遗传算法在自动仓储系统ASRS中的应用研究.pdf

自主创●斤 实现物流工程的舅}续与科·垆发晨 Kimeta1．A andcontrol architectureforwarehouse Transactions， E18]Byung-In hybridscheduling system management口]．1iE 2003，19(6)：991-1001 遗传算法在自动仓储系统(AS／RS)中的应用研究* 孙慧，肖林京，吴广伟 (山东科技大学机电学院) 摘要：自动仓储系统是生产物流的重要组成部分，包括堆垛机系统、货架系统、AGV输送系统、自动分拣系统和 计算机管理系统等组成，要保证整个系统的性能指标最优，就要优化调度各系统协调运转。这是一个典型 的大系统离散事件优化控制问题。对于AS／RS的全局优化问题，传统的优化方法是采用建立在梯度计算 基础上的非线性规划类方法，存在局部优化性及不稳健等缺陷。遗传算法是一种新的优化算法，源于生物 遗传学和适者生存的自然规律，遗传算法在求解问题时，不依赖于具体的问题，具有其他算法所没有的自 适应性、全局优化性和隐含并行性，体现出很强的解决问题的能力。，将遗传算法应用于自动仓储系统，利 用最大保留交叉、交叉率和变异率自适应调整等技术，设计了基于自然数编码的遗传算法，进行了A(w的 优化调度及堆垛机的线路优化，通过仿真实验表明，基于这种编码的遗传算法能够很快有哪些信誉好的足球投注网站到最优解，并 且使有哪些信誉好的足球投注网站到的最优解精度更高。 关键词：自动仓储系统遗传算法优化调度库位号 1 自动仓储系统删RS 自动仓储系统AS／RS(AutomaticStorageRetrievalSystem)又称自动化立体仓库、立库、高层货架仓 库，是一种利用高层立体货架(托盘系统)储存物资，用电子计算机控制管理和用自动控制堆垛运输车进行存 取作业的仓库。它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操 作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。 自动化仓储系统主要有高层货架、巷道式堆垛机、出入库输送系统、通讯系统、电气控制系统、计算机管 理监控系统、搬运小车、货箱或托盘等设备组成。要保证整个系统的性能指标最优，就要优化调度各系统协 调运转，系统优化主要面临以下问题：如何确定自动仓储系统库位号的排列；如何确定堆垛机的运行路线；如 何实现AGV的优化调度。优化的重要指标是出入库能力、运行总路径、任务的及时完成情况、车辆的数量 等。这是一个多目标线性全局优化问题，必须设计合理的优化调度方案。 随着现代控制技术和计算机技术的不断发展，自动存储系统将向着控制最优化、运行智能化方向发展， 对其的优化已成为物流技术发展的一个重要趋势。 2遗传算法 遗传算法(Genetic 进化过程，通过全面模拟选择和遗传机制，形成一种具有“生成+检验”特征的有哪些信誉好的足球投注网站算法。遗传算法以编 码空间代替问题的参数空间，以适应度函数为评价依据，以编码群体为进化基础，以对群体中个体位串的 遗传操作实现选择和遗传机制，建立起一个迭代过程。在这一过程中，通过随机重组编码位串中重要的 基因，使新一代的位串集合于老一代位串的集合，群体的个体不断进化，逐渐接近最优解，最终达到求解 问题的目的。 二物流仓储技术 简单遗传算法的基本步骤如下： (1)选择编码策略，把参数集合和域转换为位串结构空间S； (2)定义适应值函数厂(X)； (3)确定遗传策略，包括选择群体大小靠，选择、交叉、变异方法，以及确定交叉概率Pf，变异概率Pm等 遗传参数； (4)随机初始化生成群体P： (5)计算群体中个体位串解码后的适应值； (6)按照遗传策略，运用选择、交叉和变异作用于群体，形成下一代群体； (7)判断群体性能是否满足某一指标，或者已完成预定迭代次数，不满足则返回步骤(6)，或者修改遗传 策略再返回步骤(6)。 3 自动化仓储系统的优化 3．1优化过程中涉及的几个问题 3．1．1编码问题 在堆垛机与AGV的优化问题中，出入库任务量非常大，这就造成了遗传算法中染色体长度的急剧增