物流工程-考慮垃圾回收的J電商糧油倉設(shè)施布置優(yōu)化設(shè)計(jì)論文

本科論文AbstractInrecentyears,theInterneteconomyhasdevelopedrapidly.Underthisgeneralenvironment,althoughthemarkethasbecomemoredynamic,ithasalsocausedInternetcompaniestofacemoreseverepressuresandchallenges.WiththerapiddevelopmentofChina'seconomy,enterprisesarepayingmoreandmoreattentiontotheroleoflogisticsintheoperationofenterprises.Chineseenterprisesneedtograduallyadjusttheirdevelopmentstrategiesfromtheperspectiveofthesupplychain,andoptimizeeachlogisticslinkaccordingtotheirownlogistics.Inthelogisticslink,warehousingisoneofthesevenmajorlinksinlogistics.Itplaysavitalroleinreducingthelogisticscostsofenterprisesandimprovingcustomersatisfaction.Althoughautomatedwarehousesarethefuturedevelopmenttrend,Atpresent,thereisstillalongwaytogoinChina'snationalconditions.MostofourcountrystillusestraditionalwarehouseforLogisticsoperationsFortheseenterprises,goodlayoutofstoragefacilitiesisthekeytoimproveefficiencyandreducecosts.Basedontheabove,theresearchcontentsofthisdesignareasfollows.Firstofall,thebackgroundandcurrentsituationofthisdeignresearchtopicaredescribed,andtheresearchcontentisclarified.Brieflysummarizetherelevanttheoriesandmethodsusedinthisdesign.Accordingtothefieldsurvey,thelayoutofeachoperationunitofJe-commercegrainandoilwarehouse,constraintsaffectingwarehouseplanning,planningperiodandplanningobjectivesareintegrated,analyzedandsummarized.ItisfoundthattheseproblemsexistinJe-commercegrainandoilwarehouse:unreasonabledesignofwasterecyclingsystem,optimizationandimprovementoftheoveralllayoutofthewarehouse,lowworkefficiencyandtransportationcostThereareaseriesofproblems,suchastheconfusionofhighandon-sitemanagement.Secondly,accordingtotheproblemsexistinginthefacilitylayoutoftheje-commercegrainandoilwarehouse,thetraditionalsystemfacilitylayout(SLP)methodisusedtoimproveandoptimizeit.AccordingtotheSLPmethod,thelogisticsvolumeandnonlogisticsvolumeofeachoperationunitofgrainandoilwarehouseareanalyzed,inwhichthegarbagerecyclingvolumeshouldbespeciallyconsidered,andthelogisticsvolumeofgarbagegeneratedbyeachoperationunitshouldbeobtainedasoneoftheimportantconsiderationsofwarehouselayout.Aftertheanalysis,thecomprehensiverelationshipamongtheoperationunitsinthewarehouseisobtained,andthenthelocationcorrelationmapisdrawn.Accordingtotheactualsituationofthewarehouse,drawthegenerallayoutofthewarehouse.Thetwooptimizeddesignschemesarepreliminarilyselected,andtheoptimizedschemeisobtainedbyusingexpertscoringandfuzzycomprehensiveevaluation.Finally,theoptimizationschemeisre-optimizedbygeneticalgorithm(GA),themodelisestablishedbysettingtheconstraintamount,andthefinalschemeisprovidedtoprovideareferencedesignschemeforJe-commerce.Thefeasibilityandeffectivenessofthisdesignandresearchareverifiedbyapracticalscheme.Keywords:SLP；facilitylayoutoptimization；garbagecollectionsystem；geneticalgorith目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章緒論 11.1研究背景 11.2研究意義 11.3研究現(xiàn)狀 21.4主要內(nèi)容及研究方法 31.4.1主要內(nèi)容 31.4.2研究方法 4第2章相關(guān)理論與方法概述 52.1SLP方法基礎(chǔ)理論 52.1.1SLP方法概述 52.1.2SLP的操作步驟 52.4遺傳算法介紹 72.4.1遺傳算法的概述 72.4.2遺傳算法特點(diǎn) 92.4.3遺傳算法相關(guān)參數(shù) 9第3章J電商糧油倉概況調(diào)查與分析 113.1J電商概述 113.1.1J電商背景介紹 113.1.2J電商物流中心主要功能 123.2J電商糧油倉基本概況 133.2.1倉內(nèi)設(shè)施布局現(xiàn)狀介紹 133.2.2倉內(nèi)作業(yè)流程 143.3J電商糧油倉的貨物揀選流程 153.4J電商糧油倉問題分析 16第4章基于SLP的J電商糧油倉平面設(shè)施布置優(yōu)化 184.1J電商糧油倉作業(yè)單位劃分 184.2各作業(yè)單位間的物流量 184.3倉內(nèi)作業(yè)單位的相互關(guān)系分析 204.3.1倉內(nèi)作業(yè)單位的物流關(guān)系分析 204.3.2J電商糧油倉內(nèi)作業(yè)單位的非物流關(guān)系分析 264.4整體的J電商糧油倉綜合相互關(guān)系分析 304.5作業(yè)單位位置相關(guān)圖 354.6各作業(yè)單位面積相關(guān)圖 374.7總平面布置圖 394.8初步設(shè)計(jì)評價(jià)與選擇 40第5章基于遺傳算法的布局進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì) 445.1基于遺傳算法布局優(yōu)化設(shè)計(jì)模型 445.2基于遺傳算法的布局優(yōu)化設(shè)計(jì)流程 465.3作業(yè)單位布局優(yōu)化遺傳算法設(shè)計(jì) 465.3.1遺傳編碼與初始種群產(chǎn)生 465.3.2適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計(jì) 475.3.3選擇過程設(shè)計(jì) 485.3.4交叉變異過程設(shè)計(jì) 495.4布局優(yōu)化的遺傳算法應(yīng)用及程序?qū)崿F(xiàn) 495.5遺傳算法前后比較 52結(jié)論 54參考文獻(xiàn) 55致謝 56附錄一 57附錄二 58第1章緒論1.1研究背景隨著經(jīng)濟(jì)的繁榮以及互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展，電商行業(yè)快速崛起，同行競爭的壓力也越來越大，在電商企業(yè)的發(fā)展過程中，需要更加注重在整個(gè)物流過程中需要優(yōu)化的物流因素，以帶給企業(yè)最大的利潤。其中J電商作為B2B商業(yè)模式下電商行業(yè)的佼佼者近年來發(fā)展迅速，在電商行業(yè)具有一定的實(shí)力和影響力。但自身發(fā)展的同時(shí)，也存在諸多問題，例如倉庫布局不合理，導(dǎo)致作業(yè)效率低下、各區(qū)域劃分不合理、空間浪費(fèi)、貨物搬運(yùn)時(shí)間過長等情況。這樣的情況讓人不得不開始重視對于倉庫的設(shè)施規(guī)劃。倉庫的設(shè)施布置作為物流過程中重要的一部分，其優(yōu)劣直接影響物流效率、物料搬運(yùn)效率、場地利用率和倉庫安全等方面影響企業(yè)利潤和綜合競爭力。另外，為了實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，發(fā)展綠色物流已經(jīng)變成了新時(shí)代下的硬要求。各行各業(yè)在努力提升自身企業(yè)價(jià)值，創(chuàng)造企業(yè)財(cái)富的同時(shí)，已經(jīng)不能忽略其對生態(tài)環(huán)境造成的影響，強(qiáng)調(diào)在經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展的同時(shí)，保持與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展，創(chuàng)造新時(shí)代下，具有新時(shí)代內(nèi)涵的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。所以在倉儲(chǔ)布局中，要考慮物流過程中產(chǎn)生的廢舊物進(jìn)行回收并對可再利用的廢舊物進(jìn)行再利用。因此，在提高企業(yè)物流效率和倉儲(chǔ)布局的合理優(yōu)化下也要對倉內(nèi)的垃圾回收系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。1.2研究意義針對J電商糧油倉庫設(shè)施布置中的問題，通過系統(tǒng)性的分析和優(yōu)化后，科學(xué)合理地布置糧油倉庫，減少作業(yè)過程中的無用功，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)選用傳統(tǒng)SLP方法對糧油倉庫進(jìn)行設(shè)施布局規(guī)劃，對于倉庫布置來說，布局設(shè)計(jì)的結(jié)果會(huì)直接影響整個(gè)倉庫系統(tǒng)的信息流、物流、搬運(yùn)效率、運(yùn)輸成本及倉庫安全。好的布局設(shè)計(jì)可能在施工費(fèi)用上與劣質(zhì)設(shè)計(jì)相差無幾，并不能突出其優(yōu)勢，但在倉庫運(yùn)行后會(huì)對整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生很大得影響。因此，在美國設(shè)施布局設(shè)計(jì)被認(rèn)為是提高效率的決定因素之一。在國內(nèi)一些物流企業(yè)中，尤其是中小型企業(yè)，對于倉庫設(shè)施布置這一方面的問題普遍存在。綜上所述，本設(shè)計(jì)基于SLP法的研究，對J電商糧油倉庫設(shè)施布置進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，將各作業(yè)單位的物流分析與非物流分析，通過圖表形式將數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來，對J電商糧油倉庫現(xiàn)有的設(shè)施布局進(jìn)行優(yōu)化，利用SLP法為J電商糧油倉庫提供一個(gè)在倉儲(chǔ)布局優(yōu)化上可供參考的設(shè)計(jì)方案。具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。1.3研究現(xiàn)狀 目前，國內(nèi)外在設(shè)施布置設(shè)計(jì)方面的研究也越來越多，越來越重視，專業(yè)人士都認(rèn)為好的設(shè)施布置能給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益的飛速增長。通過查閱國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)出現(xiàn)代國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。20世紀(jì)初一直到30年代，設(shè)施規(guī)劃還處萌芽階段，最具有標(biāo)志性的研究是泰勒的“科學(xué)管理方法”（1911）以及福特發(fā)明的“流水線生產(chǎn)方式”（1913）。這個(gè)時(shí)期主要還是靠人的經(jīng)驗(yàn)和主觀意識(shí)，并沒有對車間內(nèi)的設(shè)備和物料相結(jié)合的進(jìn)行綜合分析。20世紀(jì)40年代到60年代，設(shè)施規(guī)劃的研究開始進(jìn)入到一個(gè)快速發(fā)展的階段。其中最具代表性的是美國的查德·繆瑟推出的系統(tǒng)設(shè)施布置方法（1961）。系統(tǒng)設(shè)施布局（SLP）具有很強(qiáng)的條理性，然后緊密結(jié)合物流分末，系統(tǒng)設(shè)施布置進(jìn)入到蓬勃發(fā)展時(shí)期。隨著計(jì)算機(jī)的問世到普及，世界上出現(xiàn)了大量的生產(chǎn)作業(yè)管理系統(tǒng)，對該方法的發(fā)展提供很大的助力。越來越多的企業(yè)使用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，出現(xiàn)了一個(gè)新的作業(yè)流程，與此同時(shí)，出現(xiàn)了各種仿真類軟件來輔助企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)，設(shè)施布置的應(yīng)用范圍更加廣泛起來。日本精益生產(chǎn)的出現(xiàn)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運(yùn)行方式和市場供求等方面發(fā)生了變革，通過生產(chǎn)系統(tǒng)和作業(yè)單位之間的關(guān)系來進(jìn)行分析，以求得最合理的設(shè)施布局方案。我國也在80年代初引進(jìn)這一理論體系，并且取得了非常大的成就。直到目前為止，該方法在企業(yè)的設(shè)施布置中應(yīng)用還是非常廣泛的[3]。在中國，自50年代開始，許多企業(yè)面臨著成本高、耗資大、質(zhì)量低等問題，導(dǎo)致了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益低的局面，所以自那以后國內(nèi)對于設(shè)施布置問題一直保持著高度重視和投入研究的態(tài)度，有很多專家和學(xué)者以及企業(yè)內(nèi)部的工作者在多方面進(jìn)行了研究。汪新剛[2]（2017）同樣是以一個(gè)公司的車間為具體實(shí)例，基于SLP方法進(jìn)行系統(tǒng)分析，總結(jié)出一個(gè)好的車間設(shè)施布局會(huì)給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。張燕（2019）研究的是通過對倉庫內(nèi)部的出入庫流程分析得到布局的不合理，然后根據(jù)SLP方法優(yōu)化布局，以貨架的重新擺放改變布局，采用遺傳算法定量分析解決了貨位優(yōu)化問題。然而中國的國情及企業(yè)的總體情況表明，中國管理層人士對設(shè)施規(guī)劃的理性認(rèn)識(shí)還是比較缺乏的，目前還是處于理論階段，對國外引進(jìn)的理論體系的實(shí)踐性不強(qiáng)，主要還是靠人員的主觀意識(shí)和經(jīng)驗(yàn)去解決該類問題，這極大地影響著企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，這也是我國急需解決的問題[12]。1.4主要內(nèi)容及研究方法1.4.1主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)以J電商沈陽—糧油倉的倉庫也就是倉內(nèi)各作業(yè)單位為研究對象，首先通過對國內(nèi)外的相關(guān)設(shè)施規(guī)劃理論和方法作為基礎(chǔ)研究；然后運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)施布置（SLP）方法來對J電商糧油倉庫進(jìn)行定性和定量分析現(xiàn)有倉庫布局存在的問題，找出影響作業(yè)效率較低且成本較高的原因；進(jìn)而基于該情況下對當(dāng)前倉庫布局進(jìn)行建立模型并且求解，得到優(yōu)化方案，在對優(yōu)化方案及進(jìn)行初步選擇。最后遺傳算法對選擇的優(yōu)化方案進(jìn)行再次優(yōu)化完善。（1）第1章緒論首先敘述本設(shè)計(jì)的研究背景、研究意義；之后查閱相關(guān)資料對國內(nèi)外有關(guān)于設(shè)施布置的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析。介紹本設(shè)計(jì)的研究內(nèi)容及主要方法。第2章相關(guān)理論與方法概述首先是通過介紹設(shè)施布置的理論知識(shí)，隨后主要介紹SLP的相關(guān)基礎(chǔ)理論，在此基礎(chǔ)上，分析了SLP的操作流程及相關(guān)知識(shí)。以及后續(xù)優(yōu)化方案在優(yōu)化所用的遺傳算法進(jìn)行介紹。（3）第3章糧油倉庫現(xiàn)狀調(diào)查與分析首先介紹的是糧油倉內(nèi)作業(yè)流程，隨后介紹倉庫目前的布局狀況，然后再是對倉庫內(nèi)各作業(yè)單位的物流分析，特別設(shè)計(jì)之處在于各個(gè)作業(yè)單位間所產(chǎn)生的垃圾回收進(jìn)行考量，最后通過總結(jié)得出倉庫目前存在的問題。（4）第4章基于SLP方法的倉內(nèi)設(shè)施布置優(yōu)化首先確定倉庫各作業(yè)單位的物流量，特別是垃圾回收量的處理。通過對各作業(yè)單位物流量的分析得出各作業(yè)單位所產(chǎn)生的垃圾的物流量，以此作為倉庫布局中垃圾回收的物流量來確定與其他作業(yè)單位的位置關(guān)系。分析過后得到倉內(nèi)各作業(yè)單位間綜合相互關(guān)系，進(jìn)而繪制位置相關(guān)圖。依據(jù)倉庫的實(shí)際情況，畫出倉庫總平面布置圖，并進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的初級評價(jià)。（5）第5章基于遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn)首先介紹遺傳算法的基本理論，然后建立設(shè)計(jì)模型，隨后便是運(yùn)用遺傳算法對作業(yè)單位設(shè)施布置方案進(jìn)行評價(jià)且選擇出最優(yōu)的方案。結(jié)論對本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容和關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，通過設(shè)計(jì)方案的可實(shí)施性，給企業(yè)解決該類問題提供一個(gè)可供參考的設(shè)計(jì)方案，最后分析本設(shè)計(jì)的不足之處，希望在以后的學(xué)習(xí)中加以改進(jìn)使設(shè)計(jì)更加嚴(yán)謹(jǐn)。1.4.2研究方法（1）數(shù)據(jù)調(diào)研通過在J電商倉庫一個(gè)多月的實(shí)習(xí)，也就是實(shí)地調(diào)研，對各作業(yè)單位間目前的物流系統(tǒng)現(xiàn)狀和本設(shè)計(jì)需要的研究數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，總結(jié)出目前設(shè)施布置存在的問題，然后針對找到的問題進(jìn)行更深層次的研究分析，然后運(yùn)用SLP方法來優(yōu)化倉內(nèi)布局。（2）傳統(tǒng)SLP方法SLP方法是對倉庫各作業(yè)單位進(jìn)行具體且詳細(xì)的分析該方法后得到倉內(nèi)各作業(yè)單位間綜合相互關(guān)系，進(jìn)而繪制位置相關(guān)圖、面積相關(guān)圖。依據(jù)倉庫的實(shí)際情況，畫出倉庫總平面布置圖。（3）遺傳算法利用遺傳算法（GeneticAlgorithm，GA）對初步選出的優(yōu)化方案進(jìn)行再優(yōu)化，得到本設(shè)計(jì)的最佳設(shè)計(jì)方案。通過參數(shù)設(shè)定后對數(shù)據(jù)進(jìn)行約束再利用計(jì)算機(jī)算法對問題進(jìn)行求解，進(jìn)而得出最終的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)選用遺傳算法是當(dāng)我們在求解相對來說較為復(fù)雜的組合化問題時(shí)，可以通過相對來說常規(guī)一些的優(yōu)化算法，可以較快的得到優(yōu)化結(jié)果。

第2章相關(guān)理論與方法概述2.1SLP方法基礎(chǔ)理論2.1.1SLP方法概述系統(tǒng)設(shè)施布置（SystematicLayoutPlanning）是美國著名學(xué)者理查德·繆瑟[4]提出的工廠布置的程序和方法，全球應(yīng)用最為廣泛。作為一種較為基本的程序模式，它不僅可以應(yīng)用于各類倉庫的建設(shè)、改造和擴(kuò)建中倉庫布局的優(yōu)化，還可以應(yīng)用于各類經(jīng)營單位的布局。它還可以用于醫(yī)院、機(jī)場、圖書館、校園、餐飲服務(wù)、商店和各種服務(wù)的設(shè)計(jì)，以及辦公室和實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)[11]。一般來說，首先分析物流與非物流之間的關(guān)系，然后制定各單元的位置和相關(guān)地圖，最后進(jìn)行評估和優(yōu)化，選擇最佳的布局方案[9]。通過作業(yè)單位的數(shù)據(jù)得到各作業(yè)單位間的物流分析，再通過倉內(nèi)其他因素的考察得到各作業(yè)單位間的非物流分析。通過綜合分析后得到位置相關(guān)圖。確定各單元的位置后，計(jì)算各操作單元所需面積，并繪制為“區(qū)域相關(guān)圖”，得到粗略的布局圖。在物流系統(tǒng)設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮倉內(nèi)的實(shí)際問題、可操作性、可變動(dòng)性等約束條件更好的幫助企業(yè)得到可供參考、可行性強(qiáng)的設(shè)計(jì)方案物。2.1.2SLP的操作步驟SLP的具體操作步驟如下所示：產(chǎn)品P產(chǎn)量Q分析在進(jìn)行SLP分析之前，首先要對原始資料及作業(yè)單位進(jìn)行分析和劃分，通過P-Q分析之后，確定采取何種原則進(jìn)行布置。物流關(guān)系分析通過各作業(yè)單位之間的物流量計(jì)算出兩作業(yè)單位之間的密切程度作位作業(yè)單位之間物流關(guān)系的依據(jù)，進(jìn)而得到各作業(yè)單位之間的物流強(qiáng)度匯總表、分析表以及相關(guān)表。物流關(guān)系分析是設(shè)施布局的基礎(chǔ)，通過物流分析后能得到作業(yè)單位間的相對位置。非物流關(guān)系分析在布局設(shè)計(jì)是、中不僅要考慮各作業(yè)單位之間的物流量，還要分析一些沒有具體數(shù)據(jù)狀態(tài)下的非物流分析。主要考慮因素包括工作聯(lián)系頻繁程度、物流的連續(xù)性、作業(yè)服務(wù)流程、作業(yè)性質(zhì)相似、管理方便、安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵、人員聯(lián)系等。繪制各作業(yè)單位位置相關(guān)圖在倉庫總平面布置中不僅要考慮每個(gè)作業(yè)單位的建筑面積和占地面積，還要依據(jù)各作業(yè)單位之間的親密程度，對各作業(yè)單位進(jìn)行布局設(shè)計(jì)。按照密切程度對各作業(yè)單位進(jìn)行位置設(shè)計(jì)，從而得到各作業(yè)單位的位置相關(guān)圖。繪制各作業(yè)單位面積相關(guān)圖通過實(shí)地調(diào)查后得到倉庫的實(shí)際面積以及原倉庫內(nèi)各作業(yè)單位面積的劃分、人員、路線設(shè)計(jì)等相關(guān)信息。在上述作業(yè)單位位置相關(guān)圖的基礎(chǔ)上，將各作業(yè)單位的面積用圖形按照一定比例表達(dá)出來，同時(shí)還要考慮通道的設(shè)置和各單元間的距離這些實(shí)際性因素，最后就可以繪制面積相關(guān)圖。修正面積相關(guān)圖這就要充分考慮現(xiàn)實(shí)約束條件，例如實(shí)際場地限制、搬運(yùn)條件、建筑物自身等，其中門與外聯(lián)道路聯(lián)系也是十分重要的。綜合考慮這些因素之后，才是最終的面積相關(guān)圖。最終方案的評選擇優(yōu)對于最終得到的幾個(gè)方案，通過對技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等因素進(jìn)行綜合性的考慮，進(jìn)行評價(jià)，然后比較方案選出最優(yōu)的、最符合實(shí)際的可行性方案。綜上所述，SLP方法既嚴(yán)謹(jǐn)又實(shí)用，對企業(yè)而言具有實(shí)用價(jià)值。系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)程序如圖2-3所示。圖2-3系統(tǒng)設(shè)施布置設(shè)計(jì)圖2.4遺傳算法介紹2.4.1遺傳算法的概述1975年，J.Holland教授提出了遺傳算法。這一算法將提出以生物行為基礎(chǔ)的建模技術(shù)與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來。聯(lián)合兩種方案的要素或者將單一的問題變異成復(fù)雜的問題，第三個(gè)方案(后代)是由一個(gè)復(fù)雜的突變中的一個(gè)問題產(chǎn)生的，并對系統(tǒng)進(jìn)行評估。如果第三個(gè)方案比其他方案更好，后代將是“生存”和“死亡”后代。許多重復(fù)或代代相傳，父母的優(yōu)點(diǎn)將傳給下一代，將所有可能發(fā)生的情況全都涵蓋，從中尋求最優(yōu)解[14]?；蚓幋a的人是由染色體特性組成的。實(shí)體(染色體)成分：內(nèi)部染色體的表示是數(shù)個(gè)基因的集合，通過該組合表達(dá)多個(gè)基因。主要的遺傳材料輸送器共同控制對應(yīng)的外部表現(xiàn)物。而特征由控制染色體中的主導(dǎo)基因組合來確定，因此使用了遺傳算法。為了獲得內(nèi)部基因之間的外部表達(dá)和功能映射，需要精確的編碼。簡化的編碼被用來補(bǔ)充基因編碼的二進(jìn)制復(fù)合物，在產(chǎn)生初始人口之后，產(chǎn)生最多的人口。生物體的滅亡過程通過生物變化的交替產(chǎn)生了更好的種群[15]。一代人意味著后代將來到他們的理想中，選擇人在自然遺傳理論之前確定空間的物理狀況。運(yùn)營商是由基因交叉引發(fā)的在基因操縱如突變之后，將產(chǎn)生新一代的后代。為了獲得最佳解決，將創(chuàng)造新一代的后代。物理脅迫條件的功能被界定和確定，如條件判斷，在獲得合理結(jié)果之前重復(fù)基因操作。只要你想找到最好的解決辦法就行了可以通過解碼符合既定要求的個(gè)人來實(shí)現(xiàn)問題的最佳解決。問題的最好解決辦法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。對于各種組合優(yōu)化要素的大規(guī)模問題，空間變得更加重要，詳盡的規(guī)則非常有用。很難列舉所有因素并找到最佳解決辦法，遺傳算法具有很強(qiáng)的全球研究能力。建立了客觀函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，并建立了適應(yīng)性函數(shù)，以確定優(yōu)化研究所依據(jù)的研究范圍[15]。一種適用于各種復(fù)雜問題的解決方案可以解決一系列組合優(yōu)化問題，如VRP、背包、橋梁問題、裝置包裝、圖表圖形劃分等，因?yàn)楦叻直媛?。GA由于極強(qiáng)的魯棒性使其在應(yīng)用基因工程，自動(dòng)控制，生產(chǎn)調(diào)度，機(jī)器人，圖像處理等領(lǐng)域均獲得成功。據(jù)強(qiáng)者生存和消滅最弱者的原則發(fā)展GA主要模擬生物的過程必須解決這個(gè)問題。在染色體中對身體參數(shù)進(jìn)行編纂，并通過一系列基因干預(yù)，后代逐漸演變，以產(chǎn)生優(yōu)異的染色體，解碼隨機(jī)搜索算法，以最佳方式解決問題。遺傳算法操作步驟；（1）將問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，深入研究問題，將其簡化為簡單易懂的數(shù)學(xué)函數(shù)，方便下一步；（2）找出需要解決題目的參數(shù)，制定合適的染色體編碼計(jì)劃，并建立初始種群；（3）根據(jù)人口中每一個(gè)人各自的獨(dú)特的目標(biāo)功能計(jì)算適應(yīng)的狀況，根據(jù)每一個(gè)個(gè)體的關(guān)系，并確定目標(biāo)函數(shù)編寫合適的適應(yīng)度函數(shù)；（4）根據(jù)遺傳優(yōu)勝劣汰的規(guī)則，選擇一定數(shù)量染色體進(jìn)行下一步操作；（5）遺傳操作，如選定個(gè)人的交叉、突變等；（6）對混合后裔群體的重復(fù)操作（4）（5）和（6），直到他們不再重復(fù)。2.4.2遺傳算法特點(diǎn)遺傳算法在計(jì)算設(shè)計(jì)過程中也有優(yōu)劣之處，具體特點(diǎn)介紹如表2-4所示。表2-4遺傳算法特點(diǎn)序號(hào)GA的優(yōu)點(diǎn)GA的缺點(diǎn)1用于全局搜索的能力很強(qiáng)，個(gè)體在基礎(chǔ)的方案總在有效地區(qū)域內(nèi)進(jìn)行徹底全局搜索。容易發(fā)生預(yù)收斂，局部搜索能力不強(qiáng)。2操作簡便，具有很強(qiáng)的通用性能，具有很強(qiáng)的實(shí)用性不需要對問題有更為復(fù)雜的研究，節(jié)約時(shí)間和精力，只要可以計(jì)算出最優(yōu)的結(jié)果即最優(yōu)代。將需要解決的問題變成數(shù)學(xué)問題，再使用遺傳算法建模得出目標(biāo)函數(shù)。容易陷入局部最優(yōu)解。2.4.3遺傳算法相關(guān)參數(shù)遺傳算法是基于達(dá)爾文進(jìn)化論的全局優(yōu)化算法，并且涉及生物學(xué)和遺傳學(xué)關(guān)知識(shí)，會(huì)在使用過程中產(chǎn)生很多生物學(xué)參數(shù)。通過對參數(shù)的理解有助于將問題更好的運(yùn)用到遺傳算法應(yīng)用中。具體參數(shù)如表2-5所示。序號(hào)參數(shù)參數(shù)說明1基因基因是個(gè)體的內(nèi)在屬性，是染色體串中最小的元素。例如如果有一個(gè)字符串110101=s，那么6個(gè)元素1,1,0,1,0,1都被稱為基因。利用等位基因（alltes）表示特定值。2染色體染色體包含遺傳信息，也被稱為基因型個(gè)體。3特征值對于整數(shù)串，基因的特征值用其二進(jìn)制數(shù)的權(quán)重表示。例如在字符串1011=s中，基因位置1中的1的基因特征值為8，基因位置3中的1。該基因的特征值為2。4基因定位又稱基因定位，是基因在遺傳算法串中的位置、地點(diǎn)?；蛭恢檬菑淖址淖蟮接矣?jì)算出來的。例如，在字符串1101=s中，1的基因位置是4。5該組的大小計(jì)算該組的大小主要是為了全局優(yōu)化和確定該組的大小是合理的，提高全局遺傳算法研究的質(zhì)量。但如果人口增加，就會(huì)增加。加大個(gè)體適應(yīng)性的算法需要較長的收斂時(shí)間，保證趨近于最優(yōu)解，過于繁瑣從而加大了計(jì)算量降低了，從而使計(jì)算變得更復(fù)雜繁瑣，降低了計(jì)算效率，浪費(fèi)時(shí)間與精力。對于最佳人口規(guī)模，n它更適合在20到200之間。6適應(yīng)度每個(gè)人對外界都有一定的適應(yīng)能力，這就是適應(yīng)度。介紹適應(yīng)性的概念是用來表達(dá)遺傳算法中染色體對外界的適應(yīng)性。通過建筑適應(yīng)度函數(shù)數(shù)學(xué)模型限制遺傳操作的次數(shù)。

第3章J電商糧油倉概況調(diào)查與分析3.1J電商概述3.1.1J電商背景介紹京東是一家總部設(shè)在北京的中國電子商務(wù)公司。它是中國兩大交易量和收入的B2C在線零售商之一，是“財(cái)富”全球500強(qiáng)企業(yè)的成員。截至2018年第一季度，該平臺(tái)擁有3.018億活躍用戶。京東公司由劉強(qiáng)東于1998年7月創(chuàng)立，其零售平臺(tái)于2004年上線。它最初是一家在線磁光商店，但很快就多元化，銷售電子產(chǎn)品，手機(jī)，電腦和類似產(chǎn)品。該公司于2007年6月將其域名更改為360，然后于2013年更改為京東。與此同時(shí)，JD.com宣布了其新標(biāo)識(shí)和吉祥物。京東是世界領(lǐng)先的無人機(jī)自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)器人高科技和人工智能交付公司，擁有世界上最大的無人機(jī)交付系統(tǒng)，基礎(chǔ)設(shè)施和能力。它最近開始測試機(jī)器人交付服務(wù)和建造無人機(jī)交付機(jī)場，以及通過推出其第一輛自動(dòng)卡車來操作無人駕駛交付。京東快遞共有八大物流中心，目前京東八大倉庫別位于北京，上海，廣州，沈陽，武漢，西安，成都，德州。北京物流中心覆蓋北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、山東地區(qū)；上海物流中心覆蓋江蘇、浙江、上海、安徽、釣魚島地區(qū)；廣州物流中心覆蓋廣東、廣西、福建、海南地區(qū)；成都物流中心覆蓋四川、重慶、貴州、云南、西藏地區(qū)；武漢物流中心覆蓋湖北、湖南、江西、河南地區(qū)；沈陽物流中心覆蓋遼寧、吉林、黑龍江地區(qū)；西安物流中心覆蓋陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆地區(qū)。2017年10月，京東物流首個(gè)全流程無人倉正式亮相。這次亮相的全流程無人倉實(shí)現(xiàn)了從入庫、存儲(chǔ)、包裝、分揀的全流程、全系統(tǒng)的智能化和無人化，對整個(gè)物流領(lǐng)域而言都具有里程碑意義。此次亮相的京東無人倉，坐落在上海市嘉定區(qū)的倉儲(chǔ)樓群，屬于上海亞洲一號(hào)整體規(guī)劃中的第三期項(xiàng)目，建筑面積40000平方米，物流中心主體由收貨、存儲(chǔ)、訂單揀選、包裝四個(gè)作業(yè)系統(tǒng)組成，存儲(chǔ)系統(tǒng)由8組穿梭車立庫系統(tǒng)組成，可同時(shí)存儲(chǔ)商品6萬箱。3.1.2J電商物流中心主要功能J電商物流中線主要包含運(yùn)輸功能、儲(chǔ)存功能、裝卸功能、包裝功能、分揀理貨功能、流通加工等，具體功能介紹如表3-1所示。表3-1物流中心主要功能序號(hào)功能功能敘述1運(yùn)輸功能京東物流中心擁有一定規(guī)模的運(yùn)輸工具，具有覆蓋全國的網(wǎng)絡(luò)的競爭優(yōu)勢，滿足客戶需要的運(yùn)輸方式，通過具體組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的運(yùn)輸作業(yè)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將客戶的商品運(yùn)抵目的地。整個(gè)運(yùn)輸過程，包括最后的市內(nèi)配送都由倉儲(chǔ)中心負(fù)責(zé)組織，以盡可能方便客戶。2儲(chǔ)存功能最重要的是物流中心的設(shè)施，需要的不是在物流中心儲(chǔ)存商品，而是要通過倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)保證市場分銷活動(dòng)的開展，同時(shí)盡可能降低庫存占壓的資金，減少儲(chǔ)存成本。因此，京東物流中心需要配備高效率的分揀、傳送、儲(chǔ)存、揀選設(shè)備。3裝卸功能這是為了加快商品在物流中心的流通速度必須具備的功能。物流中心應(yīng)該配備專業(yè)化的裝載、卸載、提升、運(yùn)送、碼垛等裝卸搬運(yùn)機(jī)械，以提高裝卸搬運(yùn)作業(yè)效率，減少作業(yè)對商品造成的損毀。4包裝功能物流中心的包裝作業(yè)目的不是要改變商品的銷售包裝，而在于通過對銷售包裝進(jìn)行組合、拼配、加固，形成適于物流和配送的組合包裝單元。5分揀理貨功能主要是對客戶訂單進(jìn)行分批次揀選打包作業(yè)，針對當(dāng)前訂單到達(dá)量劃定批次大小，調(diào)節(jié)產(chǎn)線。理貨功能是對完成打包作業(yè)的訂單數(shù)量與質(zhì)量進(jìn)行再次核查，對訂單地點(diǎn)進(jìn)行集中分類，為下一環(huán)節(jié)配送做準(zhǔn)備。6流通加工主要目的是方便生產(chǎn)或銷售，物流中心常常與固定的制造商或分銷商進(jìn)行長期合作，為制造商或分銷商完成一定的加工作業(yè)。所以物流中心必須具備的基本加工職能有貼標(biāo)簽、制作并粘貼條形碼等。3.2J電商糧油倉基本概況3.2.1倉內(nèi)設(shè)施布局現(xiàn)狀介紹沈陽京東亞洲一號(hào)糧油倉庫位于渾南新區(qū)麥子屯文碩街路東，京東亞洲一號(hào)糧油倉經(jīng)過幾年的發(fā)展，擁有較為完整管理與服務(wù)體系及生產(chǎn)設(shè)備，服務(wù)及產(chǎn)品質(zhì)量都有所保障。糧油倉庫的形狀為矩形，規(guī)劃廠區(qū)的總面積為27600m2。根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場調(diào)查及網(wǎng)絡(luò)查詢資料，得到的基本數(shù)據(jù)如表3-1所示。倉內(nèi)各作業(yè)單位現(xiàn)有布局如圖3-2所示。表3-1建筑面積一覽表生活區(qū)輔助生產(chǎn)區(qū)序號(hào)項(xiàng)目面積/m2序號(hào)項(xiàng)目面積/m21.1辦公服務(wù)區(qū)7942.1廢棄物區(qū)4421.2揀貨車停放區(qū)7851.3休息區(qū)288作業(yè)區(qū)儲(chǔ)存區(qū)序號(hào)項(xiàng)目面積/m2序號(hào)項(xiàng)目面積/m23.1包裝區(qū)632.54.1散貨區(qū)26003.2復(fù)核區(qū)4684.2米面雜糧區(qū)17503.3信息處理區(qū)4684.3食用油區(qū)17503.4退貨區(qū)4684.4調(diào)味品區(qū)17504.5南北干貨區(qū)6244.6速食區(qū)612合計(jì)13431.5m2圖3-2倉庫現(xiàn)有設(shè)施布局平面圖3.2.2倉內(nèi)作業(yè)流程一般物流中心都配套有想應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是十分重要的。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相當(dāng)于物流中心的大腦。物流中心通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)系客戶與物流中心并通過訂單下達(dá)操作指令完成訂單處理作業(yè)。當(dāng)物流中心通過預(yù)測將會(huì)有大量需求或者商品不足時(shí)，需要向供應(yīng)商或者入駐電商的賣家進(jìn)行采購，用以維持倉庫內(nèi)商品的平衡，避免出現(xiàn)倉內(nèi)因缺少某種產(chǎn)品而導(dǎo)致的無貨可發(fā)等現(xiàn)象發(fā)生。采購回來的產(chǎn)品要對其進(jìn)行入庫上架作業(yè)。一般是由產(chǎn)品供應(yīng)商或者入駐商家將倉庫內(nèi)需要的產(chǎn)品送至物流中心后，物流中心工作人員對所需商品進(jìn)行檢查、核對數(shù)量并將貨物送至倉庫內(nèi)。將所需商品按照規(guī)定放入貨架內(nèi)。將訂單處理系統(tǒng)比喻為物流中心的大腦的話，倉儲(chǔ)管理就是物流中心的心臟。倉儲(chǔ)管理作業(yè)在整個(gè)物流中心起著至關(guān)重要的作用。上架商品是否能保持完好狀態(tài)、貨架上的貨物是否便于存儲(chǔ)、盤點(diǎn)、移位、檢查、補(bǔ)貨等都取決于倉儲(chǔ)管理。物理中心的作業(yè)流程包括揀選、復(fù)核、打包等環(huán)節(jié)。主要是將訂單中的商品從倉庫的儲(chǔ)存區(qū)中選取出來后進(jìn)行復(fù)核每一件商品所在的包裹，處理好后對商品進(jìn)行簡易的外部包裝并貼上商品和物流信息的標(biāo)簽后進(jìn)行出庫作業(yè)。根據(jù)倉庫的貨物擺放規(guī)則，一般是按地區(qū)分類，將同一配送目的地的貨物放在一起，然后由裝卸人員將貨物裝車。之后就是大家熟知的配送環(huán)節(jié)。在一定的時(shí)效內(nèi)，將顧客網(wǎng)上下單商品利用不同的交通工具送到顧客手中。其中配送環(huán)節(jié)可能會(huì)出現(xiàn)第三方物流公司外包的情況。如果客戶對送達(dá)商品不滿意或者貨物損壞（滯銷）的情況下出現(xiàn)的退貨作業(yè)，退回服務(wù)屬于逆向物流中的一種，其配送方式正好與正常的配送作業(yè)相反。將上述貨物退回至倉庫后，倉庫再根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。選擇將退回貨物重新入庫上還是直接將貨物退回給供應(yīng)商。最后通過財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)作業(yè)對整個(gè)我有六中心的收入和支出做出管理。例如員工工資、采購貨物的資金、設(shè)備費(fèi)用、退貨費(fèi)用和日常營收等。3.3J電商糧油倉的貨物揀選流程一般作業(yè)過程需要揀貨員帶著小推車，直接在揀貨區(qū)內(nèi)走動(dòng)式處理訂單信息；在開始揀貨時(shí)，掃描槍會(huì)在打開揀貨頁面時(shí)會(huì)見到“處理任務(wù)”、“我的揀貨”記錄兩選項(xiàng)，點(diǎn)擊“處理任務(wù)”射頻掃描槍頁面會(huì)出現(xiàn)分配揀貨單(每個(gè)揀貨單，信息只顯示揀貨單的貨品ID、唯一碼、貨位號(hào)、數(shù)量。以訂單需配的個(gè)數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，每訂單需貨品少時(shí)可批量處理時(shí)，以30個(gè)數(shù)量為限，每訂單需貨品多（超30個(gè)）時(shí)只能單項(xiàng)處理；揀貨員根據(jù)射頻掃描槍上顯示指示到相應(yīng)的貨位上將貨品取下，掃描貨品條碼，如果貨品無誤則再點(diǎn)好具體揀貨數(shù)量，在射頻掃描槍上確認(rèn)揀貨；揀貨單上有多個(gè)需揀取的單項(xiàng)貨品，每項(xiàng)貨品是一個(gè)指令。在處理一條揀貨指令確認(rèn)完成后,系統(tǒng)自動(dòng)跳出下一個(gè)貨位的揀貨指令，直到該揀貨單全部揀貨完畢，在頁面后的“完成”按鍵來作揀貨單的完成確認(rèn)，確認(rèn)后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)回揀貨頁面，全部揀好的貨品放到推車容器裝好后，送到分揀配貨區(qū)，工作內(nèi)容包括揀貨指令、批量選揀、尋找、遞送、配貨分揀等操作。流程圖如圖3-3所示。圖3-3揀貨流程圖3.4J電商糧油倉問題分析（1）垃圾回收區(qū)域規(guī)劃問題在整個(gè)揀選過程中，常常會(huì)出現(xiàn)由于入庫時(shí)一些調(diào)味品或者干料等商品較小，是整箱上架的，也就導(dǎo)致后期揀選過程中出現(xiàn)廢棄紙殼被隨意丟到揀選區(qū)域內(nèi)，雖然倉內(nèi)有設(shè)置一些垃圾回收處理的區(qū)域，但由于倉內(nèi)最開始布局之后的作業(yè)單位過于密集，只能將暫存垃圾區(qū)域設(shè)置在貨品儲(chǔ)存區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致垃圾回收區(qū)域過小無法存放區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的垃圾，而出現(xiàn)垃圾堆滿之后部分存放不下的垃圾被丟到揀選的路上，嚴(yán)重影響了分揀效率以及加大在分揀過程中手推車卡住紙殼會(huì)對揀選人員造成的負(fù)擔(dān)的可能。由于垃圾回收區(qū)域的規(guī)劃問題，有些區(qū)域產(chǎn)生的垃圾因?yàn)榫嚯x垃圾回收區(qū)有一定的距離，如果揀選過程中產(chǎn)生了垃圾再走到垃圾回收區(qū)進(jìn)行處理，會(huì)加大分揀時(shí)間，降低時(shí)效性。但如果不對距離垃圾回收區(qū)遠(yuǎn)的作業(yè)單位區(qū)域進(jìn)行垃圾處理，又會(huì)給揀選人員再揀選過程中造成不必要的障礙，影響揀選效率已經(jīng)揀選人員的工作狀態(tài)。（2）倉內(nèi)總體規(guī)劃問題倉庫布局總體規(guī)劃過于簡單，不能充分發(fā)揮出倉庫各部分應(yīng)有的功能，工人們有時(shí)為了趕時(shí)間貨品就會(huì)隨意堆放，不僅會(huì)導(dǎo)致商品受壓力過大致使包裝損壞，還會(huì)出現(xiàn)占用過道的現(xiàn)象，不方便叉車以及工作人員的行動(dòng)，影響工作效率甚至造成安全隱患。所以針對以上由于倉內(nèi)垃圾回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)而對倉內(nèi)布局進(jìn)行設(shè)施規(guī)劃布局設(shè)計(jì)。從而解決J電商糧油倉內(nèi)垃圾回收所造成的問題，來提高揀選人員在揀選過程中的工作作業(yè)效率。（3）倉內(nèi)工作管理問題隨著市場發(fā)展需求，J電商也在原有基礎(chǔ)上建造或擴(kuò)大自己的倉庫，倉庫內(nèi)貨物數(shù)量越來越多，但庫內(nèi)作業(yè)人員人數(shù)卻始終不變，管理人員及操作人員常常忙得不可開交，為了搶時(shí)效和服務(wù)質(zhì)量，倉庫的進(jìn)出貨一般都就近取放，庫內(nèi)略顯凌亂，一些作業(yè)后的外包裝和不合格的廢棄產(chǎn)品常常得不到及時(shí)清理，占用倉庫內(nèi)存，影響倉庫內(nèi)貨物進(jìn)出庫的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而降低庫內(nèi)工作的運(yùn)行效率。倉庫的布局也變得愈發(fā)不合理。

第4章基于SLP的J電商糧油倉平面設(shè)施布置優(yōu)化4.1J電商糧油倉作業(yè)單位劃分根據(jù)J電商倉內(nèi)物流作業(yè)，糧油倉內(nèi)共14個(gè)作業(yè)單位，14個(gè)作業(yè)單位布置如表4-1所示。表4-1倉庫作業(yè)單位劃分序號(hào)作業(yè)單位序號(hào)作業(yè)單位1散貨區(qū)8復(fù)核區(qū)2調(diào)味品9退貨區(qū)3米面雜糧10廢舊物區(qū)4食用油11信息處理5南北干貨12揀貨車停放區(qū)6速食區(qū)13休息區(qū)7包裝區(qū)14辦公區(qū)4.2各作業(yè)單位間的物流量（1）倉內(nèi)原作業(yè)單位物流量通過在J電商實(shí)習(xí)時(shí)對于各作業(yè)單位產(chǎn)生的物流量進(jìn)行觀察、訂單查看以及收集到的數(shù)據(jù)如表4-2所示。表4-2各作業(yè)單位物流量序號(hào)作業(yè)單位物流量1散貨區(qū)22852調(diào)味品21503食用油18404米面雜糧18355復(fù)核區(qū)6246信息處理區(qū)4207速食區(qū)15508南北干貨區(qū)12509退貨區(qū)33510包裝區(qū)224（2）垃圾回收的物流量根據(jù)揀貨時(shí)的觀察下發(fā)現(xiàn)每個(gè)作業(yè)單位在完成揀貨的過程中，要揀貨時(shí)需要打開成箱產(chǎn)品，進(jìn)而拿到單個(gè)商品的情況，所以會(huì)導(dǎo)致各作業(yè)單位現(xiàn)場出現(xiàn)被撕壞的紙殼已經(jīng)由于上架或者揀貨過程中所造成的的商品破損。每次揀貨中，這種情況大量的存在，因而這次布局設(shè)計(jì)過程要加入各作業(yè)單位產(chǎn)生的廢舊物加以考慮。根據(jù)揀貨情況下，統(tǒng)計(jì)各作業(yè)單位所產(chǎn)生的廢棄物，散貨區(qū)每天大約產(chǎn)生左右45-70的廢棄物（包括廢棄紙殼以及破損包裝和產(chǎn)品），調(diào)味品區(qū)每天大約產(chǎn)生42-68（件/天）左右的廢棄物，食用油區(qū)大約35-55（件/天）左右的廢舊物，米面雜糧區(qū)大約32-54（件/天）左右的廢棄物，復(fù)核區(qū)大約10-25（件/天）左右的廢棄物，信息處理區(qū)大約5-15（件/天）左右的廢棄物，速食區(qū)大約30-46（件/天）左右的廢棄物，南北干貨區(qū)大約22-45（件/天）左右的廢棄物，退貨區(qū)大約4-12（件/天）左右的廢棄物，包裝區(qū)大約3-10（件/天）左右的廢棄物，由以上數(shù)據(jù)可得出各作業(yè)單位所產(chǎn)生的的廢物量大約占比各作業(yè)單位物流量的2.5%。圖表中的各數(shù)據(jù)單位：件/天。得到相關(guān)作業(yè)單位物流量如表4-3所示。表4-3各作業(yè)單位廢棄物物流量序號(hào)作業(yè)單位廢棄物量1散貨區(qū)572調(diào)味品533食用油464米面雜糧455復(fù)核區(qū)156信息處理區(qū)107速食區(qū)388南北干貨區(qū)319退貨區(qū)810包裝區(qū)611廢棄物區(qū)--總計(jì)309（3）各作業(yè)單位物流量匯總通過上述數(shù)據(jù)，對J電商糧油倉內(nèi)各作業(yè)單位，在作業(yè)流程中所產(chǎn)生的物流量及各作業(yè)單位產(chǎn)生的廢棄物量進(jìn)行匯總，如表4-4所示。表4-4有物流關(guān)系的各作業(yè)單位物流量作業(yè)單位物流量廢棄物量作業(yè)單位物流量廢棄物量散貨區(qū)228557速食區(qū)155038調(diào)味品215053南北干貨區(qū)125031食用油184046退貨區(qū)3358米面雜糧183545包裝區(qū)2246復(fù)核區(qū)62415廢棄物區(qū)309--信息處理區(qū)420104.3倉內(nèi)作業(yè)單位的相互關(guān)系分析4.3.1倉內(nèi)作業(yè)單位的物流關(guān)系分析經(jīng)過調(diào)研得到的基本數(shù)據(jù)經(jīng)過整理和計(jì)算后，然后知道各個(gè)單位之間的物流量，其實(shí)物流量就是成品從一個(gè)作業(yè)單位搬運(yùn)到另一個(gè)作業(yè)單位的總重量，具體數(shù)據(jù)見下表3-2。然后對物流強(qiáng)度進(jìn)行分析時(shí)，每個(gè)作業(yè)單位之間的距離以及物流量也是已知的，根據(jù)這已知的量可以計(jì)算出物流搬運(yùn)總量，也就是所謂的物流強(qiáng)度。為了方便列表可以將作業(yè)單位編號(hào)：1代表散貨區(qū)、2代表米面雜糧、3代表食用油、4代表調(diào)味品、5代表南北干貨、6代表速食區(qū)、7代表包裝區(qū)、8代表復(fù)核區(qū)、9代表退貨區(qū)、10代表廢棄物區(qū)、11代表信息處理區(qū)。這兩張表格中橫行代表從，豎行代表至。（1）繪制從至表根據(jù)糧油倉內(nèi)各作業(yè)單位揀貨流程過程表，繪制出倉庫14個(gè)作業(yè)單位揀貨過程物流從至表，如表4-5所示。表4-5糧油倉作業(yè)單位物流量從至表（單位：件）序號(hào)1234567891011總計(jì)100000228500570234220000215000530220330001840004601886400183500450188050155000380158861250003101281742022460624801562412983353431000111010總計(jì)00000010910420224309857該表格顯示在一天內(nèi)貨物儲(chǔ)存區(qū)（散貨區(qū)、調(diào)味品、食用油、米面雜糧、南北干料、速食區(qū)）約10910件商品移動(dòng)至包裝區(qū)，信息處理區(qū)約420件商品移動(dòng)到包裝區(qū)，包裝區(qū)約224件商品移動(dòng)到退貨區(qū)，各作業(yè)單位（散貨區(qū)、調(diào)味品、食用油、米面雜糧、南北干料、速食區(qū)、包裝區(qū)、復(fù)核區(qū)、退貨區(qū)、信息處理區(qū)）約309件廢棄物移動(dòng)到廢舊物區(qū)。復(fù)核區(qū)約624件商品移動(dòng)到信息處理區(qū)。退貨區(qū)約335件商品移動(dòng)到信息處理區(qū)。通過上述數(shù)據(jù)可知糧油倉一天每個(gè)作業(yè)單位的物流強(qiáng)度，如表4-6所示。表4-6各作業(yè)單位間物流強(qiáng)度序號(hào)作業(yè)單位物流強(qiáng)度1儲(chǔ)存區(qū)與包裝區(qū)109102信息處理區(qū)與包裝區(qū)4203包裝區(qū)與退貨區(qū)2244各作業(yè)單位與退貨區(qū)3095復(fù)核區(qū)與信息處理區(qū)6246退貨區(qū)與信息處理區(qū)335通過表4-6各作業(yè)單位間的物流強(qiáng)度對各個(gè)功能區(qū)間物流強(qiáng)度按物流量大小進(jìn)行排序，得到各作業(yè)單位區(qū)間物流量大小排序如表4-7所示。表4-7物流強(qiáng)度匯總表序號(hào)作業(yè)單位對物流強(qiáng)度物流量所占比例11-7228517.8222-7215016.7744-7183514.3155-7155012.0966-712509.7578-116244.8787-114203.2899-113352.61107-92241.75111-10570.44122-10530.41133-10460.36144-10450.35155-10380.30166-10310.29178-10150.121810-11100.08199-1080.06207-1060.04物流量大小合計(jì)12822100%（2）劃分物流強(qiáng)度等級將各個(gè)不同的作業(yè)單位對的物流強(qiáng)度按照大小排序，并依次填入物流強(qiáng)度分析表中，根據(jù)物流強(qiáng)度分別劃分物流強(qiáng)度等級[12]。根據(jù)安排增加物流強(qiáng)度的方法,它可以安排分為五個(gè)層次：A，E，I，O，U。如表4-8所示。表4-8物流強(qiáng)度等級劃分表物流強(qiáng)度等級符號(hào)承擔(dān)物流量比例（%）超高物流強(qiáng)度A（4）40特高物流強(qiáng)度E（3）30較大物流強(qiáng)度I（2）20一般物流強(qiáng)度O（1）10可忽略搬運(yùn)U（0）0如表4-8所示，通過對物流強(qiáng)度等級劃分表能得出各作業(yè)單位對的物流強(qiáng)度等級匯總表，如表4-9所示。表4-9物流強(qiáng)度匯總表序號(hào)作業(yè)單位對物流強(qiáng)度物流強(qiáng)度等級11-72285A22-72150A33-71840E44-71835E55-71550E66-71250E78-11624I87-11420I99-11335I107-9224I111-1057O122-1053O133-1046O144-1045O155-1038O166-1031O178-1015U1810-1110U199-108U207-106U如表4-9所示，得到物流強(qiáng)度分析如表4-10所示。表4-10物流強(qiáng)度分析表序號(hào)作業(yè)單位對物流強(qiáng)度強(qiáng)度等級11-7A22-7A33-7E44-7E55-7E66-7E78-11I87-11I99-11I107-9I111-10O122-10O133-10O144-10O155-10O166-10O178-10U1810-11U199-10U207-10U根據(jù)表4-9物流強(qiáng)度匯總表得作業(yè)單位物流相關(guān)表，如表4-10所示。表4-10作業(yè)單位物流相關(guān)表4.3.2J電商糧油倉內(nèi)作業(yè)單位的非物流關(guān)系分析在對倉庫功能區(qū)間布局進(jìn)行優(yōu)化時(shí)既要考慮各個(gè)功能區(qū)間的物流關(guān)系又要考慮各個(gè)功能區(qū)間的其他關(guān)系即非物流關(guān)系。應(yīng)用系統(tǒng)化布置設(shè)計(jì)方法對倉庫功能區(qū)布局進(jìn)行優(yōu)化時(shí)倉庫內(nèi)輪胎產(chǎn)品的數(shù)量以及輪胎產(chǎn)品在各個(gè)不同功能區(qū)間的移動(dòng)量是進(jìn)行功能區(qū)間物流分析的基礎(chǔ)，而其他因素是進(jìn)行非物流關(guān)系分析的基礎(chǔ)，其中時(shí)間對兩者都有影響。在對倉庫功能進(jìn)行優(yōu)化布局時(shí)，影響功能區(qū)間非物流關(guān)系的因素要根據(jù)實(shí)際情況來確定，該因素的一般不能通過定量的方法得到，需要認(rèn)真調(diào)查分析搜集到的數(shù)據(jù)資料并且憑借以往的工作經(jīng)驗(yàn)加以判斷。R.謬瑟在系統(tǒng)化布置設(shè)計(jì)方法中建議考慮以下幾種因素，如表4-11所示。表4-11設(shè)施布局設(shè)計(jì)考慮因素序號(hào)因素解釋說明1流程關(guān)系建立在作業(yè)流程順序與之間的信息流關(guān)系；2作業(yè)相關(guān)程度倉庫功能區(qū)之間由于作業(yè)需要而形成的關(guān)系；3管理關(guān)系包括組織管理與作業(yè)管理兩大方面，組織管理指建立在公司各部門組織之間的管理、監(jiān)督關(guān)系，作業(yè)管理指出于操作、業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)以及交流的需要而存在的關(guān)系。4環(huán)境關(guān)系出于操作環(huán)境和安全需要而保持的關(guān)系，一是人員的安全、作業(yè)安全和工作環(huán)境的改善，二是貨品安全。5其他特殊原因針對某些特殊需要而使區(qū)域靠近或遠(yuǎn)離。本設(shè)計(jì)關(guān)于各作業(yè)單位之間非物流關(guān)系形象因素緊張程度的因素：物流；作業(yè)流程；有關(guān)工作的屬性相似；方便監(jiān)督管理；噪聲、振動(dòng)、煙塵和危險(xiǎn)品的影響；使用相同的工作人員；工作接觸的緊固性。由以上布置設(shè)計(jì)方法的考慮因素，具體各作業(yè)單位關(guān)系密切程度理由如表4-12所示。表4-12各作業(yè)單位關(guān)系密切程度理由序號(hào)理由1物流的連續(xù)性2作業(yè)服務(wù)流程3作業(yè)性質(zhì)相似4管理方便5安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵6人員聯(lián)系7工作聯(lián)系頻繁程度相同根據(jù)上述布置設(shè)計(jì)方法考慮的因素，如表4-12所示的各作業(yè)單位關(guān)系密切程度理，制定倉庫各作業(yè)單位的“基準(zhǔn)相互關(guān)系”，如表4-13所示。表4-13基準(zhǔn)相互關(guān)系字母一對作業(yè)單位密切度理由A散貨區(qū)和包裝區(qū)（1-7）物流的連續(xù)性調(diào)味品區(qū)和包裝區(qū)（2-7）物流的連續(xù)性調(diào)味品區(qū)和南北干貨區(qū)（2-5）物流的連續(xù)性食用油區(qū)和米面雜糧（3-4）物流的連續(xù)性食用油區(qū)和包裝區(qū)（3-7）物流的連續(xù)性米面雜糧和包裝區(qū)（4-7）物流的連續(xù)性包裝區(qū)和復(fù)核區(qū)（7-8）物流的連續(xù)性包裝區(qū)和退貨區(qū)（7-9）作業(yè)性質(zhì)相似包裝區(qū)和信息處理區(qū)（7-11）作業(yè)性質(zhì)相似E散貨區(qū)和食用油區(qū)（1-3）作業(yè)性質(zhì)相似散貨區(qū)和米面雜糧區(qū)（1-4）作業(yè)性質(zhì)相似散貨區(qū)和速食區(qū)（1-6）作業(yè)性質(zhì)相似調(diào)味品區(qū)和米面雜糧區(qū)（2-4）作業(yè)性質(zhì)相似調(diào)味品區(qū)和速食區(qū)（2-6）作業(yè)性質(zhì)相似南北干貨區(qū)和速食區(qū)（5-6）作業(yè)性質(zhì)相似I食用油與揀貨停放車（3-13）工作聯(lián)系頻繁程度相同米面雜糧與揀貨停放（4-13）工作聯(lián)系頻繁程度相同包裝區(qū)與揀貨車停放區(qū)（7-11）工作聯(lián)系頻繁程度相同信息處理區(qū)與揀貨車停放區(qū)（11-13)工作聯(lián)系頻繁程度相同O復(fù)核區(qū)與信息處理區(qū)（8-11）生產(chǎn)服務(wù)工藝流程相似U其余部門之間接觸不多、不常聯(lián)系X散貨區(qū)與辦公區(qū)（1-12）安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵食用油與辦公區(qū)（3-12）安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵米面雜糧與辦公區(qū)（4-12）安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵散貨區(qū)與休息區(qū)（1-14）安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵調(diào)味品與休息區(qū)（2-14）安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵食用油與休息區(qū)（3-14）安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵米面雜糧與休息區(qū)（4-14）安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵南北干貨與休息區(qū)（5-14）安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵速食區(qū)與休息區(qū)（6-14）安全及污染振動(dòng)、噪聲、煙塵由表4-13所示，做出非物流作業(yè)單位相互關(guān)系圖，如表4-13所示。表4-13作業(yè)單位非物流相關(guān)表4.4整體的J電商糧油倉綜合相互關(guān)系分析在進(jìn)行作業(yè)單位間綜合關(guān)系分析時(shí)，內(nèi)容比較多而且復(fù)雜，在這一過程中運(yùn)用表格的形式來同時(shí)將物流關(guān)系和非物流關(guān)系進(jìn)行匯總整理，繪制成一張綜合性的表格，這種表格稱為作業(yè)單位間綜合相互關(guān)系表。然后再結(jié)合企業(yè)的實(shí)際狀況，包括作業(yè)強(qiáng)度、時(shí)間、人員和設(shè)備的配置等具體情況，科學(xué)合理的進(jìn)行規(guī)劃各個(gè)作業(yè)單位的位置，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低物流成本的目的。綜合相關(guān)性的分析具體實(shí)施步驟如下所示。（1）首先確定物流關(guān)系和非物流關(guān)系的相對重要性，而重要性的比值物流關(guān)系：非物流關(guān)系（m:n）一般在3:1至1:3之間。當(dāng)m:n小于1:3時(shí)，非物流關(guān)系占據(jù)著主導(dǎo)地位，作業(yè)單位受非物流關(guān)系影響大；當(dāng)m:n大于3:1時(shí)，物流關(guān)系占據(jù)著絕對的主導(dǎo)地位，作業(yè)單位受物流關(guān)系影響大。在現(xiàn)實(shí)的企業(yè)中，一般m:n的權(quán)重比值是3:1、2:1、1:1、1:2、1:3。對于J電商糧油倉庫的各作業(yè)單位來說，物流關(guān)系與非物流關(guān)系同等重要，所以加權(quán)比值選m:n=1:1是最符合實(shí)情的。（2）量化物流關(guān)系和非物流關(guān)系的等級。在進(jìn)行這一步驟時(shí)，需要參考表4-5和表4-9，此時(shí)密切程度等級一般取：A=4、E=3、I=2、O=1、U=0、X=-1。綜合相互關(guān)系等級與對應(yīng)比例，如表4-14所示。（3）選任取其中兩個(gè)作業(yè)單位后再將其設(shè)為Ai和Aj（Ai≠Aj），兩者之間的非物流關(guān)系設(shè)為NRij，物流關(guān)系設(shè)為MRij，那么作業(yè)單位Ai和Aj之間的綜合相互關(guān)系密切程度設(shè)為TRij，則TRij的計(jì)算公式如公式4-1所示：TRij=當(dāng)作業(yè)單位數(shù)量為N時(shí)，此時(shí)總的作業(yè)單位對數(shù)量為：P=N×N-12該倉庫一共有14個(gè)作業(yè)單元，所以N=14，求出P=90，所以車間內(nèi)一共有90個(gè)作業(yè)單位對，即有90對相互關(guān)系。按照公式4-1，可以算出所有的相互關(guān)系，在計(jì)算過程中出現(xiàn)小數(shù)要四舍五入，盡量取較低強(qiáng)度的密切程度，具體情況如表4-15所示。表4-14綜合相互關(guān)系等級與比例表符號(hào)關(guān)系等級比例（%）A絕對必要靠近1-3E特別重要靠近2-5I重要3-8O一般5-17U不重要20-85X不希望靠近0-10表4-15各作業(yè)單位綜合相互關(guān)系計(jì)算表序號(hào)作業(yè)單位對關(guān)系密切程度綜合關(guān)系物流關(guān)系（加權(quán)值：1）非物流關(guān)系（加權(quán)值：1）等級分值等級分值分值等級11-2U0U00U21-3U0E33I31-4U0E33I41-5U0U00U51-6U0E33I61-7A4A48A71-8U0U00U81-9U0U00U91-10O1U01O101-11U0U00U111-12U0X-1-1X121-13U0U00U131-14U0X-1-1X142-3U0U00U152-4U0U00U162-5U0A44E172-6U0U00U182-7A4A48A192-8U0U00U202-9U0U00U212-10O1U01O222-11U0U00U232-12U0U00U242-13U0U00U252-14U0X-1-1X263-4U0A44E273-5U0U00U283-6U0U00U293-7E3A47A303-8U0U00U313-9U0U00U323-10O1U01O333-11U0U00U343-12U0X-1-1X353-13U0I22O363-14U0X-1-1X374-5U0U00U384-6U0U00U394-7E3A47A404-8U0U00U414-9U0U00U424-10O1U01O434-11U0U00U444-12U0X-1-1X454-13U0I22O464-14U0X-1-1X475-6U0E33I485-7E3U03I495-8U0U00U505-9U0U00U515-10O1U01O525-11U0U00U535-12U0U00U545-13U0U00U555-14U0X-1-1X566-7E3U03I576-8U0U00U586-9U0U00U596-10O1U01O606-11U0U00U616-12U0U00U626-13U0U00U636-14U0X-1-1X647-8U0A44E657-9I2A46E667-10U0U00U677-11I2U02O687-12U0U00U697-13U0O11O707-14U0U00U718-9U0U00U728-10U0U00U738-11I2O14E748-12U0U00U758-13U0U00U768-14U0U00U779-10U0U00U789-11I2U02O799-12U0U00U809-13U0U00U8110-11U0U00U8210-12U0U00U8310-13U0U00U8410-14U0U00U8511-12U0U00U8611-13U0I22I8711-14U0U00U8812-13U0U00U8912-14U0U00U9013-14U0U00U表4-16各作業(yè)單位綜合相互關(guān)系等級劃分比例總分關(guān)系等級作業(yè)單位對數(shù)百分比（%）7-8A44.444-6E55.562-3I77.781O1112.220U5460-1X910合計(jì)90100如表4-16所示制作在各作業(yè)單位區(qū)間綜合相互關(guān)系的分值范圍為[-1,8]，并且通過范圍制作等級劃分，如表4-17所示。序號(hào)分值等級作業(yè)單位占比1[7,8]A44.44%2[4,6]E55.55%3[3]I1011.11%4[1,2]O1314.4%5[0]U4347.78%6[-1]X1213.33對上表進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到倉庫功能區(qū)間的綜合相互關(guān)系密度等級表4-17所示。表4-17作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表4.5作業(yè)單位位置相關(guān)圖通過表4-1評價(jià)類型等級符號(hào)表以及綜合分析后得出圖4-1作業(yè)單位位置相關(guān)圖。表4-19評級及評價(jià)類型等級符號(hào)表元音字母系數(shù)值線條類型密切程度A4絕對有必要E3特別重要I2重要O1一般重要U0不重要X-1不希望在繪制位置相關(guān)圖時(shí)，如果A、E、I、O、U層發(fā)生沖突，保留較高層，放棄較低層。得到的作業(yè)單位位置相關(guān)圖，如圖4-1所示。圖4-1作業(yè)單位位置相關(guān)圖其中等級A四條實(shí)線、E三條實(shí)線、I兩條實(shí)線、O一條實(shí)線、U為空缺、X為虛線。4.6各作業(yè)單位面積相關(guān)圖考慮到糧油倉庫布局設(shè)計(jì)相關(guān)準(zhǔn)則的要求，經(jīng)過多次調(diào)整和重繪，同時(shí)根據(jù)各作業(yè)單位的實(shí)際面積所限制的條件后得出面積相關(guān)圖。如表4-20所示。表4-20各作業(yè)單位占地面積序號(hào)作業(yè)單位名稱占地面積序號(hào)作業(yè)單位名稱占地面積1散貨區(qū)26008復(fù)核區(qū)4682調(diào)味品17509退貨區(qū)4683米面雜糧175010廢棄物區(qū)4424食用油175011信息處理區(qū)4685南北干貨62412揀貨車停放區(qū)7856速食區(qū)61213休息區(qū)2887包裝區(qū)632.514辦公區(qū)794圖4-2作業(yè)單位面積相關(guān)圖4.7總平面布置圖通過作業(yè)單位面積相關(guān)圖，得到倉庫布局初步設(shè)計(jì)如圖4-3、4-4所示。圖4-3糧油倉優(yōu)化方案一圖4-4糧油倉庫優(yōu)化設(shè)計(jì)方案二4.8初步設(shè)計(jì)評價(jià)與選擇J電商糧油倉庫布局初始設(shè)計(jì)是綜合考慮多種因素進(jìn)行設(shè)計(jì)的結(jié)果，以上兩種設(shè)計(jì)都有各自的優(yōu)劣勢，因此采用基于加權(quán)因素的定性分析評價(jià)方法選出較優(yōu)設(shè)計(jì),以作為后續(xù)優(yōu)化的基礎(chǔ)。加權(quán)因素法[6]是根據(jù)設(shè)計(jì)布置的基本要求列出需要進(jìn)行考慮的因素，按照各個(gè)因素的重要性規(guī)定權(quán)重，然后對于選定設(shè)計(jì)在該因素下的表現(xiàn)進(jìn)行賦值，將評價(jià)因素的加權(quán)值與設(shè)計(jì)對應(yīng)的等級分值相乘后加權(quán)得到該設(shè)計(jì)的總分值。4-2該公式中，U代表設(shè)計(jì)總分值代表第i個(gè)因素的權(quán)數(shù)；代表第i個(gè)因素對設(shè)計(jì)j的評價(jià)等級分值。具體權(quán)值如表4-22所示。表4-21評價(jià)等級評價(jià)等級好較好一般較差差百分制區(qū)間100-9190-8180-7170-61小于60以此建立的評價(jià)向量如下：糧油倉在J電商領(lǐng)導(dǎo)的指示下成立了布局設(shè)計(jì)評定小組，具體權(quán)值比例如表4-22所示。評價(jià)結(jié)果如4-23、4-24所示。表4-22具體權(quán)值比例表評價(jià)指標(biāo)重要度權(quán)值物流效率40.4搬運(yùn)距離20.2方案靈活性10.1安全性30.3總計(jì)101表4-23設(shè)計(jì)一評價(jià)結(jié)果好較好一般較差差物流效率64200搬運(yùn)距離53000方案靈活性45100安全性34100表4-24設(shè)計(jì)二評價(jià)結(jié)果好較好一般較差差物流效率75000搬運(yùn)距離64100方案靈活性43000安全性33200設(shè)計(jì)一評價(jià)結(jié)果：設(shè)計(jì)二評價(jià)結(jié)果：其中T1、T2表示為設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)二綜合評價(jià)屬于不同評價(jià)等級的隸屬度。由此可以計(jì)算出設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)二的綜合評分，具體如下：按照上述方法可得到設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)二綜合評分，如表4-25所示。表4-25設(shè)計(jì)分值綜合表評價(jià)對象分值排序設(shè)計(jì)一85.42設(shè)計(jì)二86.61通過對糧油倉庫各作業(yè)單位的綜合考慮，通過布局初步設(shè)計(jì)的定性評價(jià)結(jié)果與定量評價(jià)結(jié)果后擇優(yōu)做出選擇，從表4-24可以看出功能區(qū)布局初步設(shè)計(jì)二的評價(jià)分值比設(shè)計(jì)一相比較高出其綜合評價(jià)總分值高[9]。所以，選擇設(shè)計(jì)二作為下面章節(jié)進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)。第5章基于遺傳算法的布局進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)5.1基于遺傳算法布局優(yōu)化設(shè)計(jì)模型倉庫布局優(yōu)化就是在固定的空間內(nèi)，通過對倉內(nèi)各作業(yè)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)安排，以達(dá)到時(shí)間和成本最小化。因?yàn)閭}內(nèi)各作業(yè)單位的布局包括單行和多行，所以考慮到一系列的布局問題，最后選用遺傳算法來對初步選擇的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行再優(yōu)化。由于遺傳算法是在生物學(xué)的基礎(chǔ)上對生物進(jìn)行優(yōu)勝劣汰基因選擇的一種工具，無法直接用于解決倉內(nèi)各作業(yè)單位的布局優(yōu)化問題。需要對倉庫布局借助數(shù)學(xué)工具進(jìn)行建模，用建成的模型將布局問題量化。在建造模型時(shí)，需要從準(zhǔn)確度、實(shí)用性、可控性、實(shí)際操作的四個(gè)方面以達(dá)到建模要求。在糧油倉的實(shí)際布局中會(huì)涉及很多變量，本著建立模型準(zhǔn)確度以及實(shí)際操作性為基本要求，結(jié)合糧油倉內(nèi)實(shí)際情況，做出以下假設(shè)：糧油倉內(nèi)的各作業(yè)單位擬定為矩形；倉內(nèi)布局方式設(shè)定為多行式；考慮作業(yè)單位的排列順序?yàn)閺淖蟮接?、自上而下；揀選以及搬運(yùn)路徑計(jì)算按照直線公式計(jì)算。模型示意圖，如圖5-1所示。圖5-1建立模型圖圖示中出現(xiàn)的符號(hào)含義如表5-1所示。表5-1符號(hào)含義序號(hào)符號(hào)含義1代表三個(gè)不同的作業(yè)單位2L作業(yè)單位i的區(qū)間長度3S作業(yè)單位間的行間距4So首行作業(yè)單位間與邊界距離5Y作業(yè)單位i中心的y坐標(biāo)6zXn作業(yè)單位k中心的x坐標(biāo)7Oi相鄰兩個(gè)作業(yè)單位間的實(shí)際距離或者作業(yè)單位之間與界距離，取值[0,10]8Hk作業(yè)單位i與作業(yè)單位j之間的橫向最小間距要求，兩作業(yè)單位只有在橫向相.鄰時(shí)其才發(fā)揮作用9Hp作業(yè)單位j與倉庫邊界的最小間距要求，作業(yè)單位和最左側(cè)邊界只有橫向最小距離限制，并且等于最右側(cè)邊界橫向最小距離的限制我們假設(shè)將倉庫分為n個(gè)作業(yè)單位，倉庫內(nèi)共有m行可放置各作業(yè)單位，如圖5-1所示，X軸、Y軸方向上的各作業(yè)單位不可重疊且各作業(yè)單位僅能出現(xiàn)一次。公式中各符號(hào)代表含義如下：Pj：作業(yè)單位間i和作業(yè)單位間j單位貨品的搬運(yùn)費(fèi)；Qj：搬運(yùn)量；Di：代表作業(yè)單位之間的距離；Cmin：各作業(yè)單位間最小搬運(yùn)成本，可以表示為：5-1作業(yè)單位間距離公式如下：5-2作業(yè)單位間橫坐標(biāo)：5-3這里設(shè)定作業(yè)單位間縱坐標(biāo)是遞推的，當(dāng)某一個(gè)作業(yè)單位的位置被鎖定后，將自動(dòng)換行規(guī)則一次推出其他，公式如下：5-4設(shè)定一個(gè)作業(yè)單位僅能在某一行出現(xiàn)或者某一列出現(xiàn)，滿足如下約束：5-5其中，當(dāng)作業(yè)單位間i在第k行時(shí)，Zik取值1，其他條件下取值0；i=1n;k=1...m每一個(gè)作業(yè)單位都不可以重復(fù)出現(xiàn)，滿足以下條件：5-65.2基于遺傳算法的布局優(yōu)化設(shè)計(jì)流程（1）輸入用于研究的對象的原始數(shù)據(jù):P、Q、R、S、T這是應(yīng)用于設(shè)施規(guī)劃的五個(gè)最基本要素。（2）物流分析，物流分析是得到各單位之間的物流矩陣，主要用于商品的揀選。各單位之間生產(chǎn)的矩陣物流分析主要用于揀選。（3）通過流動(dòng)性分析獲得裝卸搬運(yùn)的距離矩陣。（4）通過研究對象的實(shí)際參數(shù)，確定適用于情況的染色體編碼。對染色體進(jìn)行編碼并形成初始規(guī)則。制作允許根據(jù)研究對象的染色體對參數(shù)進(jìn)行編碼。（5）在人口中測量和評估每一種染色體的能力是以個(gè)人為基礎(chǔ)的。目標(biāo)是確定一種適當(dāng)?shù)奈锢砉δ芎蛢r(jià)值，作為判斷個(gè)人能力的基礎(chǔ)。在人口中測量和評估每一種染色體的能力是以個(gè)人為基礎(chǔ)的。目標(biāo)是確定一種適當(dāng)?shù)奈锢砉δ芎蛢r(jià)值，作為判斷個(gè)人能力的基礎(chǔ)。(6)研究的個(gè)體元素依據(jù)優(yōu)勝劣汰適者生存的遺傳算法定義，挑選選定--定數(shù)量的染色體來進(jìn)行一系列遺傳操作，用以獲得后代染色體。(7)新一代個(gè)體在第六個(gè)循環(huán)中運(yùn)行，直到迭代停止。5.3作業(yè)單位布局優(yōu)化遺傳算法設(shè)計(jì)5.3.1遺傳編碼與初始種群產(chǎn)生因?yàn)椴季衷O(shè)計(jì)無法直接利用遺傳算法進(jìn)行求解，所以需要對其進(jìn)行編碼，所選擇的編碼方式既要操作容易也要對算法性能沒有太大的影響。通過對編碼方式的學(xué)習(xí)和了解，本設(shè)計(jì)決定選用符號(hào)編碼的方法來解決布局設(shè)計(jì)中的形式轉(zhuǎn)化問題。符號(hào)編碼方法就是染色體的編碼串沒有數(shù)值意義，用符號(hào)的形式對問題進(jìn)行編碼。需要通過交叉、變異等遺傳操作來滿足約束條件提高解精確性使該編碼方法運(yùn)用到遺傳操作過程中。本設(shè)計(jì)中的倉庫功能區(qū)布局再次優(yōu)化是通過改變各作業(yè)單位的原有位置使各作業(yè)單位間的物流搬運(yùn)量最小。采用數(shù)字編碼(1、2n）來表示倉庫內(nèi)和作業(yè)單位的位置。根據(jù)倉庫內(nèi)原有作業(yè)單位直接對應(yīng)各作業(yè)單位的信息排成序號(hào)。因此得出J電商糧油倉庫內(nèi)各作業(yè)單位對應(yīng)的序列號(hào)為{1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14}。另外各作業(yè)單位編碼的符號(hào)對應(yīng)各作業(yè)單位的凈距離表示：{(M1M2..Mn)(△1、△2...△n)}。采取自動(dòng)換行策略，在倉庫功能區(qū)間的橫向距離內(nèi)不能繼續(xù)安排功能區(qū)時(shí)，該功能區(qū)間被自動(dòng)安排在下一行。設(shè)定倉庫橫坐標(biāo)是固定的，在布置橫坐標(biāo)的時(shí)候各作業(yè)單位一定不會(huì)超出實(shí)際距離限制，因此只需要對最后一行的作業(yè)單位在縱軸方向上是否超出最大距離限制進(jìn)行考慮，并對這一要求設(shè)定不合理懲罰項(xiàng)。H：倉庫寬度；Pr：不合理懲罰項(xiàng)；T：正的大數(shù)懲罰值。遺傳算法通過設(shè)定好的初始種群后通過不管迭代的方式進(jìn)行選擇。在考慮迭代過程中的準(zhǔn)確度后，本設(shè)計(jì)假設(shè)初始種群個(gè)數(shù)為50，包括第四章中設(shè)施布局設(shè)計(jì)的兩個(gè)方案，即用SLP方法得出的兩種倉庫設(shè)計(jì)方案，剩余部分是隨機(jī)產(chǎn)生。5.3.2適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計(jì)適應(yīng)度函數(shù)用于評價(jià)個(gè)體在種群中的適應(yīng)度。在一般情況下，目標(biāo)函數(shù)用為f(x)來表示，適應(yīng)度函數(shù)設(shè)置為f(x)。有三種方法可供參考。（1）直接轉(zhuǎn)化法：將目標(biāo)函數(shù)志杰轉(zhuǎn)化為適度值函數(shù)。這種函數(shù)沒有被設(shè)計(jì)選用主要是因?yàn)閼?yīng)用輪盤賭選擇進(jìn)行操作時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)不滿足非負(fù)條件且對于待求函數(shù)結(jié)果有較大差距，得到的平均適應(yīng)度會(huì)影響算法精確度。（2）界限構(gòu)造法：該方法是f(x)進(jìn)行了適當(dāng)處理。其中，為目標(biāo)函數(shù)的最小估計(jì)值。公式中，為目標(biāo)函數(shù)的最大估計(jì)值。（3）如果求解目標(biāo)函數(shù)最大化問題，公式如下：如果求解目標(biāo)函數(shù)最小化問題，公式如下：本設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)是使貨物搬運(yùn)總耗費(fèi)最小，同時(shí)考慮不合理懲罰項(xiàng)。對于染色體的適應(yīng)度函數(shù)公式如下：，其中為目標(biāo)函數(shù)。5.3.3選擇過程設(shè)計(jì)選擇是指根據(jù)最強(qiáng)者生存和最底層消滅的原則對若干染色體進(jìn)行遺傳操作。個(gè)人的選擇是根據(jù)與適度值函數(shù)和價(jià)值的大小成比例的嚴(yán)格條件進(jìn)行的，選擇和遺傳分類過程有多鐘，例如輪盤賭、隨機(jī)選擇，策略最優(yōu)，無隨機(jī)選擇和其他方法。在這種情況下，選擇第一種方法，其依據(jù)是個(gè)體適度值與選擇策略的比率。輪盤賭選擇方法是在遺傳算法的選擇操作中經(jīng)常使用的方法，其基本思想是基于概率而進(jìn)行隨機(jī)性選擇。根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)中得到的每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度函數(shù)值，計(jì)算出群體中每個(gè)個(gè)體的適度函數(shù)，進(jìn)而得出每一個(gè)個(gè)體的占比。數(shù)輪盤的選擇、每個(gè)扇區(qū)的所代表的號(hào)碼與染色體的數(shù)目相同，適應(yīng)度較高則被選中的機(jī)會(huì)就更大。5.3.4交叉變異過程設(shè)計(jì)兩個(gè)隨機(jī)選擇的基因個(gè)體根據(jù)一定的概率交換信息以產(chǎn)生新的基因組。一般有單點(diǎn)交叉或多點(diǎn)交叉。根據(jù)交叉概率，從人群中隨機(jī)選取兩個(gè)個(gè)體。在設(shè)計(jì)交叉算子時(shí)需要考慮以下主要內(nèi)容：一是確定交叉點(diǎn)位置；二是變換部分基因。部分映射交叉(partial

mapping

crossover，PMC)：該交叉操作是2點(diǎn)交叉與多點(diǎn)交叉在換位表達(dá)中的擴(kuò)展,并且應(yīng)用到修復(fù)程序來解決兩點(diǎn)交叉存在的非法性。利用分映射交叉來解決各作業(yè)單位的排列序列，運(yùn)用算數(shù)設(shè)定作業(yè)單位的凈間距。通常交叉概率取值0.5-0.9，此處取0.6。變異是指對某些位置上的基因?yàn)榱烁玫厥諗?，進(jìn)行一定概率的變化。沒有得出可以計(jì)算出最優(yōu)結(jié)果信息時(shí)，就需要變異。在遺傳算法中，變異的主要目的有兩種:第一是提高算法的局部搜尋能力。本設(shè)計(jì)中取值r=6，[Umin、Umax]=[0、10]，按照變異率0.1在染色體上隨機(jī)選取兩個(gè)位置進(jìn)行互換。通過遺傳算法得到的新的倉庫布局后計(jì)算出各作業(yè)單位間距離，得到設(shè)計(jì)后糧油倉各作業(yè)單位的搬運(yùn)總量。比較各個(gè)設(shè)計(jì)的適應(yīng)值，當(dāng)函數(shù)值收斂時(shí)，終止操作，從最終穩(wěn)定群體中選取適應(yīng)值的個(gè)體作為最優(yōu)解。5.4布局優(yōu)化的遺傳算法應(yīng)用及程序?qū)崿F(xiàn)J電商糧油倉庫的相關(guān)數(shù)據(jù)為：倉庫230m*120m，14個(gè)功能區(qū)，各個(gè)作業(yè)單位的數(shù)據(jù)如表5-2所示。表5-2各功能區(qū)面積表序號(hào)功能區(qū)長（m）寬（m）面積（m）1散貨區(qū)406526002米面雜糧355017503食用油355017504調(diào)味品2087.517505南北干貨24266246速食區(qū)2425.56127包裝區(qū)1063.25632.58復(fù)核區(qū)12394689退貨區(qū)123946810廢棄物172644211信息處理區(qū)123946812休息區(qū)241228813揀貨車停放區(qū)155278514辦公區(qū)2531.76794參數(shù)設(shè)定如下：Pij（搬運(yùn)費(fèi)）統(tǒng)一為1以簡化計(jì)算；Q（貨品搬運(yùn)量），如表5-3所示；hi：不同的作業(yè)單位間在同一行時(shí)的相鄰區(qū)間最小間距值，不同行時(shí)可不受限制。遺傳代數(shù)500；較大正數(shù)懲罰值取500；初始種群50個(gè)；交叉概率0.6；變異概率0.1；作業(yè)單位間凈間距取值大小區(qū)間[0,10]。其中各作業(yè)單位間物流量如第四章表4-5所示。表5-3作業(yè)單位間搬運(yùn)量作業(yè)單位對物流量匯總搬運(yùn)路線長搬運(yùn)總工作量1-7228525.2157604.852-7215019.56420543-7184025.6947269.64-7183513.8925488.155-7155045.6706806-7125050.94636758-1162427.617222.47-1142032.4136089-1133581.5727325.957-922415.23404.81-105710.23583.1