题做了研究，但是由于多载具 AS/RS 的复 杂性，上述基于 man-on-board AS/RS 和单载具 AS/RS 特点获得的研究成果很难扩展应用到多载 具 AS/RS 上。
货位优化
. K[D]. 2012.
• 优化目标 • 约束条件 • 假设条件 • 目标函数
目录
货位优化目标
• 便于货物在仓库中进行入库出库操作 • 保证货架承载受力均匀 • 提高公司仓库的空间利用效率 • 提高公司仓储作业效率
仓库货位优化的约束条件
• 按照拣选货物的方式不同进而选择货物的 存储区域
大家有疑问的，可以询问和交流
2、保证仓库货架承载受力均勻
货位优化问题数学模型的约束条件
货位优化问题的数学模型具体表示
仿真算例：前提条件
仿 真 算 例
： 结
果
货位分配研究现状 杨朋. 多载具自动化存取系统货位分 配与作业调度研究[D].北京：清华大 • 基于货物周转率学货，位2分0配11的. 研究
• 基于COI(cube-per-order) 法则货位分配 • 全周转率货位分配 • 分区式货位分配 • 基于货物相关性货位分配的研究 • 产品结构或者BOM • 需求相关 • 订单分析
基于货物周转率货位分配的研究
• Heskett最 早 提 出 将 货 物 的 存 储 空 间 与 货 物 周 转 率 的 比 率 值(cube-per-order, 简称 COI)作为货位分配的 指标。低 COI 值的货物靠近 I/O point 存放，反之存放在 离 I/O point 较远区域。
货位优化问题数学模型的建立
问题模型的建立
• 针对K公司仓库的具体实际情况，该公司仓库总共配备货 架X排，其中的每排又有y列z层，那么存储位置处于第r排 第S列第t层的货位就可表示成{r,s,t),(r=1，2，… X; s=1, 2, … , y ； t=1, 2, … , z ),这里同时规定坐标为（0，0，0) 的存储位置是表示仓库的出库台位置，而在X排y列z层的 货架区域内离得巷道口最近的一排表示为第1 离得出入库 台最近的一列表示为第1列，距离地面最近的一层表示为 第1层。与此同时设定公司仓库能够存储多种不同类型的 物品，也就是说它们的规格尺寸与重量均有所不同，而且 每个货位规定只能够存储一种类型的物品，即不会出现一 个货位存储两种或更多种尺寸与重量不同的物品。
基本假设
• 考虑单元货物式百度文库unit-load)自动化存取系统，以托盘为存 取单元，货架为矩形，货物从同一出口进出，进出货口 (I/O point)位于货架左下方，每个货位只能存放一个托盘 单一种类的货物，货架上货位具有相同尺寸，每个托盘都 可以存放货架上任一货位；
• 堆垛机有 n 个载具，堆垛机可以在水平方向上和垂直方 向上同时运动，假设水平方向和垂直方向均做匀速运动， 速度已知且为常数，不受堆垛机载物与否影响；
1、提高出库入库作业效率
传送带的平均运行速度V1，巷道堆操机在垂直方向上的运行速度v2，巷道堆垛 机在水平方向上的移动速度V3,并且这三个速度之间存在1：1：3的比例关系。 由此通过上述的展幵分析可以得出存储位置处于坐标的货位上的物品运送至出 库口所花的时间可以具体表示成式3-2，即为：
大家应该也有点累了，稍作休息
• 按照物品的规格尺寸来选择货位
• 根据货架的承载能力来存放物品
货位优化问题的基本假设条件
• 仓库内各种物品的需求均为已知且固定，并且物品之间无相关性。 • 仓库内巷道堆躲机从货格中进行放货与取货的时间同巷道堆操机自身
的运行速度及仓库货架的具体形状是没有关系的。并且，仓库内巷道 堆操机能够在垂直方向与水平方向上同时移动，为简化起见本文中规 定仓库内巷道堆圾机的运行速度恒为速度最大值。 • 仓库内所有货架上的托盘尺寸规格均应相同。 • 仓库货位与物品的存储尺寸相适应。 • 仓库货架是矩形结构，仓库入出库站台在货架的一侧。 • 货格中物品不会出现混放的情形。
多载具自动化存取系统概述
多载具自动化存取系统货位分配优 化
• 多载具自动化存取系统按照作业周期（operation cycle） 模式进行运作，根据入库队列和出库队列的长度，可组合 划分为多个作业周期，假设堆垛机有 n 个载具(n≥1) ，一 个作业周期内最多可以完成 n 个货物单元的存货操作和 n 个货物单元的取货操作。根据系统存货队列和取货队列的 情况，堆垛机可以进行复合式和单一任务式两种作业周期 作业方式，其中复合式作业周期指堆垛机一次行程同时完 成 m1(0<m1≤n）个货物单元存货操作和 m2(0<m2≤n）个 货物单元取货操作，单一任务式作业周期指堆垛机一次行 程时只完成 m(0<m≤n)个货物单元的存货或取货操作。作 业周期是多载具自动化存取系统运作的最小单元，不失一 般性，本章选择复合式作业周期为对象，以最小化单个作 业周期内存取货物的时间距离为优化目标，以作业周期内 存货货位和取货货位分配为决策变量，基于当前货位占用 和空置的状态对多载具AS/RS 货位分配进行优化。
在固定存货水平，固定拣选人员与货物对应的平衡状态下 应用 COI 策略，拣选的成本是最低。 • Malmborg et al证明双指令周期调度下，COI 货位分配方 法的最优性，同时也考虑 COI 仓库布局的非唯一性。 • 但是 Lee则指出 COI 方法不用应用到 man-on-board AS/RS 中，因为订单往往包括两个以上处在不同货位的 独立货物，并提出了优于 COI 方法的新的启发式方法。
货位分配和作业调度集成问题的研
究现状
• Lee,肖建等,Xiao et al以 man-on-board AS/RS 为 背景，综合考虑了存货货位分配和拣选路径规划 两个优化问题，其中拣选路径顺序则与作业调度 的顺序一一对应。
• Chen et al首次将取货货位的选择也纳入到货位分 配问题的范畴，并对共享货位存储策略下单载具 自动化存取系统存取货位分配和作业调度的联合 优化问题做了研究，但是由于多载具 AS/RS 的复 杂性，上述基于 man-on-board AS/RS 和单载具 AS/RS 特点获得的研究成果很难扩展应用到多载 具 AS/RS 上。
货位优化
. K[D]. 2012.
• 优化目标 • 约束条件 • 假设条件 • 目标函数
目录
货位优化目标
• 便于货物在仓库中进行入库出库操作 • 保证货架承载受力均匀 • 提高公司仓库的空间利用效率 • 提高公司仓储作业效率
仓库货位优化的约束条件
• 按照拣选货物的方式不同进而选择货物的 存储区域
大家有疑问的，可以询问和交流
2、保证仓库货架承载受力均勻
货位优化问题数学模型的约束条件
货位优化问题的数学模型具体表示
仿真算例：前提条件
仿 真 算 例
： 结
果
货位分配研究现状 杨朋. 多载具自动化存取系统货位分 配与作业调度研究[D].北京：清华大 • 基于货物周转率学货，位2分0配11的. 研究
• 基于COI(cube-per-order) 法则货位分配 • 全周转率货位分配 • 分区式货位分配 • 基于货物相关性货位分配的研究 • 产品结构或者BOM • 需求相关 • 订单分析
基于货物周转率货位分配的研究
• Heskett最 早 提 出 将 货 物 的 存 储 空 间 与 货 物 周 转 率 的 比 率 值(cube-per-order, 简称 COI)作为货位分配的 指标。低 COI 值的货物靠近 I/O point 存放，反之存放在 离 I/O point 较远区域。
货位优化问题数学模型的建立
问题模型的建立
• 针对K公司仓库的具体实际情况，该公司仓库总共配备货 架X排，其中的每排又有y列z层，那么存储位置处于第r排 第S列第t层的货位就可表示成{r,s,t),(r=1，2，… X; s=1, 2, … , y ； t=1, 2, … , z ),这里同时规定坐标为（0，0，0) 的存储位置是表示仓库的出库台位置，而在X排y列z层的 货架区域内离得巷道口最近的一排表示为第1 离得出入库 台最近的一列表示为第1列，距离地面最近的一层表示为 第1层。与此同时设定公司仓库能够存储多种不同类型的 物品，也就是说它们的规格尺寸与重量均有所不同，而且 每个货位规定只能够存储一种类型的物品，即不会出现一 个货位存储两种或更多种尺寸与重量不同的物品。
基本假设
• 考虑单元货物式百度文库unit-load)自动化存取系统，以托盘为存 取单元，货架为矩形，货物从同一出口进出，进出货口 (I/O point)位于货架左下方，每个货位只能存放一个托盘 单一种类的货物，货架上货位具有相同尺寸，每个托盘都 可以存放货架上任一货位；
• 堆垛机有 n 个载具，堆垛机可以在水平方向上和垂直方 向上同时运动，假设水平方向和垂直方向均做匀速运动， 速度已知且为常数，不受堆垛机载物与否影响；
1、提高出库入库作业效率
传送带的平均运行速度V1，巷道堆操机在垂直方向上的运行速度v2，巷道堆垛 机在水平方向上的移动速度V3,并且这三个速度之间存在1：1：3的比例关系。 由此通过上述的展幵分析可以得出存储位置处于坐标的货位上的物品运送至出 库口所花的时间可以具体表示成式3-2，即为：
大家应该也有点累了，稍作休息
• 按照物品的规格尺寸来选择货位
• 根据货架的承载能力来存放物品
货位优化问题的基本假设条件
• 仓库内各种物品的需求均为已知且固定，并且物品之间无相关性。 • 仓库内巷道堆躲机从货格中进行放货与取货的时间同巷道堆操机自身
的运行速度及仓库货架的具体形状是没有关系的。并且，仓库内巷道 堆操机能够在垂直方向与水平方向上同时移动，为简化起见本文中规 定仓库内巷道堆圾机的运行速度恒为速度最大值。 • 仓库内所有货架上的托盘尺寸规格均应相同。 • 仓库货位与物品的存储尺寸相适应。 • 仓库货架是矩形结构，仓库入出库站台在货架的一侧。 • 货格中物品不会出现混放的情形。
多载具自动化存取系统概述
多载具自动化存取系统货位分配优 化
• 多载具自动化存取系统按照作业周期（operation cycle） 模式进行运作，根据入库队列和出库队列的长度，可组合 划分为多个作业周期，假设堆垛机有 n 个载具(n≥1) ，一 个作业周期内最多可以完成 n 个货物单元的存货操作和 n 个货物单元的取货操作。根据系统存货队列和取货队列的 情况，堆垛机可以进行复合式和单一任务式两种作业周期 作业方式，其中复合式作业周期指堆垛机一次行程同时完 成 m1(0<m1≤n）个货物单元存货操作和 m2(0<m2≤n）个 货物单元取货操作，单一任务式作业周期指堆垛机一次行 程时只完成 m(0<m≤n)个货物单元的存货或取货操作。作 业周期是多载具自动化存取系统运作的最小单元，不失一 般性，本章选择复合式作业周期为对象，以最小化单个作 业周期内存取货物的时间距离为优化目标，以作业周期内 存货货位和取货货位分配为决策变量，基于当前货位占用 和空置的状态对多载具AS/RS 货位分配进行优化。