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基于蚁群算法对自动化立体仓库拣选研究 -1- 1西安长安大学汽车学院，西安 (710061) #0046992西安理工大学管理学院，西安 (710061) 摘 要：随着企业现代化生产规模的不断扩大和深化，自动化立体仓库的硬件设备、自动控 制和通讯技术已经十分完善，而自动化立体仓库的优化管理、调度方面还存在不足。主要针 对自动化立体仓库固定货架堆垛机拣选路径优化方法进行探索性研究。首先对目前自动化立 体仓储存在的问题进行分析。其次，将蚁群算法应用到自动化立体仓库固定货架拣选的路径 优化问题中。最后利用Matlab软件编程求解堆垛机拣选货物的 TSP问题并对结果进行比较。 关键词：自动化立体仓库；拣选路径优化；蚁群算法；Matlab 中图分类号：U 1．自动化立体仓储简介 1.1 自动化仓储概念 随着现代企业物流产业规模的不断扩大和深化，仓库已经成为生产物流系统中的一个重 要且不可缺少的组成部分。自动化立体仓库也称高层货架仓库、自动存取系统(Automatic Storageamp;Retrieval System AS/RS) [1]，一般指采用几层、十几层甚至几十层高的货架，并用自 动化物料搬运设备进行货物出、入库作业的仓库。它还包括物资自动存取设备、输送系统、 堆垛机系统、旋转货架和伺服机系统、自动分拣系统、计算机管理与控制系统等几部分。 1.#0046992 自动化仓储特点 自动化立体仓库与传统仓库相比有着无法比拟的优越性，使其成为了不可缺少的组成部 分，它在提高生产效率、实现仓储自动化方面起到了越来越大的作用。 主要有以下六大优点[5]：(1)存储量大，占地面积小；(#0046992)可迅速方便的进行货物的入、 出库作业；(3)便于实现仓库的机械化、自动化，从而节约劳动力，减轻劳动强度，提高入、 出库的作业效率和仓库周转能力；(4)提高库存管理的准确性和快速性，从而相对的减少了 库存量以及库存占用的资金；(5)缩短交货时间，增加操作的安全性，减少货物损坏率，提 高服务质量；(6)提高整个工厂企业的管理和生产效率，正在逐步替代面积利用率极低且陈 旧落后的平面仓库，这种替代促进了仓储物流业水平的提高。 1.3 自动化仓储面临的问题及解方法 虽然自动化立体仓库的硬件设备、自动控制和通讯技术已经十分完善，而现代机械制造 业对自动化立体仓库的工作效率的要求也在不断提高。想要在该领域继续提高自动化立体仓 库的工作效率已经很难。于是，很多工程师研究在不增加设备投资的情况下，如何减少作业 时间，提高自动化立体仓库的工作效率，如何优化拣选路径降低成本是自动化立体仓库拣选 作业所要面临的一个重要问题。 为了使得自动化立体仓库拣选作业的路径最短、拣选车辆行驶效率最高，有必要设计自 动化立体仓库拣选作业路径优化算法和程序，应用计算机技术实现自动化立体仓库拣选作业 的路径安排，这是提高自动化立体仓库运行效率和科学决策的有效途径。 //.paper.edu.cn 中国科技论文在线 -#0046992- #0046992．蚁群算法数学最优路径 （1）路径的选择 引入随机转移概率[#0046992] { } 0arg max ( ) ( ) , q ( ), ij ij k ij t t q s P t α βτ η?? ?? ?? ?? ?? ≤?? ?? ?? ?? ??= ??#0046992???? 如果 其它 (#0046992.1) ( ) ( ) , ( ) ( )( ) 0, ij ij k id idij d A t t j A t tP t α β α β τ η τ η ∈ ?? ∈????= ??#0046992?????? ∑ 其它 (#0046992.#0046992) 1 ij ijd η = (#0046992.3) 其中，q 是一个在[0，1]之间均匀分布的随机数； 0q 是一个给定的位于[0，1]之间的数。 （#0046992）信息素局部更新 蚂蚁从一个城市转移到另一个城市后需要按照下面的公式更新这两个城市之间路径的 信息素[3]： ij ij 0( 1) (1 ) ( )t tτ ρ τ ρτ+ = ?? ?? + (#0046992.4) 1 0 ( )nnnLτ ??= (#0046992.5) 其中， nnL 表示按照优先选取最近城市的原则对所有的城市做遍历后得到的一个回路的 长度；