一种标准集装箱装箱过程优化策略

摘要

本发明公开了一种标准集装箱装箱过程优化策略，该优化方法将复杂的三维装箱问题简化为较简单的二维装箱问题，根据货物的送货批次的优先级多次利用贪心算法在平面内进行最优设计，从而使得算法复杂度和运算时间大幅缩减，最终得到全局最优的装箱方案。该方法在降低问题空间维度的同时保持了较高的箱容利用率，使得运算时间大大缩短，具备实时处理的运算能力，同时为实际运输过程中装卸货物操作提供了便利，增加了货运效率。

主权项

一种标准集装箱装箱过程优化策略，其特征在于，首先对集装箱装箱问题进行定义：给定一种集装箱，其规格为L×W×H(m)，有送往M个送货地点的N种待装货物，其中第i种货物的规格为S_i:l_i×w_i×h_i(i＝1,2,…,N)，送往送货地点j的第i种货物有n_i,j(i＝1,2,…,N；j＝1,2,…,M)个，上述M个送货地点距当前装货地点的距离s满足关系s_M>s_M‑1>...>s_j>...>s₂>s₁；为了便于卸货操作，货物装箱时应按照送货地点距当前装箱地点的距离由远及近分批次装箱；设装箱批次号为bn，则送货地点M的货物所对应的装箱批次bn＝1，送货地点M‑1的货物所对应的装箱批次bn＝2，…..，送货地点2的货物所对应的装箱批次bn＝M‑1，送货地点1的货物所对应的装箱批次bn＝M，其余依此类推；装箱过程优化策略具体如下：(1)整理并清点货物，对待运货物的规格S_i、数量n_i,j及送货地点进行统计，并根据送货地点距发货地点的远近来确定不同货物的装箱批次bn；(2)以货物的规格、数量以及装箱批次{(S_i,n_i,bn),i＝1,2,…,N；bn＝1,2,…,M}作为输入，求解货物的最优空间布局，该步骤包括以下子步骤：(2.1)将每种货物按照装箱批次分别堆叠，根据集装箱的高度计算出一堆中同种货物个数的最大值，再据此计算得到堆数；对于N种货物，M个装箱批次而言，装箱批次为bn的第i种货物的堆数，记为K_i,bn(i＝1,2,…,N；bn＝1,2,…,M)；(2.2)初始化规格为L×W×H的集装箱二维平面，定义变量Bn表示当前选中的装箱批次，变量I表示最先进行装箱的货物的种类，初始化上述变量为Bn＝1，I＝1；(2.3)在集装箱的二维平面中定义角为货物的左右侧壁与相邻货物或者集装箱间形成的角，当无货物放入时，集装箱内存在的角为两个底角；统计目前集装箱中存在的角，对于每一只角，计算在该角处正放或反放一堆装箱批次为Bn的第I种货物其相应的穴度，选出“穴度”最小时所对应的角及放置方式，按该方式占该角；所述的“穴度”定义为货物放置后其左右两侧距其他货物或集装箱内壁的水平距离的最小非零值；所述的正放是指二维平面中货物的长边与集装箱底边平行，所述的反放是指二维平面中货物的短边与集装箱底边平行；(2.4)重新统计目前集装箱中存在的角，对于每一只角，计算在该角处正放或反放每种货物时其相应的穴度，比较得出“穴度”最小时所对应的角及所放置的货物种类以及其放置方式，按该方式占该角；(2.5)重复步骤(2.4)，直到该批次的货物全部放入集装箱内，或集装箱余下的空间放置不下当前装箱批次中剩余的货物；获得装箱批次为Bn，最先进行装箱货物种类为I时相应的装箱序列；(2.6)计算按上述装箱序列进行装箱的话所产生的“空缺”数H_I,Bn(I＝1,2,…,N；Bn＝1,2,…,M)，所述的“空缺”数定义为二维平面内货物之间的空隙所占的面积总和；(2.7)若I<N，则I＝I+1，并转到步骤(2.3)，否则转到步骤(2.8)；(2.8)获得装箱批次为Bn时，N种货物分别作为最先装箱货物所对应的装箱序列；比较这N种装箱序列的“空缺”数，选出H_I,Bn最小的装箱序列作为装箱批次为Bn时的最优货物装箱方式及最佳空间布局策略；(2.9)若Bn<M，则Bn＝Bn+1，I＝1，并转到步骤(2.3)，否则结束，获得按照送货地点距当前装箱地点的距离由远及近分批次装箱时，各装箱批次所对应的最优货物装箱方式及最佳空间布局策略。