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仓储物流办理中基于RFID的挑撰功课优化体系研讨

信息来历: 宣布时候:2020-09-10 点击数:

堆栈是出产方和分销商之间的首要关头, 堆栈的出产和经营会影响全部供给链.[1]可是, 现有的仓储物流办理贫乏了及时性, 同时这些体系依靠于堆栈任务职员手动或经由进程条形码体系输出操纵信息, 没法确保信息的精确性[2,3].针对现有体系的缺乏, 提出了一种基于RFID的物流资本办理体系, 进步了堆栈挑撰功课的效力.

1 挑撰功课优化体系操纵标准

挑撰功课优化体系的操纵标准包含:堆栈计划研讨、RFID装备评价、RFID浏览机能测试、成果阐发和体系设想、测试和评价5个局部.

1.1 堆栈计划研讨

因为差别公司具备差别的堆栈计划, 是以须要对堆栈停止调研.堆栈的巨细、过道的数目、货架的数目、货架的品种、物料搬运装备的品种、贮存的产物的品种等物理和情况身分城市影响RFID的可读规模和精确性[4].实现堆栈的调研任务后, 便能够或许或许肯定RFID装备的标准, 并遴选适合的装备.

1.2 RFID装备评价

今朝有两种罕见的RFID装备, 即自动RFID和自动RFID.这两品种型的RFID手艺的在巨细、本钱和操纵范畴上各不不异.堆栈中最常用的RFID装备是自动RFID装备和自动RFID装备.对这些装备停止测试, 并评价其浏览机能, 以遴选合用于特定堆栈情况的装备.

1.3 RFID浏览机能测试

为了评价RFID装备在实在堆栈情况中的机能, 别离停止定位测试、高度测试、间隔测试和资料测试.在停止测试之前, 须要按照相干划定装置RFID浏览器和标签, 以确保尝试成果的靠得住性.将领受天线装置在牢固地位, 天线中间距空中1米.同时, 将标签粘在货色的差别地位上, 将标签面临差别的标的目的, 并粘在差别的资料上.以后, 经由进程履行各类测试来取得标签的读取速度 (单元为“每分钟读取的标签数”) .

1.4 成果阐发

按照测试成果, 将RFID装备装置在货架、叉车和货色上, 收罗及时数据.

1.5 体系设想、测试和评价

在界说了体系的操纵标准后, 便可起头设想基于RFID的仓储物流办理, 并在摹拟的堆栈情况下停止测试.

2 基于RFID的挑撰功课优化设想

基于RFID的挑撰功课优化体系体系计划   下载原图


传统树抒发式和优化树抒发式的比拟   下载原图


2.1 体系体系计划

本体系由3层计划构成, 其体系计划如图1所示.第一层是数据搜集层;第二层是数据存储层, 将搜集到的信息存储在数据库中;第三层是数据办理层, 包含了与取货线路设想相干的操纵组件.

第一层:RFID装备用于堆栈情况中的数据搜集, RFID浏览器能够或许或许收罗静态和静态的堆栈资本数据.静态堆栈资本数据包含了货色存储的地位和数目、货色的范例和残剩空间等等, 而静态堆栈资本数据包含了叉车/堆栈任务职员的地位、库存程度、挑撰功课的状况等.静态数据是经由进程无线搜集搜集的.

第二层:数据存储层接纳了数据库办理体系为用户供给数据存储办事, 用户能够或许或许操纵SQL语句对数据停止检索.数据库办理体系有益于削减数据检索的开消和报酬输出毛病.为了进步数据库的检索速度, 将查问优化手艺[5]操纵本体系中.查问优化手艺经由进程消弭和重构冗余决议计划法则, 削减了信息搜刮时候.比方, 图2是当用户要检索货色信息时, 传统的树抒发式和优化后的树抒发式之间的比拟.优化后的查问树比传统的查问树的树高削减了一层, 这象征着响应的处置时候也会延长.

第三层:数据办理层是本体系的焦点, 包含了3个首要的功效, 别离是:物料搬运装备的遴选、资本定位和挑撰功课最短线路的拟定.因为篇幅所限, 仅对挑撰功课最短线路的拟定功效停止详细先容.

2.2 挑撰功课线路拟定模块

这个功效的首要方针是为定单所需的货色拟定最短的线路和肯定适合的物料搬运处置计划.为了构建最具本钱效益和高效的物料搬运处置计划, 设想了一种物料搬运计划, 该计划一共有5个步骤.详细描写以下:

(1) 肯定挑撰挨次的出发点和出发点:随机遴选两种货色作为挑撰的起头货色和停止货色, 若某两种货色知足以下前提(xixj)2+(yiyj)2>α(xi-xj)2+(yi-yj)2>α(xixe)2+(yiye)2<β(xi-xe)2+(yi-ye)2<β (此中, (xiyi) 和 (xjyj) 别离是货色i和货色j的坐标) , 则能够或许或许将货色i作为起头货色, 将货色j作为停止货色;不然, 反复以上操纵.

(2) 肯定货色的挑撰挨次:随机遴选定单中的两种货色, 若知足(xixj)2+(yiyj)2<γ(xi-xj)2+(yi-yj)2<γ, 则货色和货色之间构成接洽关系对pij.若货色i的分量wi大于货色j的分量wj, 则挑撰挨次是i>j;不然, 挑撰挨次是i<j.反复上述的操纵, 就能够够取得货色的挑撰挨次.

(3) 机关挑撰功课的初始线路:起首计较接洽关系对与肇端货色s之间的间隔, 而后遴选间隔最短的接洽关系对pij, 拔出到肇端s和出发点f之间.此时挑撰功课的线路为s-i-j-f.反复上述的操纵, 就能够够取得挑撰功课的初始线路.

(4) 遴选适合的物料搬运装备:经由进程接纳三角定位的体例, 能取得物料搬运装备的坐标 (xkyk) .若装备k知足min(xkxs)2+(ykys)2min(xk-xs)2+(yk-ys)2, 则该装备会用于搬运货色.

体系安排进程   下载原图


(5) 优化物料搬运的处置计划:经由进程从头分派物料搬运装备, 最小化运输时候和挑撰功课本钱, 该优化题目以下所示:

 


颠末改良优化后, 在最小运输时候的束缚下机关出最具本钱效益的物料搬运处置计划, 以实现定单提取操纵.

3 体系安排——案例阐发

将本文体系安排在实在的堆栈情况中以考证体系的有用性.体系安排进程如图3所示.

Step a:堆栈共有6条通道, 24个两层高的货架.货架的高度为6 m, 宽度为20 cm.物料运输的体例有叉车、货车和野生运输.

Step b:对各类RFID装备停止测试以后, 发明基于自动RFID手艺的装备具备较高的读取速度, 可是该手艺的安排本钱较高.同时发明, 中型尺寸的RFID标签能取得更高的读取速度.是以, 在本次的体系仿真中, 遴选基于自动手艺的中型RFID标签.RFID浏览器和天线的最大间隔被设置为2 m.RFID标签装置在叉车和货色的正面.

Step c:RFID装备搜集的堆栈及时数据是存储于集合式的数据库中.操纵RFID手艺, 当叉车经由进程天线时, 天线能够或许或许收罗叉车信息.而后将搜集到的信息存储在数据库中停止下一步的处置.

Step d:在遴选物料运输装备之前, 遴选200个实在定单并存储到存储库中.接纳案例聚类体例, 按照定单巨细、货色尺寸、货色分量、货色外形4个关头属性将200个案例别离为10个集群, 操纵k-NN算法对集群停止索引.当新的提货定单达到后, 将定单与集群停止比拟, 经由进程操纵公式 (2) 遴选具备高度类似性的集群.如许一来, 能够或许或许经由进程参考集群的物料运输计划来设想该定单的物料运输计划.

ni=1i=1nwiSim (flifCRiiCR) (2)

此中, wi是属性fi的首要性, Sim (·) 是类似度函数.

Step e:经由进程计较叉车与RFID浏览器之间的间隔, 能肯定资本简直切地位.假定RFID浏览器R1的射频为915 MHz, 波长为33 cm, 检测的周期是5 s.当带有RFID标签的叉车A经由进程RFID浏览器时, 操纵公式 (3) 计较叉车A与浏览器R1的间隔约为3 m.在计较RFID浏览器R1与工具之间的间隔后, 操纵公式 (4) 和公式 (5) 就能够够别离计较出资本的横坐标xA和竖坐标yA.以叉车A为例, 将浏览器R1、R2、R3之间的间隔和浏览器对应的地位代入公式 (4) 和 (5) , 取得叉车A的坐标为 (17, 24) .

dAR1= (fA×vA×pA) / (2×cA) (3)

xA=(d2R1,Ad2R2,A)(y2R1y2R2)(x2R1x2R2)+2(yR1yR2)yA2(xR1xR2)xA=(dR1,A2-dR2,A2)-(yR12-yR22)-(xR12-xR22)+2(yR1-yR2)yA-2(xR1-xR2) (4)

y2A+((xR1xR2)xR3(yR1yR2)+(yR1yR2)((d2R1,Ad2R2,A)(y2R1y2R2)(x2R1x2R2))2(xR1xR2)2yR3)yA(xR1xR2)2+(yR1yR2)2+(((d2R1,Ad2R2,A)(y2R1y2R2)(x2R1x2R2))24(xR1xR2)2+4(yR1yR2)2+(xR1xR2)xR3((d2R1,Ad2R2,A)(y2R1y2R2)(x2R1x2R2))(xR1xR2)2(d2R3,Ay2R3x2R3))(xR1xR2)2+(yR1yR2)2=0(5) yA2+((xR1-xR2)xR3(yR1-yR2)+(yR1-yR2)((dR1,A2-dR2,A2)-(yR12-yR22)-(xR12-xR22))-2(xR1-xR2)2yR3)yA(xR1-xR2)2+(yR1-yR2)2+  (((dR1,A2-dR2,A2)-(yR12-yR22)-(xR12-xR22))24(xR1-xR2)2+4(yR1-yR2)2+  (xR1-xR2)xR3((dR1,A2-dR2,A2)-(yR12-yR22)-(xR12-xR22))-(xR1-xR2)2(dR3,A2-yR32-xR32))(xR1-xR2)2+(yR1-yR2)2=0         (5)

Step f:假定定单OD001中有8个货色, 别离用g1、g2、g3、g4、g5、g6、g7、g8表现, 对应的坐标别离为 (11, 21) 、 (55, 48) 、 (33, 27) 、 (5, 13) 、 (42, 23) 、 (21, 10) 、 (34, 32) 和 (26, 13) .堆栈D的地位是 (70, 30) .起首, 肯定挑撰挨次的出发点和出发点.货色g1与堆栈D的间隔是(1170)2+(2130)2=60m(11-70)2+(21-30)2=60m, 同理能够或许或许计较取得各个货色与堆栈的间隔.由计较成果可知, 货色g4与堆栈之间的间隔最小, 货色g2与堆栈之间的间隔最大.是以, 遴选g4作为挑撰挨次的出发点, 遴选g2作为出发点.下一步是计较货色之间的间隔, 最初能够或许或许取得货色的挑撰挨次以下:g4-g1-g6-g8-g3-g7-g5-g2-D.

Step g:要为已计较好挑撰挨次的货色遴选最适合的物料运输装备.假定堆栈中有3个叉车, 别离表现为ABC, 地位别离是 (17, 24) 、 (31, 22) 和 (40, 35) .计较后发明叉车A最靠近货色g4.若是经由进程求解题目 (1) 取得最小的总运输时候, 则将叉车A指定为定单OD001的物料搬运装备.

4 结语

本文提出了一种基于RFID的挑撰功课优化体系, 以进步仓储物流办理的效力.可是本优化体系仍有改良的余地.比方, 本文仅切磋了自动RFID标签和自动RFID标签, 但不斟酌一种新的半自动标签.该范例的标签比自动标签更敏感, 但比自动标签自制.将来的研讨将评价半自动标签在堆栈情况中的机能.

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