一种用于平行通道仓库的存储策略设置方法

1.本发明涉及仓库分类存储领域，具体涉及一种用于平行通道仓库的存储策略设置方法。


背景技术：

2.仓储是物流系统中的重要环节。提高仓储系统的运作效率，缩短货物的出库时间，降低企业成本是企业实际运营过程中关心的一个重要问题。其中平行通道仓库被广泛应用在电子商务行业中，采用合适的存储策略能够显著提高效率，减少企业成本。
3.在存储策略中，常见的就是随机存储策略，该策略被广泛研究以及运用于平行通道仓库。虽然这种存储策略在操作中比较容易实现，但是会增加系统中的叉车期望取货距离，降低了仓库的运作效率，提高了企业的运作成本。
4.为此，我们提出了基于通道内的分类存储策略，旨在提高仓储系统的效率。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供一种用于平行通道仓库的存储策略设置方法。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
7.一种用于平行通道仓库的存储策略设置方法，用于对有限种货物的分类存储进行优化，其中平行通道仓库内的各列货架纵向平行设置，货架相互间隔在货架之间形成平行通道，各货架横向对应位置上的货位形成一排，通过叉车拿取货物；存储策略设置方法包括以下步骤：
8.步骤一：按照与平行通道仓库出入口的距离将货架进行划分为n个区域，并按照与平行通道仓库出入口的距离对各区域进行编号，距离出入口越近的区域编号越小；单位周期需求量越高的货物所在的类别编号越小，且存放在离平行通道仓库出入口越近的区域的货架上，每个区域的货架仅存放一类货物，即区域数量与货物类别数量相同且均为n，第k类货物存放在第k个区域的货架上；
9.步骤二：根据累计需求曲线计算每种货物的需求量，进而根据平行通道仓库中叉车的期望行程成本、平行通道仓库的仓库面积成本、固定存储成本、订货成本建立平行通道仓库的总成本模型；
10.步骤三：以动态规划方法计算出最小总成本对应的货物类别数量和区域边界，作为目标货物类别数量和目标区域边界。
11.具体地，步骤二中，根据累计需求曲线计算每种货物的需求量d(i)：
[0012][0013]
其中累计需求曲线为已知，i为按一个周期内累计需求量排序之后第i种货物的编号，累计需求曲线g(i)为前i种货物的累计需求百分比，n为货物的种
数，s为累计需求曲线的形状参数，为前i种货物的累计需求量，为所有货物的累计需求量。
[0014]
具体地，每种货物的订货量
[0015][0016]
其中c为货物i的单位订货成本，h为货物i的单位存储成本；
[0017]
则步骤二中的订货成本为其中为单位周期内的平均订货次数；
[0018]
计算平行通道仓库中货物所需要的存储空间：
[0019]
第k类货物中货物i所需的货位数量ai(nk)＝0.5(1 n
k-ε
)q(i)；
[0020]
第k类货物中所有货物所需的货位数量
[0021]
前k类货物中所有货物所需的货位数量
[0022]
其中，第k类货物的货物种数nk＝i
k-i
k-1
，ik为第k类货物中在一个周期内累计需求量最低的货物种数编号；ε为空间共享参数；ik为第k类货物中在一个周期内累计需求量最低的货物种数编号；
[0023]
平行通道仓库的分类边界为：
[0024]
xk＝(l
k-2y)/4y；
[0025][0026]
其中，xk为第k个区域边界的通道编号，bk为第k个区域中离平行通道仓库出入口最远一排货位的编号，y为每个货架上的货位数量；
[0027]
叉车取第k类的货物的期望距离
[0028][0029]
其中，ω为平行通道仓库中两条平行通道之间距离，u2为货架上每个货位的宽度；
[0030]
平行通道仓库中叉车的期望行程距离
[0031][0032]
其中，λ(k)为第k类货物的累计需求量，为第k类货物累计需求量占据所有货物累计需求量的百分比，为所有货物的需求量。
[0033]
步骤二中，叉车的期望行程成本为2a
×
tn×ct
，其中2a是货物的总出入库次数，c
t
为叉车的单位移动成本；
[0034]
步骤二中，平行通道仓库的仓库面积成本为
[0035]
其中为存储所有货物需要的货架数量，w为两个货架之间的距离，cr是仓库单位面积成本；
[0036]
步骤二中，平行通道仓库的固定存储成本为
[0037]
其中为一个周期内所有货物的平均库存，k0为每个货物的固定存储成本；则期望总成本为期望总成本为
[0038]
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
[0039]
本公开提供的用于平行通道仓库的存储策略设置方法，通过将平行通道仓库划分为多个区域，将货物分类，将周转率高的货物存储至行程距离较小的区域，将周转率低的货物存储至行程距离较大的区域，从而提升了平行通道仓库的运作效率；并为平行仓库的分类存储策略建立取货成本模型，如图3所示，本发明中考虑成本最小化的分类存储策略(主模型)与以往只考虑行程距离最小化的存储策略(基准模型)相比，能够显著降低总成本。
附图说明
[0040]
图1为本发明存储策略设置方法的流程示意图；
[0041]
图2为本发明平行通道仓库内进行分类存储的示意图；
[0042]
图3为本发明20％/80％需求曲线下考虑成本最小的主模型与只考虑行程距离最小化的基准模型的成本对比图。
具体实施方式
[0043]
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
[0044]
分类存储是将仓库中存放的货物按照其周转率(单位时间内的累计需求)分成不同的类，并按照每组货物周转率的大小来确定存放的位置。例如，周转率高的货物将被放到距离仓库出入口较近的区域，而周转率最低的货物将被存放到距离仓库出入口较远的区域中。以常用的abc分类存储策略为例，将较少种的具有较高需求率的货物将被归为a类，并存放在离仓库出入口较近的区域，而需求很少的货物将被归为c类，存放在离仓库出入口最远的区域。
[0045]
当货物种数有限时，随着货物分类数量的增加，每一类别中货物种数就会减少。即货物类别是货物种数的上位概念，例如货物中的种数为10，分为三个类，第一类货物包括三种货物，第二类货物包括三种货物，第三类货物包括四种货物。
[0046]
累计需求曲线是一个关于货物种类的累积需求百分比的图，可以用如下式子表达：
[0047][0048]
其中，i为按累计需求量排序之后第i种货物的编号，累计需求曲线g(i)为前i种货物的累计需求百分比，n为货物的种数，为前i种货物的累计需求。
[0049]
s为所述累计需求曲线的形状参数，s越小，累计需求曲线的曲度越大。例如，给定s＝0.222，我们可以知道前20％的货物提供了g(i)＝(20％)
0.222
＝70％的累计需求量，因此我们也将其称作20％/70％曲线。
[0050]
本发明中的用于平行通道仓库的存储策略设置方法，用于对有限种货物的分类存储进行优化，如图2所示，平行通道仓库内的各列货架纵向平行设置，货架相互间隔，在货架
之间形成平行的通道，各货架对应位置上的货位形成一排，通过叉车拿取货物，存储策略设置方法具体包括以下步骤：
[0051]
s110：按照与平行通道仓库出入口的距离将货架进行划分为n个区域，并按照与出入口的距离对货架所在区域进行编号，距离出入口越近的区域编号越小；单位周期需求量越高的货物存放在离平行通道仓库出入口越近的区域的货架上，每个区域的货架仅存放一类货物，即区域数量与货物类别数量相同且均为n，按照单位时间内需求量对货物分类进行编号，单位时间内货物需求量越高的类别编号越小，第k类货物存放在第k个区域的货架上。
[0052]
s120：根据累计需求曲线计算每种货物的需求量，进而根据平行通道仓库中叉车的期望行程成本、平行通道仓库的仓库面积成本、固定存储成本、订货成本建立平行通道仓库的总成本模型。
[0053]
总成本模型的具体建模过程包括：
[0054]
根据累计需求曲线计算每种货物的需求量d(i)：
[0055][0056]
其中，为所有货物的累计需求。
[0057]
每种货物的订货量
[0058]
其中c为货物i的单位订货成本，h为货物i的单位存储成本，d(i)每种货物的需求量；
[0059]
则仓库的订货成本为其中为单位周期内的平均订货次数。
[0060]
计算平行通道仓库中货物所需要的存储空间：
[0061]
第k类货物中货物i所需的货位数量ai(nk)＝0.5(1 n
k-ε
)q(i)；
[0062]
第k类货物中所有货物所需的货位数量
[0063]
前k类货物中所有货物所需的货位数量
[0064]
其中，第k类货物的货物种数nk＝i
k-i
k-1
，ε为空间共享参数，ik为第k类货物中在一个周期内累计需求量最低的货物种数编号。
[0065]
平行通道仓库的分类边界为：
[0066]
xk＝(l
k-2y)/4y；
[0067][0068]
其中，xk为第k个区域边界的通道编号，bk为第k个区域中离平行通道仓库出入口最远一排货位的编号，y为每个货架上的货位数量。
[0069]
叉车取第k类的货物的期望距离
[0070][0071]
其中，ω为平行通道仓库中两条平行通道之间距离，u2为货架上每个货位的宽度；
[0072]
平行通道仓库中叉车的期望行程距离
[0073][0074]
其中，λ(k)为第k类货物的累计需求，为第k类货物累计需求占所有货物累计需求的百分比，为所有货物的需求。
[0075]
叉车的期望行程成本为2a
×
tn×ct
，其中2a是货物的总出入库次数，c
t
为叉车的单位移动成本。
[0076]
仓库面积成本为
[0077]
其中为存储所有货物需要的货架数量，w为两个货架之间的距离，cr是仓库单位面积成本。
[0078]
所述的固定存储成本为
[0079]
其中为一个周期内所有货物的平均库存，k0为每个货物的固定存储成本，例如资金占用成本。
[0080]
期望总成本为
[0081]
s130：以动态规划方法计算出最小总成本对应的货物类别数量和区域边界。
[0082]
s140：以最小总成本对应的货物类别数量和区域边界作为目标货物类别数量和目标区域边界。
[0083]
综上所述，本发明中的用于平行通道仓库的存储策略设置方法，首先获取平行通道仓库的货位的基本参数、待存放货物的需求曲线参数，根据上述参数，为平行仓库的分类存储策略建立取货成本模型，其中分类存储策就是将待存储货物按照周转率进行分类，将周转率高的货物放置在平行通道仓库中距离仓库出入口较近的货架的货位，而周转率较低的货物放置在距离仓库出入口较远的货架货位；通过求解该取货成本模型，得到最优的分类数目以及最优分类区域。最后将得到的分类数目以及分类区域边界设置为目标分类数目以及目标分类区域。通过优化分类数目和分类区域，能减少总成本，从而大大提升平行通道仓库的运作效率。
[0084]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0085]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。