無人天車自動配貨系統設計及應用

張申坤+姚永奎

摘要：為提升無人天車技術的全自動水平，結合科學庫區管理、信息化技術，通過對對數據處理、最佳配貨篩選、最短時間篩選、停車位置優化等核心技術的研究與突破，以時間片輪詢法為架構，形成具有秒級配貨能力的無人天車自動配貨系統，實現高度自動化、高安全可靠性、高效率的穩定自動配貨功能，滿足現代庫區管理與物流管理的各項生產要求。

關鍵詞：無人天車；自動配貨；時間片輪詢法

中圖分類號：TP23 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）07-0178-01

1 引言

冷軋廠成品庫發貨作為整個物流管理的主要功能，其智能化和信息化直接影響天車無人化的全自動水平。在傳統成品庫發貨過程中，一直沿用手工點盤庫存、手工計算生成配貨單、找卷、標識、裝車這一傳統工藝流程。此傳統工藝流程需要大量人力協同工作，不僅耗時耗力，還對配貨人員素質要求極高，而且生成的配貨單也往往無法達到最優，只是簡單滿足基本的配貨要求。針對此問題，利用無人天車系統平臺，研發無人天車自動配貨系統，積極實現真正意義上的天車無人化。

2 總體思路

以求解配貨單最優解和天車自動裝車時間最短為目的，充分利用現代計算機技術，設計無人天車自動配貨系統。根據配貨系統的功能需求，設計研發對數據處理、最佳配貨篩選、最短時間篩選、停車位置優化等核心功能。作為天車無人化技術實現的重要基礎，建立完善的通訊結構，保障自動配貨系統與無人天車系統進行實時數據通訊，無人天車系統下發的出貨單，接收無人天車系統實時更新的庫圖信息，生成有效發貨數據庫并反饋至上述系統中，為生產環節和物流環節提供數據支撐。

3 系統構架

系統采用.NET架構Visual Studio平臺c#語言進行系統開發，處理的數據與系統參數存入oracle數據庫。為了更好的提升系統擴展性能，實現高內聚、低耦合，合理分布功能結構，按功能需求以時間片輪詢法貫通整個系統，進行模塊化編程，系統構架如圖1所示。考慮到系統不需要太高的運行頻率，時間片設定為100ms，盡量使每一任務都能順利完成。

4 自動配貨功能實現

根據成品庫汽運配貨需求劃分系統功能任務，依次分為：鋼卷數據處理任務、最佳配貨篩選任務、最短時間篩選任務、停車位置優化任務。

鋼卷數據處理采用雙向數據對流，無人天車系統作為數據供給側，提供當前成品庫庫圖信息，其中包括鋼卷產品信息、鋼卷位置信息、貨運汽車車輛信息、貨運汽車位置信息、產品訂單信息等內容。自動配貨系統作為數據反饋側，循環接收信息并按實際配貨情況對庫圖信息進行數據更新。此過程實時進行，既保障了無人天車系統穩定運行，也保證了自動配貨結果正確可靠。

最佳配貨篩選采用退火算法，退火算法本質上是一種貪心算法，以一定的概率來接受一個比當前解要差的解，因此有可能會跳出局部的最優解，達到全局的最優解。首先根據訂貨單由庫圖信息中提取滿足產品規格的所有鋼卷，在這個鋼卷集合內，按照要求的鋼卷數量隨機選出幾個鋼卷，獲得初始解集合，根據解集合計算出鋼卷總重和汽車最大載重量的差值，移動解集合向差解的跳動概率會越來越低直至滿足最終配貨需求。

停車位置優化是指在最佳配貨篩選的基礎上進行的空間因素考量。在保障配貨合理的基礎上，充分考量需要發貨的鋼卷所在位置，以目標卷放置集中的庫區位置為目標地，停放發貨汽車，盡量減少天車取放卷過程中的行走路程，實現快速裝車。

最短時間篩選是指在最佳配貨篩選的基礎上進行的時間因素考量。在保障配貨合理的基礎上，充分考量裝車時間，以離汽車盡量近的鋼卷為目標卷，盡量減少天車取放卷過程中的行走路程，實現快速裝車。

5 結語

無人天車自動配貨系統在國內開發并應用尚屬首次。本系統充分利用計算機的強大運算能力，合理使用算法，節省了大量人力物力，極大降低了配貨難度，顯著提高了配貨效率和配貨合理性。本系統作為無人天車系統的基石，對于無人天車系統有強力的支撐作用，全面提升了無人天車系統的整體工作效率和智能化程度，是物流工藝智能化的重要保證。

參考文獻

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