本文是一篇工程管理论文，本文是针对W企业门窗仓储作为研究对象，通过国内外对货位优化和拣货路径优化的研究现状分析，结合 W企业门窗仓储的实际情况，对本文的研究内容及技术路线进行了分析研究。了解货位优化和拣货路径优化的相关理论知识，为货位优化研究和拣货路径研究打下基础。
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1研究背景
社会在进步，科技在发展，社会的经济水平也在高速发展，人民群众对美好生活品质的需求也在不断增加，对居住质量的需求在日益增加，对门窗质量的要求也越来越高，门窗行业逐渐发展成为社会中必不可少的行业，其中门窗仓储在门窗行业中承担着非常重要的角色。随着我国门窗企业的发展过程的成熟[1]，越来越多的门窗企业开始注重追求企业的利益最大化。门窗公司要通过提升在门窗仓储中的生产效率，并合理的利用门窗仓储中的资源，对门窗仓储进行智能化管理，以此来实现门窗仓储最大化利益的追求。门窗仓储是根据门窗厂商在实际过程中遇到的各种困难[2]，通过对门窗仓储中门窗的数量和门窗生产的种类与质量进行管理与控制的，从而达到门窗仓库中最大化利润的目标。随着科技的发展和各种技术的成熟，门窗仓储的管理也在逐渐完善技术管理模块和信息化管理过程。
在我国的门窗企业中，主要还是依靠工作人员的工作经验来进行门窗仓储中的各项工作，这种工作方式严重影响了门窗仓储的工作效率。本文研究的门窗仓储优化问题主要是针对门窗企业存在的实际问题，以门窗仓储的货位优化以及门窗仓储的路径优化为目标进行研究，结合企业的实际情况和各种影响因素，分析比较选择适合的门窗存储方法、拣货作业方法，推导并建立W企业门窗仓储的货位优化的数学模型、W企业门窗仓储拣货优化的数学模型，实现提高门窗企业中的工作效率，降低门窗企业的成本的目的，同时使W企业门窗仓储的空间得到充分的利用，避免不合理的货物存储产生的浪费[3]。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 货位优化的研究现状
门窗仓储的整个工作过程是一个动态运行的过程，要想优化整个门窗仓储过程的效率，就必须对与门窗仓储相关的每一个环节进行合理的优化。优化门窗仓储位货位分配是门窗仓储的拣选作业的出发点。有效的货位优化策略能够缩短拣货路径的距离，提高整个门窗仓储的工作效率，降低W企业门窗仓储中的工作成本。
国内外有很多的专家、学者深入研究货位优化问题的分配策略并取得了显著的成果。Warren H.等人[5]对比分析了周转分配、托盘分配、随机分配三种货位分配策略，总结出储存容量和吞吐量间的平衡是通过周转率实现的。马永杰，蒋兆远等人[6]基于随机存储策略，以拣选设备最短工作时间为研究目标，建立货位优化的动态的数学模型。党伟超[7]等人结合适应自动化立体仓库的货位分配原则，对比分析了几种货位储存策略，建立货位优化模型。
国内外的专家、学者针对不同行业的货位优化问题进行了研究。Ek Peng CheW等人[8] 针对不同行业研究了各行业仓储货架布局的差异，得出了一种简单易行的货架摆放方式。鄂晓征，祖巧红等人[9]以汽车公司为研究对象，以货架稳定性、货物出入库效率、安全性建立多目标货位优化函数的数学模型。钟科艾[10]以卷烟公司为研究目标，建立了以最短拣货时间、最短相关商品距离和货架稳定性的多目标函数的数学模型。蒋彪[11]以第三方物流企业为研究目标，以降低仓储成本为研究目标建立数学模型，实现仓储系统的优化。董溪哲[12]把邮政的易通化妆品仓储作为研究对象，比较分析现有的货位优化的目标及其实现手段，建立适合的货位优化数学模型。马汉武和孟国曦[13]以迪卡侬配送中心在夜间的货物整理作为研究对象，以配送中心的拣货时间最短和空间利用率最大为研究目标建立货位优化模型，利用多目标Pareto混合遗传算法进行求解，得出货物出库效率提高52.02% 的结论。翟海涛[14]以SR 企业为研究对象，建立以货架稳定性、货物相关性、货物存储效率的多目标货位优化模型，并采用遗传算法求解目标函数。
2 门窗仓储相关理论介绍
2.1 货位优化相关理论
2.1.1货位优化定义与功能
1、货位优化的定义
货位优化，是指依照存储策略和货物分配原则，科学合理地规划和分配货物在仓储中的空间，从而选择最佳的货物放置位置。货位优化不仅要考虑如何提高仓储空间的利用率，还要保证仓库出入库的效率，实现提高仓储中的工作效率，节约仓储运营成本的目的。
2、货位优化具有的功能
（1）根据仓储中的货物种类及货物的属性进行分类。 （2）根据仓储的实际情况，提供货物的最佳位置和可用空间。 （3）让仓储中的设施根据货物分类、属性的变化进行调整。 （4）提高仓储工作的工作效率。 （5）输出分析结果，用图表或者是数字来表示。
2.2 路径优化相关理论
2.2.1 拣货路径优化定义
拣货路径是指拣货设备在仓储中拣取货物时所行走的路径。拣货路径优化是指，针对需要拣货的拣货订单，规划出一条拣货路径或者一个合适的拣货的顺序，使得拣货人员或者拣货设备在进行拣取货物时，行走的拣货距离最短。
2.2.2 拣货路径策略
仓储中拣货工作人员在拿到拣货订单时，要选择拣货时行走的路径。在进行拣货路径优化时，选择合适的拣货策略往往能起到事半功倍的结果。不同的拣货策略会因为仓储中心的环境和布局、货架的大小、拣货通道的大小、货位的分布密度等因素对拣货路径的结果产生不同的影响。在进行货位优化时，选择合适的拣货路径策略是至关重要的。常见的拣货路径主要有传统路径策略、启发式路径策略、智能优化方法等。
（1）传统路径策略就是拣货工人根据其拣货经验及仓储特点，在仓储中进行拣货。此种路径策略工作效率低，工作成本高。
（2）启发式路径策略比较简单易记，广泛应用于人工拣选仓库。启发式路径策略主要包括返回型策略、穿越型策略（S型策略）、中点返回型策略、最大间隔型策略、混合型策略等[73]。
1）返回型策略，是指需要拣取的拣货通道，拣选设备从通道的一端进入到货物要拣选的地方，然后按原路返回，没有需要取货的拣货通道就不需要进入该通道。返回型策略适用于需要拣选的货物分布相对集中于货架某一端的情形。
2）穿越型策略，当有需要拣取的货物时，走完整条拣取路径，否则不进入，取完所有需要的货物后返回出入口。由于拣货行走道路路线类似“S”形，所以穿越型策略也称S型策略。
3 门窗仓储的货位优化分析与仿真 .................................. 27
3.1 W企业门窗仓储存在的问题 ................................. 27
3.2 W企业门窗仓储货位研究内容和技术路线分析 ......................... 27
4 门窗仓储的路径优化分析与仿真 .................................. 55
4.1 W企业门窗仓储拣货路径存在的问题 ........................... 55
4.2 W企业门窗的路径优化技术路线分析 ............................ 55
5 总结与展望............................... 81
5.1 总结 ..................................... 81
5.2 展望 ...................................... 82
4 门窗仓储的路径优化分析与仿真
4.1 W企业门窗仓储拣货路径存在的问题
在W企业门窗仓储中，拣货工作人员主要依靠自己的工作经验来进行拣货的，没有采用科学的方法进行拣货，在拣货过程中增加了许多不必要的工作量，造成不必要的资源浪费。所以目前门窗仓储中拣货路径存在主要问题有：拣货路径过长、拣货效率低下、人力资源的不合理浪费等，如何提高门窗仓储中拣货工作的拣货效率、缩短拣货路径的距离、节约拣货成本是拣货路径优化的主要目标。
基于上述W企业存在的拣货路径问题，进行的研究内容主要有
1、获取订单。
仓储中心从系统获得顾客订单，根据前文的货位优化结合门窗仓储路径优化的实际情况进行分析，为模型的建立提供假设。
2、确定拣货路径优化方法。
门窗仓储中拣货路径优化的主要目标是缩短拣货路径的距离、提高仓储中心拣货工作的效率，选择合适的拣货路径方法的是达成路径优化目标的关键，根据以往的理论研究，结合门窗仓储中心的实际情况，选择最合适的拣货路径优化的方法。
3、建立适当的数学模型。
根据门窗仓储路径优化的实际情况与需求建立适当的数学模型。通过确定研究的拣货路径优化方法及约束建立起目标优化数学模型。路径优化的最终目标是缩短拣货路径的距离、减少拣货路径的时间、提高仓储中心拣货的效率。
5 总结与展望
5.1总结
本文是针对W企业门窗仓储作为研究对象，通过国内外对货位优化和拣货路径优化的研究现状分析，结合 W企业门窗仓储的实际情况，对本文的研究内容及技术路线进行了分析研究。了解货位优化和拣货路径优化的相关理论知识，为货位优化研究和拣货路径研究打下基础。对货位优化及拣货路径优化的相关智能算法进行研究，分析对比各个算法的优缺点，选择合适的算法进行优化。
结合W企业门窗仓储的实际情况，确定了货位优化的优化目标：提高门窗仓储的出入库效率、缩短拣货距离、保证货架的稳定性、考虑货物的存放分析，并建立了多目标货位优化的数学模型。利用遗传算法对模型进行求解，并用MATLAB对进行仿真分析，验证算法及模型的有效性。解决了门窗仓储货位优化中货物摆放杂乱无章的问题，达到了提高门窗仓储的工作效率的目标。
结合W企业门窗仓储的实际情况，在货位优化的基础上进行路径优化，确定拣货路径优化的优化目标，根据订单量的大小和拣货设备容量的大小之间的关系，将W企业门窗仓储的拣货路径优化问题
