基于组态王的立体仓库上位机监控管理系统设计及货位优化算法研究

作     者：万怡华 

作者单位：宁夏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韩玉兰

授予年度：2021年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0838[工学-公安技术] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：自动化立体仓库 监控管理系统 货位优化 

摘      要：近些年科技日益提升,物流仓储这个行业发生了巨大的变化,自动化立体仓库是此行业中一个新兴标志。各个行业都对智能化有了更高的要求,进而推动了立体仓库快速的发展。以往传统仓储会出现管理混乱、有些制度执行不到位,物料购买不合理且预见性差的现象,但现代化的立体仓库技术管理水平是之前无可比拟的。自动化立体仓库是典型的综合自动化系统,它综合了包括机械工程、电气控制、通信网络、软件工程等技术。其中监控和管理系统是自动化立体仓库的重要组成部分,担负着仓库信息管理与设备控制的重要任务。本文与校外企业合作,以自动化立体仓库为研究对象,基于该实体仓库平台利用组态王软件设计了上位机监控管理系统。首先对设计方案进行讨论,以满足企业实际需求为目标,给出合理的方案设计,确定了系统各部分的组成、功能以及各部分之间的连接方式。该系统为仓库管理人员提供人机友好的可视化操作界面,可以通过监控管理系统实时监控立体仓库的工作状态,保证正常运作,对出现的问题可做出及时的判断和处理。此上位机监控管理系统中包含设备及货位状态显示、货物出入库控制、故障报警、货物出入库信息报表、货位优化管理等。设计时还对货物货位优化分配进行研究,在现有算法中选择了遗传算法和粒子群算法对合作企业仓库的货位进行优化。通过建立让仓库物品放置重心低、货物进出仓库花费的时间较少、物品相关类似摆放距离近等模型,建立多目标优化函数进行求解后,可以对存储位置更好的规划,获得更好的储存稳定性,更好地利用存储容量,一定程度上提高存储和检索效率,并且通过控制在仓库材料的成本提高了效益。两种算法最终结果的优劣是通过对比优化前后各个子目标的有效性,通过对比分析后,考虑整个的优化效果粒子群算法较好。进而提出一种改进权重策略的多目标粒子群优化算法,最终达到能够提升货架稳定性、提高仓库货位利用率、提高仓储物资存/取作业效率,实现控制仓储运营成本提高企业利润的目标。最后,通过对合作企业立体仓库的调试和分析,实现了上位机系统对立体仓库的手动、自动控制,在库货物信息盘存,仓库异常情况及时报警,仓库设备状态实时监控的功能,验证了设计的上位机监控管理系统的合理性和可行性。