《立体仓库的控制系统设计研究意义与文献综述》

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立体仓库的控制系统设计研究意义与文献综述

一、选题的理论意义与实际意义 （一）理论意义

控制作业是仓库货物运输的关键环节。指从仓库或其他区域快速、准确地拣货，按一定的方法集中存放、分类，根据货物的信息和属性等待装卸的过程。在实际操作中，控制是配送中心系统中最重要的部分，也是配送中心的一部分，其步骤比较麻烦，工作量也不小。目前，随着商品经济的逐步深化，社会的趋势逐渐向多品种、小批量发展。随着越来越多的商品需要配送，控制变得越来越重要。在当今电子技术发展良好的时代，仓库货物控制越来越依赖电子设备和计算机辅助控制来实现最佳效率；基于PLC的自动立体仓库控制系统具有稳定性强、效率高、网络结构丰富等特点，越来越受到人们的欢迎。本文通过对自动立体仓库控制系统的研究设计，在某种程度上，应用了自动化方面的知识，同时加上PLC的逻辑控制，将书本上的理论知识进行应用，加强了笔者对于控制理论的理解，对于系统知识的提升和控制理论的解决都是一次完好的实践，丰富了笔者这方面的理论知识基础。 （二）实际意义

自动立体仓库控制系统的建设非常复杂。从规划设计的开始到系统的最终实现，需要考虑很多因素。控制系统与上游存储系统和下游装卸系统密切相关，因此，应考虑它们之间的联系，以解决接口问题。初步控制系统设计的核心基本上是一个人工操作系统，它是一个手工搜索、搜索和处理货物的过程，最终以提取货物结束。在以前设计的系统中，手工处理是一项非常耗时的工作。同时，对于基础信息文档的制作和检索，也需要大量的时间，使工作效率低下，无法满足现代物流配送的准确性和速度要求。

伴随着我国科学技术的发展与进步，各种自动化机械设备正被广泛应用于物流配送中。计算机信息技术和控制技术已成为信息处理和传输的主要手段。因此，在一些控制系统中，有些环节仍然需要人工操作，但与以前的方式相比，工作强度逐渐降低，因此智能化、自动化、机械化的控制系统是物流配送中心的发展趋势和重要特点。本文通过自动化立体仓库控制系统的设计，首先借助西门子S7-200PLC的控制功能，将电机、传感器等部件组合在一起控制，实现货物的自动取货、自动搬货、自动卸货等一套流程，为货物的自动化管理的实现提供基础，同时也能促进仓库物流的自动化，


减少人力资源的浪费，提高工作效率。

二、论文综述（综述国内外有关选题的研究动态） （一）国外研究现状

Maneshgar（2017）等利用存储策略和路径搜索对货位拣选问题进行研究，并进行了仿真分析。Bruland（2017）等人对其出/入库拣选作业进行分析，以拣选路程最短为目标，将该问题归结为旅行商问题，应用一种改进启发式算法进行求解，为解决此类问题进行了探索。Krebs（2017）等人针对方形立体仓库，利用启发式算法求解最优出/入库拣选路径。Maas（2017）等人对多巷道货物拣选作业调度优化进行深入研究，建立以货物拣选时间最小的目标函数，采用遗传算法进行求解。Pratama（2018）等人以交货期延误时间最短为目标，采用模拟退火的混合算法对仓库调度问题进行了研究。J.Y Shiau等人指出自动化立体仓库出/入库作业调度优化问题类似于旅行商问题，并利用一种三段启发式算法对出/入库货物拣选路径进行优化。J.J.Thomson等人提出采用路径协调规划对货物拣选作业路径进行优化。 （二）国内研究现状

在不考虑周转箱容积的出/入库调度优化研究方面，苏晓峰（2016）等人建立最小拣选时间的目标函数，通过引入神经网络以改善遗传算法的局部寻优能力，解决了出/入库调度优化问题。程玉凯（2017）对旋转货架式立体仓库调度问题进行了数学建模，将旋转货架式立体仓库货物拣选路径规划问题抽象为旅行商问题，在执行每一个货单任务时又将其等效为单巷道货物拣选作业，利用改进的蚁群算法进行求解，提高了最优解质量和寻优速度。石树正（2016）等人均寄该问题归结为旅行商问题，通过构造新型初始种群方法，并在遗传算法中引入自适应变异方法，该方法在出/入库调度优化中起到了较好作用。白婷婷（2019）等人以单亲遗传算法为基础，并引入免疫抗体，建立以最小时间为目标函数的数学模型，并应用其解决不考虑周转箱容积的出/入库作业调度优化问题，在一定程度上克服了早熟收敛问题。

在考虑周转箱容积的出/入库调度优化研究方面，李林（2018）通过对多巷道单堆垛机固定货架立体仓库进行研究，建立了含周转箱容量的出入库调度路径优化数学模型，并提出了一种带选择算子、自适应调整算法参数的改进蚁群算法，一定程度上提高了算法精度和计算效率。彭太刚（2016）等人对考虑周转箱容积的出/入库作业调度优化问题进行了研究，建立了包含最短路径、最小时间和最少作业次数的多目标函数，



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