多模块网格存储系统的待命位策略研究摘要：随着电子商务的发展以及土地价格的飞涨，较快的取货响应时间及较高的空间利用率成为了当前自动化仓储系统必须考虑的问题。为了应对电子商务新形势的发展，文章提出了一类既具有较快取货响应时间又有较高空间利用率的多模块网格存储系统，建立了多模块网格存储系统在三种待命位策略下的取货时间模型。通过仿真将其与KIVA系统相比，研究发现，第三种待命位策略取货效率大于其余两种，且随着系统规模的扩大，多模块网格存储系统的平均取货时间与KIVA系统相比慢3%到8%左右，但其空间利用率与货架容量远大于KIVA系统。关键词：多模块网格存储系统;待命位;取货性能;KIVA系统：TB486文献标识码：AAbstract：Withthedevelopmentofe-commerceandsoaringlandprices，fasterpickupresponsetimeandhigherspaceutilizationhavebecomethecurrentautomatedwarehousingsystemmustbeconsidered.Inordertocopewiththedevelopmentofe-commerce，thispaperproposesakindofmulti-modulegridstoragesystemwithfastpickupresponsetimeandhighspaceutilization，andestablishesthepickuptimemodelofmulti-modulegridstoragesystemunderthreestandbypositionstrategies.ComparedwithKIVAsystembysimulation，itisfoundthatthepickingefficiency第1页共4页ofthethirdstandbylocationstrategyishigherthantheothertwo.Withtheexpansionofsystemscale，theaveragepickingtimeofthemulti-modulegridstoragesystemisabout3%to8%slowerthanthatofKIVAsystem，butitsspaceutilizationandshelfcapacityaremuchhigherthanthatofKIVAsystem.Keywords：multi-modulegridstoragesystem;dwellpoint;pickupperformance;KIVAsystem0引言在信息化的进程不断加快，电子商务领域日益呈现出小批量、多品类、海量化、动态化、时效化特点的背景下，高效便捷的自动化仓储系统正不断应用于各个行业。但是，随着城市化进程的加深，昂贵的土地租金也制约了自动化仓储系统的发展，如何在既保持较高的取货效率的前提下，又能最大化提高仓储系统的空间利用率成为了自动化仓储系统发展面临的重要问题。随着信息技术的不断发展，智能机器人被不断应用于物流仓储领域[1]。2012年，亚马逊公司推出KIVA机器人系统，由于其较高的取货效率，经过多年的发展，KIVA机器人系统已经成为了当前物流行业的主流仓储系统之一[2]。但是其空间利用率较低，近年来，国外提出了一种基于网格的存储系统[3]，该系统具有极高的空间利用率，已经被逐渐应用于电商仓库。待命位是指仓储机器人或堆垛机在任务空闲时的停留位置，对仓库的运行效率具有重要影响[4]。Bozer和White是最早研究待命位的学者，他们通过将堆垛机放置在固定位置等待任务，提出了四种待命位策略[5]。徐贤浩和郭依在Bozer和White第2页共4页研究的基础上，提出了三种待命位策略：（1）返还货架后回到仓煜路街械愦;（2）返还货架后回到仓库右下角位置;（3）还货架后直接停留在作业结束位置[6]。王晨曦通过对仓储配送中心的周期订单情况及仓储机器人的运行状况的分析，对考虑待命位策略的平面作业模式仓储机器人调度问题进行创新性研究[7]。VandenBerg将堆垛机待命位问题转换为设施选址问题，分别针对随机存储和分类存储策略构建了堆垛机到下一次操作指令位置的行走时间模型，为仓储系统运作和绩效评估提供了重要的意见[8]。到目前为止，有关自动化仓储系统的待命位策略研究大多是以KIVA机器人系统或类KIVA机器人系统为背景。尽管KIVA机器人系统的取货效率较高，但KIVA机器人系统由于其系统布局的特点，空间利用率较低，在土地成本昂贵的今天，会导致较高的土地成本。相比KIVA系统，GUE和KIM提出的网格存储系统存储密度更高，但随着存储规模扩大，其取货效率较低。因此，提出了一种由多个网格存储系统构成的多模块网格存储系统，在徐贤浩和郭依提出的三种待命位策略的基础上，比较不同待命位策略下多模块存储系统与KIVA系统的取货性能。1问题描述本文提出的多模块网格存储系统是一种新型的自动化仓储系统，在该系统中，由机器人代替拣货员在通道内进行拣货，相对于传统的人到货的拣货模式，货到人的拣货模式较大地提升了仓库的拣货效率。该系统一次完整的取货周期如下：待命位的机器人接到订单指令后，从待命位出发将目标货架移动至出货口，有拣货员在出货口进行拣货，拣货完成后机器人将目标货架移动第3页共4页到原来的位置，最后机器人再回到待命位等待下一次取货命令。第4页共4页