自动化立体仓库出入库调度研究

１ 引言
　　
　　自动化立体仓库是一种用计算机控制管理和用自动控制装置控制堆垛机进行存取作业的仓库。对于给定的自动化立体仓库，其运行效率高低与出入库调度系统的设计好坏有密切关系，文献?１?３?对自动化立体仓库系统优化调度进行了较深入的研究，所采用的方法包括Ｐｅｔｒｉ网、时态逻辑、模拟退火、遗传算法、神经网络、弹性网算法等。除这些方法外，专家系统是一种应用较广的调度方法，但其在自动化立体仓库出入库调度中的应用却很少有文献涉及。本文在对常见的自动化立体仓库作业调度和货位分配原则进行归纳总结的基础上，建立专家系统的知识库和推理机制，通过算例探讨了专家系统在立体仓库调度中应用的可行性。

　　２ 立体仓库模型

　　立体仓库包括输送系统、出入库台、巷道堆垛机、货架等几部分，其布局如图１所示。其中输送系统负责将经过分拣的货物送至各巷道的入库台以及将各出库台的货物送出立体仓库。每一巷道内有一台堆垛机在巷道内运行，将货物从货架取出放在出库台或将入库台的货物放入货架。立体仓库的整体布置方式为同端式，即货物同端出入库。仓库规模为１２（行）×５０（列）×７（层）＝３ ５００（个）货位，属于中型在线仓库。根据货物出入库频率及重量，将整个仓库划分为Ａ、Ｂ、Ｃ三个区，方便货物管理。假设模型中输送系统物流畅通，即入库时堆垛机可以及时从入库台得到入库货物，出库时输送系统能将出库台的货物及时运走。

　　３ 立体仓库调度专家系统的建立

　　３．１立体仓库调度专家系统基本构成?４?

　　所谓专家系统，就是一种在相关领域中具有专家水平解题能力的智能程序系统，它能应用专家多年积累的经验与专门知识，模拟人类专家的思维过程，求解需要专家才能解决的困难问题。

　　本专家系统有六个组成部分：输入部分、知识库、推理子系统、综合数据库、解释子系统和知识获取系统。如图２所示。

　　知识库存储从专家那里得到的关于立体仓库出入库调度的专门知识；推理子系统具有依据一定调度策略进行推理的能力，即能够依据知识库推导出结论而不是简单地去搜索现成的答案；综合数据库用于存放系统运行过程中所需要和产生的所有信息，包括问题的描述、中间结果、解题过程的记录等信息；解释子系统负责回答用户提出的各种问题；知识获取子系统负责管理知识库中的知识，包括根据需要修改、删去或添加知识及由此引起的一切必要的改动，维持知识库的一致性、完整性等。

　　３．２立体仓库专家系统知识库的建立

　　立体仓库的出入库调度任务主要包括两个方面：一是作业任务调度，即将众多待执行的任务进行排序；二是货位管理，即货物入库、出库时为其分配最优货位。知识库就是在作业调度原则和货位管理原则的基础上建立的。

　　３．２．１作业调度原则（任务排序）?１??３?

　　（１）先到先服务原则：这是出入库调度的基本原则之一，不考虑任务类型和优先级等因素，先到的任务申请先处理。这种原理适用于同类任务或优先权对系统影响很小的系统。

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