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Jul 11, 2023

Ricerca sull'ottimizzazione della pianificazione di quattro

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 3999 (2023) Citare questo articolo

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In questo articolo, prendiamo il sistema navetta a quattro vie come oggetto di ricerca e stabiliamo il modello matematico di ottimizzazione della pianificazione basato sul tempo minimo per l'ottimizzazione delle operazioni di entrata/uscita e sui problemi di pianificazione dell'ottimizzazione del percorso del sistema navetta a quattro vie. Un algoritmo genetico migliorato viene utilizzato per risolvere la pianificazione delle attività e un algoritmo A* migliorato viene utilizzato per risolvere l'ottimizzazione del percorso all'interno del livello dello scaffale. I conflitti generati dal funzionamento in parallelo del sistema navetta a quattro vie vengono classificati e l'algoritmo A* migliorato basato sul metodo della finestra temporale viene costruito per l'ottimizzazione del percorso attraverso il metodo della teoria dei grafi dinamici per cercare percorsi sicuri e privi di conflitti. Attraverso l'analisi degli esempi di simulazione, si verifica che l'algoritmo A* migliorato proposto in questo documento ha un evidente effetto di ottimizzazione sul modello di questo documento.

La logistica di magazzino è entrata nell'era dell'integrazione dei sistemi automatizzati, con scaffali tridimensionali a molti piani come le principali attrezzature di stoccaggio che si sono sviluppate fino a diventare la modalità principale di stoccaggio del sistema logistico intelligente. Il corpo principale del lavoro ha anche scaffali trasformati in robot o navette + scaffali. Il sistema di stoccaggio con hardware e software integrati come scaffale + navetta + montacarichi + sistema di picking + sistema di gestione del magazzino è diventato una delle principali modalità di stoccaggio. Al fine di migliorare la domanda di tempi di consegna e di efficienza nell'ultimo miglio urbano, è sempre più diffuso l'uso di un nuovo tipo di sistema di navetta: il sistema di navetta a quattro direzioni.

Come aggiornamento del sistema navetta, il sistema navetta a quattro direzioni presenta caratteristiche quali corsie longitudinali e trasversali tra gli scaffali e nodi trasversali tra le corsie. Non solo il carrello può funzionare in quattro direzioni in un singolo strato di scaffali, ma può anche funzionare con il paranco per completare un cambio di strato, il che è importante per migliorare la stabilità del funzionamento del sistema di stoccaggio, l'efficienza del lavoro e ridurre i costi di produzione. Tuttavia, con l’espansione delle attività in entrata e in uscita e l’aumento del numero di navette a quattro vie disponibili, è aumentata la complessità dell’assegnazione delle attività e della pianificazione delle operazioni parallele multiveicolo delle navette a quattro vie. Pianificare un percorso ottimale breve senza collisioni e senza conflitti per più navette a quattro direzioni in uno scenario di magazzino fisso è un problema difficile nello studio dei sistemi di navette a quattro direzioni. Il sistema di navetta a quattro vie studiato in questo documento è una configurazione di scaffalature a profondità singola con una fila di scaffalature alte su ciascun lato di ciascuna corsia e un paranco all'estremità della corsia per adattarsi all'operazione di cambio strato della navetta a quattro vie . Le scaffalature a profondità singola sono adatte per lo stoccaggio di piccole quantità e di molteplici varietà di piccoli articoli e questo sistema richiede più binari principali, che affollano lo spazio di stoccaggio e riducono l'utilizzo dello spazio di stoccaggio. Tuttavia, questo layout di stoccaggio immagazzina merci di piccole dimensioni e di grande varietà in una modalità di accesso flessibile e più navette a quattro direzioni possono essere utilizzate per operare in parallelo, migliorando l'efficienza delle operazioni di accesso. La pianta del sistema navetta a quattro vie studiato in questo articolo è mostrata in Fig. 1.

Layout in pianta del sistema navetta a quattro vie studiato in questo documento.

Questo documento fornisce la pianificazione delle attività e la gestione ottimale di un sistema di stoccaggio con navetta a quattro vie per ridurre i tempi operativi e migliorare l'efficienza operativa del magazzino facendo un uso razionale del coordinamento tra le attrezzature esistenti senza aggiungere investimenti nelle attrezzature. Le attrezzature di accesso automatico presenti in letteratura consistono principalmente in trasloelevatori e navette o in una combinazione di entrambi, ma sono state condotte meno ricerche sui sistemi di navetta a quattro vie. Il problema della programmazione è più complesso perché la navetta quadridirezionale può percorrere direzioni tridimensionali longitudinali, laterali e verticali per raggiungere qualsiasi posizione della merce1,2,3,4,5,6.