前言

在全球化和市場化的背景下，倉儲(chǔ)物流行業(yè)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，倉儲(chǔ)用地資源日益緊張，人力成本不斷攀升，而社會(huì)對倉儲(chǔ)的需求卻越來越大，倉儲(chǔ)行業(yè)的成本需求矛盾越來越突出。為解決這一問題，密集式存儲(chǔ)和自動(dòng)化倉儲(chǔ)逐漸成為倉儲(chǔ)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展方向。隨著倉儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，集裝化存儲(chǔ)、機(jī)械化搬運(yùn)、自動(dòng)化作業(yè)、信息化管理已經(jīng)成為現(xiàn)代倉儲(chǔ)的基本特點(diǎn)。

四向穿梭式自動(dòng)化密集倉儲(chǔ)系統(tǒng)是新近出現(xiàn)的一種自動(dòng)化密集倉儲(chǔ)形式，它具有存儲(chǔ)空間利用率高、貨架布局靈活、作業(yè)效率高等特點(diǎn)。該倉儲(chǔ)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)管理控制信息系統(tǒng)、貨架、運(yùn)輸軌道、垂直提升機(jī)、四向穿梭車等構(gòu)成，可按照任務(wù)需求實(shí)現(xiàn)物資自動(dòng)化存取作業(yè)。由于貨架配置方式靈活、作業(yè)線柔性可控，系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)運(yùn)行的四向穿梭車數(shù)量多、運(yùn)輸托盤物資可選路徑多，需優(yōu)化設(shè)計(jì)貨架結(jié)構(gòu)和軌道布局，規(guī)劃控制四向穿梭車的運(yùn)行路徑，以縮短存取物資的路徑，規(guī)避路徑?jīng)_突，保證多臺(tái)四向穿梭車在系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)高效順暢運(yùn)行。此外，該系統(tǒng)支持多條作業(yè)線并行作業(yè)，通過優(yōu)化分配作業(yè)任務(wù)，可充分利用系統(tǒng)內(nèi)的存取運(yùn)輸資源，提高作業(yè)效率。

本書分為11章。第1、2章介紹了常見倉儲(chǔ)系統(tǒng)和作業(yè)模式，并分析四向穿梭式自動(dòng)化密集倉儲(chǔ)系統(tǒng)相對其他倉儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)勢。第3～8章從邏輯層面和控制層面討論了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制，以圖的定向理論為基礎(chǔ)，分析貨架貨位設(shè)置和軌道結(jié)構(gòu)對物資存取作業(yè)的影響，給出確保軌道交通網(wǎng)絡(luò)活性的軌道設(shè)計(jì)規(guī)則和方法；將物資出入庫作業(yè)過程建模為多個(gè)服務(wù)中心組成的排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)，采用模糊控制策略實(shí)現(xiàn)任務(wù)分配和管理調(diào)度，提高對系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施的使用效率；對每一次具體的出入庫存取作業(yè)，以出庫效率最高為優(yōu)化目標(biāo)分配入庫存儲(chǔ)貨位，通過對四向穿梭車進(jìn)行路徑規(guī)劃，結(jié)合滿足貨架結(jié)構(gòu)要求的交通控制策略，降低單次物資存取作業(yè)的路徑和時(shí)間代價(jià)，提高系統(tǒng)作業(yè)效率。第9章分析了故障模式下四向穿梭式自動(dòng)化密集倉儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)四向穿梭車的路徑規(guī)劃和應(yīng)急解決方案，以避免局部故障導(dǎo)致系統(tǒng)全局癱瘓，提高系統(tǒng)的魯棒性。第10章介紹了四向穿梭式自動(dòng)化密集倉儲(chǔ)系統(tǒng)的管理控制信息系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控和物資信息管理。第11章列舉了四向穿梭式自動(dòng)化密集倉儲(chǔ)系統(tǒng)在不同環(huán)境需求下的幾個(gè)應(yīng)用案例。最后，在本書的附錄中，簡要介紹了目前應(yīng)用較廣的穿梭車貨架系統(tǒng)的管理控制，它與四向穿梭式自動(dòng)化密集倉儲(chǔ)系統(tǒng)的管理控制有較多相似之處，也存在諸多應(yīng)用差異，供有興趣的讀者參考。

目前，四向穿梭式自動(dòng)化密集倉儲(chǔ)系統(tǒng)還是一個(gè)新出現(xiàn)的倉儲(chǔ)系統(tǒng)，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了一些相關(guān)探索和應(yīng)用，但在其設(shè)計(jì)和控制方面尚缺乏系統(tǒng)的理論研究。本書在這些方面做了一些探討，可供科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)院所和物流企業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員參考。

本書第1、2章由俞漢生編寫，第3～9章和附錄由付曉鋒編寫，第10、11章由朱從民編寫，張波為本書提供了寶貴資料。

在本書編寫過程中得到了相關(guān)單位的幫助，并參考了相關(guān)文獻(xiàn)，在此一并表示感謝。本書的出版得到了陸軍建筑工程研究所的資助。

由于時(shí)間倉促，加之編者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請同行專家和讀者給予批評指正。

編者