考虑预分配策略的航空货物多箱装载优化

目的为了解决当前多数装箱算法未考虑装载顺序约束,不能有效解决航空货物装载的实际应用问题,开展多箱装载优化算法研究。方法首先采用K-means算法对货物进行预分配,将聚类簇特性相同的货物分配到同一个集装箱;然后利用极点法得到极点序列,结合遗传算法进行寻优产生各集装箱的布局方案。结果对某机场物流公司的160件货物数据进行实验,并与连续性策略进行比较,证明了含预分配策略的极点装载法能够有效避免个别集装箱利用率偏低的情况,并将集装箱利用率的总体方差降到0.51。结论算法在考虑货物装载顺序约束的情况下,在多箱装载优化中能实现货物的合理分配,具有较好的工程应用性。     

基于改进遗传算法的航空集装箱装载优化

目的 为保证货物在运输中的平稳性与安全性,优化航空运输中集装箱的装载布局问题,提出一种改进遗传算法并开展航空集装箱装载应用研究。方法 考虑货物装载的7种现实约束条件,以集装箱体积利用率为优化目标,建立航空集装箱多箱装载优化模型。采用三段式实数编码随机产生初始种群,并加入最优个体保护策略增强遗传算法的全局收敛性,结合不同约束条件构造合理的适应度函数。结果 以真实航空货物信息作为实验数据,实验结果表明在满足多种现实约束的条件下,集装箱体积平均利用率由优化前的74.07%提高到83.99%,装载件数明显增加,适用于航空集装箱的运输装载。结论 算法能够应用于航空集装箱装载运输中,为航空运输业实现智能化装载、提高运输效率创造了条件。     

质量体积双约束下车辆装载与配送路径联合优化研究

目的 针对质量与体积共同限制的配送路径问题,综合考虑订单不可拆分、货物的体积等约束,构建包含路径最短和装载率最高双目标的车辆装载与配送路径联合优化模型。方法 在车辆路径优化模型的求解方面,首先利用聚类算法对配送区域进行划分,然后通过车辆的载质量判断是否能进行站点货物的配送,最后利用遗传算法求得最优路径。在三维装载模型的求解上使用贪心算法和基于块的启发式算法,解决了货物的装箱问题。结果 基于某公司具体实例对模型与算法的可行性进行了验证,优化后配送的车辆减少了1辆,配送距离减少了154.247km,平均装载率达到了93.89%,节省了企业的配送成本。结论 所构建的模型以及求解的算法可以提高装载率和配送效率,为解决车辆装载与配送路径联合优化问题提供理论依据。     

多车多件货物平衡装载优化研究

基于重心平衡的货物装载要求在提高车厢装载率的同时实现货物装载重心的优化，这对于货物安全高效运输具有重要的意义。针对多件不同规格的矩形物品装载于多个车厢的平衡装载问题，提出了同时对多辆车以对称的形式进行装载的思想，并设计了改进后的贪婪自适应搜索算法来实现这一过程；通过设计2种改进策略，对初始解进一步优化；最后提出了对部分已装载货物位移以改善各车厢重心分布的方法。经过实例运算和分析，证明本文提出的方法能快速制定货物平衡装载布局方案，并达到车辆的高效利用及货物安全运输的要求。     

求解复杂集装箱装载问题的新方法

提出了一种求解复杂集装箱装载问题的新方法，该方法将求解复杂装箱问题分成两步：首先，根据一定的启发式规则将集装箱进行体积最大化装载，并在深度方向根据货物将空间分层；然后，用遗传算法将各层进行重心位置最优化调整，使装载方案更加符合实际运输需要。实际应用结果表明，该方法在空间利用率、重心位置以及计算效率等方面都优于其他同类方法。     

带装载组合约束的一维装车问题算法研究

提出带装载组合约束的一维装车问题,有n个属于l种类型的相同(单位)尺寸的物品。有w辆车,每辆车对这l种类型的物品有几种装载组合,不同车辆的装载组合不同,每辆车选择一种装载组合并严格按照物品组合进行装载,优化目标是在满载的情况下装载最多的物品。首先建立线性混合整数规划模型。其次,提出基于贪婪技术的启发式算法。最后,利用ILOG Cplex进行数值实验和参数的敏感性分析。     

散套装货物混合装载问题优化算法及其可视化

针对具有七种现实约束的散货和套装货物混合三维装箱优化问题,采用树搜索策略,以空间切割、货物组块及装载套数迭代法为基础,在考虑装载的套装、摆放方式、放置稳定性、承重级别、优先级、载重、重心等约束条件下,构建了一种启发式搜索迭代算法。通过实际算例,分别计算了套装约束下和无套装约束下的装箱优化结果,并利用所开发的软件给出了3D装箱效果图,发现该算法可保证套装货物成套装载,且空间利用率可达90%以上,验证了算法的有效性和实用性。     

一刀切约束下的二维装箱问题高效求解算法

目的 为实现大规模物料的快速剪裁切割,对考虑一刀切约束的二维装箱问题进行研究,并构建相应的改进优先度算法IPH(Improved Priority Algorithm,IPH).方法 IPH能够在不需要任何迭代搜索下,直接进行剩余空间分割与填充.为此,发展PH算法中的优先度放置规则,并以最大化生成大空间面积和最小化生成小空间面积为基础,设计改进砌砖式空间分割策略.结果 针对标准数据集的对比实验表明,IPH能够在较短时间内完成大规模算例的高效求解,并首次获得了多个算例的最优填装效果.结论 基于概率较优的启发式求解方法,能够实现无迭代优选下的一刀切二维装箱问题直接求解,且运算效果令人满意.     

求解集装箱装载问题的混合蚁群模拟退火算法

目的 针对物流行业中存在的大规模、复杂、多规格货物的集装箱装载问题,提出一种基于塔装载启发式算法、二维装载点启发式算法、蚁群模拟退火算法的混合算法。方法 首先,采用塔装载启发式算法将三维待装箱装载成塔集,即将三维装箱问题降为二维装箱问题,有效降低集装箱的装载规模;其次,蚁群算法通过融入信息素选择更新策略,并利用自适应信息素挥发系数来提升算法整体的收敛速度,同时结合模拟退火算法对每代优秀路径集进行局部搜索,避免算法因收敛过快而陷入局部最优;最后,将蚁群模拟退火算法与二维装载点启发式算法相结合,优化每座塔的装载顺序和放置姿态,寻找最优的装载方案。结果 实验证明,在250组算例中,采用混合算法后,集装箱的平均空间利用率为90.92%,优于其他3种对比算法。结论 设计的混合蚁群模拟退火算法适用于解决大规模集装箱装载问题。     

车辆战术储备器材包装单元装载优化研究

目的通过对车辆战术储备器材包装单元化装载问题展开研究,为提高部队车辆战术储备器材包装单元装载能力提供技术与方法依据。方法分析装载优化模型的空间、质量、装载平衡和摆放稳定性等主要约束以及约束的处理方法,运用启发式算法对模型求解流程进行合理设计,并提出启发式算法和遗传算法相结合的混合遗传算法,以托盘装载为例说明具体装载过程。结果算例结果表明,托盘空间利用率达到了98.3%以上,装载单元集装稳定性高。结论该算法可减少装载容器数量,提升容器装载能力,优化器材包装单元装载,对提高车辆战术储备器材快速保障能力具有重要意义。     

配载约束下双向搜寻节点的车辆路径问题

目的 研究三维装箱约束的车辆路径问题,即在给定车辆中尽可能多地装入货物且保证车辆行驶路线最优。方法 提出基于双向搜寻路径节点规则的智能水滴节约算法来求解车辆路径问题,并采用基于虚拟组合块的启发式算法来求解装箱问题。结果 通过数值算例检验,混合算法使车厢的平均空间利用率达到了76.14%,并确定了最优行驶路线。结论 基于双向搜寻路径节点规则的智能水滴节约算法可找出最优的行驶路线,而基于虚拟组合块的启发式算法也能合理放置货物,得出较优的装载方案。     

基于改进遗传算法的航材装载优化

目的 通过对现行航材装载问题进行分析,优化提高工作中航材的装载效率,为部队航材智能装载提供思路和方法.方法 确定初始可理想化条件和装载过程中需满足的约束条件,以航材的摆放顺序和旋转方式为基因值,利用装载方案所需装载箱数量和重心偏移度为适应度函数去评估解的优劣;采取精英选择策略去指导进化方向,子代的产生选择相对偏随机秘钥交叉及顺序变异,避免选择变异过程中可能产生基因值的冲突,并用最小二乘法对航材储运装载算法输入参数进行拟合,找到平衡时间和装载箱使用数量的最佳输入值.结果 通过与实际人工装载进行比对,将装载箱平均使用率从78.1％提升至84.45％,并完成了对航材的分类.结论 该方法具有优化航材装载方案的能力,能够提升装载工作效率,对部队航材智能装载发展具有重要意义.     

基于混合整数规划的工厂产品托盘打包及装箱问题研究

目的 针对工厂产品的托盘打包及装箱问题,提出一种优化产品在托盘上的布局以及托盘与产品整体在集装箱中的布局方法,以最大化集装箱的空间利用。方法 在满足现实约束的条件下,以最大化产品装载体积为目标建立混合整数规划模型。考虑问题的复杂性,本文将所研究的问题分解为2个子问题,并建立两阶段装载模型进行求解。第1阶段,建立二维集装箱装载模型,确定多种托盘类型在集装箱底面的平面布局;第2阶段,建立三维托盘装载模型,确定产品在托盘上的立体布局。鉴于精确求解该问题耗时较大,本文针对2个子问题设计两阶段启发式算法求解。为验证模型及算法的有效性,采用2组不同规模大小的算例进行测试。结果 算例结果表明,在小、大2种规模算例中,装载率平均差值分别为0和-0.5%,计算时间相差较大,本文提出的模型及算法在合理的时间内获得了最优解或近似最优解。结论 本研究能够为工厂产品的托盘打包及装箱提供快速高效的解决方案。