自动化立体仓库堆垛机拣选作业调度及其监控系统研究
本文关键词：自动化立体仓库堆垛机拣选作业调度及其监控系统研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：随着经济的迅速发展,物流对推动经济转型起着关键作用,物流设施的相关问题也成为研究的热点。自动化立体仓库(AS/RS)是当代物流的基本环节之一,集信息、存储、管理于一体,是实现整个物流系统自动化的关键。近年来对于自动化立体仓库的研究内容涉及方方面面,其中决定了仓储环节效益的仓库调度问题一直是诸多学者分析的重点。所以,对自动化立体仓库的优化调度问题的研究,是具有十分重要的理论意义与工程实用价值。本文以自动化立体仓库为研究对象,针对堆垛机作业调度问题进行研究,主要做的工作包括以下三个方面:(1)简要介绍了自动化立体仓库的定义及发展和组成,对堆垛机拣选作业模式和流程进行了分析,指出拣选优化的目标是使堆垛机运行路径最小。在固定货架的前提下,针对堆垛机在单巷道和多巷道自动化仓库中的出库拣选路径规划问题,分析了含周转箱约束的堆垛机出库拣选特点,建立了求解完成一批订单出库拣选任务的最短路径数学模型。(2)介绍了遗传算法和模拟退火算法的基本概念以及算法流程,对两种算法的优缺点进行了分析,提出将模拟退火算法融入到遗传算法中,组成新的混合算法。在构建新算法的过程中,提出两种结合思路。并用不同的结合算法对堆垛机出库拣选作业模型进行求解和分析,最终通过MATLAB进行编程仿真,并结合实际应用,用本文提出的算法得出了堆垛机的最优运行路径,验证了本文提出算法的正确性与有效性。(3)运用组态王对中北大学现有的自动化立体仓库监控系统进行了优化,建立堆垛机运行监控系统,通过该系统可将本文优化算法求出的堆垛机最短运行路径导入,控制堆垛机按照此路径进行拣选工作,验证本文提出的算法的实际应用性,并动态监控堆垛机运行情况,实时控制启停,实时查看和输出堆垛机运行的路径,实现自动化立体仓库的监控与控制的一体化。
【关键词】：自动化立体仓库 遗传模拟退火算法 作业优化 组态王 作业监控
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277;TH692.3
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 1 绪论10-17
- 1.1 论文的研究背景与意义10-12
- 1.1.1 论文的研究背景10-12
- 1.1.2 论文研究的意义12
- 1.2 国内外自动化立体仓库作业调度研究现状及发展趋势12-15
- 1.2.1 国内外自动化立体仓库作业调度研究现状12-14
- 1.2.2 研究现状分析14-15
- 1.3 研究的主要内容及章节安排15-16
- 1.4 本章小结16-17
- 2 自动化立体仓库概述及堆垛机拣选作业分析17-24
- 2.1 自动化立体仓库概述及发展17-18
- 2.2 自动化立体仓库的组成18-20
- 2.3 堆垛机在立体仓库中的应用20-21
- 2.4 堆垛机拣选作业分析21-23
- 2.4.1 拣选作业模式21-22
- 2.4.2 拣选作业流程22-23
- 2.5 堆垛机拣选作业分析23
- 2.6 本章小结23-24
- 3 优化问题的求解算法24-34
- 3.1 遗传算法介绍24-28
- 3.1.1 遗传算法的简介24
- 3.1.2 遗传算法的流程24-27
- 3.1.3 遗传算法优缺点27-28
- 3.2 模拟退火算法介绍28-30
- 3.2.1 模拟退火算法简述28
- 3.2.2 模拟退火算法流程和Meteopolis准则28-29
- 3.2.3 模拟退火算法优缺点29-30
- 3.3 遗传模拟混合算法设计30-32
- 3.3.1 算法设计思路30-31
- 3.3.2 算法流程31-32
- 3.4 算法实现工具MATLAB简介32-33
- 3.5 本章小结33-34
- 4 基于混合算法的单堆垛机单巷道拣选作业调度34-42
- 4.1 单堆垛机单巷道拣选作业模式分析34-36
- 4.1.1 单堆垛机单巷道拣选作业模式34
- 4.1.2 堆垛机运行路径建模34-36
- 4.2 遗传模拟退火算法流程36-38
- 4.3 实验设计及仿真38-41
- 4.3.1 实验设计38
- 4.3.2 仿真实验38-41
- 4.4 本章小结41-42
- 5 基于混合算法的单堆垛机多巷道拣选作业调度42-52
- 5.1 单堆垛机多巷道拣选作业模式分析42-44
- 5.1.1 单堆垛机多巷道拣选作业模式42-43
- 5.1.2 出库作业最短路径数学模型建立43-44
- 5.2 算法设计44-47
- 5.2.1 算法设计思路44-45
- 5.2.2 算法流程45-47
- 5.3 实验设计及仿真47-51
- 5.3.1 实验设计47-48
- 5.3.2 实验仿真48-51
- 5.4 本章小结51-52
- 6 组态王监控系统设计52-65
- 6.1 组态王软件的概述52
- 6.2 监控系统功能简介52-53
- 6.3 监控系统设计步骤53-61
- 6.3.1 创建工程53-54
- 6.3.2 定义设备54-55
- 6.3.3 定义变量55-56
- 6.3.4 创建画面56-58
- 6.3.5 连接动画58-61
- 6.4 运行分析61-64
- 6.5 本章小结64-65
- 7 总结和展望65-67
- 7.1 总结65-66
- 7.2 展望66-67
- 参考文献67-71
- 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果71-72
- 致谢72-73
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