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Jul 11, 2023

4가지 스케줄링 최적화 연구

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 3999(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

본 논문에서는 4방향 셔틀 시스템을 연구 대상으로 삼아 4방향 셔틀 시스템의 입출력 작업 최적화 및 경로 최적화 스케줄링 문제를 위한 최소 시간을 기반으로 스케줄링 최적화의 수학적 모델을 구축한다. 개선된 유전자 알고리즘을 사용하여 작업 계획을 해결하고, 개선된 A* 알고리즘을 사용하여 선반 수준 내 경로 최적화를 해결합니다. 4방향 셔틀 시스템의 병렬 구동으로 인해 발생하는 충돌을 분류하고, 동적 그래프 이론 방법을 통한 경로 최적화를 위해 Time Window 방식을 기반으로 개선된 A* 알고리즘을 구축하여 충돌 없는 안전한 경로를 모색합니다. 시뮬레이션 사례 분석을 통해 본 논문에서 제안한 개선된 A* 알고리즘이 본 논문의 모델에 확실한 최적화 효과를 갖는 것을 검증하였다.

창고 물류는 자동화된 시스템 통합 시대에 진입했으며, 주요 저장 장비인 고층 3차원 선반이 지능형 물류 시스템 저장의 주요 방법으로 발전했습니다. 작품 본체도 선반수납장을 로봇으로 바꾸거나 셔틀+선반을 배치했다. 선반 + 셔틀 + 호이스트 + 피킹 시스템 + 창고 관리 시스템과 같은 하드웨어 및 소프트웨어가 통합된 보관 시스템이 주요 보관 모드 중 하나가 되었습니다. 도시의 라스트 마일 배송 시간과 효율성에 대한 수요를 향상시키기 위해 새로운 유형의 셔틀 시스템인 4방향 셔틀 시스템이 점점 더 대중화되고 있습니다.

셔틀 시스템의 업그레이드로서 4방향 셔틀 시스템은 선반 사이의 세로 및 가로 차선과 차선 사이의 교차 노드와 같은 특성을 갖습니다. 트롤리는 단일 선반 선반에서 4방향으로 이동할 수 있을 뿐만 아니라 호이스트와 함께 작동하여 층 변경을 완료할 수도 있습니다. 이는 보관 시스템 운영의 안정성, 작업 효율성을 향상하고 운영 생산 비용을 줄이는 데 중요합니다. 그러나 인바운드 및 아웃바운드 작업이 확장되고 사용 가능한 4방향 셔틀의 수가 증가함에 따라 4방향 셔틀의 작업 할당 및 다중 차량 병렬 작업 예약의 복잡성이 증가했습니다. 고정 창고 시나리오에서 여러 개의 4방향 셔틀에 대한 충돌 및 충돌 없는 최단 최적 경로를 계획하는 것은 4방향 셔틀 시스템 연구에서 어려운 문제입니다. 본 논문에서 연구된 4방향 셔틀 시스템은 각 통로의 양쪽에 일련의 고층 랙이 있고 4방향 셔틀의 레이어 변경 작업에 맞게 통로 끝에 호이스트가 있는 단일 깊이 랙 구성입니다. . 단일 깊이 랙킹은 소량 및 다양한 종류의 소형 물품을 보관하는 데 적합하며, 이 시스템에는 더 많은 메인 트랙이 필요하므로 보관 공간이 혼잡해지고 보관 공간 활용도가 떨어집니다. 그러나 이 저장 레이아웃은 유연한 접근 모드로 소량의 다양한 상품을 저장하며 여러 개의 4방향 셔틀을 병렬로 작동하여 접근 작업의 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 본 논문에서 연구한 4방향 셔틀 시스템의 평면도는 그림 1과 같다.

본 논문에서 연구한 4방향 셔틀 시스템의 계획 레이아웃.

본 논문에서는 장비에 대한 추가 투자 없이 기존 장비 간의 조화를 합리적으로 활용하여 운영 시간을 단축하고 창고 운영 효율성을 향상시키기 위한 4방향 셔틀 보관 시스템의 작업 스케줄링 및 최적 관리를 제공합니다. 문헌의 자동 접근 장비는 주로 스태커 크레인과 셔틀 또는 둘의 조합으로 구성되지만 4방향 셔틀 시스템에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았습니다. 4방향 셔틀이 세로, 가로 및 세로 3차원 방향으로 이동하여 상품의 모든 위치에 도달할 수 있기 때문에 일정 문제는 더욱 복잡합니다1,2,3,4,5,6.