自动储药柜优化设计与多目标规划研究

"这篇文档是基于MATLAB的储药柜优化设计的研究报告，涉及了药柜设计的多个方面，包括单目标和双目标优化模型的建立，以及区间无重叠聚类算法的应用。报告详细阐述了如何通过优化设计减少储药柜内部结构的复杂性，提高空间利用率和补药效率，确保药品的安全存放和分拣准确性。" 在储药柜的设计中，主要关注以下几个关键知识点： 1. **区间无重叠聚类算法**：为了确保药盒在储药柜中的安全间隔，设计了一种区间无重叠聚类算法。该算法用于确定竖向隔板的最小间距种类，使得药盒在储药槽内不发生并排、侧翻或水平旋转。通过程序计算，找到了四种列宽类别：19mm，34mm，46mm，58mm。 2. **双目标规划模型**：针对储药柜的优化，建立了双目标规划模型，目标是减少总宽度冗余和列间距类型数量。在问题一的基础上，通过冗余权重模型和加权冗余累积贡献率，计算出了新的列宽分类，如19mm，22mm，34mm，37mm，46mm，47mm，58mm，这有助于进一步优化空间布局。 3. **平面总冗余度优化**：在保持药柜规格不变的前提下，提出了以平面总冗余度最小化和行间距类型最小化为目标的双目标规划模型。通过分布分析法和高度相近归类，确定了药柜至少需要26行，并计算出9种高度类别，如34mm，41mm，47mm，54mm，60mm，72mm，85mm，101mm，125mm，以减少平面空间的浪费。 4. **药槽长度和药盒数量的匹配**：考虑到药槽长度为1.5米，需要计算每种药盒在药槽方向上能容纳的数量。设计的储药槽数量必须足够一次性存放药品的最大需求量，以满足每日一次的集中补药需求。 这个课题深入探讨了储药柜的优化设计，通过数学模型和算法解决了不同层面的问题，旨在提升药柜的空间利用率，保证药品安全，同时提高补药操作的效率。这些设计思路和方法对自动化药房系统和医疗设备的改进具有实际应用价值。