● 摘要
物流仓储系统是现代物流技术领域内的一种新型仓储方式。自动化药房、单元式立体仓库和立体车库等都属于物流仓储系统，虽然由于存储的物品种类不同，在形态上会有所差异，但其本质是相同的。因此对这些系统的存取及调度规划优化方法的研究会在一定程度上丰富物流仓储系统的优化理论，且具有实际意义。
药房自动化仓储系统是自动化仓储系统的重要分支，其设计与研发符合物流系统智能化的发展要求。通过合理规划和调度，药房自动化仓储系统能够提升药房的储药量、药品周转率和发药准确率，降低物流成本。本文开发研制了适合中国医院的药房自动化仓储系统，包括适合盒装药品的快速出药系统和适合异型包装药品的智能存取系统，对系统机械结构设计、程序设计与数据库管理进行了研究。
本文重点对快速出药系统和智能存取系统的储位优化、存取及调度规划等进行了深入研究。另外还研究了单元式立体仓库的货位优化和立体车库的存取及调度规划。本文主要研究内容如下：
优化了药房自动化仓储系统的结构。针对之前快速出药系统的不足，改进了直角坐标机器人驱动弹仓式上药机械手以实现高精度定位控制；优化了一对一电磁翻板式出药机构，增加了楔形块构件，实现了对盒装药品和瓶装药品同时出药，丰富了药品的品种。针对之前单回转体智能存取系统的不足，提出了多回转体组合滚筒药柜的设计方案。设计了药房自动化仓储系统控制系统结构，并对快速出药系统、智能存取系统主要控制设备进行了选型。
二、完善了药房自动化仓储系统的程序设计与数据库管理。完善了药房自动化仓储系统管理软件、监控软件和控制软件。设计了药房自动化仓储系统底层数据库系统，包括数据表和触发器等。设计了模拟医院信息系统（Hospital Information System, HIS），以期实现与各种HIS系统的无缝连接。通过设计管理软件包括出药模块、上药模块、查询模块等，实现了系统的高效运行。程序中加入了储位优化算法、存取及调度优化算法、盘库管理，实现了系统的自动快速运行和过程监控，保障了系统准确、可靠地运行。
三、研究了物流仓储系统储位优化方法。首先建立了单元式立体仓库的货位优化模型，并利用混沌粒子群算法进行求解。之后利用数据挖掘技术及物流仓储规划理论和方法，构建了快速出药系统和智能存取系统储位模型。提出了改进的自适应混沌粒子群算法对快速出药系统储位模型进行求解。实验结果表明，本文所提方法提高药品存储空间利用率14%，在有限的空间内达到药品的最大化存储，同时有效提高了药品的存取速度。采用基于事务和项目压缩的改进AprioriTid算法对数据库中历史处方的药品数据进行关联规则挖掘，事务压缩量达到21.8%以上，项目压缩量达到8.2%，并应用到智能存取系统药品储位排布，通过实际运行实验得出，缩短智能存取系统中药品的出库拣选时间45%左右。
四、研究了物流仓储系统存取及调度规划优化方法。首先，研究了立体车库存取及调度规划方法，提出了改进混沌粒子群算法对车辆存取及调度规划问题求解，获得良好效果。其次，研究了快速出药系统入/出库存取作业调度规划问题，将入库调度优化归结为 NP （ Non Polynomial Problem, 非多项式难题)难题——有能力约束的车辆路径调度问题 （Capacitated Vehicle Routing Problem, CVRP）。分别建立了快速出药系统药品入、出库调度规划的数学模型，利用改进混沌粒子群算法对该问题进行研究，通过实验并与其他算法的对比分析，验证了所提方法能提高药品入、出库效率，缩短了存取时间。再次，建立了组合智能存取系统药品出库调度规划的数学模型，提出了改进的遗传—混沌粒子群混合算法对问题进行研究，并与前人采用的传统遗传算法、改进粒子群算法、模拟退火算法进行性能比较，实验验证了所采用的优化方法比传统遗传算法提高运行效率5.87%。最后，进行了药房自动化仓储系统自动盘点子系统的设计与优化。同时引入了多传感器数据融合算法，利用综合平均融合算法将药房入/出库数据与激光测距所获得数据进行融合，确定库存的真实数据，从而实现药房自动化仓储系统库存自动盘点。