Алгоритмы управления матричным складом на базе унифицированных транспортно-складских ячеек

В статье рассматриваются принципы организации работы складских систем на базе унифицированных транспортно-складских ячеек. Описаны общие аппаратные особенности функционирования транспортно-складских ячеек, заключающиеся в обеспечении возможности перемещения хранимого в них груза между собой. Представлен метод построения графа склада, учитывающий возможные направления передачи контейнеров с грузом между транспортно-складскими ячейками, добавленных в структуру склада, а также их общие аппаратные особенности. Описаны ключевые критерии, учитываемые при определении весовых коэффициентов ребер графа: базовая стоимость перемещения для каждой оси, износ ячеек, масса груза, хрупкость груза, расстояние до ближайших свободных ячеек, ремонтопригодность. Представлены алгоритмы, основной задачей которых является определение порядка перемещений контейнеров между ячейками склада с целью выполнения загрузки и разгрузки склада. Проведено имитационное моделирование работы склада размерами 5 × 5 × 5 с использованием предложенных алгоритмов с учетом и без учета параметров износа ячеек. В результате моделирования была определена значимость данного критерия, позволяющая увеличить интервалы обслуживания склада и максимизировать время до первого сбоя. Проведено исследование возможности оптимизации структуры подобного рода складских систем с учетом различных требований, в ходе которого осуществлена оптимизация структуры для склада размерами 4 × 3 × 3.

1. Koster R. B. M. de. Automated and Robotic Warehouses: Developments and Research Opportunities // Logistics and Transport. 2018. Vol. 38. № 2. P. 33. DOI: 10.26411/83-1734-2015-2-38-4-18

2. Furmans K., Schonung F., Gue K. Plug-And-Work Material Handling Systems // Progress in Material Handling Research. 2010. P. 132 142. URL: https://digitalcommons.georgiasouthern.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1038&context=pmhr_2010

3. Xiaoyi Z., Changpeng S., Peng L., Yigong Z., Benjin L., Wenkai M. Optimizing Replenishment Base on Order Structure in Combined Automatic Warehouse System // IEEE Access. 2023. Vol. 11. P. 66729 66741. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3291086

4. Raviv T., Bukchin Y., de Koster R. Optimal Retrieval in Puzzle-Based Storage Systems Using Automated Mobile Robots // Transportation Science. Institute for Operations Research and the Management Sciences (INFORMS). 2023. Vol. 57, № 2. P. 424–443.

5. Gue K. R., Kim B. S. Puzzle-based storage systems // Naval Research Logistics. 2007. Vol. 54, no. 5. P. 556–567. DOI: 10.1002/nav.20230

6. Gue K. R., Furmans K., Seibold Z., Uludağ O. GridStore: A Puzzle-Based Storage System With Decentralized Control // IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. 2014. Vol. 11, no. 2. P. 429 438. DOI: 10.1109/TASE.2013.2278252

7. Ore O. Theory of Graphs. Colloquium Publications, Dec. 1962. DOI: 10.1090/coll/038

8. Bondy J. A., Murty U. S. R. Graph Theory with Applications. 1976. DOI: 10.1007/978-1-349- 03521-2

9. Fredman M. L., Tarjan R. E. Fibonacci heaps and their uses in improved network optimization algorithms // Journal of the ACM. 1987. Vol. 34, no. 3. P. 596–615. DOI: 10.1145/28869.28874

10. Mitchell M. An Introduction to Genetic Algorithms. 1998. DOI: 10.7551/mitpress/3927.001.0001