基于禁忌搜索算法的双区型仓库货位分配与拣货路径协同优化

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:lpc123456
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在全球贸易迅速发展,市场范围不断扩大的背景下,物流作为国民经济的动脉系统,将社会生产的每个部分结合成一个有机整体,已然成为企业提高竞争力的关键手段。物流系统的快速发展为电子商务的进步提供了条件,进入现代社会以来,电商企业在市场的占有率逐渐提高,其商品具有周期短、市场需求变动大以及品类多等特点。然而当前“先货位分配,后拣货”的作业方式难以满足当下实时变动较大的市场需求。因此,货位分配与拣货路径的协同优化已成为当前研究的重点,该研究对降低作业成本,提高作业效率具有重要的现实意义。本文考虑仓储配送中心接收订单的复杂性及随机性,针对双区型仓库接收订单能否通过单次拣货完成全部作业的问题,利用两阶段随机规划理论,以货物储位成本和拣货作业成本同时达到最优为评价准则,分别建立了一单一车、一单多车两种数学模型,并借助禁忌搜索算法对模型进行求解,最后通过设计仿真实验进行比较分析,验证了模型和算法的有效性与合理性。论文主要研究内容包括:(1)分析仓储配送中心的基本功能及作业流程,总结货位储存基本策略与原则,深入探究拣货作业相关理论,确定拣货作业流程,通过对比分析不同拣货路径策略,并针对本文研究对象选择最优路径策略。此外,由于客户需求不同,仓储配送中心接收订单存在订单中待拣货物数量较多,需要拣货车多次才能完成拣货任务的情况,因此将数学模型分为一单一车和一单多车两种类型。(2)基于双区型仓库,以货位分配决策为第一阶段决策,拣货路径决策为第二阶段决策,建立货位分配和拣货路径协同优化的两阶段随机规划模型,其目标函数为最小化货物储位成本和拣货路径成本,并针对该问题应用禁忌搜索算法进行求解。通过设计仿真实验对比分析仅优化拣货路径、货位分配和拣货路径单独优化、货位分配与拣货路径协同优化三种情况下一单一车模型的优化结果。(3)基于双区型仓库,考虑拣货车容量的限制,存在需要数辆拣货车多批次才能完成订单所有拣货任务的情况,在一单一车模型基础上,建立了一单多车双区型仓库货位选择与拣货路径协同优化问题的两阶段随机规划模型,并运用禁忌搜索算法对模型进行求解。进一步基于一单一车模型算例设计仿真实验,加入拣货车最大容量、拣货单需要的货物重量等参数进行优化计算。同时对比分析仅优化拣货路径、货位分配和拣货路径单独优化以及货位分配与拣货路径协同优化三种情况下一单一车模型和一单多车模型不同成本变化情况。本文共图31个,表17个,参考文献71个。
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