一种烟箱组合出库算法设计.docx

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一种烟箱组合出库算法设计

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【摘要】通过对背包算法进行改造，设计了一种新的烟丝库出库算法，并设计了模拟出库程序，进行了出库模拟。通过与传统出库算法对比发现，该出库算法可以有效解决出库余料问题。

【关键词】出库算法；模拟；余料

1.概述

近年来，箱式贮丝的方式得到广泛应用，相较于传统的贮丝柜存储，箱式贮丝方式具有生产组织灵活、烟丝水分散失小等特点[1-4]。箱式贮丝模式下进行掺配，利用先进先出的出库算法出库时，为了保证掺配丝能够满足掺配量的要求，掺配丝出库的量一般大于理论需求量，因此会产生余料，余料接出后会再次装箱入库，这就降低生产效率并增加了烟丝的造碎。为了避免掺配后产生余料，就必须让实际的出库掺配丝重量小于其理论需求重量，为了能够满足掺配精度要求，可人工添加差额掺配丝。

2.算法设计

进行掺配时，箱式贮丝库调度系统依据配方叶丝实际重量，计算各掺配物料理论重量，通过合理组合各掺配丝出库烟箱数量，使各掺配物料实际重量最接近于其理论重量。

上述问题可描述为：库内共有N个烟箱，N个烟箱重量分别为(W1,W2,…WN)，目标重量为WT，掺配精度设置为α，求满足库内烟箱组合，使得组合重量之和最接近WT(1+α)。

则目标函数为：

约束为:

此问题可借鉴动态规划中的0-1背包问题解决方案进行处理，由于0-1背包问题属于整型问题，因此首先应将非整型问题转化为整型问题，即将重量数组取整，若单箱烟丝重量为小数则向上取整，例120.2kg取整为121kg，若已为整数则无需转化；将所需烟丝总重量向下取整，例220.6kg取整为220kg，若已为整数则无需转化。

针对整形背包问题用状态转移方程求解：设P（i，j）为在目标重量为j情况下，烟箱i，i+1…n组合所求得的最优解的重量值。当jWi时，加上第i个烟箱后的重量会超过目标重量j，所以其最优解和前i-1个烟箱求得的最优解是相同的；当j≥Wi时，可以选取或不选取第i个烟箱，当不选取时，最优解和P（i-1，j）相同，当选取时，其最优解为P（i-1，j-Wi）再加上第i个烟箱的重量，这种情况下取二者较大的值即为最优解，状态转移方程为：

为了确定出库的箱号，从P（n，j）的值向前推演，如果P（n，j）＞P（n-1，j），则表明第n个烟箱已被选择出库，否则表明第n个烟箱没有被选择出库，以此类推确定第一个烟箱是否选择出库为止，因此可得到如下函数：

通过如上函数即可确定出库箱号。

3．出库模拟

根据实际生产过程中各掺配丝的装箱量、装箱数及单箱重量浮动值，建议模拟库存，并根据掺配比例模拟某批次某掺配物的出库箱号和出库总量，图1是差额出库算法模拟画面。

图1差额出库算法模拟画面

表1是利用差额出库算法模拟后的结果，从结果来看各批次掺配丝出库总量的精度偏差成增大的趋势，这是由于随着生产的进行，总量掺配出库算法组合箱体时，可选择的箱体逐渐减少，箱体组合的重量与理论所需重量的差值增大，相应的出库总量精度偏差增大。各批次掺配实际出库的总量均小于实际的掺配量，有11个箱体需要进行重量补差，各批次掺配过程中，均没有余料产生。

表1差额出库算法模拟结果

4．结语

本文以背包算法为基础，提出了一种的差额出库算法，该算法可通过计算得出最接近于实际需求量烟箱组合，通过模拟分析发现，掺配实际出库的总量均小于实际的掺配量，各批次掺配过程中，均没有余料产生。

参考文献：

[1]陈昱.杭州卷烟厂配方与制丝物流高架库系统[J].物流技术与应用,2013,18(08):78-83.

[2]姚窑.面向精细化控制模式的卷烟厂制丝生产系统规划与设计[D].浙江工业大学,2013.

[3]张思荣.现代卷烟工厂建设创新与实践[M].中国建筑工业出版社,201112.388.

[4]吴玉生.烟丝箱式储存技术在卷烟生产线上应用的思考[J].价值工程,2011,30(16):40-41.

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-全文完-