《智慧倉儲管理》課程教案首頁授課教師班級學時2授課日期主題或任務揀貨路徑課型理實授課地點多媒體教室教學目標知識目標：了解揀貨路徑規劃。技能目標：初步具備揀貨路徑規劃能力。素質：培育并踐行物流從業人員的誠實禮貌、周到服務的職業精神以及嚴謹細致、精益求精的工作作風終身學習的能力。學習內容揀貨路徑優化問題概述建立距離矩陣路徑優化規劃模型求解模型：以蟻群優化算法為例重點難點揀貨路徑優化問題路徑優化規劃模型教學方法●理論講授○小組討論○項目教學○任務驅動○參觀教學○模擬教學●實驗實訓●演示教學○其他素材資源●文本素材○實物展示●PPT幻燈片○音頻素材○視頻素材○動畫素材●圖形/圖像素材○網絡資源○其他教學設計1.案例教學。2.線上線下相結合授課。學習評價●行為表現●課堂作業●測驗測試○制作作品○其他作業題目雙語教學Inboundoperationmanagement系（部）：教研室：教研室主任簽字：202年4月日教學內容教學設計第一部分：導課教學回顧：1.在庫作業，出庫作業結合出庫作業導入新課。第二部分：授課項目四智慧倉儲作業管理任務一揀貨路徑一、揀貨路徑優化問題概述揀貨路徑指在一次揀貨中，將訂單要求的所有商品揀出時在倉庫中行走的軌跡。注意，在一次揀貨中，可能只完成一個訂單，也可能同時有多個訂單（如一個波次）。揀貨作業是倉庫作業的核心部分。在采取人至物的揀貨方式的倉庫中，揀貨路徑對倉庫效率的影響尤為突出。如何能在短時間內得出最優的揀貨路徑以縮短揀貨行走距離，是提高倉庫運作效率的關鍵之一。揀貨路徑問題與經典的旅行商問題（TravelingSalemanProblem，TSP）類似，目標都是尋找依次通過所有需求點的最短路徑。揀貨路徑問題已經被證明為是一個NP-Hard問題，即很可能不存在有限時間內得到全局最優解的算法，因此普遍的解決方式是設計在可接受時間內求得可接受局部滿意解的算法?？紤]到揀貨作業的頻繁以及對時間的高度要求，在設計求解算法時必須權衡運算時間和求解質量、或者可以說應該在保證運算時間的前提下盡可能提高解的質量。二、建立距離矩陣表RCBP平面編碼示意表參數含義最小值最大值值遞增方向（Row）排1Rmax由南向北（Column）列1Cmax由西向東（Bay）貨架1Bmax由南向北（Position）貨位1Pmax由南向北則對于任意貨位，其坐標可設為W（x，y），其中橫坐標由下列式子給出：圖文并茂，深刻理解揀貨路徑規劃的重要性教學內容教學設計x=記Y為貨位相對于點s的縱向距離，則貨位縱坐標y為Y與ys之和設一列貨架長度（取每排最長貨架）為1，兩排貨架間垂直相距?l。每節貨架內長lB，每節貨架安排Pmax個貨位，每個貨位占用長度為lp，忽略貨架立柱的影響，則有如下關系式：lB=l=lBY=(R?1)(l+?l)+(B?1)lY=(R?1)(l+?l)+(B?1)lBy=Y+yy=Y+ys由此可以得出任一貨位的坐標。從而可以計算任意貨位之間的折線距離。折線距離又稱為曼哈頓距離，用于表示兩個點在標準坐標系上的絕對軸距總和?？紤]到倉庫的實際布局，采用折線距離表示貨位之間的距離比采用直線距離更為貼近現實。一般而言，對于任意兩個貨位W1（x1，y1）和W2（x2，y2），其折線距離計算方式如下：ss12=X12為兩點間最短折線行走路徑的橫向長度總和，Y12為同一路徑縱向長度總和。?Yi=(Bi?1)?lB+(Pi?1)?lp+lp÷2i=1,2(4-14）然而，在揀貨路徑優化問題中，因為倉庫中有貨架的存在，貨位之間的距離并不總是等于兩點間最短折線距離。假設上述兩個貨位W1（x1，y1）和W2（x2，y2）的編號分別為R1C1B?YiX12X12=Y12Y12式（4-15）表示，任意一條貨位W1與貨位W2之間的最短持貨路徑的橫向長度總和為兩點的坐標間橫向距離。式（4-16）表示，若兩貨位在同一區但不同巷道中，則會存在繞行現象，此時取向北繞行和向南繞行二者中的較小值；其他情況下不存在繞行現象，故兩貨位間的最短揀貨路徑的縱向長度總和即為兩點的坐標間縱向距離。由此可以得出倉庫中所有庫位的距離矩陣。三、路徑優化規劃模型現以Wi為貨位，Sij表示貨位i與貨位j間最短距離，i=0，1，2，…，N;j=0，1，2，…，N，N為庫位總數量，建立以下TSP模型：假設從起點處W0（0,0）出發，揀選完一個波次中所有待揀貨品后，最后回到起點。記W1,W2,W3，…，用Wn為一個波次中所有的SKUs的所在貨位，其兩兩互不重復。庫位坐標表示為Wi（xi，yi），i=0，1，2，…，n。假設Wi與Wj間最短距離為Sij，并引入決策變量xij，（i=0，1，2，…n，j=0,1,2，…n），其意義如下：舉例說明，代入角色，加深學生理解

教學內容教學設計xxij此時有：Sij=Sji，且Si0=S0i=xi+yj。以揀貨路徑最短為目標，建立數學模型如下：MinzMinzijj=0j=0nxi=0i=0nxi?D,j?Di?D,j?Dxxxij∈0,1式（4-17）表示最小化從起點出發經過n個已知貨位后回到起點的總路徑長度，式（4-18）與式（