一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法与流程

本发明涉及流程化堆场指垛模型降维线性化方法，尤其涉及一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法。

背景技术：

1、随着经济的不断发展，提高堆场指垛的操作效率以及有限资源的合理利用显得愈发重要。通常人为确定堆场装卸会造成装卸效率低、空闲垛位多等问题。目前已有的一些流程化堆场指垛模型面临如下问题，其一：要控制垛位加高以及每种货物的指垛，因此其中包含了非线性成分导致模型复杂度高；其二：其思想为一维的坐标定位法，这样会使得模型中的决策变量数量庞大导致求解以及决策时间长。合理高效的散装流程化堆场指垛模型研究较少，需要一种合理高效的模型去解决堆场的指垛问题。为了应对这些挑战，本发明旨在提供一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法，有效地解决装卸效率低、空闲垛位多等问题。

2、首先确定货物种类，并且计算出每批货物所需要的空闲垛位长度，设置不同货物之间的距离和，其中为相同货物之间的距离，为不同货物之间的距离。其次，将每批货物的所需长度以及不同货物之间的距离和进行组合，尽可能的满足若干，，的和接近空闲垛位的长度。如上步骤实现了将原先的一维问题降维到零维上的点问题。如上问题会引入部分非线性问题，为了提高计算效率，引入大m约束法，有效地线性化如上过程中的非线性成分，从而降低了计算负荷，提高了系统的实时性和鲁棒性。

3、该方法基于组合优化思想，通过不同垛位、不同货物的排列组合方式进行最优规划，确保同批货物在同一垛位且剩余空闲垛位最少前提下，确定在每个垛位下每种货物存放位置。

4、一维坐标定位法：通过设置货物的在流程化堆场中所放的坐标信息以及垛位的坐标信息来构建位置上的约束，位置上的约束分为货物与货物之间不能重合、货物要放在空余垛位的位置上、垛位剩余位置刻画等约束。

5、考虑单独货物的加高：对于每个货物它的实际长度和加高之后的长度单独考虑构建加高限制约束以及长度变化约束，这样考虑得到的模型是非线性的。

6、现有技术的缺点：决策变量数量过多，运行时间较长；约束条件数量过多，运行时间较长；非线性模型求解时较为复杂，运行时间长甚至达不到全局最优解。

7、本发明的背后理念是为堆场管理者和操作人员提供一种更智能、更高效的指垛模型，从而在复杂环境中实现更加可持续和经济的运营。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提出的一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法，包括以下步骤：

4、s1，获取堆场堆存状态信息：获取目标堆场待堆存货物信息和目标堆场当前空余垛位状态；

5、s2，获取带待堆存货物信息：目标堆场需要被规划调度的堆场，待堆存货物信息即需要被规划进目标堆场的货物信息，当前空余垛位状态即目标堆场当前可用垛位的位置信息，为待优化信息；

6、s3，数据处理：基于降维线性化方法对数据进行处理，将多目标问题拆分为单目标问题；

7、s4，构建流程化散货堆场指垛模型：根据待堆存货物信息和当前堆场空余垛位状态，构建用于目标堆场的基于降维线性化方法的指垛模型；

8、s5，垛位指派：将所述待优化信息输入指垛模型计算，实现对待堆存货物进行垛位指派。

9、优选地，所述s1中获取堆场堆存状态信息还包括堆场堆存的面积以及路线。

10、优选地，所述目标堆场的货物信息包括货物的分票、货种、作业量信息。

11、优选地，所述s4中在构建模型过程中，通过在不同垛位中不同货物间的排列组合方式进行最优对比，从而确定在每种垛位下每种货物存放规则，进而将问题降维成零维上的点问题；通过大m约束法线性化堆场指垛过程中的非线性成分，大m约束法即在线性规划中通过引入一个足够大的正数m和人工变量来构造初始可行解，确保在满足约束条件下能够应用单纯形法进行求解，并在优化过程中自然消除人工变量对最终解的影响。并利用权重法将多目标问题转化为单目标问题，最终形成混合整数线性规划模型。

12、优选地，将所述待优化信息输入指垛模型计算，得到目标求解结果，触发指令获取最新待堆存货物信息和空余垛位状态信息，处理生成待优化调度信息，输入指垛模型中利用分支定界法求得最优解。

13、本发明与现有技术相比，其有益效果为：

14、根据货物信息，对货物进行分类，计算货物所需的垛位长度，再根据不同货物之间的距离，将所需距离和货物距离信息进行组合优化，通过大m约束将非线性问题转化为线性问题，求解每批货物的对应位置。该方法有效的减少了之前已有方法决策变量、约束条件数量过多问题，合理高效地解决了流程化堆场指垛装卸效率低、空闲垛位多等问题。

15、该问题本质上属于组合优化问题，而现有技术对排列组合的思路考虑并不充分而导致以上缺点，本技术将坐标定位法的建模方式变成排列组合的建模方式。由于本技术通过排列组合使得问题降维化，进而极大减少了决策变量的数量和约束条件的数量。同时本技术对加高约束的构建采用整体考虑的思路，进而将模型中的非线性成分改进为线性成分。

16、综上所述，本发明通过排列组合使得问题降维化，进而极大减少了决策变量的数量和约束条件的数量，同时本技术对加高约束的构建采用整体考虑的思路，进而将模型中的非线性成分改进为线性成分。

技术特征：

1.一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法，其特征在于，所述s1中获取堆场堆存状态信息还包括堆场堆存的面积以及路线。

3.根据权利要求1所述的一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法，其特征在于，所述目标堆场的货物信息包括货物的分票、货种、作业量信息。

4.根据权利要求1所述的一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法，其特征在于，所述s4中在构建模型过程中，通过在不同垛位中不同货物间的排列组合方式进行最优对比，从而确定在每种垛位下每种货物存放规则，进而将问题降维成零维上的点问题；通过大m约束法线性化堆场指垛过程中的非线性成分，并利用权重法将多目标问题转化为单目标问题，最终形成混合整数线性规划模型。

5.根据权利要求1所述的一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法，其特征在于，将所述待优化信息输入指垛模型计算，得到目标求解结果，触发指令获取最新待堆存货物信息和空余垛位状态信息，处理生成待优化调度信息，输入指垛模型中利用分支定界法求得最优解。

技术总结
本发明公开了一种流程化堆场指垛模型的降维线性化方法，涉及流程化堆场指垛模型降维线性化方法技术领域，包括以下步骤：S1，获取堆场堆存状态信息：获取目标堆场待堆存货物信息和目标堆场当前空余垛位状态；S2，获取带待堆存货物信息：目标堆场需要被规划调度的堆场，待堆存货物信息即需要被规划进目标堆场的货物信息；S4，构建流程化散货堆场指垛模型：根据待堆存货物信息和当前堆场空余垛位状态，构建用于目标堆场的基于降维线性化方法的指垛模型。本发明通过排列组合使得问题降维化，进而极大减少了决策变量的数量和约束条件的数量，同时本技术对加高约束的构建采用整体考虑的思路，进而将模型中的非线性成分改进为线性成分。

技术研发人员：史宏达,张雯琪,贾琛元,冒睿雯,吕可波,曲娜,陈中方
受保护的技术使用者：海博泰科技（青岛）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/27