人工与自动化双分拣区系统品项分配优化

以A字机为代表的自动化分拣系统因分拣效率快、准确度高、人力成本低,在需要快速处理大量拆零拣选订单的配送中心得到广泛应用。在实际中,对于给定货物品项如何从成本节省角度评定其适用人工分拣或自动化分拣,以及如何在人工和自动化双分拣区中进行合理的品项分配是配送中心设计中的关键问题。对配送中心人工分拣区和自动化分拣区的人工成本进行全面分析;以总节省人工成本最大为目标函数建立设备通道配比优化数学模型,设计贪婪算法得出自动化分拣区内设备通道合理配比方案;在此基础上,将该问题推广到人工和自动化双分拣区系统品项分配中,归结为一类特殊的背包问题,并给出启发式算法。通过某医药配送中心实例仿真证明了算法的有效性。     

低层人至物拣货系统订单拣货路径问题研究

归纳总结了影响拣货路径的各种因素,并以低层固定货架仓库为例,重点研究了各种订单拣货路径策略及路径长度确定方法,在对实际应用较多的启发式方法进行比较分析基础上,根据路径策略的理论研究与应用概况,提出了进一步的研究方向。     

基于并行拣选策略的自动拣选系统品项分配

为提高自动拣选系统工作效率,建立了基于并行拣选策略的品项分配问题数学模型.该模型的优化目标是将需求相关性大的货物品项分配到不同拣货区,使得各订单拣选量均衡分布在各拣货区.模型中引入了相似系数表示任意两品项间的相关性,并根据自动拣选系统的特点加入拣选量因子,按照是否体现拣选量差异性设计了两种改进相似系数.为求解该模型,提出了一种启发式聚类算法.仿真分析表明,使用该算法求解后,采用改进相似系数的模型可得到更好的结果,且体现拣选量差异性的相似系数最优.     

基于并行拣选的自动拣选系统品项拆分优化

为提高自动拣选系统的工作效率,建立了基于并行拣选的品项拆分模型。该模型的优化目标是使每个拣选机可在订单合流前完成对货物的缓存。模型采用延迟因子表示订单合流时间与货物缓存时间的差值,并通过证明得出通道延迟因子与延迟时间具有相同变化趋势的结论。为求解模型,设计了基于延迟因子的启发式拆分算法。仿真结果显示,采用启发式算法可使拣选时间缩短8.55%～11.7%。     

自动分拣系统分拣作业任务优化

为提高配送中心复合式分拣系统的整体分拣作业效率,提出按照物品品项相似度和分拣线作业任务均衡原则进行分拣调度的方法,该方法代替以往人工分配配送线路到各分拣线的调度模式,即解决分拣过程中由于不同配送线路中物品品牌结构不一致引起的频繁调换分拣通道问题,又解决不同分拣线间作业任务量不均衡问题。上下复合式分拣系统分拣单条配送线路时,存在上下分拣线任务不均衡和单线内各通道任务不均衡问题,为此建立以上下线分拣总量之差及各分拣通道作业任务均方差最小的分拣任务模型。为获得较优的分拣任务分配方案,在按订单送货顺序分组的基础上,使用蚁群算法进行求解。试验结果表明,上下线各分拣通道任务量能按效率比例分配,执行时间和优化效果能很好地满足分拣作业要求。     

基于PLC的自动分拣系统

为降低物流行业中自动分拣系统的能耗,以及实现分拣系统精确的位移控制,将PLC技术应用到分拣系统中。在对自动分拣系统的模型机进行功能分解的基础上,采用PLC并结合变频器,实现了对自动分拣系统包括上料、皮带输送、机械手搬运和分类仓储等功能的自动控制。研究结果表明：使用PLC带动变频器不仅能方便地控制分拣系统电机的启停,更大大降低了能耗;同时,能够精确控制机械手动作时间和步进电机传动产生的位移。     

大规模定制家具板材自动分拣系统的研究

通过对目前我国大规模定制板式家具的生产及分拣过程进行研究,分析了分拣过程对于成本控制和生产周期的影响,提出了采用自动分拣系统代替现有的人工分拣,简化了生产过程,降低了分拣成本,缩短了生产周期,使得企业更具有竞争力,并对此自动分拣系统的总体结构进行了设计。     

基于PLC的滑块自动分拣系统

以典型的物流分拣系统为研究对象,分析各单元所实现的功能,主要分析滑块分拣系统,研究分拣系统的构建,给出分拣系统的电气原理图及程序框图,经使用运行良好。用S7-200PLC控制,具有实用、可靠、方便的优点。     

PLC和变频器在钢锭自动分拣系统中的应用

为了提高不锈钢锭检测与分拣的自动化程度,提出了基于PLC和变频器的钢锭自动分拣系统的设计方案,详细介绍了该系统的工作原理,并进行了软件和硬件设计。该系统采用PLC和变频器控制皮带,将钢锭传送至分拣口,通过电涡流传感器的检测,实现了无损分拣自动化。应用结果表明,该系统分拣精度高,工作稳定,提高了企业的生产效率,具有很好的应用前景。     

基于并行拣选的自动拣选系统订单拆分优化

为减少等待时间,进一步减少整个订单的拣选时间,将原有订单拆分为多个子订单,并建立基于并行拣选的订单拆分数学模型,该模型的优化目标是通过对订单进行拆分来减少等待时间。为求解模型,提出订单拆分必要条件。在此基础上设计了启发式禁忌订单拆分算法。仿真结果显示,采用启发式算法可使拣选时间缩短14.39%～15.62%。     

Fluid-based Slotting Optimization for Automated Order Picking System with Multiple Dispenser Types

Slotting strategy heavily influences the throughput and operational cost of automated order picking system with multiple dispenser types, which is called the complex automated order picking system (CAOPS). Existing research either focuses on one aspect of the slotting optimization problem or only considers one part of CAOPS, such as the Low-volume Dispensers, to develop corresponding slotting strategies. In order to provide a comprehensive and systemic approach, a fluid-based slotting strategy is proposed in this paper. The configuration of CAOPS is presented with specific reference to its fast-picking and restocking subsystems. Based on extended fluid model, a nonlinear mathematical programming model is developed to determine the optimal volume allotted to each stock keeping unit (SKU) in a certain mode by minimize the restocking cost of that mode. Conclusion from the allocation model is specified for the storage modules of high-volume dispensers and low-volume dispensers. Optimal allocation of storage resources in the fast-picking area of CAOPS is then discussed with the aim of identifying the optimal space of each picking mode. The SKU assignment problem referring to the total restocking cost of CAOPS is analyzed and a greedy heuristic with low time complexity is developed according to the characteristics of CAOPS. Real life application from the tobacco industry is presented in order to exemplify the proposed slotting strategy and assess the effectiveness of the developed methodology. Entry-item-quantity (EIQ) based experiential solutions and proposed-model-based near-optimal solutions are compared. The comparison results show that the proposed strategy generates a savings of over 18% referring to the total restocking cost over one-year period. The strategy proposed in this paper, which can handle the multiple dispenser types, provides a practical quantitative slotting method for CAOPS and can help picking-system-designers make slotting decisions efficiently and effectively.     

自动补货系统补货缓存优化

为提高自动分拣系统作业效率、降低补货设备投入成本,在对自动补货系统中补货缓存作业过程分析的基础上,建立补货缓存设备输入输出平衡模型,提出补货缓存满足分拣作业的最优条件及临界条件;根据自动备货系统与分拣系统之间的布局关系,建立补货缓存中货物到达过程的数学模型和补货缓存长度的优化模型;设计“先聚类,后排序”的启发式聚类方法对备货系统的品项分配进行优化,仿真结果显示,优化后的品项分配与按照总量排序分配方法相比,补货缓存长度减少约9%。     

ORDER-PICKING OPTIMIZATION FOR AUTOMATED PICKING SYSTEM WITH PARALLEL DISPENSERS

Based on the characteristics of parallel dispensers in automated picking system, an order-picking optimization problem is presented. Firstly, the working principle of parallel dispensers is introduced, which implies the time cost of picking each order is influenced by the order-picking sequence. So the order-picking optimization problem can be classified as a dynamic traveling salesman problem （TSP）. Then a mathematical model of the problem is established and an improved max-min ant system （MMAS） is adopted to solve the model. The improvement includes two aspects. One is that the initial assignment of ants depends on a probabilistic formula instead of a random deployment; the other is that the heuristic factor is expressed by the extra picking time of each order instead of the total. At last, an actual simulation is made on an automated picking system with parallel dispensers. The simulation results proved the optimization value and the validity of improvement on MMAS.     

一种鱼骨仓储布局下的拣选路径优化方法

根据一种非传统鱼骨(fishbone)布局的特点,基于仓储运作约束条件建立了拣选路径优化模型,构造了非传统货位距离矩阵;在标准遗传算法基础上,通过进化逆转算子克服标准遗传算法存在早熟收敛和局部搜索能力较差等问题,给出了一种多种群遗传算法;为验证算法的有效性,在不同订单规模下,将多种群遗传算法与标准遗传算法和S-Shape算法进行比较,应用MATLAB软件仿真分析,一系列实验结果表明多种群遗传算法计算结果最优,并且寻优速度更快于标准遗传算法,能够很好地解决鱼骨仓储布局下的拣选路径优化问题,提高仓储智能化水平。     

自动制造系统中的事件、资源和Petri网

讨论了自动制造系统中事件的形式化表示方法，以及制造系统中的工序和资源的Ｐｅｔｒｉ网表示．在此基础上还讨论了一类自动制造系统Ｐｅｔｒｉ网关联矩阵的构造形式和初始标识的确定方法．最后提出了自动制造系统Ｐｅｔｒｉ网控制器的形式化设计方法．     

汽车双层隔振系统的简谐振动隔离及参数优化

对汽车双层隔振系统的简谐振动隔离进行了深入研究,建立了含Ruzicka隔振器的汽车双层隔振系统的垂向振动模型,推导出隔振系统的绝对传递率公式.分析隔振系统动力参数对传递率的影响,应用MATLAB软件对双层隔振系统进行参数优化,确定了系统的最优阻尼比.结果表明:含Ruzicka隔振器的双层隔振系统隔振效果优于简单双层隔振系统.     

基于多体理论的数控双盘铣刀加工斜齿轮啮合分析

以多体系统理论为基础,根据数控铣齿机运动原理,建立了包含误差因素在内的数控双盘铣刀加工斜齿轮啮合模型,推导出被加工齿轮的螺旋面方程.分析结果表明,采用双盘铣刀加工的方法,可以减少齿廓余量,改善齿廓余量的不均匀性.     

双头单螺杆泵短幅内摆线线型仿真优化技术

在单螺杆泵转子和定子是刚性接触的假设前提下,以短幅内摆线线型理论为基础,建立多元变量多目标函数的双头单螺杆泵短幅内摆线线型优化的数学模型。利用数值积分法对目标函数的复杂积分进行处理,求出变幅系数k在不同取值范围内的复杂积分拟合方程,确定约束条件,简化了线型优化的数学模型。采用复合形法对该数学模型进行优化,可计算出优化范围内各点的几何参数。结果显示,当变幅系数k=0.5、等距线半径趋于无穷大时线型结果最好。将优化结果应用在双头单螺杆泵的线型设计中,计算出线型各点绕中心做螺旋运动时空间位置坐标,利用OpenGL技术建立双头单螺杆泵短幅内摆线线型的参数化运动仿真模型,实现优化设计与运动仿真相结合,为多头单螺杆泵线型理论的深入研究提供一个可视化的操作平台。     

串并联双机器人系统任务分配的蚁群优化

针对一种新型串并联双机器人联合作业系统的任务分配进行方法设计和整体优化。分别采用蚁群优化中的近似非确定性树搜索(Approximate nondeterministic tree search,ANTS)和最大最小蚂蚁系统(Max-min-ant-system,MMAS)作为任务分配的优化策略,并在MMAS中加入局部搜索以进一步优化路径构建过程中得到的局部最优解。仿真结果以及与之前相关研究成果的对比表明,MMAS在寻优过程中的迭代收敛速度优于ANTS,且经过一段时间的开发探索之后,获得的最优解的质量也比ANTS要好;MMAS与局部搜索相结合的方法比单独使用MMAS更加进一步提高了最终解的质量。进化曲线证明了算法对系统任务分配及优化的适应性和优越性。试验结果经与传统组合优化方法对比,进一步验证了算法的优化效果。