《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于关联规则和遗传算法的服装辅料储位优化*
电子技术应用
周叶1,2,连明昌2,陈松航2,吴佳彬3,陈豪2
(1.福州大学 先进制造学院,福建 泉州 362251;2.中国科学院 海西研究院泉州装备制造研究中心,福建 泉州 362216; 3.福建柒牌时装科技股份有限公司,福建 泉州 362200)
摘要: 针对服装行业受时尚潮流影响,物料型号更新迅速,导致仓库库存结构混乱、作业效率低下的问题,设计一种将Apriori算法同改进遗传算法结合(AIGA)的储位优化方法。首先Apriori算法挖掘物料组间关联规则,将相关性较强物料组合并形成大类库区,按照大类拣货频次动态调整库区位置;其次结合物料相关性和拣货频次,以最小化拣货距离为主要优化目标建立储位分配模型。通过遗传算法进行储位分配搜索,并改进遗传算法的初始化、交叉和变异算子,同时设计灾变机制,提高算法搜索性能。结果表明,与现有储位分配方案相比,拣货距离平均缩短23.85%,有效提高仓库作业效率。
中圖分類號(hào):TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233851
中文引用格式: 周葉,連明昌,陳松航,等. 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則和遺傳算法的服裝輔料儲(chǔ)位優(yōu)化[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2023,49(9):90-96.
英文引用格式: Zhou Ye,Lian Mingchang,Chen Songhang,et al. Optimization of clothing accessories storage allocation based on association rules and genetic algorithm[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(9):90-96.
Optimization of clothing accessories storage allocation based on association rules and genetic algorithm
Zhou Ye1,2,Lian Mingchang2,Chen Songhang2,Wu Jiabin3,Chen Hao2
(1.School of Advanced Manufacturing, Fuzhou University, Quanzhou 362251, China; 2.Quanzhou Institute of Equipment Manufacturing, Haixi Institutes, Chinese Academy of Science, Quanzhou 362216, China; 3.Fujian Seven Brand Fashion & Technology Co., Ltd., Quanzhou 362200, China)
Abstract: Aiming at the problem that the clothing industry is affected by fashion trends and the material model is updated rapidly, which leads to the confusion of warehouse inventory structure and low efficiency of operation, a storage location optimization method combining Apriori algorithm with improved genetic algorithm (AIGA) is designed. First of all, Apriori algorithm mines the association rules between material groups, combines the materials with strong correlation to form a large class of warehouse area, and dynamically adjusts the location of the warehouse area according to the large class picking frequency. Secondly, based on the material correlation and picking frequency, a storage allocation model is established with the main objective of minimizing the picking distance. The storage allocation search is carried out by genetic algorithm, and the initialization, crossover and mutation operators of genetic algorithm are improved, and the catastrophe mechanism is designed to improve the search performance of the algorithm. The results show that compared with the existing storage allocation scheme, the picking distance is reduced by 23.85% on average, and the warehouse operation efficiency is effectively improved.
Key words : location allocation;association rules;genetic algorithm;catastrophic operation;clothing accessories warehouse

0 引言

我國是世界上最大的紡織品服裝生產(chǎn)和出口國,服裝紡織對(duì)我國產(chǎn)業(yè)布局和經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。服裝紡織業(yè)作為傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),各環(huán)節(jié)都需要倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)參與,但其倉儲(chǔ)管理還高度依賴人工,僅料單揀選就占據(jù)60%以上的人力成本;而且,輔料型號(hào)受到時(shí)尚潮流影響更新頻繁。這些現(xiàn)象引發(fā)了儲(chǔ)位分配不合理、庫存結(jié)構(gòu)混亂等問題。通過優(yōu)化倉庫儲(chǔ)位分配方法能夠有效解決上述問題,提高企業(yè)倉庫作業(yè)效率[1]。

儲(chǔ)位分配問題已經(jīng)被證明是NP-hard問題[2]。目前多數(shù)研究利用物料間相關(guān)信息,采用元啟發(fā)式算法進(jìn)行優(yōu)化[3]。Chen等提出基于兩階段式禁忌搜索方法來優(yōu)化最小化平均行走時(shí)間[4]。Rani等以檢索時(shí)間和頻次為目標(biāo)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型,通過遺傳算法(Genetic Algorithm,GA)計(jì)算儲(chǔ)位分配[5]。但傳統(tǒng)遺傳算法存在收斂過早、局部搜索能力差等問題[6] 。焦玉玲等針對(duì)收斂過早問題,提出多種群遺傳算法,以貨物出入庫效率、貨架穩(wěn)定性及產(chǎn)品關(guān)聯(lián)性為目標(biāo)建立模型獲得分配結(jié)果[7]。朱杰等針對(duì)遺傳算法易陷入局部最優(yōu),將模擬退火算法與遺傳算法結(jié)合來優(yōu)化儲(chǔ)位分配模型[8]。少數(shù)學(xué)者引入數(shù)據(jù)挖掘方法進(jìn)行儲(chǔ)位優(yōu)化[9]。Chiang等提出基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的自適應(yīng)庫位分配方法,揀選距離較傳統(tǒng)分類方法提升明顯[10-11]。Pang等采用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘訂單物料間的關(guān)系最小化揀貨距離[12]。

上述研究多數(shù)采用一次性優(yōu)化策略來處理儲(chǔ)位分配問題,無法根據(jù)訂單變化進(jìn)行儲(chǔ)位調(diào)整。而且研究領(lǐng)域主要集中在電商倉庫,對(duì)服裝輔料倉庫研究較少。本文針對(duì)服裝輔料倉庫儲(chǔ)位分配問題,設(shè)計(jì)一種基于Apriori算法和改進(jìn)遺傳算法(Apriori Improved Genetic Algorithm,AIGA)的儲(chǔ)位優(yōu)化方法,首先采用Apriori算法挖掘訂單信息,根據(jù)訂單變化動(dòng)態(tài)生成調(diào)整庫區(qū)劃分,將庫區(qū)劃分結(jié)果作為遺傳算法產(chǎn)生初始種群條件,提高初始種群質(zhì)量;其次設(shè)計(jì)災(zāi)變機(jī)制和改進(jìn)交叉變異算子,提高遺傳算法全局搜索能力,尋找合適的儲(chǔ)位分配方案,降低出入庫行走距離,提高現(xiàn)場(chǎng)人員作業(yè)效率。



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作者信息:

周葉1,2,連明昌2,陳松航2,吳佳彬3,陳豪2

(1.福州大學(xué) 先進(jìn)制造學(xué)院,福建 泉州 362251;2.中國科學(xué)院 海西研究院泉州裝備制造研究中心,福建 泉州 362216;3.福建柒牌時(shí)裝科技股份有限公司,福建 泉州 362200)

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