仓库拣货优化的领域建模

摘要：
本篇文章围绕仓库拣货优化的领域建模展开，详细介绍了订单、商品、手推车、仓库、拣货步骤等核心业务实体及其关系，强调了区分"规划实体"与"问题事实"对优化建模的重要性。文末引出超市/仓库拣货路径的计算方式——曼哈顿距离，指出实际拣货只能横竖走，不能斜着穿越货架，为后续深入讲解路径优化和距离算法埋下悬念。

下图为本案例的领域模型类图，帮助你整体把握各核心对象及其关系。

本图展示了订单、订单项、商品、手推车、拣货步骤等核心对象及其关系，后文将详细讲解每个对象的作用。

为什么领域建模很重要？

领域建模是优化问题落地的第一步。只有把业务场景抽象成合适的数据结构，优化引擎才能理解并求解实际问题。

在仓库拣货优化中，领域建模的好坏，直接影响到后续约束设计、求解效率和结果可解释性。

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仓库拣货的主要业务实体

业务对象	说明	关键属性/关系
订单（Order）	客户的一次购买请求	id, items (订单项列表)
订单项（OrderItem）	订单中的单个商品	id, order, product
商品（Product）	仓库中可拣选的商品	id, name, volume, location
手推车（Trolley）	拣货员使用的运输工具	id, bucketCount, bucketCapacity, location
仓库（Warehouse）	仓库整体结构与货架布局	shelvings, 位置映射
拣货步骤（TrolleyStep）	需要拣选的每个商品+分配的手推车	id, orderItem, previousElement, trolley

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Planning Entity 与 Problem Fact

• Planning Entity（规划实体）：在求解过程中会被分配或变化的对象。

  • 本案例中：TrolleyStep（每个拣货动作/步骤）

• Problem Fact（问题事实）：不会变化的事实数据，作为约束和分配的基础。

  • 本案例中：Trolley、Product、WarehouseLocation 等

只有把"哪些是可以变化的，哪些是固定事实"区分清楚，才能高效建模和约束。

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主要类结构与关系

Order（订单）

public class Order {
    private String id;
    private List<OrderItem> items;
    // ...
}

业务意义：代表客户的一次购买请求，包含多个订单项。

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OrderItem（订单项）

public class OrderItem {
    private String id;
    private Order order;
    private Product product;
    // ...
}

业务意义：订单中的单个商品，关联所属订单和商品信息。

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Product（商品）

public class Product {
    private String id;
    private String name;
    private int volume;
    private WarehouseLocation location;
    // ...
}

业务意义：仓库中可拣选的商品，包含体积和存放位置。

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Trolley（手推车）

public class Trolley {
    private String id;
    private int bucketCount;
    private int bucketCapacity;
    private WarehouseLocation location;
    // ...
}

业务意义：拣货员使用的运输工具，有容量和起点位置。

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Warehouse（仓库）

public class Warehouse {
    private Map<String, Shelving> shelvings;
    // ...
}

业务意义：仓库整体结构，负责货架、位置等静态信息。

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TrolleyStep（拣货步骤，Planning Entity）

public class TrolleyStep extends TrolleyOrTrolleyStep {
    private String id;
    private OrderItem orderItem;
    private TrolleyOrTrolleyStep previousElement;
    private Trolley trolley;
    // ...
}

业务意义：每个需要拣选的商品+分配的手推车，是优化分配的核心对象。
在优化中的作用：求解器会决定每个 TrolleyStep 属于哪个手推车、在路径中的顺序。

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小结

领域建模的核心，是把业务实体和优化目标用代码结构清晰表达出来。只有这样，后续的约束设计和求解才能高效、准确。

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看到这里，你是否会好奇：

• 拣货员在超市/仓库里，如何规划出最短的拣货路径？
• 系统是怎么计算"从A点到B点"实际要走多远？

其实，超市和仓库的拣货路径计算，并不是简单的"直线距离"，而是采用了曼哈顿距离——也就是只能横着、竖着走，不能斜着穿越货架。

如下图所示：

在超市/仓库场景，拣货员推车只能沿通道横竖移动，路径计算采用曼哈顿距离。

那么，具体的距离是怎么一步步算出来的？为什么不用"直线距离"？

这些问题，我们将在下一篇《曼哈顿距离（Manhattan Distance）通俗讲解》中详细揭晓！

敬请期待，欢迎留言讨论你的思考！

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本文首发于微信公众号【Timefold技术前线】

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