《智慧倉(cāng)儲(chǔ)管理》電子教案 項(xiàng)目四 智慧倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)管理3

《智慧倉(cāng)儲(chǔ)管理》課程教案首頁(yè)授課教師班級(jí)學(xué)時(shí)2授課日期主題或任務(wù)揀貨路徑課型理實(shí)授課地點(diǎn)多媒體教室教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：了解揀貨路徑規(guī)劃。技能目標(biāo)：初步具備揀貨路徑規(guī)劃能力。素質(zhì)：培育并踐行物流從業(yè)人員的誠(chéng)實(shí)禮貌、周到服務(wù)的職業(yè)精神以及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工作作風(fēng)終身學(xué)習(xí)的能力。學(xué)習(xí)內(nèi)容揀貨路徑優(yōu)化問(wèn)題概述建立距離矩陣路徑優(yōu)化規(guī)劃模型求解模型：以蟻群優(yōu)化算法為例重點(diǎn)難點(diǎn)揀貨路徑優(yōu)化問(wèn)題路徑優(yōu)化規(guī)劃模型教學(xué)方法●理論講授○小組討論○項(xiàng)目教學(xué)○任務(wù)驅(qū)動(dòng)○參觀教學(xué)○模擬教學(xué)●實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)●演示教學(xué)○其他素材資源●文本素材○實(shí)物展示●PPT幻燈片○音頻素材○視頻素材○動(dòng)畫(huà)素材●圖形/圖像素材○網(wǎng)絡(luò)資源○其他教學(xué)設(shè)計(jì)1.案例教學(xué)。2.線上線下相結(jié)合授課。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)●行為表現(xiàn)●課堂作業(yè)●測(cè)驗(yàn)測(cè)試○制作作品○其他作業(yè)題目雙語(yǔ)教學(xué)Inboundoperationmanagement系（部）：教研室：教研室主任簽字：202年4月日教學(xué)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)第一部分：導(dǎo)課教學(xué)回顧：1.在庫(kù)作業(yè)，出庫(kù)作業(yè)結(jié)合出庫(kù)作業(yè)導(dǎo)入新課。第二部分：授課項(xiàng)目四智慧倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)管理任務(wù)一揀貨路徑一、揀貨路徑優(yōu)化問(wèn)題概述揀貨路徑指在一次揀貨中，將訂單要求的所有商品揀出時(shí)在倉(cāng)庫(kù)中行走的軌跡。注意，在一次揀貨中，可能只完成一個(gè)訂單，也可能同時(shí)有多個(gè)訂單（如一個(gè)波次）。揀貨作業(yè)是倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的核心部分。在采取人至物的揀貨方式的倉(cāng)庫(kù)中，揀貨路徑對(duì)倉(cāng)庫(kù)效率的影響尤為突出。如何能在短時(shí)間內(nèi)得出最優(yōu)的揀貨路徑以縮短揀貨行走距離，是提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作效率的關(guān)鍵之一。揀貨路徑問(wèn)題與經(jīng)典的旅行商問(wèn)題（TravelingSalemanProblem，TSP）類(lèi)似，目標(biāo)都是尋找依次通過(guò)所有需求點(diǎn)的最短路徑。揀貨路徑問(wèn)題已經(jīng)被證明為是一個(gè)NP-Hard問(wèn)題，即很可能不存在有限時(shí)間內(nèi)得到全局最優(yōu)解的算法，因此普遍的解決方式是設(shè)計(jì)在可接受時(shí)間內(nèi)求得可接受局部滿意解的算法?？紤]到揀貨作業(yè)的頻繁以及對(duì)時(shí)間的高度要求，在設(shè)計(jì)求解算法時(shí)必須權(quán)衡運(yùn)算時(shí)間和求解質(zhì)量、或者可以說(shuō)應(yīng)該在保證運(yùn)算時(shí)間的前提下盡可能提高解的質(zhì)量。二、建立距離矩陣表RCBP平面編碼示意表參數(shù)含義最小值最大值值遞增方向（Row）排1Rmax由南向北（Column）列1Cmax由西向東（Bay）貨架1Bmax由南向北（Position）貨位1Pmax由南向北則對(duì)于任意貨位，其坐標(biāo)可設(shè)為W（x，y），其中橫坐標(biāo)由下列式子給出：圖文并茂，深刻理解揀貨路徑規(guī)劃的重要性教學(xué)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)x=記Y為貨位相對(duì)于點(diǎn)s的縱向距離，則貨位縱坐標(biāo)y為Y與ys之和設(shè)一列貨架長(zhǎng)度（取每排最長(zhǎng)貨架）為1，兩排貨架間垂直相距?l。每節(jié)貨架內(nèi)長(zhǎng)lB，每節(jié)貨架安排Pmax個(gè)貨位，每個(gè)貨位占用長(zhǎng)度為lp，忽略貨架立柱的影響，則有如下關(guān)系式：lB=l=lBY=(R?1)(l+?l)+(B?1)lY=(R?1)(l+?l)+(B?1)lBy=Y+yy=Y+ys由此可以得出任一貨位的坐標(biāo)。從而可以計(jì)算任意貨位之間的折線距離。折線距離又稱為曼哈頓距離，用于表示兩個(gè)點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系上的絕對(duì)軸距總和?？紤]到倉(cāng)庫(kù)的實(shí)際布局，采用折線距離表示貨位之間的距離比采用直線距離更為貼近現(xiàn)實(shí)。一般而言，對(duì)于任意兩個(gè)貨位W1（x1，y1）和W2（x2，y2），其折線距離計(jì)算方式如下：ss12=X12為兩點(diǎn)間最短折線行走路徑的橫向長(zhǎng)度總和，Y12為同一路徑縱向長(zhǎng)度總和。?Yi=(Bi?1)?lB+(Pi?1)?lp+lp÷2i=1,2(4-14）然而，在揀貨路徑優(yōu)化問(wèn)題中，因?yàn)閭}(cāng)庫(kù)中有貨架的存在，貨位之間的距離并不總是等于兩點(diǎn)間最短折線距離。假設(shè)上述兩個(gè)貨位W1（x1，y1）和W2（x2，y2）的編號(hào)分別為R1C1B?YiX12X12=Y12Y12式（4-15）表示，任意一條貨位W1與貨位W2之間的最短持貨路徑的橫向長(zhǎng)度總和為兩點(diǎn)的坐標(biāo)間橫向距離。式（4-16）表示，若兩貨位在同一區(qū)但不同巷道中，則會(huì)存在繞行現(xiàn)象，此時(shí)取向北繞行和向南繞行二者中的較小值；其他情況下不存在繞行現(xiàn)象，故兩貨位間的最短揀貨路徑的縱向長(zhǎng)度總和即為兩點(diǎn)的坐標(biāo)間縱向距離。由此可以得出倉(cāng)庫(kù)中所有庫(kù)位的距離矩陣。三、路徑優(yōu)化規(guī)劃模型現(xiàn)以Wi為貨位，Sij表示貨位i與貨位j間最短距離，i=0，1，2，…，N;j=0，1，2，…，N，N為庫(kù)位總數(shù)量，建立以下TSP模型：假設(shè)從起點(diǎn)處W0（0,0）出發(fā)，揀選完一個(gè)波次中所有待揀貨品后，最后回到起點(diǎn)。記W1,W2,W3，…，用Wn為一個(gè)波次中所有的SKUs的所在貨位，其兩兩互不重復(fù)。庫(kù)位坐標(biāo)表示為Wi（xi，yi），i=0，1，2，…，n。假設(shè)Wi與Wj間最短距離為Sij，并引入決策變量xij，（i=0，1，2，…n，j=0,1,2，…n），其意義如下：舉例說(shuō)明，代入角色，加深學(xué)生理解

教學(xué)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)xxij此時(shí)有：Sij=Sji，且Si0=S0i=xi+yj。以揀貨路徑最短為目標(biāo)，建立數(shù)學(xué)模型如下：MinzMinzijj=0j=0nxi=0i=0nxi?D,j?Di?D,j?Dxxxij∈0,1式（4-17）表示最小化從起點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過(guò)n個(gè)已知貨位后回到起點(diǎn)的總路徑長(zhǎng)度，式（4-18）與式（