《電子技術應用》
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基于關聯規則和遺傳算法的服裝輔料儲位優化*
電子技術應用
周葉1,2,連明昌2,陳松航2,吳佳彬3,陳豪2
(1.福州大學 先進制造學院,福建 泉州 362251;2.中國科學院 海西研究院泉州裝備制造研究中心,福建 泉州 362216; 3.福建柒牌時裝科技股份有限公司,福建 泉州 362200)
摘要: 針對服裝行業受時尚潮流影響,物料型號更新迅速,導致倉庫庫存結構混亂、作業效率低下的問題,設計一種將Apriori算法同改進遺傳算法結合(AIGA)的儲位優化方法。首先Apriori算法挖掘物料組間關聯規則,將相關性較強物料組合并形成大類庫區,按照大類揀貨頻次動態調整庫區位置;其次結合物料相關性和揀貨頻次,以最小化揀貨距離為主要優化目標建立儲位分配模型。通過遺傳算法進行儲位分配搜索,并改進遺傳算法的初始化、交叉和變異算子,同時設計災變機制,提高算法搜索性能。結果表明,與現有儲位分配方案相比,揀貨距離平均縮短23.85%,有效提高倉庫作業效率。
中圖分類號:TP391.9 文獻標志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233851
中文引用格式: 周葉,連明昌,陳松航,等. 基于關聯規則和遺傳算法的服裝輔料儲位優化[J]. 電子技術應用,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和出口國,服裝紡織對我國產業布局和經濟發展至關重要。服裝紡織業作為傳統勞動密集型產業,各環節都需要倉儲環節參與,但其倉儲管理還高度依賴人工,僅料單揀選就占據60%以上的人力成本;而且,輔料型號受到時尚潮流影響更新頻繁。這些現象引發了儲位分配不合理、庫存結構混亂等問題。通過優化倉庫儲位分配方法能夠有效解決上述問題,提高企業倉庫作業效率[1]。

儲位分配問題已經被證明是NP-hard問題[2]。目前多數研究利用物料間相關信息,采用元啟發式算法進行優化[3]。Chen等提出基于兩階段式禁忌搜索方法來優化最小化平均行走時間[4]。Rani等以檢索時間和頻次為目標建立多目標優化模型,通過遺傳算法(Genetic Algorithm,GA)計算儲位分配[5]。但傳統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、貨架穩定性及產品關聯性為目標建立模型獲得分配結果[7]。朱杰等針對遺傳算法易陷入局部最優,將模擬退火算法與遺傳算法結合來優化儲位分配模型[8]。少數學者引入數據挖掘方法進行儲位優化[9]。Chiang等提出基于關聯規則的自適應庫位分配方法,揀選距離較傳統分類方法提升明顯[10-11]。Pang等采用關聯規則挖掘訂單物料間的關系最小化揀貨距離[12]。

上述研究多數采用一次性優化策略來處理儲位分配問題,無法根據訂單變化進行儲位調整。而且研究領域主要集中在電商倉庫,對服裝輔料倉庫研究較少。本文針對服裝輔料倉庫儲位分配問題,設計一種基于Apriori算法和改進遺傳算法(Apriori Improved Genetic Algorithm,AIGA)的儲位優化方法,首先采用Apriori算法挖掘訂單信息,根據訂單變化動態生成調整庫區劃分,將庫區劃分結果作為遺傳算法產生初始種群條件,提高初始種群質量;其次設計災變機制和改進交叉變異算子,提高遺傳算法全局搜索能力,尋找合適的儲位分配方案,降低出入庫行走距離,提高現場人員作業效率。



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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 先進制造學院,福建 泉州 362251;2.中國科學院 海西研究院泉州裝備制造研究中心,福建 泉州 362216;3.福建柒牌時裝科技股份有限公司,福建 泉州 362200)

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