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智能倉儲(chǔ)作為智能物流的重要組成部分,成為現(xiàn)代倉儲(chǔ)物流的發(fā)展趨勢(shì)。智能倉儲(chǔ)的效率主要受貨位分配的影響,通過優(yōu)化貨位分配,可提升存儲(chǔ)空間利用率,縮短出/入庫的作業(yè)時(shí)間和距離,加快貨物周轉(zhuǎn),且可保持貨架的穩(wěn)定性,提升智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)的工作效率。

存儲(chǔ)效率高低的關(guān)鍵在于貨位分配的策略優(yōu)化,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)貨位分配進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。Roodbergen等[1]疏理歸納出常用的貨位分配策略;商用領(lǐng)域智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)的貨位分配方法主要有以下幾種:貨位固定分配[2]、貨位隨機(jī)分配、貨位分類分配[3]、貨位分類隨機(jī)分配[4]、貨位共享分配等。算法方面,現(xiàn)有文獻(xiàn)[5,6]大多采用遺傳算法、模擬退火等智能優(yōu)化算法,極大地縮短了計(jì)算時(shí)間。由此可知,國內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用系統(tǒng)工程的思想,構(gòu)建智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證[7];對(duì)智能倉儲(chǔ)分析與決策較多使用運(yùn)籌優(yōu)化方法[8]。商用智能倉儲(chǔ)貨位分配的發(fā)展為應(yīng)急物流智能倉儲(chǔ)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。

由于應(yīng)急物資調(diào)用頻率小,國內(nèi)外應(yīng)急物資較少采用智能倉儲(chǔ)系統(tǒng),因此應(yīng)急物流智能倉儲(chǔ)領(lǐng)域的貨位分配研究也較為欠缺[9,10]。部分區(qū)域電力部門的應(yīng)急物資儲(chǔ)備倉庫中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建電力應(yīng)急物資儲(chǔ)備智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)[11],大幅度提升了倉儲(chǔ)自動(dòng)化水平和物資出/入庫效率,減少了物資人為損壞和丟失,提升了搶險(xiǎn)保障能力。

相比而言,應(yīng)急物流領(lǐng)域智能倉儲(chǔ)方面的研究較少,而特定災(zāi)情應(yīng)急物資智能倉儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)的研究還未見公開發(fā)表,特別是目前防汛抗旱物資倉儲(chǔ)還未采用智能倉儲(chǔ)系統(tǒng),這方面的研究也相對(duì)較少,但是對(duì)商用物流行業(yè)的智能倉儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù),尤其對(duì)智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)策略的研究已經(jīng)相對(duì)成熟。防汛抗旱應(yīng)急物資倉儲(chǔ)管理中呈現(xiàn)出物資種類少、數(shù)量多,少批次、多批量,搶險(xiǎn)出庫時(shí)效性和響應(yīng)時(shí)間強(qiáng)約束等特點(diǎn),以往針對(duì)商業(yè)物流的智能倉儲(chǔ)研究成果在解決防汛抗旱物資儲(chǔ)備時(shí)針對(duì)性不足,防汛抗旱應(yīng)急物資智能倉儲(chǔ)方面的技術(shù)研究與實(shí)踐亟待展開。

本文根據(jù)防汛抗旱物資及其智能倉儲(chǔ)特性,圍繞出庫效率和貨架穩(wěn)定性多目標(biāo),建立防汛抗旱物資貨位分配模型,運(yùn)用權(quán)重法將多目標(biāo)優(yōu)化問題變成單目標(biāo)優(yōu)化問題,最后采用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)所有算法的求解。

常用的存儲(chǔ)策略及其特性、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)對(duì)比見表1。

表1 不同類型存儲(chǔ)策略對(duì)比     下載原表

防汛抗旱物資存儲(chǔ)策略必須與貨位分配原則有機(jī)結(jié)合起來才能決定物資存儲(chǔ)作業(yè)模式。為了科學(xué)合理地進(jìn)行防汛抗旱物資的存儲(chǔ)作業(yè),在進(jìn)行防汛抗旱物資貨位分配時(shí)需要遵循以下原則。

(1)調(diào)用頻率高的物資放在出口近處,調(diào)用頻率低的物資放在出口遠(yuǎn)處。防汛抗旱物資入庫的時(shí)效性要求不高,但出庫時(shí)效性要求極高,因此主要考慮出庫效率,對(duì)入庫效率不予考慮。

(2)質(zhì)量大的物資放在下層,質(zhì)量小的放在上層。

(3)大型物資放在下層,小型物資放在上層。

(4)分巷道存放。防止因某巷道堵塞,影響出庫效率。

(5)加快周轉(zhuǎn),就近入/出庫。

(6)物資相關(guān)性,同類物資就近存放。相關(guān)性大的物資在搶險(xiǎn)時(shí)往往被同時(shí)調(diào)用,應(yīng)盡可能存放在相鄰位置。

綜合以上存儲(chǔ)策略以及貨位分配原則,考慮防汛抗旱物資的特點(diǎn),建議采用分類定位存儲(chǔ)策略。鑒于防汛抗旱物資具有種類少、數(shù)量多、存取頻率低、出庫時(shí)效性和響應(yīng)時(shí)間強(qiáng)約束等特點(diǎn),目前防汛抗旱物資多采用分類存儲(chǔ)策略,先對(duì)物資進(jìn)行分類,再結(jié)合物資之間的相關(guān)性、使用頻率等特點(diǎn),進(jìn)行定位儲(chǔ)存。防汛抗旱物資的分類存儲(chǔ)策略對(duì)提升防汛抗旱物資出庫效率和保障能力至關(guān)重要。

防汛抗旱物資包括機(jī)油、救生衣、帳篷、操舟機(jī)、手提強(qiáng)光巡查燈等;物資規(guī)格涉及物資的長、寬、高和質(zhì)量,為了簡化問題,將一定數(shù)量的單類物資根據(jù)其尺寸組合為該物資標(biāo)準(zhǔn)托盤組,各類物資標(biāo)準(zhǔn)托盤組的長、寬、高及質(zhì)量均滿足貨架限制條件。

本文以單排貨架為研究對(duì)象,在優(yōu)化模塊中建立多層貨架坐標(biāo)系(見圖1),以作業(yè)車在出/入庫臺(tái)的起始位置為原點(diǎn)O(0,0),X軸為貨架長軸方向,Y軸為貨架垂直方向,貨架每列和每層分別為X軸和Y軸方向上的1個(gè)單位長度,確定貨位位置為P(i,j)。

定義主要變量和參數(shù)如下:設(shè)倉庫貨架貨位共有m列n層,則物資所處貨位坐標(biāo)為P(i,j)(0≤i≤m,0≤j≤n);防汛抗旱物資種類數(shù)r;第k類防汛抗旱物資質(zhì)量(單個(gè)托盤組質(zhì)量)Wk(0≤k≤r);第k類防汛抗旱物資調(diào)用頻率pk(0≤k≤r),即一定時(shí)間內(nèi)出庫總次數(shù),等于出庫次數(shù)除以時(shí)間;tij為叉車搬運(yùn)第i列第j層貨位上的貨品所用的時(shí)間;vx和vy分別為穿梭車或叉車的水平和垂直運(yùn)行速度;L和H為一個(gè)貨位的長度和高度;定義決策變量xijk,當(dāng)?shù)?span>k類防汛抗旱物資存放在P(i,j)時(shí),xijk=1,否則xijk=0(0≤k≤r)。

圖1 作業(yè)路徑坐標(biāo)系   下載原圖

在對(duì)物資進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上,將不同類型物資進(jìn)行分庫區(qū)存放,并在不同庫區(qū)進(jìn)行貨位分配,基于貨位分配的原則,構(gòu)建以下模型。

(1)根據(jù)上輕下重的原則,倉庫貨架共有n層m列,設(shè)地面層為第一層,離出口最近的列為第一列,貨位分配優(yōu)化目標(biāo)是每個(gè)托盤上物資的質(zhì)量與其所在層的乘積之和S最小,得到出庫時(shí)間最短優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為

minS=∑i=1m∑j=1n∑k=1rWkxijk(i?1)minS=∑i=1m∑j=1n∑k=1rWkxijk(i-1) (1)

(2)根據(jù)就近出庫、加快周轉(zhuǎn)的原則,使各個(gè)貨位上物資搬運(yùn)時(shí)間之和T最小,也就是使所有物資的調(diào)用頻率和揀選此物資時(shí)叉車運(yùn)行時(shí)間乘積之和最小,由此得到貨架穩(wěn)定性優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為

minT=∑i=1m∑j=1n∑k=1rtijxijkpkminΤ=∑i=1m∑j=1n∑k=1rtijxijkpk (2)

基于權(quán)重法,根據(jù)出庫時(shí)間最短、貨架穩(wěn)定性兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)的重要性程度確定融合模型的權(quán)值α、β(0≤α≤1,0≤β≤1,α+β=1),將出庫時(shí)間最短、貨架穩(wěn)定性兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)融合,建立最終倉儲(chǔ)優(yōu)化多目標(biāo)模型,即

貨位分配是一類組合多目標(biāo)優(yōu)化問題,多目標(biāo)優(yōu)化問題的求解往往可以分為兩種:一是利用權(quán)重法、最大最小法、約束法和目標(biāo)規(guī)劃等方法對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行量化處理,獲得唯一可行解;二是基于人工智能的多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化,如多目標(biāo)遺傳算法、蟻群算法、模擬退火算法等。

基于防汛抗旱物資倉庫的特點(diǎn),運(yùn)用權(quán)重法將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題,考慮到兩個(gè)目標(biāo)具有相同的重要性,將兩個(gè)目標(biāo)均賦給權(quán)重0.5,則目標(biāo)函數(shù)變?yōu)?

等式兩邊各乘以2,可以得到最終的貨位分配多目標(biāo)優(yōu)化模型為

根據(jù)貨架離出口的距離和搬運(yùn)高度的劃分,最佳儲(chǔ)位指位于智能倉儲(chǔ)靠近地面20%的區(qū)域和靠近出口20%的區(qū)域。這些區(qū)域具有易存儲(chǔ)、路徑短、機(jī)械運(yùn)行損耗小的特點(diǎn)。智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)主要由物資存儲(chǔ)搬運(yùn)系統(tǒng)和倉庫管理系統(tǒng)組成。物資存儲(chǔ)搬運(yùn)系統(tǒng)包括貨架、出/入庫臺(tái)和倉儲(chǔ)作業(yè)裝備。

采用多層貨架,密集架形式排列,各貨架具有作業(yè)獨(dú)立性,為便于研究,本文以單排貨架為研究對(duì)象,貨架高度為H′,長度為L,分為m列n層,貨位數(shù)為n×m個(gè),各貨位規(guī)格相同,貨位高度為h′,長度為l,則H′=n×h′,L=m×l。

物資存取系統(tǒng)是由穿梭車系統(tǒng)和叉車組成的,貨架外有一個(gè)出/入庫臺(tái)。車輛往往直接駛?cè)敕姥纯购祩}庫進(jìn)行裝卸作業(yè),這里只考慮物資從出/入庫臺(tái)到具體貨架的過程。

單次存取只使用一臺(tái)穿梭車,負(fù)責(zé)一排貨架的作業(yè)任務(wù)。開始時(shí),穿梭車位于出/入庫臺(tái)固定起始位置,從起始位置計(jì)時(shí)開始,到完成一次存(取)貨物作業(yè)回到起始位置結(jié)束計(jì)時(shí),這一作業(yè)流程的時(shí)間定為一個(gè)作業(yè)時(shí)間。作業(yè)車類型包括穿梭車和叉車,穿梭車負(fù)責(zé)水平方向上的作業(yè),叉車負(fù)責(zé)垂直方向上的作業(yè)及叉取作業(yè)。作業(yè)車速度包括穿梭車空載最大速度vx1、穿梭車負(fù)載最大速度vx2、穿梭車水平加速度ax、叉車垂直速度vy、叉車叉取速度vf,可參照叉車基本作業(yè)參數(shù)取值或者取經(jīng)驗(yàn)值。

穿梭車的運(yùn)行分為穿梭車自身在貨架水平方向的運(yùn)動(dòng)和借助叉車所進(jìn)行的貨架垂直方向運(yùn)動(dòng),負(fù)載和空載速度不同,穿梭車啟動(dòng)和制動(dòng)過程中存在線性的加、減速階段,加、減速度相等,當(dāng)加速度上升到最大時(shí),以最大速度保持勻速運(yùn)動(dòng)。倉庫貨架參數(shù)見表2。

表2 倉庫貨架參數(shù) 導(dǎo)出到EXCEL

建立多層貨架坐標(biāo)系,X軸為貨架長度,Y軸為貨架高度,貨物存儲(chǔ)在貨位內(nèi)。對(duì)于固定的貨架,穿梭車和叉車的搬運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行至各個(gè)貨位的時(shí)間可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律進(jìn)行計(jì)算,從而建立時(shí)間最小模型,可以得出每個(gè)貨位存取貨物所用的時(shí)間。

以二維坐標(biāo)標(biāo)記貨位位置,x為列坐標(biāo),y為層坐標(biāo),以穿梭車在出/入庫臺(tái)的起始位置為原點(diǎn)O(0,0),穿梭車從O點(diǎn)向貨位P(i,j)運(yùn)動(dòng)并返回,完成一次作業(yè)路徑。

水平運(yùn)行距離:Lx=il (6)

垂直運(yùn)行距離:Hy=(j-1)h (7)

將水平運(yùn)行時(shí)間分為tx1和tx2,tx1為空載前往貨位時(shí)間,tx2負(fù)載返回時(shí)間;垂直運(yùn)行時(shí)間為ty。時(shí)間最小模型假設(shè)穿梭車的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng),達(dá)到最大速度vy1保持最大速度勻速運(yùn)動(dòng),穿梭車在到達(dá)目標(biāo)貨位前的運(yùn)動(dòng)為勻減速運(yùn)動(dòng)。這里要考慮到穿梭車運(yùn)行路程較短時(shí)達(dá)不到最大速度的狀態(tài)和運(yùn)行路程足夠其達(dá)到最大運(yùn)行速度的狀態(tài)。

水平方向上,當(dāng)運(yùn)行距離過短時(shí),穿梭車達(dá)不到最大速度vx1就需以原速度進(jìn)行勻減速運(yùn)動(dòng);當(dāng)運(yùn)行距離足夠長時(shí),穿梭車進(jìn)行加速,達(dá)到最大速度vx1后勻速運(yùn)行,然后再勻減速運(yùn)動(dòng)。返回時(shí),穿梭車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同上,但負(fù)載貨物達(dá)不到空載最大速度vx1,只能達(dá)到負(fù)載最大速度vx2。

垂直方向上,叉車從出/入庫臺(tái)上抬升穿梭車時(shí)以vy作勻速運(yùn)動(dòng)。依據(jù)表2中的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)可計(jì)算出作業(yè)時(shí)間,即

ty=Hyvyty=Ηyvy (10)

在穿梭車運(yùn)動(dòng)過程中,根據(jù)目標(biāo)貨位位置,先在垂直方向提升到相應(yīng)貨層,再在水平方向進(jìn)行作業(yè),穿梭車的單次作業(yè)總時(shí)間為

T=tx1+tx2+ty+tf (11)

以3層、10列為例,得到穿梭車到達(dá)每個(gè)貨位的作業(yè)時(shí)間見表3。

表3 貨位作業(yè)時(shí)間 導(dǎo)出到EXCEL

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以江蘇省水利防汛物資儲(chǔ)備中心鎮(zhèn)江分中心倉庫省級(jí)防汛抗旱物資智能倉儲(chǔ)區(qū)貨位分配為例進(jìn)行實(shí)證分析。

在儲(chǔ)存物資的選擇上,根據(jù)近年來江蘇省防汛抗旱物資儲(chǔ)備中心的物資調(diào)用種類和數(shù)量等情況,結(jié)合倉庫大小與貨架安排,選出了機(jī)油、救生衣、帳篷、操舟機(jī)、手提強(qiáng)光巡查燈等5種物資。它們的使用頻率較高,形狀較規(guī)則,適合放置在多層貨架上,具體的儲(chǔ)備量見表4。

表4 存儲(chǔ)物資規(guī)格及數(shù)量 導(dǎo)出到EXCEL

根據(jù)江蘇省水利防汛物資儲(chǔ)備中心鎮(zhèn)江分中心拆建工程總平面布置圖可知,倉庫內(nèi)部存儲(chǔ)庫的最小長、寬分別為30、18 m,故智能倉儲(chǔ)區(qū)的長不應(yīng)超過30 m,寬不應(yīng)超過18 m。由于目前倉庫的具體位置還未確定,因此將智能倉儲(chǔ)區(qū)的尺寸設(shè)為30 m×18 m,面積為540 m2,這樣可以適用于倉庫內(nèi)部任意區(qū)域。

防汛抗旱物資具有存儲(chǔ)的種類少、批量大、物資笨重、不宜人工搬運(yùn)、出庫頻率低、出庫時(shí)效性要求高等特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn),可以選擇的貨架有托盤式貨架、貫通式貨架、穿梭式貨架、懸臂式貨架等幾種類型。

該案例中智能貨架的貨位規(guī)格初步確定為1.5 m×1.1 m×1.5 m。表5列出了幾種貨架的優(yōu)缺點(diǎn)。

表5 貨架類型分析 導(dǎo)出到EXCEL

托盤式貨架和貫通式貨架均需要配備叉車,穿梭式貨架需配備穿梭車和叉車。倉庫空間利用率排序?yàn)橹悄艽嫒×Ⅲw庫貨架>穿梭式貨架>貫通式貨架>托盤式貨架,總估價(jià)排序?yàn)橹悄艽嫒×Ⅲw庫貨架>穿梭式貨架>貫通式貨架>托盤式貨架。穿梭車單價(jià)為10萬元,500 m2的倉庫可配備2～3臺(tái)。貨架為定做,規(guī)格為1.5 m×1.1 m×1.5 m,不同類型的貨架每貨位價(jià)格不等,其中托盤式貨架價(jià)格最低。叉車需要3～4輛,考慮到防汛倉庫的低使用率,可租賃叉車,既可節(jié)省成本,又避免了資產(chǎn)閑置,租賃價(jià)格每臺(tái)每年約為0.5萬元。若要購買叉車,電動(dòng)叉車經(jīng)濟(jì)環(huán)保,并且較柴油叉車要窄,滿足巷道作業(yè)要求,可選擇電動(dòng)叉車,每臺(tái)價(jià)格為6～8萬元。

托盤常見規(guī)格在不同國家有不同標(biāo)準(zhǔn),我國最常見的托盤規(guī)格是1 200 mm×1 000 mm,這也是歐式托盤的常見規(guī)格之一。木質(zhì)類平托盤造價(jià)較低且耐用,較適用于防汛抗旱物資的需求,價(jià)格約為35～60元。

在存放物資時(shí),還需考慮托盤承載物資的合理性,包括達(dá)到托盤80%的表面積利用率、承載物資的重心高度不應(yīng)超過托盤寬度的2/3。一般而言,物資在托盤上的高度不能超過1 200 mm。各類物資的數(shù)量及堆垛安排見表6。這些物資是放置在穿梭式貨架上的,發(fā)電機(jī)和拖車式水泵是平放在地面上的,如未來有更多物資,可以在上層增加穿梭式貨架。物資堆垛示意見圖2。

表6 物資數(shù)量及堆垛安排 導(dǎo)出到EXCEL

圖2 物資堆垛示意   下載原圖

根據(jù)現(xiàn)有智能倉庫的面積和物資存儲(chǔ)的要求,對(duì)倉庫的內(nèi)部布局進(jìn)行設(shè)置,見圖3。

圖3 平面布局   下載原圖

A、B區(qū)均為智能貨架區(qū);C區(qū)為特殊物資區(qū)域,用普通貨架和懸臂式貨架,如帳篷撐桿和數(shù)量極少的物資;D區(qū)為待放區(qū)域,可以作為補(bǔ)充或者添加物資區(qū)域,如發(fā)電機(jī)、拖車時(shí)水泵等物資。A區(qū)平面面積約為11 m×18 m=198 m2,B區(qū)平面面積約為12.1 m×7.5 m=90.75 m2,C區(qū)平面面積約為10 m×1.2 m=12 m2,D區(qū)平面面積約為12 m×6.5 m=78 m2;空白區(qū)為巷道,中間巷道寬為6 m,其余巷道寬為3 m左右。上方為入庫口,下方為出庫口,出入口兩側(cè)可以設(shè)置臨時(shí)分揀區(qū)。若一次性出庫量較大,可以將上方的入庫口作為臨時(shí)出庫口使用,提升防汛抗旱物資的調(diào)用效率。此外,若倉庫受現(xiàn)實(shí)條件限制,出入口也可合二為一。

基于貨位分配模型以及防汛倉庫的物資調(diào)用記錄等信息,可將操舟機(jī)、救生衣、帳篷、機(jī)油和巡查燈分為一類,發(fā)電機(jī)、拖曳式水泵等分為一類。將適合存放在智能倉庫的物資大致分為3個(gè)類別:Ⅰ為操舟機(jī)、救生衣、帳篷;Ⅱ?yàn)闄C(jī)油、巡查燈和帳蓬撐桿;Ⅲ為發(fā)電機(jī)、拖曳式水泵及其他未來需要放進(jìn)智能倉庫的物資。Ⅰ類物資使用頻率最高且量極大;Ⅱ類物資使用頻率較高,量極少;Ⅲ類物質(zhì)使用頻率較低,物資量較少且體積、質(zhì)量都較大,不易移動(dòng)。

按照類別來進(jìn)行貨位區(qū)安排,結(jié)合物資數(shù)量與貨架的貨位數(shù),Ⅰ類物資的貨位區(qū)安排在A區(qū)和B區(qū),其中:救生衣放在A區(qū),操舟機(jī)和帳篷放在B區(qū)。Ⅱ類物資機(jī)油、帳篷撐桿和手提式巡查燈,考慮帳篷與撐桿的相關(guān)性,安排在C區(qū)。Ⅲ類物資中發(fā)電機(jī)與拖曳式水泵單獨(dú)平層依次排列放在D區(qū)。

貨物按照貨位分配原則分區(qū)定位存放,能在調(diào)取物資時(shí)快速精準(zhǔn)找到物資,迅速進(jìn)行出庫,提升效率,也方便進(jìn)行檢查、盤點(diǎn)、養(yǎng)護(hù)。

按照不同貨架類型可將貨架布局具體分為兩大類,第一類為托盤式貨架,需要較多的巷道,空間利用率整體較低;第二類為密集式貨架,有貫通式貨架、穿梭式貨架和智能存取立體庫,巷道少,空間利用率高。

托盤式貨架的具體貨位見圖4,單層貨位數(shù)即A、B區(qū)的貨位數(shù)(合計(jì)90),設(shè)置為5層。

圖4 托盤式貨位(單位:m)   下載原圖

第二類密集式貨架,貫通式貨架、穿梭式貨架和智能立體貨架均可按照此方式布置,貨架放置的方式為橫放式,利用主干道保障救生衣物資進(jìn)出庫的分流,單層貨位數(shù)為176,貨架層數(shù)為4層,一共704個(gè)貨位,貨位平面見圖5。

圖5 密集式貨架(單位:mm)   下載原圖

C區(qū)放置帳篷桿的部分,整個(gè)區(qū)域?yàn)? m×1.2 m。10桿成捆放置一個(gè)貨架,貨位上下距均為0.5 m,高為3 m,一共12個(gè)貨位。右邊是普通貨架,貨位規(guī)格為1.4 m×1.0 m×1.5 m,單層有5個(gè)貨位,一共4層,放置機(jī)油、巡查燈等量極少的物資,方便存取。D區(qū)空余空間為78 m2,用于存放未來增加的物資,或滿足其他需求。

對(duì)此貨位優(yōu)化模型在Matlab軟件中進(jìn)行編程,運(yùn)行后可以得到總目標(biāo)函數(shù)值h隨迭代次數(shù)的變化曲線,見圖6。

由圖6可知,通過不斷的函數(shù)迭代,總目標(biāo)函數(shù)值h隨迭代次數(shù)的增大而不斷減小,直到迭代次數(shù)達(dá)到170代以后,總目標(biāo)函數(shù)值h基本上不再變化,此時(shí)目標(biāo)函數(shù)基本達(dá)到收斂,最終結(jié)果為1.44×105。

圖6 函數(shù)值h隨迭代次數(shù)變化曲線   下載原圖

根據(jù)上述模型,基于遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化,使用Matlab求解,可以得出鎮(zhèn)江智能倉庫存儲(chǔ)物資使用密集式貨架在各區(qū)的貨位分配結(jié)果,見表7。

表7 貨位分配簡化表示結(jié)果 導(dǎo)出到EXCEL

本文詳細(xì)介紹了防汛抗旱物資智能倉儲(chǔ)原則、貨位分配策略,建立了防汛抗旱物資貨位分配的多目標(biāo)優(yōu)化模型及其簡化方法,并以江蘇省水利防汛物資儲(chǔ)備中心鎮(zhèn)江分中心倉庫省級(jí)防汛抗旱物資智能倉儲(chǔ)區(qū)貨位分配為例進(jìn)行實(shí)證分析。基于Matlab編程得到優(yōu)化的貨位分配策略,取得了較好的效果,可為有效提升防汛抗旱物資倉儲(chǔ)效率和管理水平、減少洪旱災(zāi)害損失提供借鑒。