БАГАТОКРИТЕРІАЛЬНА ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗМІЩЕННЯ ДЕТАЛЕЙ В УМОВАХ АВТОМАТИЗОВАНОГО СКЛАДУ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.69(1).2025.331853Ключові слова:
багатокритеріальна оптимізація, автоматизований склад, метаевристики, генетичні алгоритми, рівень обслуговування (SLA)Анотація
Проблема ефективного розміщення деталей на автоматизованому складі є ключовою для підвищення продуктивності логістичних процесів і дотримання сучасних вимог до швидкості виконання замовлень у межах індустрії 4.0. Класичні підходи до складування — зокрема ABC‑аналіз і одноцільова оптимізація за критерієм популярності деталей — часто призводять до нерівномірного розподілу найзатребуваніших позицій між зонами, надмірного навантаження окремих ділянок і необґрунтованого підйому важких компонентів на високі яруси. Це знижує гнучкість системи у разі змін попиту та ускладнює підтримку необхідного рівня обслуговування (SLA). Метою дослідження стало створення багатокритеріальної моделі розміщення деталей, що одночасно забезпечує мінімізацію часу доступу до деталей, збалансованість завантаження різних зон складу та уникнення розміщення важких компонентів на високих рівнях стелажів. Запропонований підхід базується на врахуванні трьох взаємопов’язаних критеріїв — час відбору, балансу популярності деталей між зонами та відповідність вагових і габаритних обмежень технічним характеристикам комірок — із можливістю налаштування пріоритетів через вагові коефіцієнти. Для перевірки адекватності моделі використано кілька методів валідації: аналіз залишків виконання структурних обмежень, аналіз чутливості до зміни вагових коефіцієнтів та порівняння результатів із еталонними сценаріями. Запропонована процедура валідації дозволяє переконатися, що рішення відповідають технічним вимогам, уникати порушення вантажопідйомності й об’єму комірок та забезпечувати рівномірне навантаження автоматизованих зон. Отримані результати свідчать про доцільність застосування багатокритеріальної оптимізації як альтернативи традиційним методам складування, що дозволяє гнучко адаптувати стратегії розміщення деталей відповідно до бізнес‑пріоритетів і поточних виробничих обмежень. Запропонована модель може бути інтегрована в інформаційні системи управління складом (ERP/MES) для автоматизованого планування і переналаштування розміщення товарів, що сприятиме підвищенню точності комплектування замовлень, зменшенню експлуатаційних витрат і покращенню загальної ефективності роботи автоматизованих складів.
Посилання
H. Wang, H. Wang, H. Dong, L. Xia, “Research on Location Optimization of Automated Warehouse Under the Background of Intelligent Manufacturing”, Academic Journal of Manufacturing Engineering, vol. 18, is. 1/2020, pp. 164-173, 2020.
M. Wasiak, I. Jacyna-Gołda, M. Izdebski, “Multi-Criteria Warehouses Location Problem in the Logistics Network”, in International Conference on Industrial Logistics. Conference Proceedings, Zakopane, Poland. 2016.
J. Rui, “Research on Optimization Method for Storage Allocation of Multi-aisle Warehouses”, in The 5th International Conference on Mechatronics Technology and Intelligent Manufacturing (ICMTIM), 2024, pp. 646-650. DOI: 10.1109/ICMTIM62047.2024.10629484.
Y. Wan, M. Yang, Y. Li, Y. Zhang, H. Kuang, “Multi-Objective Warehouse Storage Allocation Optimization Based on NSGA-II”, in Proc. SPIE 12254, International Conference on Electronic Information Technology (EIT 2022), 1225438, 2022. DOI: 10.1117/12.2638573
M. E. Fontana, V. Nepomuceno, “Multi-Criteria Approach for Products Classification and Their Storage Location Assignment”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2017. DOI: 10.1007/S00170-016-9040-3.
I. Jacyna-Gołda, M. Izdebski, “The Multi-Criteria Decision Support in Choosing the Efficient Location of Warehouses in the Logistic Network”, Procedia Engineering, vol. 187, pp. 635-640, 2017. DOI: 10.1016/J.PROENG.2017.04.424.
M. Izdebski, I. Jacyna-Gołda, M. Wasiak, R. Jachimowski, M. Kłodawski, D. Pyza, J. Zak, “The application of the genetic algorithm to multi-criteria warehouses location problems on the logistics network”, Transport, vol. 33, no. 3, pp. 741–750,
Sep. 2018,. DOI: 10.3846/TRANSPORT.2018.5165.
H. Yilmaz, A. Tuncer, “Genetic Algorithm Based Storage and Retrieval System Optimization Considering Operational Constraints in a Multidimensional Warehouse, International Journal of Applied Mathematics Electronics and Computers. vol. 8, pp. 148-153, 2020. DOI: 10.18100/ijamec.802125.
R. Koster, T. Le-Duc, K. Roodbergen, “Design and control of warehouse order picking: A literature review”, European Journal of Operational Research, vol. 182, is. 2, pp. 481-501, 2007. DOI: 10.1016/j.ejor.2006.07.009.
J. Gu, M. Goetschalckx, L. McGinnis, “Research on warehouse operation: A comprehensive review”, European Journal of Operational Research, vol. 177, is.1, pp. 1-21, 2007. DOI: 10.1016/j.ejor.2006.02.025.
Ryme Kabak, Thomas Koch, Elenna R. Dugundji, “An Optimization Approach to Minimize Material Movements in a Fully Automated Warehouse”, in The 15th International Conference on Ambient Systems, Networks and Technologies Networks (ANT), Hasselt, Belgium, 2024, pp. 511–518. DOI: 10.1016/j.procs.2024.06.054
Masoud Mirzael, Advanced Storage and retrieval Policies in Automated Warehouses, 2020. 166 p.
Q. Zu, M. Cao, F. Guo, and Y. Mu, “Slotting optimization of warehouse based on hybrid genetic algorithm,” in Proc. 6th Int. Conf. on Pervasive Computing and Applications (ICPCA 2011), 2011, pp. 19–21. DOI: 10.1109/ICPCA.2011.6106472
H. Li, J. Liu, P. Hu, and H. Zhou, “Solving the storage location assignment of large-scale automated warehouse based on dynamic vortex search algorithm,” Swarm and Evolutionary Computation, vol. 91, art. 101725, 2024. DOI: 10.1016/j.swevo.2024.101725
M. He, Z. Guan, C. Wang, and G. Hou, “Multiple-Rack Strategies Using Optimization of Location Assignment Based on MRCGA in Miniload Automated Storage and Retrieval System,” Processes, vol. 11, no. 3, p. 950, 2023. DOI: 10.3390/pr11030950
H.-L. Lin and Y.-Y. Ma, “A new method of storage management based on ABC classification: a case study in Chinese supermarkets’ distribution center,” SAGE Open, vol. 11, no. 2, 2021. DOI: 10.1177/21582440211023193
J. Liu, X. Liao, W. Zhao, and N. Yang, “A classification approach based on the outranking model for multiple criteria ABC analysis,” Omega, vol. 61, pp. 19–34, 2016. DOI: 10.1016/j.omega.2015.07.004
H. M. Gámez Albán, T. Cornelissens, and K. Sörensen, “A new policy for scattered storage assignment to minimize picking travel distances,” European Journal of Operational Research, vol. 315, is. 3, pp. 1006–1020, 2024. DOI: 10.1016/j.ejor.2024.01.013
M. ten Hompel and T. Schmidt, Warehouse Management: Automation and Organisation of Warehouse and Order Picking Systems, Springer, 2007.
L. M. Tinelli, K. C. T. Vivaldini, and M. Becker, “Intelligent warehouse product position optimization by applying a multi-criteria tool,” in Proc. Int. Workshop on Robotics in Smart Manufacturing (WRSM 2013), Communications in Computer and Information Science, vol. 371, pp. 137–145, 2013. DOI: 10.1007/978-3-642-39223-8_13
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Дмитренко С.А., Барандич К.С.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
