一种堆垛机参与实现货位分配的方法及计算机程序产品

摘要

本发明公开了一种堆垛机参与实现货位分配的方法及计算机程序产品。该方法包括：设置仓库管理信息系统和堆垛机系统；仓库管理信息系统完成物料管理、收发货管理等仓库内部业务处理；堆垛机系统作为自动化物流的执行系统，对巷道内的货位进行管理；仓库管理信息系统在下达入库任务时，不分配任务的目标货位地址，由堆垛机系统自行产生卸货地址；完成入库任务后，将货位信息反馈给仓库管理信息系统；仓库管理信息系统在下达出库任务时，下达任务的源货位地址；堆垛机系统根据执行效率确定任务执行路径；执行任务完成后，根据任务缓存情况停靠到休息点待命。本发明解决了自动高架仓库模式下货位分配效率不高、分配不合理导致的仓库作业效率不高等问题。

权利要求

1.一种堆垛机参与实现货位分配的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、设置仓库管理信息系统和堆垛机系统，所述仓库管理信息系统完成物料管理、收发货管理仓库内部业务处理；所述堆垛机系统作为自动化物流的执行系统，对巷道内的货位进行管理并控制堆垛机；

步骤二、在堆垛机系统中建立队列，包括：(1)维护货位信息

在堆垛机系统中，定义堆垛机可装卸货货位信息，包括货位地址编码、货位类型、货位空闲载货状态；

(2)维护任务缓存队列

在堆垛机系统中，根据总体布局模式，定义入库任务缓存队列、出库任务缓存队列；

堆垛机有多少个巷道口装货站台就有多少个入库任务缓存队列；有多少个的巷道口卸货站台就有多少个出库任务缓存队列；

每个入库任务缓存队列设置一个阈值，控制任务移出队列；阈值等于入库输送区入口站台到巷道口装货站台之间可缓存物料容器数量，每个入库任务缓存队列设置一个缓存时间，控制超过缓存时间，容器就位的任务移出队列；

每个出库任务缓存队列设置一个阈值，控制仓库管理信息系统一次下达到堆垛机系统的任务数量；

每个任务缓存队列设置一个轮询顺序；用于堆垛机系统轮询扫描队列顺序；

(3)维护任务执行队列

在堆垛机系统中，定义任务执行队列；任务执行队列是满足条件可执行的任务列表，当任务缓存队列中的任务满足条件，将任务移至任务执行队列；

任务执行队列设置为两个，每个队列设置空闲、准备中、准备完成、执行中四个状态；

堆垛机系统交替轮询两个队列，执行队列中的任务；

(4)堆垛机休息点优化

堆垛机休息点是其在无任务时候的停靠等待位置；

设置多个入库休息点并和入库任务缓存队列进行关联，设置一个库内休息点；

步骤三、实现仓库管理信息系统与堆垛机系统的信息交互，包括入出库任务、货位信息、任务执行反馈以及设备状态反馈；

步骤四、仓库管理信息系统将任务下达分配到堆垛机系统，堆垛机系统按照效率优先的原则将物料输送到货位上实现物料入库或者从货位上取出实现物料出库；

步骤五、堆垛机系统在堆垛机执行完任务后会停止在当前位置等待下一条指令，当堆垛机任务执行队列都为空时，启动堆垛机返回休息点指令，控制堆垛机运行到休息点待命，具体运行到哪个休息点按照堆垛机返回休息点选择流程得到。

2.根据权利要求1所述的货位分配的方法，其特征在于：所述步骤四中，仓库管理信息系统在下达分配入库任务时，不分配任务的目标货位地址给堆垛机系统，而由堆垛机系统自行产生卸货地址并控制堆垛机；在堆垛机完成入库任务后，堆垛机系统将货位信息反馈给仓库管理信息系统；

所述仓库管理信息系统在下达分配出库任务时，下达任务的源货位地址给堆垛机系统；所述堆垛机系统根据执行效率确定任务执行路径并控制堆垛机。

3.根据权利要求1或2所述的货位分配的方法，其特征在于所述步骤四中的仓库管理信息系统在下达分配入库任务时及出库任务时，还包括有以下步骤：S2.1，入库任务产生：当物料容器存入站台时，仓库管理信息系统产生入库任务；

S2.2，巷道分配：仓库管理信息系统根据入库任务均分原则，分配任务到对应的堆垛机系统；

S2.3，任务进入任务缓存队列：入库任务进入堆垛机系统的任务缓存队列，入库队列的执行阈值设置不小于2的数值；

S2.4，物料容器就位：物料容器到达巷道口装货站台，仓库管理信息系统通知堆垛机系统物料容器可以进行搬运；

S2.5，任务进入任务执行队列：将堆垛机系统缓存队列中满足条件的任务移入堆垛机任务执行队列；

所述的堆垛机系统按照缓存队列轮询顺序，定时依次检查缓存队列，对于入库缓存队列，如果队列到达阈值，且有托盘就位的任务，将此任务移至任务执行队列；对于出库缓存队列，如果前序是入库缓存队列，根据前序提取任务数，将同数量的任务移至任务执行队列，如果前序不是入库缓存队列或者前序入库缓存没有提取到任务，将不超过出库队列的阈值的任务移至任务执行队列；

S2.6：确定入库任务目标货位：如果入库任务没有目标货位，根据后续任务目标地址，计算堆垛机运行到此地址的所有空闲货位的时间，选择堆垛机用时最少且层数最小的货位为入库任务的目标货位；

S2.7:货位信息反馈：堆垛机完成装货或者卸货动作后，堆垛机系统及时将货位信息反馈至仓库管理信息系统；

S2.8:任务信息反馈：堆垛机完成入库任务后，及时将任务执行信息反馈至仓库管理信息系统。

4.根据权利要求1或2所述的货位分配的方法，其特征在于所述步骤五中所述的选择流程还包括有以下步骤：

S3.1，启动堆垛机返回休息点：当堆垛机执行完所有任务，且任务执行队列均为空时，启动返回休息点程序；

S3.2，选择入库休息点：入库缓存队列不为空时，比较各入库缓存队列中的任务数量和队列阈值的差值，选择差值最小的入库缓存队列对应的休息点；

S3.3，选择出库休息点：入库缓存队列均为空时，选择库内休息点；

S3.4，堆垛机运行到休息点：移动堆垛机到休息点待命。

5.根据权利要求2所述的货位分配的方法，其特征在于：所述的入库队列的执行阈值设置为3。

6.一种堆垛机参与实现货位分配的方法的计算机程序产品，所述的计算机程序产品包括非瞬态可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序被有形地存储在所述的非瞬态可读存储介质上，其特征在于：

该计算机程序被计算机内的处理器执行实现如权利要求1至4任一项所述的货位分配的方法的步骤。

7.根据权利要求6所述的堆垛机参与实现货位分配的方法的计算机程序产品，其特征在于：所述计算机由仓库管理信息系统计算机和堆垛机PLC组成；

所述仓库管理信息系统计算机执行所述的堆垛机实现入库货位分配的方法中的由仓库管理信息系统完成的步骤；

所述堆垛机PLC执行所述的货位分配的方法中的由堆垛机系统完成的步骤。

说明书

一种堆垛机参与实现货位分配的方法及计算机程序产品

技术领域

[0001] 本发明涉及自动化物流技术领域，涉及一种堆垛机参与实现货位分配的方法及计算机程序产品，特别涉及一种在自动高架仓库使用的堆垛机设备实现入库货位分配的方法
及计算机程序产品。

背景技术

[0002] 随着中国经济的快速发展，智能制造工程加快建设，众多新型自动化物流技术装备大范围应用，智能自动高架仓库有效管理的需求持续增长。

[0003] 传统自动高架仓库的信息管理控制系统分为两个层次。上层仓储管理信息系统主要负责仓库业务实现，库区货位管理，任务协同等功能；底层设备控制系统主要按照任务指
令完成物料的输送。

[0004] 自动高架仓库根据厂区规划、工艺设置，总体工艺布局不尽相同。多种布局模式下的仓库，出入库频率的动态变化、出入库物料的不确定性，仓储管理信息系统的货位分配只
能兼顾货物平均分配或者设备的作业效率，无法真正实现立体仓库的灵活、稳定、柔性。只
有让底层设备控制系统堆垛机也承担货位分配的职责，优化设备层控制程序，上下互联，让
堆垛机基于运行数据自决策自执行，才能更加有效提高自动高架仓库的作业效率，提高智
能化程度。

[0005] 目前，在自动高架仓库模式下，由仓库管理信息系统完全管理货位分配，货位分配效率不高，货位分配不合理，易发生整体仓库作业效率不高等问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种堆垛机承担入库货位分配管理职能，优化任务执行方法，以解决自动高架仓库模式下货位分配完全依赖仓库管理信息系统，仓库作业柔性不高，
仓库整体作业效率不高，优化有限等问题。

[0007] 本发明的一种堆垛机参与实现货位分配的方法的主要构思包括如下内容：

[0008] 1.在堆垛机系统中建立几个数据模型，包括：

[0009] (1)货位信息

[0010] 定义堆垛机可装卸货货位信息，包括货位地址编码、货位运行时间、货位空闲载货状态。

[0011] (2)任务缓存队列

[0012] 根据总体布局模式，定义入库任务缓存队列、出库任务缓存队列。

[0013] 堆垛机有多少个巷道口装货站台就有多少个入库任务缓存队列；有多少个的巷道口卸货站台就有多少个出库任务缓存队列。

[0014] 每个入库任务缓存队列设置一个阈值，控制任务移出队列。阈值等于入库输送区入口站台到巷道口装货站台之间可缓存物料容器数量。每个入库任务缓存队列设置一个缓
存时间，控制超过缓存时间，容器就位的任务移出队列。

[0015] 每个出库任务缓存队列设置一个阈值，控制仓库管理信息系统一次下达到堆垛机系统的任务数量。

[0016] 每个任务缓存队列设置一个轮询顺序。用于堆垛机系统轮询扫描队列顺序。

[0017] (3)任务执行队列

[0018] 定义任务执行队列。任务执行队列是满足条件可执行的任务列表。当任务缓存队列中的任务满足条件，将任务移至任务执行队列。

[0019] 任务执行队列可以设置为两个，每个队列设置空闲、准备中、准备完成、执行中四个状态。

[0020] 堆垛机系统交替轮询两个队列，执行队列中的任务。

[0021] (4)堆垛机休息点优化

[0022] 堆垛机休息点是其在无任务时候的停靠等待位置。

[0023] 设置多个入库休息点并和入库任务缓存队列进行关联，设置一个库内休息点。

[0024] 2.实现仓库管理信息系统与堆垛机系统的信息交互，包括入出库任务、货位信息、任务执行反馈以及设备状态反馈等。

[0025] 3.仓库管理信息系统将任务分配到堆垛机系统，堆垛机系统按照效率优先的原则将物料输送到货位上实现物料入库或者从货位上取出实现物料出库。

[0026] 4.堆垛机执行完任务后会停止在当前位置等待下一条指令，当堆垛机任务执行队列都为空时，启动堆垛机返回休息点指令，控制堆垛机运行到休息点待命，具体运行到哪个
休息点按照堆垛机返回休息点选择流程确定。

[0027] 本发明的应用效果：

[0028] 本发明堆垛机参与实现入出库货位分配的方法，堆垛机内的PLC可以根据堆垛机实时位置，在与仓库管理信息系统计算机进行信息交互并按照本发明的方法由堆垛机PLC
自主实时分配入库货位，实现堆垛机的自决策管理入库货位，解决因仓库管理信息系统获
取堆垛机实时信息延迟，提前分配货位，出现堆垛机执行效率不高的现象，有效提高自动立
体仓库的作业效率和堆垛机的智能程度。

附图说明

[0029] 本发明的方法的背景技术及实施例的附图有：

[0030] 图1：任务执行队列设置及状态转换图；

[0031] 图2：一个巷道的平面示意图；

[0032] 图3：本发明的方法的仓库管理信息系统与堆垛机系统相互之间的信息流示意图；

[0033] 图4：本发明的方法的入库任务货位选择流程图；

[0034] 图5：本发明的方法的堆垛机返回休息点选择流程图；

[0035] 图6本发明的方法的与传统方法的入库流程解决方案对比；

[0036] 图7本发明的方法的与传统方法的出库流程解决方案对比；

[0037] 图8本发明的方法的与传统方法的堆垛机反馈休息点解决方案对比。

具体实施方式

[0038] 为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

[0039] 参照图2，在本实施例中，巷道两侧均有一排货架，每排货架沿货架巷道共有若干列，货架的每列从下到上共有若干层，每排每列每层代表货架的一个货位。巷道内堆垛机系
统需要管理所有巷道内的货位分配。在堆垛机系统中定义货位信息，用一段连续的数据块
表示。一个双字一个货位，第一字表示货位地址，第二个字的第一位表示货位空闲或者占
用，其余位表示从堆垛机原点运行到此货位的时间。

[0040] 参照图2，在本实施例中，仓库管理信息系统完成物料管理、收发货管理等仓库内部业务处理。堆垛机系统作为自动化物流的执行系统，对巷道内的货位进行管理(图中示出
了一台堆垛机在巷道内自左至右作业的情景)。仓库管理信息系统在下达入库任务时，不下
达任务的目标货位地址，由堆垛机系统自行产生卸货地址，完成入库任务后，将货位信息反
馈给仓库管理信息系统。仓库管理信息系统在下达出库任务时，下达任务的源货位和目标
站台。堆垛机系统根据执行效率确定任务执行路径。执行任务完成后，根据任务缓存情况停
靠到休息点待命。

[0041] 本发明堆垛机实现入库货位分配的方法用于仓库管理信息系统将任务分配到堆垛机，堆垛机按照效率优先的原则将物料输送到货位上或者从货位上取出实现物料出库。

[0042] 参见图4和图6、图7，本发明堆垛机参与实现货位分配的方法包括入库任务货位选择和堆垛机返回休息点选择二个部分。

[0043] 所述入库任务货位选择部分包括有以下步骤：

[0044] 步骤S1，入库任务产生：当物料容器存入站台，仓库管理信息系统产生入库任务。

[0045] 步骤S2，巷道分配：仓库管理信息系统根据入库任务均分等原则，分配任务到对应的堆垛机系统。

[0046] 步骤S3，任务进入任务缓存队列：任务进入堆垛机入库任务缓存队列。图2所示，有两个入库任务缓存队列(101入口，201入口)，一个出库任务缓存队列(301出口)，其中101入
口的任务缓存队列执行阈值设置为2，其中201入口的任务缓存队列执行阈值设置为3。

[0047] 步骤S4，物料容器就位：物料容器到达巷道口装货站台，仓库管理信息系统通知堆垛机系统托盘可以进行搬运，堆垛机对应入库任务缓存队列托盘就位。

[0048] 步骤S5，任务进入任务执行队列：在缓存队列中满足条件的任务进入任务执行队列。

[0049] 堆垛机系统定时按照缓存队列轮询顺序，依次检查缓存队列，对于入库缓存队列，如果队列到达阈值，且有托盘就位的任务，将此任务移至任务执行队列。对于出库缓存队
列，如果前序是入库缓存队列，根据前序提取任务数，将同数量的任务移至任务执行队列，
如果前序不是入库缓存队列或者前序入库缓存没有提取到任务，将不超过出库队列的阈值
的任务移至任务执行队列。

[0050] 步骤S6：确定入库任务目标货位：如果入库任务没有目标货位，根据后续任务源地址，计算堆垛机运行到此地址的所有空闲货位的时间，选择最小时间货位为入库任务的目
标货位。例如，如果后续任务是出库任务，查询出出库任务对应的货位地址的时间，和货位
模型中所有空闲货位的时间相减并取绝对值，确定绝对值最小的货位即为目标货位。

[0051] 步骤S7:货位信息反馈：堆垛机完成装货或者卸货动作后，及时将货位信息反馈至仓库管理信息系统。

[0052] 步骤S8:任务信息反馈：堆垛机完成入库任务后，及时将任务执行信息反馈至仓库管理信息系统。

[0053] 参见图5和图8，堆垛机执行完任务后会停止在当前位置等待下一条指令，当堆垛机任务执行队列都为空时，启动堆垛机返回休息点指令，控制堆垛机运行到休息点待命，具
体运行到哪个休息点按照堆垛机返回休息点选择流程得到，其步骤如下：

[0054] 步骤S1，启动堆垛机返回休息点：当堆垛机执行完所有任务，且任务执行队列均为空时，启动返回休息点程序。

[0055] 步骤S2，选择入库休息点：入库任务缓存队列不为空时，比较各入库缓存队列中的任务数量和队列阈值的差值，选择差值最小的入库缓存队列对应的休息点。例如假设101任
务缓存队列中有1个任务，201任务缓存队列有1个任务，101任务缓存队列的差值是1，201任
务缓存队列的差值是2。系统选择101任务缓存队列对应的休息点。

[0056] 步骤S3，选择出库休息点：入库任务缓存队列均为空时，选择库内休息点。

[0057] 步骤S4，堆垛机运行到休息点：移动堆垛机到休息点待命。

[0058] 一种堆垛机参与实现货位分配的方法及计算机程序产品，所述的计算机程序产品包括非瞬态可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序被有形地存储在所述的非瞬态可
读存储介质上，该计算机程序被计算机内的处理器执行实现所述的堆垛机设备参与货位分
配的方法的步骤。

[0059] 进一步地，所述计算机由仓库管理信息系统计算机和堆垛机PLC组成，所述仓库管理信息系统计算机执行所述的堆垛机参与实现货位分配的方法中的由仓库管理信息系统
完成的步骤；所述堆垛机PLC执行所述的堆垛机参与实现货位分配的方法中的由堆垛机系
统完成的步骤。