很多agv智能仓库解决方案上线后,搬运agv的空驶率仍然高达百分之三十五。一个主要原因是仓库货位分配还是传统的固定模式,畅销品放在深处,滞销品堵在门口。动态储位分配算法可以根据货物的出库频率和AGV的当前位置,实时决定每件货物存放到哪个货位。本文给出算法细节和落地方法。
一、固定货位为什么导致AGV空驶
传统仓库为每个SKU指定固定货位。例如A物料永远放在货位B01,无论这周出库十次还是一百次。当高频物料放在深处巷道尽头时,AGV每次都要长距离空驶进去取货再出来。同时低频物料占据着近出口的黄金货位,造成浪费。统计显示,在固定货位下,约百分之四十的AGV行驶里程是空驶。动态储位分配的核心思想是:让热销品靠近出货口,让冷门品往里放,并且每天根据统计数据自动调整。
二、算法原理:ABC分类与动态重排
首先对库存物料进行实时周转率统计。按出库频次分为A类(高周转,占出库次数百分之七十但品种数百分之十)、B类(中周转,百分之二十出库次数,百分之二十品种数)、C类(低周转,百分之十出库次数,百分之七十品种数)。然后把仓库货位按到出货口的距离分为黄金区(距离最近百分之五的货位)、银牌区(次近百分之十五)、普通区(剩余百分之八十)。算法目标是最小化加权行驶距离,即所有物料的周转率乘以当前货位到出货口的距离之和。这个优化问题可以用贪心策略或匈牙利算法求解。每天凌晨两点,系统计算当天各物料的周转率变化,生成一个调整计划。调整不是移动所有物料,而是只移动那些分类发生变化的,例如从B类升到A类的物料应移到黄金区,从A类降到C类的可以移到普通区。移动由AGV在任务间隙顺带完成,不需要额外停机。
三、路径关联优化:不仅仅看货位距离
单纯把热销品放在近处还不够,因为AGV的行驶路径不是直线距离,而是受巷道走向和交通管制约束。路径关联优化是在储位分配时,同时考虑AGV从起点到货位的实际路径长度和预期拥堵情况。算法使用迪杰斯特拉最短路径预计算每对起点和终点之间的距离矩阵,然后结合历史拥堵系数(某条巷道在晚班时段平均等待时间)进行修正。例如,某个货位虽然直线距离近,但去那里的路上要经过三个人车混行的高拥堵区,实际耗时可能是直线距离的三倍。那么该货位应该分配给低频物料,高频物料要避开拥堵区。这个综合距离定义为实际时间成本而非物理距离。实施后,某电商仓库的AGV平均任务耗时从九十八秒降到七十一秒。
四、实施条件:需要哪些硬件和软件
动态储位分配需要以下条件。第一,每个货位必须能够被AGV独立存取,即立体库或平面库的每个托盘位有唯一的编码。第二,系统必须记录每个货位当前的物料编码和入库时间。第三,需要和仓库管理系统对接获取出库预测。第四,对于平面库,货位之间的通道宽度要允许AGV灵活通行。如果货架布局是死胡同式的单行道,动态调整的效果会打折扣。第五,AGV需要有足够空闲时间来执行调整任务,建议每天预留两小时的低峰时段用于货位重排。
五、效果数据与注意事项
某汽车零部件厂应用动态储位分配算法后,堆垛式agv的空驶率从百分之三十八降到百分之十九,单次取货平均耗时从一百一十二秒降到七十六秒。同时,由于热销品集中存放,仓库管理员找货的时间也减少了百分之四十。注意事项:第一,算法参数需要现场调优,例如周转率统计的窗口期多长合适,建议采用指数加权移动平均,半衰期设为七天。第二,要避免频繁移动导致的资源浪费,设定一个移动阈值,只有周转率变化超过两倍标准差才触发调整。第三,对于保质期短的物料,优先保证先进先出,此时动态调整可能受限制,需要算法加入时间约束条件。成都蓉希智能提供的agv智能仓库解决方案包含内置的动态储位优化模块,可一键开启。
