一种仓储物流调度方法及系统与流程

1.本发明涉及仓储物流技术领域，具体涉及一种仓储物流调度方法及系统。


背景技术：

2.如今，在企业内部，仓储物流系统常常与生产制造系统相融合，对企业生产管理效率有着非常重要的影响。仓储物流系统的关键在于其自动化、信息化地集成。如今，电商、快递、服装等小型行业采用的仓储管理的特点为“分拣为主、存储为辅”，难点主要在于大规模高效的精准拣选。传统拣选模式是工作人员穿越仓库某个区域的相关货位进行货物拣选，这种工作方式占地面积大、效率低。必须要采取合理的方法来快速处理物品的拣货工作。
3.仓储物流车间将物品进行分类、储存等，然后通过自动运输装置为客户提供多样化的服务。物流技术的自动化程度直接影响其生产的效率，而物流调度则是提高物流技术的自动化程度中最重要的一环。
4.随着现代信息技术的发展，rgv调度、agv调度等关键技术也逐渐成熟，但也存在一些急需要改进的问题，例如申请号为202011443731.5的中国发明专利《一种仓储智能物流车的调度方法》该方法包括：s1：获取订单信息以及智能物流车的电量和工作状态，并对智能物流车的工作状态进行初始化；s2：接收配送任务，并按照用户预先选定的调度模式，生成最优调度方案；s3：根据所述最优调度方案，更改对应智能物流车的工作状态，执行配送任务。该方法可以根据用户选择的调度模式，以节约能耗或节约电量为目标，并综合考虑智能物流车的电量信息及工作状态，生成最优调度方案，对智能物流车进行合理有效的调度，从而使智能物流车以更短的时间和更低的耗电量完成配送任务，有效提高了配送效率和能源利用率。这一技术过程的配送优化算法相对复杂，需要在现场设计很多的硬件设备(分成多个数据节点)，导致仓储的投入成本大，对于配送过程发生故障解决的效率不高，对于多任务调度的冲突问题也难以解决。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供一种仓储物流调度方法及系统。
6.本发明的技术方案为：一种仓储物流调度系统，包括仓储子系统、调度子系统、安全管理子系统及物流子系统；
7.所述仓储子系统接收订单任务后标记仓储位置信息发送至所述调度子系统，所述调度子系统根据仓储位置信息、订单任务信息及环境状态信息生成调度规划路径传递至物流车按规划路径行驶，物流车在行驶过程中根据所述安全管理子系统诊断出的障碍进行障碍避让或绕道行驶；所述物流子系统记录订单任务在各个系统环节完成的物流信息并处理，生成订单任务的仓储物流日志报表存储及展示。
8.优选的，在本技术方案中，所述仓储子系统10，用于相应并完成收货、存货、取货和发货环节的工作，同时记录各个环节的工作状态信息生成实时仓储模型展示图。
9.优选的，在本技术方案中，所述调度子系统，用于根据仓储位置信息、订单任务信
息及环境状态信息生成调度规划线路。
10.优选的，在本技术方案中，所述调度子系统，先获取订单信息，根据订单信息确定货物起始、终点货物柜位置；然后根据物流车、环境状态和货物柜位置，利用多任务路径规划算法规划出至少两条到达出口位置的路径，其中包括距离最短路径和用时最短路径；最后调度物流车按照规划出的路径，将货物送至出口或货柜，完成订单任务。
11.优选的，在本技术方案中，所述安全管理子系统，用于根据物流车位置状态和各子系统的运行状态诊断出当前故障，并提供故障处置建议，而且在发生对系统产生破坏的异常时，能够紧急停止。
12.优选的，在本技术方案中，所述安全管理子系统，在发生通信中断、传感器异常及执行机构异常故障时，提供暂停建议；在扫描识别到下一路径存在障碍无法通过时，提供避让等待通行建议；在物流车发生故障，无法行驶时，提供转运建议。
13.优选的，在本技术方案中，所述物流子系统，用于实现对各个子系统资源的配置和管理；更具体的是，收集并记录订单任务在各个环节完成的物流信息并处理，生成订单任务的仓储物流日志报表进行存储及展示，满足对历史状态、任务、生成策略指令集的查询分析的需求。
14.本发明的另一个目的在于提供一种仓储物流调度系统的调度方法，其包括如下步骤：
15.s10，获取订单任务信息，根据订单任务信息确定货架信息和物流车的任务量及工作状态信息；
16.s20，根据物流车工作状态、货架位置及配送目的，生成至少2个调度方案；
17.s30，根据仓储环境状态结合调度方案，预判故障，并对预判的故障采取安全措施防护，重新选定安全调度的物流路线；
18.s40，执行仓储物流任务，完成订单。
19.优选的，在本技术方案中，在步骤s20中，包括如下步骤：
20.s21，获取系统当前状态及物流车在仓储中的路径图；
21.s22，确定订单任务调度优先级；
22.s23，按照订单任务调度优先级选择一辆物流车并结合系统当前状态进行调度；
23.s24，按照执行的调度指令更新系统状态及生成新的转移路径图；
24.s25，执行完第一轮调度，循环进行新一轮；
25.s26，判断转移路径表是否为空，并确定是否结束调度规划。
26.优选的，在本技术方案中，在步骤s30中，包括如下步骤：
27.s31，物流车分别按照规划好的两条主路径路线同时动作，分别从始点驶向终点；
28.s32，每行进到一个仓储，都对周边环境扫描一次；
29.s33，检查下一个路径是否被占用；
30.发现障碍，并对障碍进行识别；
31.s35，根据调度优先级别暂停壁障或继续行驶；
32.s36，结束调度任务。
33.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
34.1、本发明的系统和方法能够在多任务调度的情况下根据任务的优先级别，重新确
定调度任务(订单任务)的排序，避免多任务调度存在的冲突问题。
35.2、本发明在调度搬运的过程，系统采用自主避障的策略和路径再规划，快速解决搬运配送过程障碍问题。
36.3、在本发明中行驶过程实时扫描环境信息，保障通行的安全无碍，而且扫描设备安装在物流车上即可，减少了仓储硬件设备的投入，降低了成本。
附图说明
37.图1是本发明的仓储物流调度系统的架构图；
38.图2是本发明的仓储物流调度系统的功能逻辑图；
39.图3是本发明的仓储物流调度的方法流程图；
40.图4是本发明的调度规划的方法流程图；
41.图5是本发明的调度壁障的方法流程图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.如图1和图2所示，一种仓储物流调度系统，其包括仓储子系统10、调度子系统20、安全管理子系统30及物流子系统40；仓储子系统10接收订单任务后标记仓储位置信息发送至调度子系统20，调度子系统20根据仓储位置信息、订单任务信息及环境状态信息生成调度规划路径传递至物流车按规划路径行驶，在行驶过程中根据安全管理子系统30诊断出的障碍进行障碍避让或绕道行驶；物流子系统40记录订单任务在各个环节完成的物流信息并处理，生成订单任务的仓储物流日志报表存储及展示。
44.在本实施例中，仓储子系统10，用于相应并完成收货、存货、取货和发货等环节的工作，同时记录各个环节的工作状态信息生成实时仓储模型展示图(也可以称为仓储子系统工作状态图)。优选的在本实施例中，仓储子系统10的硬件设施可以选用智能型立体双层结构的管理仓库，每层左右两侧均包含一组存放台(货物柜)，可根据实际需求存放多个不同种类的货物；除两层的四组存放位之外，仓库一层和二层两侧分别各有一个独立的存放位，可用于货物的放置和调度。同时，仓库二层中央包含一个临时存放位，仅可用于货物在仓库内的调度运转，当进行货物入库流程时，临时存放位可以选用手动撤除，而且对于临时存放在仓储模型展示图中标识。需要进一步说明的是，在声场仓储模型展示图时，优选单元格法(也称为栅格法)。
45.在本实施例中，调度子系统20，用于根据仓储位置信息、订单任务信息及环境状态信息生成调度规划线路。更具体的是，先获取订单信息，根据订单信息确定货物起始、终点货物柜位置；然后根据物流车、环境状态和货物柜位置，利用多任务路径规划算法规划出至少两条到达出口位置的路径，其中包括距离最短路径和用时最短路径；最后调度物流车按照规划出的路径，将货物送至出口或货柜，完成订单任务。
46.在本实施例中，安全管理子系统30，用于根据物流车位置状态和各子系统的运行
状态诊断出当前故障，并提供故障处置建议，而且在发生对系统产生破坏的异常时，能够紧急停止或者进行其他有效的保护措施。更具体的是，例如在发生通信中断、传感器异常、执行机构异常等故障时，提供暂停建议；在扫描识别到下一路径存在障碍无法通过时，提供避让等待通行建议或启动另一个调度方案建议；在物流车发生故障，无法行驶时，提供转运建议；但不限于所举例子。
47.在本实施例中，物流子系统40，用于实现对各个子系统资源的配置和管理；更具体的是，收集并记录订单任务在各个环节完成的物流信息并处理，生成订单任务的仓储物流日志报表进行存储及展示，满足对历史状态、任务、生成策略指令集的查询分析的需求。
48.本发明的一种仓储物流调度系统的调度方法，其包括如图3所示的以下步骤：
49.s10，获取订单任务信息，根据订单任务信息确定货架信息和物流车的任务量及工作状态信息；
50.更具体的是，当订单任务为收货任务时，在明确了收货入口所在位置信息后，根据货物的分类确定暂存或固定存放货架的位置及货柜编号，以及现有物流车的各自的任务量和工作状态信息，根据现有物流车的任务量、工作状态信息及货架的位置，确定可执行任务的物流车。当订单任务为存货时，需要先确定货物搬运的起始位置，而后将存放的货架位置及货柜编号设定为终点，再根据用时最短或距离最短法则确定搬运该货物的物流车。当订单任务为取货时，先确定存放的货架位置及货柜编号，而后根据最近原则安排靠近货架位置的机器人或物流车完成取货；当订单任务为发货时，先确定存放的货架位置及货柜编号确定货物搬运的起始位置，而后将发货出口为终点，再根据用时最短或距离最短法则确定搬运该货物的物流车。
51.s20，根据物流车工作状态、货架位置及配送目的，生成至少2个调度方案；
52.更具是包括如图4所示的以下步骤：
53.s21，获取系统当前状态及物流车在仓储中的路径图；
54.具体是，从步骤s10中获取订单信息确定货架信息和物流车的任务量及工作状态信息了，确定物流车、货架位置、起始位置、终点位置等参数，再仓储环境模型(如上所述为网格)，根据物流车、货架位置及工作状态信息生成路径图(拓扑地图)，确定2n条路径，n为正整数。
55.s22，确定订单任务调度优先级；
56.具体是，对新接收的订单任务确定其调度等级，并与在此之前接收但未完成的订单任务进行“紧急重要、重要、一般”进行优先级排序，假若新接收的订单认为调度等级为紧急重要级，则列为优先完成任务，须第一时间响应并完成。还可以通过计算订单任务的优先等级重要性指标来确定优先级别，计算优先等级重要性指标可以采用如下的公式计算：
[0057][0058]
其中，pi表示第i个订单任务的优先等级重要性指标，k表示已经完成的订单任务数；
[0059]
λ表示调度路径的权重数；r表示全路径数，当计算出pi越大，表示优先级别越高，越需要快速完成该订单，以利于在多任务调度时，能够及时快速响应紧急需求。
[0060]
s23，按照订单任务调度优先级选择一辆物流车并结合系统当前状态进行调度；
[0061]
具体是，在步骤s22中确定了订单任务调度的优先级，等新订单任务的优先级不是排在最先级别时(也就是非紧急重要)，则根据其所在等级排队等待任务的执行；当新订单任务的优先级是排在最先级别时，则在选定物流车后结合系统当前状态(任务优先级别)进行新的调度；
[0062]
s24，按照执行的调度指令更新系统状态及生成新的转移路径图；
[0063]
具体是，当物流车执行新的调度时则系统更新任务状态信息，并生成新的调度转移路径图，以便物流车根据新的调度转移路径图行驶；
[0064]
s25，执行完第一轮调度，循环进行新一轮；
[0065]
s26，判断转移路径表是否为空，并确定是否结束调度规划。
[0066]
具体是，当物流车按照新的调度行驶时，转移路径表则为空，结束了本次新任务的调动，而当转移路径表则不为空时，则表示继续原先未完成的任务；
[0067]
s30，根据仓储环境状态结合调度方案，预判故障，并对预判的故障采取安全措施防护，重新选定安全调度的物流路线；
[0068]
更具是包括如图5所示的以下步骤：
[0069]
s31，物流车分别按照规划好的两条主路径路线同时动作，分别从始点驶向终点；
[0070]
需要说明的是，选择同时启动两辆物流车同时动作是基于存在故障的预判及物流车本身存在多个任务，对于不存在故障的预判或物流车只执行单一任务情况，可以选择单一物流车
[0071]
s32，每行进到一个仓储，都对周边环境扫描一次；
[0072]
具体是，物流车在行驶的过程中，没到一个仓储(也可以认为是路径节点)，进行一次周边环境扫描，以确定周边环境是否可安全通行；优选的扫描设备安装在物流车上；
[0073]
s33，检查下一个路径是否被占用；
[0074]
具体是，调度子系统在获取得到周边环境的扫描信息后，根据扫描信息识别出对路径是否被占用；当没有被暂用时，选择进行步骤s341，按照预先规划的路径继续行驶；
[0075]
34，发现障碍，并对障碍进行识别；
[0076]
具体是，当识别出路径被占用后，进一步确认占用路径的障碍物类型，并确定该障碍是否可即时消除，例如临时工作人员等为可即时消除障碍；若障碍物为等待通过物流车或者是等待卸货物流车则判定为不可即时消除障碍；
[0077]
s35，根据调度优先级别暂停壁障或继续行驶；
[0078]
具体是，对于可即时消除障碍选择继续行驶，对于不可即时消除障碍，则根据调度优先级别确定是选择暂停避让还是继续行驶，假若优先及级别高于占用的物流车，则继续行驶，反之则进行步骤s351暂停壁障；具体是搜索最近的壁让点，在壁让点暂停壁让,并判断下一步会不会存在新的故障，直至通过冲突路径；
[0079]
s36，结束调度任务。
[0080]
s40，执行仓储物流任务，完成订单。
[0081]
综上所述，本发明的系统和方法能够在多任务调度的情况下根据任务的优先级别，重新确定调度任务(订单任务)的排序，避免多任务调度存在的冲突问题；在调度搬运的过程，系统采用自主避障的策略和路径再规划，快速解决搬运配送过程障碍问题；而且行驶过程实时扫描环境信息，保障通行的安全无碍，而且扫描设备安装在物流车上即可，减少了
仓储硬件设备的投入，降低了成本。
[0082]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0083]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。