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1、研 究 生 毕 业 论 文 (全日制学术型硕士申请学位 ) 论文题目 中小型企业的仓储管理系统设计与优化 学位申请人 _ 赵 蔚 专业领域 _ 电路与系统 研究方向 嵌入式系统与自动化控制 才旨 I I师 _ 韩春光、汪志成 2 0 16 年 6 月 18日 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果，尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得其它 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示感谢。 作者签名： _
2、日期： 2 01 6 年 6 月 14日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解东华理工大学有关保留、使用学位论文的规 定：东华理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学 位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 作者签名： _ 导师签名： 日期： 2 01 6 年 6 月 17日 论文答辩日期： 2 0 16 年 6 月 3 曰 东华理工大学研究生毕业论文中文摘要首页用纸 毕业论文题目：
3、中小型企业的仓储管理系统设计与优化 电路与系统 专业 2 01 3 级 硕士生姓名 : 电路与系统 指导教师（姓名、职称 ）： 韩春光、教授 汪志成、讲师 摘要 仓储管理系统 （ WMS)是仓储管理信息化的具体形式 ,是现代物流业的重要环节。 调研发现，宁波大量中小型企业的仓储管理仍处于人工化状态，并没有应用仓储管理 系统，这大大阻碍了宁波中小型企业的发展。本文以宁波 A企业作为中小型企业的代 表，通过调研A企业的仓储管理现状及生产需求，引用 PHP脚本语言与 Mysql服务器， 设计出了一套适合中小型企业的仓储管理系统。系统包括 “ 入库管理 ” 、 “ 出库管 理 ” 、 “ 生产管理 ”
4、 、 “ 库存管理 ” 、 “ 权限管理 ” 五大功能模块。 仓储管理系统在 A企业运行后，跟进发现系统内的货位信息并没有得到充分利用， 这降低了仓储管理系统的应用效果。因此针对仓库的货位分配，本文从出入库效率和 货架稳定性两个方面建立了多目标货位优化模型，并使用遗传算法 （ GA)将货位优化 方案以二进制编码的形式转换成染色体，经过一定代数的交叉变异后得到最优货位分 配方案。在 MATLAB平台上仿真后，验证了遗传算法在解决货位优化问题中的 有效性。 然而受到算法本身交叉变异特性的影响，遗传算法在优化过程中的收敛速度较慢。 粒子群算法 （ PSO)通过粒子间的信息共享完成更新迭代，因此 PS
5、O即拥有收敛 速度快的优势、又包含局部收敛的劣势。粒子群算法应用到离散型问题中主要用于解 决旅行商问题 （ TSP)，而用于解决货位优化问题的研究较少。本文通过引用换位减思 想改变粒子群的更新规则，及混合具有概率突跳性的模拟退火算法 （ SA)，提出了一 种创新算法即二次更新型粒子群算法 （ TUPSO)。在 MATLAB平台上仿真，验证了 二次更新型粒子群算法在解决货位优化问题中的有效性。与遗传算法进行对比后，发 现二次更新型粒子群算法较遗传算法在优化效果相近的结果下不仅收敛代数提前了 83 代、而且货位分配范围扩大了 16个货位面积。 关键词：仓储管理系统； Php+Mysql;遗传算法；
6、二次更新型粒子群算法 东华理工大学硕士学位论文 东华理工大学研究生毕业论文英文摘要首页用纸 THESIS: Warehouse management system design and optimization of small and medium-sized enterprisefield induction SPECIALIZATION: Circuit and System POSTGRADUATE: Zhao Wei MENTOR: Hanchunguang Professor and Wangzhicheng Professor Abstract Warehouse managem
7、ent system (WMS) is a specific form of warehouse management informatization, it is an important part of the modern logistics industry. Research found that,a large number of small and medium-sized enterprise warehouse management are still in the state of artificialization, and have no application of
8、warehouse management system, which greatly hindered the development of ningbo small and medium-sized enterprises. This article choose ningbo A enterprise, as the representative of the small and medium enterprises,on the basis of research A enterprise warehouse management present situation and the pr
9、oduction requirements, refer to the PHP scripting language and Mysql server, designed a set of warehouse management system which suitable for small and mediumsized enterprise. System including warehouse management, warehouse management, production management, inventory management, rights management
10、five function modules. After warehouse management system running in enterprise, A follow-up found is the position information of system are not be fully used, this reduces the application effect of warehouse management system. So in view of the goods distribution in warehouse, in this paper, through
11、 the two aspects of loading and unloading efficiency and shelf stability o testablish the multi-objective optimization model, and use genetic algorithm (GA) to position optimization solution in the form of binary code into chromosomes, after some algebra crossover mutation to get optimal chromosome
12、which is the optimal allocation. Simulation on the MATLAB platform, verify the effectiveness of genetic algorithm in optimization problems. However under the influence of crossover and mutation feature algorithm itself,the convergence speed of genetic algorithm in the optimization process is slow. P
13、article swarm optimization (PSO) through information sharing between iteration to complete the particle update,so PSO has the advantages of fast convergence speed, and also has the disadvantage of local convergence. Particle swarm optimization algorithm is applied to the discrete problem is mainly u
14、sed to solve the traveling salesman problem (TSP), which used to solve optimization problems are less researched. In this article, through reference transposition thinking change the rules of updating the particle swarm reduction, and mixed with the simulated annealing algorithm which has the charac
15、teristics of probabilistic kick,put forward an innovative algorithm twice update particle swarm Abstract algorithm (TUPSO). Simulation on the MATLAB platform, twice update particle swarm optimization algorithm is verified in the effectiveness of slotting optimization problem. Compared with genetic a
16、lgorithm, found that when twice update particle swarm optimization has similar optimize result with genetic algorithm, not only the convergence algebra of TUPSO ahead GA of the 83 generation, but also the range of goods distribution of TUPSO expanded to 16 area than GA. Keywords: Warehouse managemen
17、t system； Php+Mysql ； Genetic algorithm ； Twice update particle swarm algorithm III 目录 目录 m . I ss . 1丨丨 第 1 章绪论 . 1 l.i研究背景 . 1 1.2研究现状 . 2 1.3研究内容 . 3 1.4论文组织结构 . 3 第 2章仓储管理系统设计 . 5 2.1企业调研 . 5 2.1.1宁波 A企业仓储管理的发展现状 . 5 2.1.2宁波 A企业仓储管理的需求分析 . 5 2.2编程技术选择 . 6 2.3系统的功能模块 . 6 2.4入库管理设计 . 7 2.4.1流程设计 .
18、 7 2.4.2页面设计 . 8 2.4.3数据表设计 . 9 2.5出库管理设计 . 10 2.5.1流程设计 . 10 2.5.2页面设计 . 11 2.5.3数据表设计 . 11 2.6生产管理设计 . 12 2.6.1采购单创建流程 . 12 2.6.2领料单创建流程 . 12 2.6.3页面设计 . 13 2.7库存与权限管理设计 . 14 2.7.1库存管理 . 14 2.7.2权限分配 . 15 2.8本章小结 . 16 第 3章仓储管理货位优化与仿真 . 17 3.1优化意义与目标 . 17 3.2建立优化模型 . 18 3.3基于遗传算法的货位优化 . 19 3.3.1遗传算
19、法的简介 . 19 3.3.2遗传算法的基本思想 . 19 III 东华理工大学硕士学位论文 3.3.3遗传算法的特点 . 20 3.3.4遗传算法的优化流程与原理 . 20 3.3.5遗传算法在货位优化中的应用 . 22 3.4基于二次更新型粒子群算法的货位优化 . 25 3.4.1基本粒子群算法的简介 . 25 3.4.2离散粒子群算法的应用 . 26 3.4.3粒子群算法的特点 . 30 3.4.4模拟退火法的简介 . 31 3.4.5二次更新型粒子群算法的基本思想 . 33 3.4.6二次更新型粒子群算法的优化流程与原理 . 34 3.4.7二次更新型粒子群算法在货位优化中的应用 .
20、36 3.5本章小结 . 40 第 4 章基于 MATLAB平台的仿真对比 . 41 4.1搜集原始数据 . 41 4.2在 MATLAB平台上模拟仿真 . 41 4.3对比两种算法的仿真效果 . 45 第 5章总结与展望 . 47 5.1结论总结 . 47 5.2未来展望 . 47 猶 . 49 参考文献 . 50 攻读硕士学位期间参与的科研项目及主要成果 . 54 IV 第 1 章绪论 第 1 章绪论 1.1研究背景 去年，习近平主席在浙江召开的华东 7省市党委主要负责同志座谈会工作中提 出：“ 当前和今后一个时期，世界经济环境仍然比较复杂，机遇和挑战相互交织， 时和势总体于我有利，我国发
21、展的重要战略机遇期仍然存在。我国经济社会发展前 景广阔，同时面临不少困难和挑战，调结构、转方式、促创新任务仍然艰巨。 ” 改 革开放以来，党和国家一直重视和支持中小型企业的发展和壮大，并积极制定政策 和措施推动中小型企业的发展，使得我国的民营经济在 30多年的发展过程中势头强 劲、发展迅猛，取得了跨越式的进步，使民营经济成为我国国民经济中不可小觑的 重要新生力量 1。截止到 2010年，我国中小企业数已达到 4200多万户，占全国企 业总数的 99.8%2。因此，在战略机遇期仍然存在的今天，中小型企业的可持续发 展对于我国经济社会建设显得尤为重要。 前年，李克 强总理主持召开国务院常务会议，讨
22、论通过物流业发展中长期规 划（ 2014-2020)，把物流业定位于支撑国民经济发展的基础性、战略性产业，这是 物流业产业地位进一步提升的重要标志 3。仓储管理不仅在物流业中至关重要，而 且在企业的整个供应链管理中也占据着举足轻重的地位。仓储是把库房内的货物在 指定的地方储放。仓库管理是对库房内的货物进行管理，是根据对库房内的货物进 行计划、组织、控制与协调的过程。仓储管理系统 （ WMS-Warehouse Management System)是一套通过入库管理、出库管理、 库存管理等功能综合性的管理实时库存、 物品盘点等操作的系统，不仅包括各种硬件设施，而且包括各种软件支持环境 4。 仓储
23、管理是连接生产环节和消费环节的纽带。因此，开发完善的企业仓储管理系统 , 可以有效的降低生产成本，提升企业竞争力。 就我国中小型企业仓储管理系统的发展而言。一方面，在中国的中小型企业中 有相当一部分还没有进行信息化发展，机械化和信息化水平很低。由于企业自身的 局限性，在仓储管理的发展也受到了一些阻碍。没有专业的人才去管理仓库，也没 有那么大的规模，自身资金又少，没有自己的信息管理系统以致于管 理混乱，职位 职责不够明确，严重阻碍了中小型企业的发展 5。虽然已有的仓储管理系统很多， 但多半适用于大型企业，例如北京节点通网络技术公司的无线仓储管理系统，以及 上海速成软件科技开发的速成条码仓储管理系
24、统等。中小企业若照搬挪用的话并不 符合自身的生产特点。而若请软件公司设计，一来费用太高，再来很多软件公司并 不愿意为中小型企业定制设计。 另一方面，随着自动化仓库在配送中心、港口、图书馆、化工、机械等领域的 广泛应用，自动化仓库成为现代物流系统的重要组成部分 35。国内对高架仓库的需 求正在不断増加，且 不断市场化。调研发现，部分企业在使用了仓储管理系统后， 虽然仓库管理脱离了人工搬运和人工记录的状态，进入了自动化仓库时代，但是企 1 东华理工大学硕士学位论文 业并未充分利用系统的信息来制定更好的仓库管理方式。例如在入库作业中，大部 分企业还是参照员工长期积累的经验来完成货物的入库上架，信息技
25、术仅仅作为辅 助支撑 6，导致仓储管理系统中的仓库自动化效果大打折扣。要解决这个问题，其 中一种关键方法便是根据系统信息对仓库进行货位优化。 综上所述，本文参照宁波 A企业仓储管理现状与仓库自动化水平为原型，设计 出的适合中小型企业的仓储管理系统及货位优化方案，是当今市场的迫切需求，存 在着重大的研究价值。 1.2研究现状 仓储管理系统作为现代物流业的重要部分，在西方发达国家中被广泛的研究和 应用了，同时自二十世纪七八十年代以来，计算机技术就被广泛的应用在了仓储管 理系统中去 7。至今，随着管理信息系统受重视程度不断的増加，以及计算机技术 的高速发展，国外各个企业和单位越来越将对仓储管理系统的
26、研发和改进放入财务、 生产等多个环节里面去 8，确保仓储管理系统不仅仅是用计 算机对采购、入库、出 库等人工操作工序进行简单模拟，而是将先进先出的、科学的管理思想和管理方法 运用到企业管理和运营当中去。 仓储管理系统是仓储管理信息化的具体形式，跨国公司及国内少数先进企业应 用的WMS大都集中在国外成熟的主流品牌，而国内企业则主要应用国内自身开发 的 WMS产品 13。 第一类是基于典型的配送中心业务的应用系统，在销售物流中如连锁超市的配 送中心，在供应物流中如生产企业的零配件配送中心，都能见到这样的案例。例如 北京医药股份有限公司的现代物流中心就是这样的一个典型 14。 第二类是以仓储作业技术
27、的整合为主要目标的系统，解决各种自动化设备的信 息系统之间整合与优化的问题。武钢第二热乳厂的生产物流信息系统即属于此类， 该系统主要解决原材料库（钢坯）、半成品库（粗轧中厚板 ） 与成品库（精乳薄板 ) 之间的协调运行问题，否则将不能保持连续作业，不仅放空生产力，还会浪费能源 15 O 第三类是以仓储业的经营决策为重点的应用系统，其鲜明的特点是具有非常灵 活的计费系统、准确及时的核算系统和功能完善的客户管理系统，为仓储业经营提 供决策支持信息。华润物流有限公司的润发仓库管理系统就是这样的一个案例 15。 与国外较为成熟的研究相比，目前我国关于该管理系统的发展水平还比较低。 由于国内关于信息化和
28、现代化管理企业的起步比较晚，因此许多大型企业在信息化 仓储管理系统方面经验严重不足，并且使用范围十分有限，更不用提广大的中小型 企业的应用，具体现状如下所示 9 1GetOne ($query )； $rcounttmp=$arr r_count+ l; $sqlst=insert into #_kc_tmp (productid， number, labid， rdh， r_count， dtime， cp_gys， actual_num ) values ( ,.$arr,productid,.,M , M.$arrnumber*., .SarrHabid. , M,.$arr,rdh.,
29、M , $rcounttmp , Sanfdtime， .， .$arr， cp_gys.n， ， Sactualnum)； $isql-executenonequery ($sqlstr)； $queryl=select * from #_reportrk_tmp wherer_dh= .$ arr rdh.n and r_count=丨 .$ rcounttmp; $arr2 = $cpsql-GetOne ($query 1)； if (trim ($arr2r_dh) =) $query2=select * from #_reportrk_tmp where r _dh-M.$arrr
30、dh.,M ； $arr3 = $cpsql-GetOne ($query2 )； $sqlstr2 =insert into #_reportrk_tmp (r count, r_dh, r_people， r_date， eg r en, cgren_time) values ($rcounttmp， .$ arr3 r dh1.1， .$ arr3r_people. ， .$ arr3 r_ date. ， .GetCookie ( VioomaUserlD ） .GetDateTimeMk (time ().丨丨 ） n; $isql-executenonequery ($sqlstr
31、2)； $cpsql-close ()； $isql-close ()； 2.4.3数据表设计 如表 2.2所示，该表用来存储入库单的信息，每 a采购部采购的货物入库完成 后，仓库主管都会创建一个入库单，存储该批货物的相关信息，比如入库单号、操 作员、创建时间、审核结果与生产通知单号等。 9 东华理工大学硕士学位论文 表 2.2入库单数据表 Tab.2.2 Table of stock in sheet 2.5出库管理设计 2.5.1流程设计 出库流程是仓储管理过程中最重要的流程之一， a仓管员拿到领料单后，第一 步：仓管员使用扫描枪扫描领料单读取领料单号，确定库存是否充足，若缺料则向 采购部
32、批准采购，否则便开始依单备料。第二步：仓管主管审核已完成备料，若有 异议录入意见反馈，若无异议则正式录入系统，并使用针式打印机打印出库单，仓 管员包装出库后，出库流程结束。出库管理的整体流程如图 2.5所示。 图 2.5出库操作的整体流程 Fig.2.5 Overall process of out-put of warehouse operation 10 第 2章仓储管理系统设计 2.5.2页面设计 图 2.6出库管理页面 Fig.2.6 Out-put of warehouse management page 如图 2.6出库管理页面所示，出库页面分为页头、菜单栏、内容显示域、页脚 四大
33、部分。页面最上头是页头，显示了库存报警与员工登入后的用户名。通过上节 内容我们了解到，在出库管理中由仓管员与仓库主管协作完成工作，因此页面最左 边的菜单栏仅需包括仓管配料与已完成配料两大菜单，不同权限的员工登入后便会 看到各自相应的菜单，方便仓管员操作录入及仓库主管及时审核己完成配料。页面 的右边为内容显示区域，当不同权限的员工登入后，内容显示区域会显示相应菜单 的操作界面。页面的最下方为页脚显示日期。出库管理页面的源代码与入库管理页 面源代 码相似。 2.5.3数据表设计 表 2.3出库单数据表 Tab.2.3 Table of stock out sheet 字段 类型 空 默认 注释 i
34、d smallint (6) 否 r_dh varchar (20 否 出库单号 rpeople varchar (10) 否 操作员 rdate Datetime 否 - - 00:00:00 创建时间 rtransport smallint (6) 否 运输方式 rwhopay smallint (6) 否 运费支付人 rtransportpay float (10, 0) 是 NULL 运费 rbank smallint (6) 否 rail float (10, 0) 否 总金额 rstatus smallint (6) 否 0 是否审核 radid varchar (10) 否 添加
35、人 finish smallint (6) 否 0 Sc jd varchar (20) 否 生产通知单号 11 东华理工大学硕士学位论文 如表 2.3所示，该表用来存储出库单的信息，每当配料好的货物出库完毕后， 仓库主管都会创建一个出库单，存储该批货物的相关信息，比如出库单号、操作员、 创建时间、运输方式、运费、审核结果与生产通知单号等。 2.6生产管理设计 生产管理是其他管理模块生产运行的前提，实时监测仓库库存及生产进度，提 前创建采购单与领料单，缩短部门配合过程中等待的时间，提高企业生产管理效率。 2.6.1米购单创建流程 当生产部的员工发现库存报警显示有货物即将缺货时，便通过检索货物信
36、息勾 选缺货货物，同时选择供应商确定采购数量及摆放仓库，完成一款货物的采购后登 记入单，当所有的缺货货物都完成入单后保存，系统正式生成采购单号。使用针式 打印机打印采购单，采购单创建结束。采购单创建流程如图 2.7所示。 图 2.7米购单创建流程 Fig.2.7 Creating process of purchase order 2.6.2领料单创建流程 当生产部的员工接到生产员提交的领料申请时，便通过检索货物信息查询申请 货物的库存及库位 （ 即货物摆放的仓库号），结合分析领料数量勾选合适库位的货 物，完成一款货物的领料后登记入单，当所有的申请货物都完成入单后保存，系统 正式生成领料单号。
37、仓库主管再对领料单审核确认，若有异议提出反馈，否则使用 针式打印机打印领料单，领料单创建结束。领料单创建流程如图 2.8所示。 图 2.8领料单创建流程 Fig.2.8 Creating process of material requisition 12 第 2章仓储管理系统设计 2.6.3页面设计 图 2.9生产管理页面 Fig.2.9 Production management page 如图 2.9生产管理页面所示，生产管理页面分为页头、菜单栏、内容显示域、 页脚四大部分。页面最上头是页头，显示了库存报警与员工登入后的用户名。通过 上节内容我们了解到，在生产管理中主要包括采购单和领料单
38、两方面的工作，因此 页面最左边的菜单栏包括了创建采购单、采购单列表与创建领料单、领料单列表四 大菜单，不同权限的员工登入后便会看到各自相应的菜单，方便生产部员工操作录 入及仓库主管审核已完成领料。页面的右边为内容显示区域， a不同权限的员工登 入后，内容显示区域会显示相应菜单的操作界面。页面的最下方为页脚显示口期。 设计的部分源代码如下所示： $isql=NewDedesql (false); $cpsql=NewDedesql (false); $csql=New dedesql (false)； $query=select * from # sale where id=$id； $arr
39、= $cpsql-GetOne ($query ); $query3=select * from # mainkc where p_id-.$arr,productid.,MM； $csql-setquery ($query3 )； $csql-execute ()； $totalrec=$csql_gettotalrow ()； $arr3 = $csql-GetArray (); if ($arr3 number-$actualnum=0) $query4=select * from #_basic where cp_tm= $ arr productidl.n n; $arr4 $cps
40、ql-GetOne ($query4)； if ($arr3 lnumber-$actualnumexecutenonequery ($sqlstr)； $rcounttmp=$arrc_count+l ； $sqlstr=Minsert into #一 sale (productid， number, salelab， rdh， c_count， dtime， plren， r_status ) values ( M,.$arrproductid.,M , .Sactualnum., .Sarrfsalelab., .Sarrrdh., $rcounttmp, .GetDateTimeMk (time () GetCookie (丨 VioomaUserlD丨 ） .丨