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自动化立体仓库的若干关键技术与仿真

作　者: 张欢欢
导　师: 杨将新；曹衍龙
学　校: 浙江大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 自动化立体仓库货架最佳参数货位设计布局设计货位分配遗传算法巷道堆垛机出入库作业路径优化仿真 Flexsim
分类号: TH187
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

自动化立体仓库成为企业生产自动化和管理信息化的标志之一,其设计、优化和仿真是现代物流关键技术之一。本文系统地分析了自动化立体仓库的总体规划和设计方法,在此基础上研究了自动化立体仓库货位分配策略及优化分析、堆垛机出入库作业路径优化设计技术,并基于Flexsim仿真优化技术对自动化立体仓库的运行状况进行了可视化仿真研究。论文的主要研究内容和相关章节如下:1.阐述了自动化立体仓库的定义、组成、功能和特点,回顾了自动化立体仓库在国内外的发展历程,展望了自动化立体仓库的发展趋势,分析了国内外自动化立体仓库及物流系统仿真的研究现状。最后给出了本论文的主要研究内容和组织结构。2.研究了自动化立体仓库规划设计流程。首先分析了自动化立体仓库规划设计的原则、方法、过程及主要工作内容,接下来探讨了自动化仓库规划设计中货架最佳高度和长度确定、货位尺寸计算模型和仓库的布局方法;最后结合一个自动化立体仓库规划设计实例,分析了设计的流程。3.研究了自动化立体仓库货位分配策略及优化分析。在分析自动化立体仓库常见的货物存放模式的基础上,按照自动化立体仓库货位分配原则建立合理的货位分配数学模型,并应用遗传算法来求解该数学模型,寻求最优的货位分配方案。最后给出了实例验证。4.基于时间最优研究了自动化立体仓库中堆垛机出入库作业路径优化技术。分析了堆垛机出入库作业运行时间,在此基础上建立了堆垛机出入库作业基于时间最优的作业路径优化数学模型,采用遗传算法,设计了相应的编码方法、初始群体生成策略和遗传算子,对这一组合优化数学模型进行求解。最后结合具体实例对所提方法的可行性进行验证分析。5.探讨了物流系统仿真的建模方法、仿真步骤。研究了基于Flexsim仿真平台的物流系统仿真优化技术,在此基础上建立了自动化立体仓库的动态仿真模型,对自动化立体仓库运行状态进行可视化研究。通过观察模型的运行情况和分析仿真结果,验证分析设计方案的可行性。6.回顾与总结全文的主要研究内容,归纳了本文的主要研究成果,并对今后的研究工作做了展望。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-8
Abstract  8-10
目次  10-14
1 绪论  14-32
  1.1 引言  14-15
  1.2 自动化立体仓库简介  15-18
    1.2.1 自动化立体仓库的定义  15
    1.2.2 自动化立体仓库的组成与功能  15-17
    1.2.3 自动化立体仓库的特点  17-18
  1.3 自动化立体仓库的发展过程及发展趋势  18-21
    1.3.1 自动化立体仓库的发展过程  18-20
    1.3.2 自动化立体仓库的发展趋势  20-21
  1.4 国内外自动化立体仓库设计研究状况  21-26
    1.4.1 国内外自动化立体仓库设计主要研究内容  21-23
    1.4.2 国内外自动化立体仓库设计的研究现状  23-26
  1.5 物流系统仿真及其研究现状  26-28
    1.5.1 物流系统仿真概述  26
    1.5.2 物流系统仿真国内外研究现状  26-28
  1.6 课题背景与论文的主要研究内容  28-30
    1.6.1 课题背景  28
    1.6.2 论文的主要研究内容  28-30
  1.7 本章小结  30-32
2 自动化立体仓库的总体规划与设计  32-52
  2.1 引言  32
  2.2 自动化立体仓库的总体规划与设计基础  32-36
    2.2.1 一般原则  32-33
    2.2.2 主要过程与步骤  33-36
  2.3 自动化立体仓库货架设计模型分析  36-43
    2.3.1 货架最佳参数确定模型  36-41
    2.3.2 货位空间尺寸计算模型  41-43
  2.4 自动化立体仓库的总体布局研究  43-46
    2.4.1 自动化立体仓库物流线路分析  43-44
    2.4.2 自动化立体仓库货架布局和输送系统布局研究  44-46
  2.5 自动化立体仓库规划设计实例分析  46-50
  2.6 本章小结  50-52
3 自动化立体仓库货位分配策略研究  52-70
  3.1 引言  52
  3.2 货物存储模式和货位分配原则  52-54
    3.2.1 货物存储模式分析  52-53
    3.2.2 货位分配原则  53-54
  3.3 货位分配问题分析  54-58
    3.3.1 货位分配问题的提出  54
    3.3.2 货位分配数学模型的建立  54-58
  3.4 基于遗传算法的货位分配数学模型的求解  58-66
    3.4.1 多目标优化问题基本概念与求解方法  58-59
    3.4.2 遗传算法的基本原理和存在的问题  59-60
    3.4.3 改进遗传算法  60-63
    3.4.4 基于改进遗传算法的多目标货位分配优化过程  63-66
  3.5 实例分析  66-69
  3.6 本章小结  69-70
4 堆垛机出入库作业最优路径设计  70-86
  4.1 引言  70
  4.2 堆垛机出入库作业运行时间分析  70-72
  4.3 堆垛机出入库作业路径的数学模型分析  72-75
    4.3.1 建立堆垛机出入库作业最优路径的数学模型  72-74
    4.3.2 数学模型的求解方法选择  74-75
  4.4 基于遗传算法的数学模型的求解  75-82
    4.4.1 编码与解码  75-79
    4.4.2 初始群体的产生办法  79
    4.4.3 个体评价方法与最优个体保存策略  79-80
    4.4.4 设计遗传算子  80-82
    4.4.5 基于遗传算法的堆垛机出入库作业路径优化过程  82
  4.5 仿真实例研究  82-84
  4.6 本章小结  84-86
5 基于Flexsim的自动化立体仓库运行仿真研究  86-102
  5.1 引言  86-87
  5.2 物流系统仿真概述  87-90
    5.2.1 物流系统仿真的基本概念  87-88
    5.2.2 物流系统仿真步骤  88-90
  5.3 基于Flexsim的物流系统仿真优化  90-94
    5.3.1 Flexsim物流仿真软件  90-91
    5.3.2 Flexsim仿真模型  91-93
    5.3.3 基于Flexsim仿真分析方法  93-94
  5.4 自动化立体仓库运行可视化仿真  94-101
    5.4.1 仿真模型的建立  94-97
    5.4.2 仿真模型运行策略分析  97-98
    5.4.3 仿真模型运行结果分析  98-101
  5.5 小结  101-102
6 总结与展望  102-106
  6.1 总结  102-103
  6.2 工作展望  103-106
参考文献  106-112
作者简历  112

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