CN111861112B - 多层穿梭车***输送缓存容量估计方法及装置 - Google Patents
多层穿梭车***输送缓存容量估计方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111861112B CN111861112B CN202010535176.2A CN202010535176A CN111861112B CN 111861112 B CN111861112 B CN 111861112B CN 202010535176 A CN202010535176 A CN 202010535176A CN 111861112 B CN111861112 B CN 111861112B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- buffer capacity
- elevator
- vehicle
- layer
- ith
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 122
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 11
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 87
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 15
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/067—Enterprise or organisation modelling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
- G06Q10/083—Shipping
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Economics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Marketing (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
Abstract
本发明属于多层穿梭车***领域，提供了一种多层穿梭车***输送缓存容量估计方法及装置。其中，多层穿梭车***输送缓存容量估计方法包括获取多层穿梭车***的配置参数，运用排队论对多层穿梭车***进行建模,计算穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，分别对应作为巷道车与转载车之间的输送缓存容量、转载车与提升机之间的输送缓存容量以及提升机与拣选站台之间的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量。
Description
技术领域
本发明属于多层穿梭车***领域，尤其涉及一种多层穿梭车***输送缓存容量估计方法及装置。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
随着电商***的不断发展，订单呈现小规格、多频次的特点，对物流配送中心的运营提出了更高的要求。多层穿梭车***(Shuttle-based Storage&Retrieval System,SBS/RS)因其高效性和准确性，近年来在物流配送中心中得到了越来越广泛的应用。多层穿梭车***由穿梭车，提升机，货架及拣选站台构成，分为跨层多层穿梭车***和不跨层多层穿梭车***两种。在跨层多层穿梭车***中，穿梭车可在不同货架层和巷道中运行；而在不跨层多层穿梭车***中，穿梭车仅可在固定巷道固定层中运行。相对而言，不跨层穿梭车出入库效率更高，成为高吞吐量配送中心的首选。
发明人发现，目前在提升多层穿梭车***出入库效率方面，多考虑巷道数量，货架列数，货架层数，穿梭车数量和提升机数量，但是未考虑针对输送缓存容量(即输送缓存可暂存货箱的数量)对多层穿梭车***出入库效率的影响。因此，无法真正提升多层穿梭车***出入库效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种多层穿梭车***输送缓存容量估计方法及装置，其通过对多层穿梭车***进行建模估算出输送缓存容量，用于实际多层穿梭车***的设计，提升多层穿梭车***的出入库效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供一种多层穿梭车***输送缓存容量估计方法。
一种多层穿梭车***输送缓存容量估计方法，包括：
获取多层穿梭车***的配置参数，运用排队论对多层穿梭车***进行建模，计算穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，分别对应作为巷道车与转载车之间的输送缓存容量、转载车与提升机之间的输送缓存容量以及提升机与拣选站台之间的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量。
本发明的第二个方面提供一种多层穿梭车***输送缓存容量估计***。
一种多层穿梭车***输送缓存容量估计***，包括：
***建模模块，其用于获取多层穿梭车***的配置参数，运用排队论对多层穿梭车***进行建模；
输送缓存容量估计模块，其用于基于多层穿梭车***模型，计算穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，分别对应作为巷道车与转载车之间的输送缓存容量、转载车与提升机之间的输送缓存容量以及提升机与拣选站台之间的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量。
本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的多层穿梭车***输送缓存容量估计方法中的步骤。
本发明的第四个方面提供一种计算机设备。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的多层穿梭车***输送缓存容量估计方法中的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结合不跨层SBS/RS***中的穿梭车和提升机的运动特性，运用排队论对***进行建模，并分析穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，并以此来估计输送缓存容量，对于优化多层穿梭车***的设计，提高多层穿梭车***的出入库效率，具有理论和实践指导意义。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的SBS/RS俯视图；
图2是本发明实施例的入库过程；
图3是本发明实施例的M/G/1队列示意图；
图4(a)是***巷道数为10，提升机和拣选站台数为3，层数为7的配置下在排队模型与仿真模型中的平均队长对比；
图4(b)是***巷道数为10，提升机和拣选站台数为4，层数为7的配置下在排队模型与仿真模型中的平均队长对比；
图4(c)是***巷道数为10，提升机和拣选站台数为3，层数为9的配置下在排队模型与仿真模型中的平均队长对比；
图5(a)是转载车可到达最大速度时的运动速度折线图；
图5(b)是转载车不到达最大速度时的运动速度折线图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本实施例使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
实施例1
本实施例的一种多层穿梭车***输送缓存容量估计方法，其包括：
获取多层穿梭车***的配置参数，运用排队论对多层穿梭车***进行建模，计算穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，分别对应作为巷道车与转载车之间的输送缓存容量、转载车与提升机之间的输送缓存容量以及提升机与拣选站台之间的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量。
在具体实施中，多层穿梭车***由货架，穿梭车，提升机和拣选站台组成，其中货箱存储在货架中；穿梭车根据功能不同，分为巷道车和转载车，每个巷道、每层均配备一台巷道车，负责巷道内货箱的输送；每层配备一台转载车，负责巷道间货箱的输送；每个拣选站台配备两台提升机，分别负责入库和出库；拣选站台负责货箱的拣货工作。巷道车与转载车之间，转载车与提升机之间，提升机与拣选站台之间均配备有输送缓存，用于货箱的暂存。SBS/RS俯视图如图1所示。
***执行出库任务时，先由巷道车将目标货箱由货架移动至该巷道车对应出库输送缓存中，再由转载车移动至其对应出库输送缓存中，然后由提升机移动至该拣选站台对应输送缓存，最后到达拣选站台进行拣选。入库过程与出库过程相反，依次由提升机，转载车，巷道车将货箱移动至货架中。其出入库过程如图2所示，其中实线为出库过程，虚线为入库过程。
出库过程中，巷道车完成当前任务后，如果对应输送缓存有空位置，则可将货箱放置于对应输送缓存上。然而，当对应输送缓存无空位置时，巷道车需等待，直至转载车取走对应输送缓存的第一个货箱，使其有空位置为止。当输送缓存过长时，会造成成本浪费；当输送缓存过短时，会造成巷道车的等待，降低其出入库效率。因此合理设计输送缓存容量可有效减少巷道车放货过程中的等待时间，提高巷道车的作业效率，同时，可减少成本投资浪费。同理，转载车和提升机之间，提升机和拣选站台之间也需设置合理的输送缓存容量，对于提高***的效率和降低投资成本至关重要。
为简化***模型，本实施例对***进行以下假设：
(1)***采用随机货位分配策略，即每一货箱在出库任务中被检索的概率相同；
(2)巷道车、转载车、提升机在完成一项出库任务后，会停留在任务完成处等待下一个任务；
(3)巷道车、转载车、提升机、拣选站台均采用先到先服务的原则；
(4)本实施例仅考虑单行订单，且订单的到达率服从泊松分布；
(5)每个货位只存放一个货箱，每个货箱仅存放一种货品；
(6)货箱有足量的库存，满足单个订单需求；
(7)巷道车、转载车、提升机的电池始终处于充电状态，忽略停机时间；
(8)拣选站台服务的时间为常数，巷道车，转载车，提升机的服务时间遵循一般分布。
定义多层穿梭车***中的配置参数如下：
由于多层穿梭车***的出入库过程相反，且仓库正常运行过程中出入库任务量几乎相同，因此本实施例仅考虑出库过程中的输送缓存容量设计，入库输送缓存容量与出库输送缓存容量相同。出库过程中，巷道车执行任务后，将货箱移动至对应输送缓存，转载车继续执行该货箱的出库作业。因此巷道车的输出是转载车的输入。同理，转载车的输出是提升机的输入，提升机的输出是拣选站台的输入。每一个执行设备(巷道车，转载车，提升机，拣选站台)和下一个执行设备组成一个M/G/1队列，如图3所示。
由于本实施例采用随机货位分配原则，在多层穿梭车***中各个货位中货箱的出库概率一致，因此每台巷道车的订单到达率均为同时，由于单层所有巷道车的输出为本层转载车的输入，因此每台转载车的订单到达率为/>同理，由转载车的输出为提升机的输入，可知每台提升机的订单到达率为/>由提升机的输出为拣选站台的输入，可知每个拣选站台的订单到达率为/>
出库过程中，当巷道车出库任务完成后，将货箱放置于对应输送缓存中。此时转载车需在完成其他较早出库任务后，才会对此货箱进行出库操作，因此货箱会在输送缓存内排队等待。与此相同，转载车，提升机出库输送缓存也会有货箱排队等待，输送缓存容量需足够大可以存放所有等待货箱。同时需考虑成本因素，输送缓存容量应尽量小。因此如何在尽可能小的前提下满足可存放所有等待货箱成为***设计的重点。
假设巷道车初始停靠位置位于其输送缓存处，当出库货箱位于第i(1≤i≤C)个货位时，巷道车从停靠位置到目标货位移动的距离如公式(1)所示：
Dvi＝i×LT (1)
巷道车的移动时间根据Dvi不同分为两种情况：
(1)当Dvi小于或等于巷道车达到最大速度需要的移动距离，即时，巷道车的移动时间如公式(2)所示：
(2)当Dvi大于巷道车达到最大速度需要的移动距离，即时，巷道车的移动时间如公式(3)所示：
由于巷道车采用随机货位分配原则，因此目标货箱在该层该巷道内每个货位的概率均一致，巷道车的平均服务时间为停靠位置到该层巷道每个货位的往返移动时间均值与取放货物所需时间之和，如公式(4)所示。
假设转载车的初始停靠点为第j(1≤j≤L)个提升机处，到第i(1≤i≤A)个巷道的输送缓存完成取货。同时，从第i个巷道到第j个提升机的距离为Dij。转载车的移动时间根据Dij不同分为两种情况：
(1)当Dij小于或等于转载车达到最大速度需要的移动距离，即时,转载车的移动时间如公式(5)所示：
(2)当Dij大于转载车达到最大速度需要的移动距离，即时，转载车的移动时间如公式(6)所示：
在完成取货后，转载车需要从第i条巷道移动到第v(1≤v≤L)个提升机卸货。由于转载车的停靠点位于每个提升机的概率相同，且目标巷道位于每个巷道的概率也一致，因此转载车的平均服务时间由三部分组成：(1)转载车从任一提升机移动至任一巷道的移动时间；(2)转载车返回任一提升机的移动时间；(3)取放货物所需时间，如公式(7)所示。
提升机的运动过程与巷道车，转载车相似，从初始停靠位置即一层拣选站台输送缓存处开始移动至转载车所在层取货，再移动回一层拣选站台输送缓存。当目标货箱在第i(1≤i≤T)层时，移动距离如公式(8)所示:
Dli＝(i-1)×HT (8)
提升机的移动时间根据Dli不同分为两种情况：
(1)当Dli小于或等于提升机达到最大速度需要的移动距离，即时，提升机的移动时间如公式(9)所示：
(2)当Dli大于提升机达到最大速度需要的移动距离，即时，提升机的移动时间如公式(10)所示：
由于提升机取货位置位于每层的概率均相同，因此提升机的平均服务时间为其往返所有层的移动时间均值与取放货物所需时间之和，如公式(11)所示:
根据波拉泽克-辛钦公式，在M/G/1排队***中，***平均顾客数如公式(12)所示：
由此易推导得，平均等待时间如公式(13)所示：
公式(12)(13)中，λ为该排队***的顾客到达率，σ2为该排队***的服务时间方差，ρ为该排队***的利用率。
对于巷道车和转载车之间的排队***，***的排队队长如公式(14)所示：
公式(14)中为第i层转载车的订单到达率，其值等于/> 为转载车的服务时间方差，其值等于/> 为第i层转载车利用率，其值等于/>μvs为转载车服务率，其值等于/> 为第i层转载车取货箱的概率，由于本实施例遵循随机存取原则，/>的值为/>
对于转载车和提升机之间的排队***，***的排队队长如公式(15)所示：
公式(15)中为第i台提升机订单到达率，其值等于/> 为提升机的服务时间方差，其值等于/> 为第i台提升机利用率，其值等于/>μl为***服务率，其值等于/>Pl i为第i台提升机取货箱的概率，由于本实施例遵循随机存取原则，Pl i的值为
对于提升机和拣选站台的排队***，***的排队队长如公式(16)所示：
公式(16)中，为第i个拣选站台利用率，其值等于/>其中/>为第i个拣选站台订单到达率，其值等于/>μW为拣选站台服务率，其值等于/> 为第i个拣选站台进行拣选作业的概率,其值等于/>
由于输送缓存的主要功能为暂存巷道车与转载车之间，转载车与提升机之间，提升机与拣选站台之间的货箱。因此，设置排队等待的货箱数量为输送缓存容量，即巷道车与转载车之间的输送缓存容量为转载车与提升机之间的输送缓存容量为/>提升机与拣选站台之间的输送缓存容量为/>
为验证模型的正确性，本实施例采用Flexsim进行仿真试验。假设***参数如表1所示。
表1***参数表
本实施例在三种***配置下进行实验。(1)***巷道数为10，提升机和拣选站台数为3，层数为7；(2)***巷道数为10，提升机和拣选站台数为4，层数为7；(3)***巷道数为10，提升机和拣选站台数为3，层数为9。当每小时订单到达量由500变为1000(间隔为50)时，三种配置在排队模型与仿真模型中的平均队长对比分别如图4(a)，4(b)，4(c)所示。
由图4(a)-图4(c)可知，三种配置下的排队模型与仿真模型的排队队长差距在7％以内，均值为6.7％。因此可认为排队模型能较为准确的计算出各个设备之间的等待队长。
分析***参数对输送缓存容量的影响，对于***设计具备指导意义。当输送缓存容量过大或过小时，可通过调整***参数来对其进行调节。
表2订单到达率对输送缓存容量的影响
表3巷道数对输送缓存容量的影响
因为巷道车的服务率改变，只改变巷道车与转载车组成的排队网络的订单到达率，因此后续仅考虑订单到达率，巷道数，货架层数，提升机数，转载车服务率，提升机服务率，拣选站台服务率对队长或输送缓存容量的影响，而不再考虑巷道车服务率对其的影响。
假设转载车加速度avs为1m/s2，最大速度Vvs为2m/s；提升机加速度al为2m/s2，最大速度Vl为3m/s；巷道数A为10，货架层数T为7，提升机数L为3，拣选站台数W为3，拣选站台完成一条订单需要时间tW为10s。
当订单到达率由550订单/小时变化到1000订单/小时时，***排队队长，输送缓存容量及等待时间如表2所示。
由表2可知，随着订单到达率增大，排队队列变长，输送缓存容量增大，等待时间增加。这是由于订单到达率增大时，单位时间内巷道车、转载车需要完成的出库任务数量增加，然而其服务时间并未改变，在此情况下，等待服务时间必然会增大，排队队长也会相应增加，从而使输送缓存容量也增大。
假设订单到达率为900订单/小时，当巷道数由5变为14，其他参数与表2保持一致时，***排队队长，输送缓存容量及等待时间的变化情况如表3所示。
由表3可知，当巷道数增加时，巷道车与转载车之间的等待队列增长，但转载车与提升机，提升机与拣选站台之间的等待队长不变。这是由于巷道数增加时，转载车的平均移动距离和时间增加，进而导致转载车的平均服务时间增加，因此其队长等待时间、输送缓存容量也相应增加。而提升机和拣选站台的平均服务时间不变，因此其排队队长及输送缓存容量亦不变。
假设订单到达率为800订单/小时，当货架层数由5层变为14层，其他参数与表2保持一致时，***排队队长，输送缓存容量及等待时间如表4所示。
表4货架层数对输送缓存容量的影响
/>
由表4可知，当货架层数增加时，巷道车与转载车的等待队长减小，转载车与提升机的等待队长增大，提升机与拣选站台之间的等待队长不变。这是由于货架层数增加时，多层穿梭车***的高度增加，提升机的平均移动距离和时间增加，提升机的平均服务时间增加，因此其队长、等待时间和输送缓存容量也相应增加。而转载车的订单到达率随着层数T的增加而减小，同时因其服务时间不变，使得巷道车与转载车的等待队长缩短，输送缓存容量相应减少。
假设订单到达率为700订单/小时，当提升机数和拣选站台数从2增加到11，其他参数与表2保持一致时，***排队队长，输送缓存容量及等待时间如表5所示。
由表5可知，当提升机和拣选站台数量增加时，巷道车与转载车之间的等待队列增长，而转载车与提升机之间，提升机与拣选站台之间的等待队列缩短。
其中图5(a)为转载车可到达最大速度时的运动速度折线图，图5(b)为转载车不到达最大速度时的运动速度折线图。可知，当转载车单次运动的目标距离较远时，转载车的速度能够达到最大，转载车处于加速-匀速-减速的状态运行，此时转载车的运输效率较高。当提升机数量增加时，转载车单次运动的平均距离缩短，转载车出库任务中处于加速-减速的状态运行的情况增多，无法达到最大速度，转载车的运输效率降低，进而使转载车的平均移动时间和服务时间增加，巷道车与转载车之间的等待时间和等待队长增加，输送缓存容量相应增大。
另一方面提升机数量的增加使每个提升机的订单到达率减小，当其服务时间不变时，转载车与提升机的等待队长减小，输送缓存容量相应减小。
表5提升机数对输送缓存容量的影响
表6转载车服务率对输送缓存容量的影响
同理，拣选站台数量的增加，使每个拣选站台的订单到达率减小，当服务时间不变时，提升机与拣选站台的等待队长和输送缓存容量相应减小。
改变转载车最大速度和加速度，可影响其服务率。当转载车最大速度和加速度增大时，能够更快移动到目标取货，移动时间减少，其服务率会增大。假设订单到达率为900订单/小时，当转载车的加速度从0.5m/s2变为1.4m/s2，其他参数与表2保持一致时，***排队队长，输送缓存容量及等待时间如表6所示。
由表6可知，当转载车的服务率增大时，巷道车与转载车排队模型的队长、输送缓存容量和等待时间均减小。这是由于当转载车的服务率增加时，转载车平均移动时间减小，从而平均服务时间减小，最终使巷道车与转载车之间的等待队长减小，输送缓存容量和等待时间相应减小。
改变提升机最大速度和加速度，可影响其服务率。当提升机最大速度和加速度增大时，能够更快移动到目标层取货，移动时间减少，其服务率会增大。假设订单到达率为900订单/小时，当提升机加速度从1.2m/s2变化到3m/s2，其他参数与表2保持一致时，***排队队长，输送缓存容量及等待时间如表7所示。
由表7可知，当提升机服务率增大时，转载车与提升机的等待队长、输送缓存容量和等待时间均相应减小。这是由于当提升机服务率增加时，提升机的平均移动时间减小，最终使转载车与提升机之间的等待队长减小，输送缓存容量和等待时间相应减小。
当拣选站台处理单个订单的时间变化时，其服务率也相应变化。假设订单到达率为800订单/小时，当拣选站台拣选单条订单的时间从4秒变化到13秒，其他参数与表2保持一致时，***排队队长，输送缓存容量及等待时间如表8所示。
由表8可知，随着处理单个订单需要的时间增加，拣选站台的服务率下降，提升机与拣选站台之间的等待队长增加，输送缓存容量相应增加。这是由于拣选站台的拣选时间增加，提升机与拣选站台组成的排队网络的服务时间增加，最终使等待队长、输送缓存容量和等待时间增加。
表7提升机服务率对输送缓存容量的影响
表8拣选站台服务率对输送缓存容量的影响
本实施例结合不跨层SBS/RS***中的穿梭车和提升机的运动特性，运用排队论对***进行建模，并分析穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，并以此来估计输送缓存容量，对于优化多层穿梭车***的设计，提高多层穿梭车***的出入库效率，具有理论和实践指导意义。
实施例二
本实施例提供了一种多层穿梭车***输送缓存容量估计***，其包括：
(1)***建模模块，其用于获取多层穿梭车***的配置参数，运用排队论对多层穿梭车***进行建模。
具体地，在运用排队论对多层穿梭车***进行建模的过程中，进行如下假设：
(a)采用随机货位分配策略，即每一货箱在出库任务中被检索的概率相同；
(b)巷道车、转载车、提升机在完成一项出库任务后，停留在任务完成处等待下一个任务；
(c)巷道车、转载车、提升机、拣选站台均采用先到先服务的原则；
(d)仅考虑单行订单，且订单的到达率服从泊松分布；
(e)每个货位只存放一个货箱，每个货箱仅存放一种货品；
(f)货箱有预设数量的库存，满足单个订单需求；
(g)巷道车、转载车、提升机的电池始终处于充电状态，忽略停机时间；
(h)拣选站台服务的时间为常数，巷道车、转载车和提升机的服务时间遵循一般分布。
(2)输送缓存容量估计模块，其用于基于多层穿梭车***模型，计算穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，分别对应作为巷道车与转载车之间的输送缓存容量、转载车与提升机之间的输送缓存容量以及提升机与拣选站台之间的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量。
具体地，在所述输送缓存容量估计模块中，巷道车与转载车之间的输送缓存容量为
其中，为第i层转载车的订单到达率；/>为转载车的服务时间方差；/>为第i层转载车利用率；μvs为转载车服务率；/>为第i层转载车取货箱的概率，T为货架层数；
转载车与提升机之间的输送缓存容量为
其中，为第i台提升机的订单到达率；/>为提升机的服务时间方差；/>为第i台提升机利用率；μl为提升机服务率；/>为第i台提升机取货箱的概率，L为提升机数；
提升机与拣选站台之间的输送缓存容量为
其中，为第i个拣选站台利用率；其中/>为第i个拣选站台的订单到达率；μW为拣选站台服务率/> 为第i个拣选站台进行拣选作业的概率，W为拣选站台数。/>
本实施例结合不跨层SBS/RS***中的穿梭车和提升机的运动特性，运用排队论对***进行建模，并分析穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，并以此来估计输送缓存容量，对于优化多层穿梭车***的设计，提高多层穿梭车***的出入库效率，具有理论和实践指导意义。
实施例三
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的多层穿梭车***输送缓存容量估计方法中的步骤。
其中，多层穿梭车***输送缓存容量估计方法的具体实施步骤如实施例一所述，此处不再累述。
实施例四
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的多层穿梭车***输送缓存容量估计方法中的步骤。
其中，多层穿梭车***输送缓存容量估计方法的具体实施步骤如实施例一所述，此处不再累述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多层穿梭车***输送缓存容量估计方法，其特征在于，包括：
获取多层穿梭车***的配置参数，运用排队论对多层穿梭车***进行建模，计算穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，分别对应作为巷道车与转载车之间的输送缓存容量、转载车与提升机之间的输送缓存容量以及提升机与拣选站台之间的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量；
巷道车与转载车之间的输送缓存容量为
其中，为第i层转载车的订单到达率；/>为转载车的服务时间方差；/>为第i层转载车利用率；μvs为转载车服务率；/>为第i层转载车取货箱的概率，T为货架层数；
转载车与提升机之间的输送缓存容量为
其中，为第i台提升机的订单到达率；/>为提升机的服务时间方差；/>为第i台提升机利用率；μl为提升机服务率；/>为第i台提升机取货箱的概率，L为提升机数；
提升机与拣选站台之间的输送缓存容量为
其中，为第i个拣选站台利用率；其中/>为第i个拣选站台的订单到达率；μW为拣选站台服务率/> 为第i个拣选站台进行拣选作业的概率，W为拣选站台数。
2.如权利要求1所述的多层穿梭车***输送缓存容量估计方法，其特征在于，在运用排队论对多层穿梭车***进行建模的过程中，具体包括：
(1)采用随机货位分配策略，即每一货箱在出库任务中被检索的概率相同；
(2)巷道车、转载车、提升机在完成一项出库任务后，停留在任务完成处等待下一个任务；
(3)巷道车、转载车、提升机、拣选站台均采用先到先服务的原则；
(4)仅考虑单行订单，且订单的到达率服从泊松分布；
(5)每个货位只存放一个货箱，每个货箱仅存放一种货品；
(6)货箱有预设数量的库存，满足单个订单需求；
(7)巷道车、转载车、提升机的电池始终处于充电状态，忽略停机时间；
(8)拣选站台服务的时间为常数，巷道车、转载车和提升机的服务时间遵循一般分布。
3.一种多层穿梭车***输送缓存容量估计***，其特征在于，包括：
***建模模块，其用于获取多层穿梭车***的配置参数，运用排队论对多层穿梭车***进行建模；
输送缓存容量估计模块，其用于基于多层穿梭车***模型，计算穿梭车、提升机和拣选站台队列模型的平均等待队长，分别对应作为巷道车与转载车之间的输送缓存容量、转载车与提升机之间的输送缓存容量以及提升机与拣选站台之间的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量，即确定出多层穿梭车***的输送缓存容量；
在所述输送缓存容量估计模块中，巷道车与转载车之间的输送缓存容量为
其中，为第i层转载车的订单到达率；/>为转载车的服务时间方差；/>为第i层转载车利用率；μvs为转载车服务率；/>为第i层转载车取货箱的概率，T为货架层数；
或在所述输送缓存容量估计模块中，转载车与提升机之间的输送缓存容量为
其中，为第i台提升机的订单到达率；/>为提升机的服务时间方差；/>为第i台提升机利用率；μl为提升机服务率；/>为第i台提升机取货箱的概率，L为提升机数；
或在所述输送缓存容量估计模块中，提升机与拣选站台之间的输送缓存容量为
其中，为第i个拣选站台利用率；其中/>为第i个拣选站台的订单到达率；μW为拣选站台服务率/> 为第i个拣选站台进行拣选作业的概率，W为拣选站台数。
4.如权利要求3所述的多层穿梭车***输送缓存容量估计***，其特征在于，在运用排队论对多层穿梭车***进行建模的过程中，具体包括：
(1)采用随机货位分配策略，即每一货箱在出库任务中被检索的概率相同；
(2)巷道车、转载车、提升机在完成一项出库任务后，停留在任务完成处等待下一个任务；
(3)巷道车、转载车、提升机、拣选站台均采用先到先服务的原则；
(4)仅考虑单行订单，且订单的到达率服从泊松分布；
(5)每个货位只存放一个货箱，每个货箱仅存放一种货品；
(6)货箱有预设数量的库存，满足单个订单需求；
(7)巷道车、转载车、提升机的电池始终处于充电状态，忽略停机时间；
(8)拣选站台服务的时间为常数，巷道车、转载车和提升机的服务时间遵循一般分布。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-2中任一项所述的多层穿梭车***输送缓存容量估计方法中的步骤。
6.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-2中任一项所述的多层穿梭车***输送缓存容量估计方法中的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010535176.2A CN111861112B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 多层穿梭车***输送缓存容量估计方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010535176.2A CN111861112B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 多层穿梭车***输送缓存容量估计方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111861112A CN111861112A (zh) | 2020-10-30 |
| CN111861112B true CN111861112B (zh) | 2023-10-17 |
Family
ID=72987354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010535176.2A Active CN111861112B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 多层穿梭车***输送缓存容量估计方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111861112B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114418461B (zh) * | 2022-03-28 | 2022-11-15 | 浙江凯乐士科技集团股份有限公司 | 穿梭车的任务分配方法、装置及电子设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109205163A (zh) * | 2018-08-13 | 2019-01-15 | 山东大学 | 跨巷道多层穿梭车仓储***设计方法、***及存储介质 |
| CN111160698A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-05-15 | 山东大学 | 一种多层穿梭车***性能评估方法及装置 |
-
2020
- 2020-06-12 CN CN202010535176.2A patent/CN111861112B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109205163A (zh) * | 2018-08-13 | 2019-01-15 | 山东大学 | 跨巷道多层穿梭车仓储***设计方法、***及存储介质 |
| CN111160698A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-05-15 | 山东大学 | 一种多层穿梭车***性能评估方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111861112A (zh) | 2020-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109205163B (zh) | 跨巷道多层穿梭车仓储***设计方法、***及存储介质 | |
| CN106005866B (zh) | 一种基于移动机器人的智能仓储*** | |
| CN105319988B (zh) | 一种针对多层穿梭车存取***的仿真***及方法 | |
| CN103708161B (zh) | 一种重力货架的并行布局***及方法 | |
| US20170316379A1 (en) | Computerized system and method for providing a delivery service of objects | |
| CN112978165B (zh) | 一种智能立体仓库及其出库控制方法、装置及*** | |
| CN209275405U (zh) | 高密度智能仓储*** | |
| CN109205160B (zh) | 一种立体商品储存调配***及方法 | |
| WO2022017010A1 (zh) | 一种用于实现货物拣选的立体仓库搬运调度***及方法 | |
| CN113673887B (zh) | 任务分配方法、装置、服务器和存储介质 | |
| WO2020082812A1 (zh) | 高密度智能仓储***及仓储装卸方法 | |
| CN104346658A (zh) | 基于改进银行家算法的自动小车存取***动态调度方法 | |
| CN113467449A (zh) | 车队控制方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| CN113493081B (zh) | 一种货物拣选方法、装置、***、存储介质及电子设备 | |
| CN110728472B (zh) | 一种利用存储空间和配送路线的实时配置的物流管理方法 | |
| CN111861112B (zh) | 多层穿梭车***输送缓存容量估计方法及装置 | |
| CN210027165U (zh) | 车载移动立体分拣配货*** | |
| CN115310690A (zh) | 数字孪生的四向穿梭车优化调度方法、装置及存储介质 | |
| CN209853079U (zh) | 运输*** | |
| CN111709565B (zh) | 一种基于多层穿梭车***的能效优化方法及*** | |
| CN114529236A (zh) | 一种货架的仓储管理方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| JP2023524443A (ja) | 自動保管および回収システムに保管コンテナを移送することと、自動保管および回収システムから移送することとを行うための、同一のポートと相互作用するように割り当てられたコンテナ取扱車両の動作キャパシティの最適な活用 | |
| KR101850411B1 (ko) | 다중 물류수단용 허브스테이션 내 환적 처리 관제 시스템 및 그의 환적 처리 관제 운영 방법 | |
| CN113830477A (zh) | 订单分拣方法、控制终端及其分拣*** | |
| JPH10143566A (ja) | スケジュ−リング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |