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基于天牛须搜索算法的仓储管理系统的设计与实现

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  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 日期:2022-04-16
  • 来源:上海论文网

计算机论文哪里有?本文通过引入种群初始化策略及位置更新策略,提出了一种改进的离散型天牛须搜索算法。TSP 问题上的实验结果表明改进的天牛须搜索算法可以有效地解决 TSP 问题,且算法的收敛速度较快,寻优能力和稳定性更好。

第一章 绪论

1.2.1 仓储管理系统的国内外研究现状

仓储管理是指对仓库进行有效的管理,其中包括货位优化,出入库优化,仓库分区等等工作,其目的在于保证仓库能够高效的进行货物出入库等仓库管理操作,降低仓库运营成本,确保企业正常的进行生产经营活动。

仓储管理系统作为仓库信息化建设的具体实现形式,是企业供应链以及企业生产商品物流的重要组成部分,主要作用是控制企业生产所使用原材料和成品的运送及储存等一系列与仓库相关的事物,其中包括发货、收货、入库、出库、库存盘点和货位优化等事务。仓储管理系统通常使用自动识别技术和数据采集技术,如无线局域网、条形码扫描仪、PDA 和射频识别(RFID)有效地监控物料的流动。一旦数据被收集,仓储管理系统便将数据传输到中央数据库,数据库可以提供有用的关于货物在仓库的状态信息。

从应用角度对国内企业的仓储管理系统进行分析[4],主要分为以下三类,第一类是以货物配送和原材料存储为目标的仓储管理系统,这是国内最常见的系统,其主要服务于生产制造企业中产品的配送和供应链中原材料的存储;第二类仓储管理系统往往集成于企业当中,作为的一个子系统,这类系统相对于第一类系统更加规范和准确,能够协调不同仓储设备之间的运作,提高仓库运营效率;第三类仓储管理系统主要出现在大型物流公司当中,这类系统一般由规范化的货物计费系统、货物管理系统和客户关系管理系统组成,大型物流公司可以根据这些系统所提供的数据及时调整仓库的使用,目标在于建立一个服务于整个社会的物流仓储平台,从而获得较大的收益。上述三种系统仅仅从使用类型和规模大小进行了简单的分类,这些分类也充分证明了我国仓储管理系统建设方面还没有一个规范化的流程,不同的企业往往根据企业自身状况建设自己的平台造成不同平台之间可复用性较差,但这种现象在一定程度上促进了中国仓储业向前发展[5]。

第三章 离散型天牛须搜索算法的改进

3.1算法改进策略

3.1.1 种群初始化策略

在解决 TSP 问题时,初始种群大多为随机生成。虽然这种方式能够保证种群的多样性,但是由于随机生成的初始种群随机性高且无法保证种群质量,易影响计算的效率和最优解的精度。在 TSP 问题中,最优路径中往往包含相邻城市间的最短边。如果在初始化种群的时候,能后将种群能够集中到最优邻近区域,那么搜索速度则会有所提升[33]。因此,本文采用邻域法对初始化种群进行优化。

邻域法[34]是一种由最邻近法发展而来的启发式方法,最邻近法是解决 TSP 问题最自然的启发寻优方法。在最邻近法中,从某一城市出发,下一城市是尚未去过的距离最近的城市。因为已经知道了各个城市之间的距离,故可以确定相应的城市访问的路径。因此,产生的个体相似度较高,无法保证种群的多样性。而在邻域法中,离开某一城市后,其下一站并不局限于尚未去过的距离最近的城市,而是在以半径 r 为内圆和以半径𝛽𝑟为外圆的环形范围内选择下一个到达的城市,按照此种方式进行选择下一个城市所产生的路径并不固定,而是以最邻近城市为基础,进行随机变化,由此提高了种群的多样性。其原理如图 3.1 所示:旅行商选择𝐶8作为出发的城市,在选择下一个城市时,并不是直接选择距离最近的城市𝐶3,而是在𝐶8的邻域范围内所包含的城市𝐶3、𝐶4和𝐶7中进行随机选择,被选择的城市则作为下一个访问的城市。根据文献[33]的研究,参数𝛽 = 1.25。

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第五章   仓储管理系统的实现与测试


5.1各功能模块的实现

本章节的内容主要为对系统功能模块的实现,明确了系统的需求后,对仓储管理系统的各个功能模块进行了开发与实现。该系统目前已在苏州某公司正式投入运行。由于仓储管理系统的功能模块较多,本章节仅对较为重要的几个功能进行了展示。

5.1.1 入库管理模块

入库管理模块中,包含了对收料单据的新增、修改、删除等操作,当物料需要入库时,仓库人员在核验送货单和实际物料一致后,点击 Transfer PK 产生相应的收料单,并将物料信息录入系统,录入完成后 Close PK  关闭收料单,完成收料。收料界面如图 5.1、图 5.2 所示。

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5.2仓储管理系统的测试

系统测试是保证软件质量的重要方法,是对之前的开发过程中的工作的最终审查。在开发过程中会出现不可避免的错误,为了降低错误。

5.2.1 测试目的

根据用户及业务需求对系统进行测试,其目的是为了及时发现系统的潜在问题,使系统达到更优。

5.2.2 系统测试方法

系统测试中主要使用黑盒测试和白盒测试两种方式进行测试。黑盒测试也可被称作功能测试,主要是负责只检查程序是否符合功能说明且能正常使用,即使不了解程序的内部结构和特性,也能够进行测试。白盒测试则要求测试人员对程序的内部结构、业务逻辑等方面有一定的了解,需要对程序设计中的所有逻辑进行测试,检验测试结果是否与预期要求一致。测试流程分为以下几步,分别为确定测试需求,制定测试计划,设计测试用例,执行系统测试,测试结果分析。


第六章 总结与展望


6.2展望

本文在借鉴相关问题研究的基础上,对仓储管理系统及其相关领域进行了进一步研究,解决了在系统开发中遇到的部分问题。然而,本文在解决问题的方法、研究深度等方面仍有待提高,主要包括以下几方面:

(1)本文主要是将改进的离散型天牛须搜索算法用于求解 TSP 问题,在今后的工作中,可以考虑将算法进行适当的改进,使其能够用于其它组合优化问题的求解(如车辆路径问题、背包问题等),拓展其应用领域。

(2)拣选路径优化问题中所建立的数学模型,部分因素如垂直方向移动的距离、未考虑绕行等因素未进行考虑,后续可进一步研究这些因素的精确定位和评估。

(3)本文只对拣选路径进行了优化研究,下一步可针对货位分配、货物盘点等环节的优化进行研究,进一步提升仓储的运行效率。

参考文献(略)

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