一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法与系统，首先构建一种能够自适应调整空间的智能仓储系统，主要包含仓储货架结构、信息采集单元和储物槽自适应优化控制系统；然后，预测出不同原材料未来的储存空间需求信息，获取所有原材料需要占用的储物槽空间尺寸；进而读取仓储货架的整体信息并设置约束条件，构建储物槽自适应优化调整的数学模型；基于数学模型，采用遗传算法对储物槽优化问题进行求解，得到最优的储物槽配置结构方案；最后，智能仓储系统的控制系统根据所得到的最优的储物槽配置结构方案，对仓储货架结构进行调节，实现对各储物槽进行自适应调整。实现对各储物槽进行自适应调整。实现对各储物槽进行自适应调整。

【技术实现步骤摘要】
一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法与系统


[0001]本专利技术涉及仓储物流
，尤其涉及一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法与系统。

技术介绍

[0002]为满足日益激烈的市场竞争，制造企业常常生产多种多样的产品，往往需要使用种类多样的原材料。为保证生产的稳定可靠运行，生产车间需要保留一定的原材料库存量。企业的库存周转效率以及库存空间的合理利用，对于降低库存成本与提升企业的生产效益具有重要的作用。
[0003]当前，消费者对个性化定制产品的需求越来越广泛。为满足这种需求，企业需不断调整其原材料的种类与规格。由于用户需求的动态变化特性，原材料的种类与规格也在动态变化，对仓储系统中储物槽的空间需求也在动态变化，需要对储物槽的空间尺寸进行调整。当前企业常使用人工基于经验调节储物槽空间，会造成较多的空间浪费。随着物联网、嵌入式等新一代信息技术的发展及其在制造企业的广泛运用，制造车间内部的生产系统与物流系统的实时状态能够被动态感知，进而可以依据对制造过程及仓储数据、原材料尺寸变化预测情况的综合分析，预测出原材料储存空间需求，动态调整储物槽大小。
[0004]目前，在智能仓储系统的储物槽调整的专利技术专利研究有：中国专利《一种物流管理智能仓储设备》提出包含仓储货架、抬升装置和移动装置的智能仓储设备，可以方便工作人员将货物存放至货架的较高处；中国专利《智能仓储系统》提出包含仓储柜和操作平台的智能仓储系统，而仓储柜中包含的信息管理单元和移动机器人可以动态地接受货柜信息并动态规划移动机器人的路径，解决仓储柜存取不方便的问题；中国专利《一种应用于智能仓储的自适应控制方法和仓储控制系统》通过控制装车机对物料包进行自适应码垛装车，能够在司机将车辆停偏的情况下无需调整车辆姿态，也能顺利完成码垛装车；中国专利《一种基于自适应任务池的智能仓储多机器人任务分配方法》结合智能算法实现对动态加入藏入系统的任务进行优化分配，并且算法的运行与机器人智能任务并行进行，提高了仓储系统的运行效率。
[0005]尽管上述专利技术对智能仓储系统的自适应管控具有较好的促进作用，但针对本专利技术拟解决的仓储系统储物槽自适应优化调整方面，仍需要在以下新问题上获得突破：由于个性化定制环境下，产品原材料在不断变化，需要对储物槽的空间设置进行动态调整，而当前智能仓储系统主要侧重于物品存取过程的自动化实现与存取任务的自适应分配过程，储物空间的调整常基于员工经验进行，带来仓储空间分配不合理、空间浪费严重等问题，进而会使得仓储物流系统中原材料存放量受到限制、仓储运转效率受到影响。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提出了一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法与系统，通过构建一种能够自适应调整空间的智能仓储系统及控制方法，解
决当前制造企业原材料频繁变化带来的储物空间不能使用或浪费严重，进而带来原材料存放量受到限制的问题。
[0007]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1：获得的产品订单信息、采购需求信息以及不同原材料的库存信息，以预测出不同原材料未来的储存空间需求信息；
[0010]步骤2：制定智能仓储系统储物槽空间的优化配置决策方案，且智能仓储系统进行自适应调节；
[0011]步骤2.1：获取所有原材料需要占用的储物槽空间尺寸；
[0012]步骤2.2：读取仓储货架的整体信息，包含每层货架的最大尺寸、不同储物槽之间的依存关系、储物槽尺寸设置的约束条件；
[0013]步骤2.3：构建储物槽自适应优化调整的数学模型；
[0014]步骤2.4：基于数学模型，采用遗传算法对储物槽优化问题进行求解，得到最优的储物槽配置结构方案；
[0015]步骤2.5：智能仓储系统基于所得到的最优的储物槽配置结构方案，控制系统根据最优的储物槽配置结构方案对仓储货架结构进行调节，实现对各储物槽进行自适应调整。
[0016]进一步，步骤1中预测储存空间需求信息的方法为：
[0017]步骤1.1：从企业管理系统中获取新加入的生产订单信息，得到产品的个性化定制需求；
[0018]步骤1.2：基于个性化定制产品的组成结构，得到订单的原材料使用需求；
[0019]步骤1.3：分析企业当前正在加工的订单完成情况以及仓储系统中各物料库存信息，得到仓储系统中原材料的剩余可用数量信息；
[0020]步骤1.4：将剩余可用原材料的属性信息与新订单对相应原材料的需求信息进行对比；如果已有原材料的属性信息满足新产品的需求，则从新订单的原材料需求中剔除该原材料；否则，跳转至步骤1.5；
[0021]步骤1.5：基于构成产品的原材料的详细需求，获得原材料需求信息表，向采购部门释放采购需求；
[0022]步骤1.6：采购部门获得不同原材料的存放需求信息，该信息包含包装形式及尺寸、单个包装里原材料数量、存储位置与环境需求、存储数量；
[0023]步骤1.7：向仓储系统释放原材料的存放需求信息。
[0024]进一步，步骤2.1中获取所有原材料需要占用的储物槽空间尺寸的方法为：
[0025]步骤2.1.1：随机选择一个原材料的空间存放需求信息，并获得最邻近的储物槽空间尺寸大小；
[0026]步骤2.1.2：迭代步骤2.1.1，直到计算出所有原材料需要占用的储物槽空间；
[0027]步骤2.1.3：将获得的储物槽空间需求信息释放给数据集中分析单元；
[0028]进一步，构建储物槽自适应优化调整的数学模型的方法为：
[0029]步骤2.3.1：构建储物槽自适应优化调整的目标函数，分别是：
[0030]最大化空间利用率目标函数
[0031]最大化原材料储物量目标函数
[0032]其中，x
i
,y
i
,z
i
分别指代第i种原材料有效占用的长、宽、高三个维度的尺寸，i＝1、2、 3
…
、n，n为原材料的总数量；H
j
表示第j个货架的整体体积，j＝1、2、3
…
、m，m为货架总数；N
i
表示第i类原材料的数量；
[0033]步骤2.3.2：构建储物槽空间优化配置的约束条件，约束条件主要包含仓储货架每行总长度、货架总高度、单层货架高度和货架宽度限制。
[0034]进一步，货架总长度约束表示为其中，S
LJa
指预计放置到第J个货架的第a行的原材料集合，T
a
为第J个货架放置第a行的原材料总数量，L
J
为第J个货架的总长度约束。
[0035]进一步，货架总高度约束表示为其中，S
LJb
指预计放置到第J个货架的第b列的原材料集合，T
b
为第J个货架放置第b列的原材料总数量，H
J
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获得的产品订单信息、采购需求信息以及不同原材料的库存信息，以预测出不同原材料未来的储存空间需求信息；步骤2：制定智能仓储系统储物槽空间的优化配置决策方案，且智能仓储系统进行自适应调节；步骤2.1：获取所有原材料需要占用的储物槽空间尺寸；步骤2.2：读取仓储货架的整体信息，包含每层货架的最大尺寸、不同储物槽之间的依存关系、储物槽尺寸设置的约束条件；步骤2.3：构建储物槽自适应优化调整的数学模型；步骤2.4：基于数学模型，采用遗传算法对储物槽优化问题进行求解，得到最优的储物槽配置结构方案；步骤2.5：智能仓储系统基于所得到的最优的储物槽配置结构方案，控制系统根据最优的储物槽配置结构方案对仓储货架结构进行调节，实现对各储物槽进行自适应调整。2.根据权利要求1所述的一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法，其特征在于，步骤1中预测储存空间需求信息的方法为：步骤1.1：从企业管理系统中获取新加入的生产订单信息，得到产品的个性化定制需求；步骤1.2：基于个性化定制产品的组成结构，得到订单的原材料使用需求；步骤1.3：分析企业当前正在加工的订单完成情况以及仓储系统中各物料库存信息，得到仓储系统中原材料的剩余可用数量信息；步骤1.4：将剩余可用原材料的属性信息与新订单对相应原材料的需求信息进行对比；如果已有原材料的属性信息满足新产品的需求，则从新订单的原材料需求中剔除该原材料；否则，跳转至步骤1.5；步骤1.5：基于构成产品的原材料的详细需求，获得原材料需求信息表，向采购部门释放采购需求；步骤1.6：采购部门获得不同原材料的存放需求信息，该信息包含包装形式及尺寸、单个包装里原材料数量、存储位置与环境需求、存储数量；步骤1.7：向仓储系统释放原材料的存放需求信息。3.根据权利要求1所述的一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法，其特征在于，步骤2.1中获取所有原材料需要占用的储物槽空间尺寸的方法为：步骤2.1.1：随机选择一个原材料的空间存放需求信息，并获得最邻近的储物槽空间尺寸大小；步骤2.1.2：迭代步骤2.1.1，直到计算出所有原材料需要占用的储物槽空间；步骤2.1.3：将获得的储物槽空间需求信息释放给数据集中分析单元。4.根据权利要求1所述的一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方法，其特征在于，构建储物槽自适应优化调整的数学模型的方法为：步骤2.3.1：构建储物槽自适应优化调整的目标函数，分别是：
最大化空间利用率目标函数最大化原材料储物量目标函数其中，x
i
,y
i
,z
i
分别指代第i种原材料有效占用的长、宽、高三个维度的尺寸，i＝1、2、3
…
、n，n为原材料的总数量；H
j
表示第j个货架的整体体积，j＝1、2、3
…
、m，m为货架总数；N
i
表示第i类原材料的数量；步骤2.3.2：构建储物槽空间优化配置的约束条件，约束条件主要包含仓储货架每行总长度、货架总高度、单层货架高度和货架宽度限制。5.根据权利要求4所述的一种智能仓储系统储物槽自适应优化调整方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文波，周曼，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：