立体仓库货位自动分配策略优化设计

摘 要：对于港口行业首座自动化立体仓库，秦皇岛立体仓库主要用于存储东港区大型设备备件。由于港口设备备件具有重量大、数量多、领用及时等特点，在货位分配策略中重点考虑了货物重量集中对高层货架承重影响以及分散存放满足港口备件出库及时性等因素，进行优化设计。

关键词：自动化立体仓库 货位分配 重量优先 分散存放

中图分类号：U653 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0025-01

我港自动化立体仓库是一种多层次存放货物的高架仓库系统，设有16排、50列、9层共7200个货位，它把计算机与信息管理和设备控制集成起来，按照作业指令自动完成货物的存取，并对库存的货物进行全面管理，主要由高层货架、入出库输送系统、堆垛机控制系统、管理信息系统、条形码系统等组成。

1 需求提出

立体仓库共有7200个货位，每个货位承重1.5 t，若入库时由库管员自主选择空货位入库，长期下来会出现两个问题：（1）货架上有的区域货物相对集中，有的区域比较空闲。（2）如果遇到货物集中的巷道的堆垛机检修，将会影响货物的正常入出库。为解决这一问题，提出在库存管理系统和手持终端系统中嵌入货位分配策略模块，系统自动分配货位取代人为主观决定货物存储位置，以保证整个货架的货位分布处在较为合理的状态，达到稳固货架整体性能、提高拣货效率和降低仓库使用成本的目的。

2 货位分配的策略选择

货物在仓库中的存储位置是由货位分配的策略来确定的。货位分配考虑的策略很多，如：（1）分巷道存放策略。当仓库有多个巷道时，同种货物分散在不同的巷道进行存放，以防止因某巷道堵塞影响货物出库。（2）货架承载均匀策略。货物分散存放货架的不同位置，较重的物品存放在下面的货位，较轻的物品存放在高处的货位，使货架承载稳定。避免因集中存放而造成货架受力不均匀，致使货架受损。（3）就近入出库策略。为保证快速响应出库请求，仓库一般将货物就近放置在出库台附近。

结合我港实际情况，单一的货位分配策略无法满足我们的需求。自动化立体仓库货架较高，且存储的备件重量较大，若货架整体重量分布不合理，长期下来会造成货架重量失衡出现货架变形影响正常出库。此外，立体仓库存储着东港区大型设备的全部备件，如果货位分配不合理，同种备件集中在一个区域内放置，若出现立体仓库的取料设备—堆垛机发生故障，将会直接影响备件出库，耽误设备维修和现场生产，因此选择以重量均匀分布为主，兼顾分散存放和就近原则的货位分布策略。

3 货位分配的设计思想

自动化立体仓库由8个巷道16排货架9层7200个货位组成，有4个堆垛机担负入出库任务，每个堆垛机负责2个巷道4排货架。货位地址由巷道-排-列-层唯一确定。因此系统自动确定分配一个货位要按照三个步骤来完成。

第一步，选择堆垛机，遵循分散存放原则，即“分巷道存放策略”。在入库的流程中，分配货位时，首先按堆垛机号的顺序依次检索，在其可控制的货架范围内（每1个堆垛机控制4排货架）是否存在相同属性的货物，如果4个堆垛机控制范围内均无此同属性的货物，则可以确定为顺序号为最小号的堆垛机为目标堆垛机。否则，如果在某1堆垛机控制的货架范围内存在同属性货物，则除去此堆垛机号，在其余3个堆垛机中，分别计算所控制货架当前承载重量，选择货架总重量最小的堆垛机号作为目标堆垛机。

第二步，确定巷道、排。为了使1个堆垛机范围内的重量分配均匀，在1个堆垛机控制的4排货架范围内选择重量最轻的排为目标排，如果4排重量相同，选择最小排号为目标排。以1号堆垛机为例，负责1号和2号2个巷道，共4排货架，其中1号巷道对应1、2排货架，2号巷道对应3、4排货架，确定了排即确定了巷道号。

第三步，确定列、层。在目标排的基础上，为了更好的让每排货架受力均匀，在选择列之前把列划分成若干个区域（如立体仓库共50列，可每5列划分为一个区域，10个区域），选择重量最轻区域，如果最轻的目标区域不唯一，则选择距离库前区最近的区域。区域的划分有助于整体重量的均匀分布，优于仅从最轻列来确定目标列。在目标区域的基础上，计算每列的重量，选择重量最轻的列作为目标列，如果最轻目标列为多个，则选择距库前区最近的列，即区域中最小编号列。在目标列的基础上，为使货架受力情况良好，保证货架结构的稳定性，使得重心在下层，选择最底层为目的层，由此得到最终的目标货位地址（货位地址由排-列-层唯一确定）。

4 实施效果

通过在软件中嵌入货位分配策略，使得货位分配科学合理，有效地保障了立体仓库高层货架的使用性能和稳固性能，确保了立体仓库有限的空间最大的使用，同时很好的保障了备件及时出库，为现场作业生产保驾护航，备件管理更加规范、准确。作为港口行业第一座自动化立体仓库，必将发挥其积极作用，为提升我港的备件管理水平，提升港口竞争力做出自己的贡献。

参考文献

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