CN103331266B - 自动分拣系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动分拣系统，其包括一分拣线和一控制单元，该分拣线入口处设有一第一RFID标签读取单元，每个分拣线出口处均设有一第二RFID标签读取单元，方案一：仅在每个商品上设置一RFID标签；方案二：仅在承载着每个商品的承载单元上设置一RFID标签；或，方案三：在每个商品以及承载着该商品的承载单元上均设置一相互信息绑定的RFID标签；该控制单元用于在该第一RFID标签读取单元读取到RFID标签时为该商品分配一分拣路径，还用于在该商品的分拣路径末端处的该第二RFID读取单元读取到RFID标签时，启动该商品的分拣路径末端处的该分拣执行机构，以实现商品分拣。本发明能够实时准确高效地实现商品分拣。

Description

自动分拣系统

技术领域

本发明涉及一种自动分拣系统，特别是涉及一种能够实时准确高效地对商品进行分拣的自动分拣系统。

背景技术

自动分拣系统(Automatic Sorting System)是二次大战后开始在美国、日本的配送中心广泛采用的一种物流设备，目前已经成为了发达国家的大中型物流中心所不可或缺的重要设备。目前已经出现了多种自动分拣系统，例如滚轴式、侧推式、转向臂式、顶升轮式、转向轮式、气动托盘式、机械托盘式、交叉带式以及推块式等等。

传统的托盘式或推块式自动分拣系统均包括一分拣线、一控制单元以及多个分拣执行机构。该分拣线具有一分拣线入口以及多个分拣线出口，并且该分拣线还包括多个沿着该分拣线的延伸方向移动的承载单元，而该些分拣执行机构则分别设于各个分拣线出口处。

在这样的自动分拣系统中，是采用条码来对商品进行标识的。当一商品从该分拣线入口进入该分拣线时，操作人员会读取该商品的条码以获得该商品的商品信息，该控制单元在获知了该商品的商品信息之后，便会为该商品分配一以其中某一分拣线出口为末端的分拣路径。商品由该承载单元承载着从该分拣线入口向着其分拣路径末端的该分拣线出口移动，由于该控制单元预知该分拣线出口与该分拣线入口之间的距离，并且还预知该承载单元的移动速度，因此便可以预先算出该商品应当在多长时间之后到达该分拣线出口，于是，当该预先算出的时长到期时，该控制单元便会控制该分拣线出口处的该分拣执行机构启动，以将该商品通过该分拣线出口从该分拣线推出至该分拣线的支路上去。

但是在这样的自动分拣系统中，一旦一商品进入了该分拣线开始移动，该商品对于该控制单元而言就是不可见的了，该控制单元在启动相应的分拣执行机构时并不知道预定的商品是否已经正确地处于该分拣执行机构的有效分拣操作范围之内，因此该自动分拣系统的运行效率是非常低下的，还极易发生错误分拣。

为了解决这样的问题，业内开始尝试在各个分拣线出口处设置接近传感器，来精确地探测是否有商品移动到达该分拣线出口。然而，这种技术却无法更进一步地获知究竟是何种商品到达了该分拣线出口处，因此仍然无法彻底解决商品对于该控制单元不可见、因而不可控的技术难题。

另外，在传统的商业模式中，商品的购买方往往都是商店等进货量极大的企业。例如，一商店可能一次就需要购买10箱牛仔裤，此时，对于该自动分拣系统而言，包装完整的一箱牛仔裤就可以视为是一件商品，于是只需执行10次分拣便可以完成对该商店进货的处理工作。

然而，随着物流大环境的逐步改善以及科学技术日新月异的进步，特别是电子商城的发展，对物流中心提出了比传统商业高出许多的物流需求。例如在电子商城的疾速发展之下，购买方中已经越来越多地出现个人以及小型商店等等，这将给物流中心带来大量的新型订单，在这种订单中往往只包括一件或几件货品，并且这几件货品的种类还通常都是五花八门、各不相同的。

在这样的背景之下，10箱牛仔裤的进货量可能会分散到几百份订单之中，即使每份订单只需执行一次分拣，那也需要执行高达几百次分拣，这对于原本就运行效率低下的传统自动分拣系统而言显然是难以承受的。

另外，现有的自动分拣系统中所采用的条码本身也存在着重大的缺陷：条码的可读取角度非常有限，不但读取不便、而且读取效率低下。因此为了获取所有订单中的各种散件货品的条码信息，需要的工作量也是极为繁重的。当10箱牛仔裤批量进货时，还能够将一箱牛仔裤视为一件商品、并在箱外贴附一个条码，而当10箱牛仔裤分散在几百份订单中之后，就不得不对每条牛仔裤都用条码来加以标识，从而极大地增加了读取条码的工作负担。这显然会进一步地加剧传统自动分拣系统的运行效率低下的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的自动分拣系统运行效率低下的缺陷，提供一种能够实时准确高效地对商品进行分拣的自动分拣系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种自动分拣系统，其包括一分拣线和一控制单元，该分拣线具有一分拣线入口以及多个分拣线出口，该分拣线包括多个沿该分拣线的延伸方向移动并用于承载商品的承载单元，该自动分拣系统还包括多个分别设于各分拣线出口处的分拣执行机构，其特点在于，该分拣线入口处设有一第一RFID(Radio FrequencyIdentification，射频识别)标签读取单元，每个分拣线出口处均设有一第二RFID标签读取单元，RFID标签的设置采用方案一、方案二或方案三，

方案一：仅在每个商品上设置一RFID标签；

方案二：仅在承载着每个商品的承载单元上设置一RFID标签；

方案三：在每个商品以及承载着该商品的承载单元上均设置一RFID标签，且每个商品信息与该商品的承载单元上的RFID标签信息是相互绑定的，本发明中的相互绑定指的是相互信息绑定；

该控制单元用于在该第一RFID标签读取单元读取到方案一中的一商品、方案二中的一商品的承载单元或方案三中的一商品及该商品的承载单元上的RFID标签时，判断该商品进入该分拣线，并为该商品分配一以该些分拣线出口中的一分拣线出口为末端的分拣路径，该控制单元还用于在该商品的分拣路径末端处的该第二RFID读取单元读取到1)方案一中的该商品、2)方案二中的该商品的承载单元或3)方案三中的该商品及该商品的承载单元上的RFID标签时，判断该商品已经到达该商品的分拣路径末端的该分拣线出口，并启动该商品的分拣路径末端处的该分拣执行机构将该商品分拣出该分拣线。

本发明通过在商品和/或商品的承载单元上设置RFID标签以及在分拣线的入口和出口处分别设置RFID标签读取单元(即第一RFID标签读取单元和第二RFID标签读取单元)，便能够使得商品对于该控制单元而言，除了在进入该分拣线时可见之外，当其准确地到达预定的分拣线出口时仍然是可见、从而可控的，并且该控制单元不但可以实时地知晓究竟是哪一个商品到达了分拣线出口，还可以实时地启动分拣执行机构及时地将正确的商品从该分拣线分拣到支路上去，因此其分拣准确性是非常之高的。另外，由于采用RFID标签替代了以往的条码，基于RFID标签所具有的可读取角度极大、并且可读取性不受遮挡物影响的特性，该自动分拣系统对每个商品的商品信息的获取将变得极为便捷简单，只要商品和/或该商品的承载单元通过一RFID标签读取单元的有效读取范围，该RFID标签读取单元便可以自动地获知该商品的商品信息。因此，本发明的该自动分拣系统与传统的自动分拣系统相比，实属质的飞跃，不但能够实时准确地对商品进行分拣，还能够使得系统的运行效率大幅提高。

另外，虽然在本发明中可以采用方案一、方案二或方案三来设置RFID标签，并且方案一和方案二本身还具有着设计简单、成本低廉的优点，但是方案三相对于方案一和方案二而言，也具有着其独特的优势，即，在商品以及承载商品的承载单元上均设置RFID标签属于一种双重冗余的保障机制，其使得该控制单元能够精确地知晓商品及其承载单元的准确位置。

首先，其相对于方案一而言，由于可以明确地知晓哪些承载单元上已经承载有商品，由此便可以对商品在整个分拣线上的分布密度实现更好的控制调节，以在分拣线出口处为将要离开该分拣线的商品留出足够的转弯半径，以防出现商品之间不必要的推挤。其次，其相对于方案二而言，则是可以直接地知晓商品的实际移动情况，而非通过商品下的承载单元的移动情况来推断商品的位置，因此将可以有效地避免出现商品因某些意外因素偏离或离开原定的承载单元时，该控制单元仍以为商品处于原定位置处，从而错误地启动分拣执行机构进行分拣。

较佳地，该控制单元用于为同一订单中的所有商品分配相同的分拣路径。

在传统的商业模式下，商店大量进货，因此传统的自动分拣系统通常都是基于具体的配送线路对商品进行分拣的，即对于将要发往同一配送地点的商品，传统的控制单元一般会为它们分配相同的分拣路径。然而，本发明的该自动分拣系统是为了尤其适应大量散件订单的应用场合而提出的，因此此时为了提高分拣效率，该控制单元的较好做法是基于订单来分拣商品，即为同一订单中的所有商品分配相同的分拣路径。

较佳地，位于每个分拣线出口处的该第二RFID标签读取单元均还用于将由分拣路径末端为该分拣线出口、并已到达该分拣线出口处的商品形成的商品队列的长度实时地反馈至该控制单元，该控制单元用于为一订单中最先进入该分拣线的商品分配一以当前的商品队列的长度最短的分拣线出口为末端的分拣路径、并为该订单中的其余商品均分配与该订单中最先进入该分拣线的商品相同的分拣路径。

本发明还可以对各个分拣线出口处的分拣繁忙程度进行调节，对于当前较为空闲的分拣线出口，则适当地增加其分拣任务，而对于当前已经过于繁忙的分拣线出口，则适当地减少甚至暂停为其分配新的分拣任务。这种宏观上的调剂，将有助于减少商品在预定的分拣线出口处发生积压的情况，从而提高整个系统的综合运行效率。

其中，该分拣线为托盘式分拣线，该承载单元为托板；或者，该分拣线为推块式分拣线，该承载单元为链板。

其中，该托盘式分拣线为气动托盘式分拣线或机械托盘式分拣线。

其中，商品为承载于该承载单元上的货品，该RFID标签设于该货品上；或者，商品为承载于该承载单元上且内置有货品(通常为多件不便于堆叠的小件零碎货品)的料箱，该RFID标签设于该料箱上。

即本发明中所谓的商品既可以为一实体概念(真实的货品)，也可以为一虚拟概念(内置有多件货品的料箱)，其指的是承载于承载单元上并且成一整体相对独立地移动在该分拣线上的最小单元。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够实时准确高效地对商品进行分拣，从而大幅地提高自动分拣系统的运行效率。

附图说明

图1为本发明的该自动分拣系统的实施例1的运行状态示意图。

图2为本发明的该自动分拣系统的实施例2的运行状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

实施例1

参考图1所示，本实施例中的该自动分拣系统包括一分拣线1、一控制单元(图中未示)以及多个分拣执行机构(图中未示)。该分拣线1具有一分拣线入口11以及多个分拣线出口(例如图1中的12a、12b、12c，但当然不仅限于3个分拣线出口的情况)，该些分拣线出口分别通往该分拣线1的各条支路。

图1中的该分拣线可以为一推块式分拣线，其具有多个呈现为链板形式的承载单元，该些链板用于承载着商品沿着图1中箭头所示的方向移动，当然，根据商品的不同尺寸，承载着一个商品的链板的数量可以为一块或多块。或者，图1中的该分拣线也可以为一托盘式分拣线，此时的承载单元将呈现为托板形式。

在每个分拣线出口处均设有一分拣执行机构，该些分拣执行机构可以采用现有的分拣执行机构来实现，它们用于在该控制单元的控制之下启动，以将进入该分拣执行机构的有效分拣操作范围内的商品从该分拣线1推入其支路上去，从而完成商品分拣。

在该分拣线入口11处设有一第一RFID标签读取单元21，而在每个分拣线出口处则均设有一第二RFID标签读取单元22，该第一RFID标签读取单元21以及该些第二RFID标签读取单元22均可以采用现有的RFID标签读写器实现。

在本实施例中，采用为每个商品以及承载着该商品的承载单元均设置一RFID标签的双重冗余保障机制，并且将每个商品的RFID标签分别与该商品的承载单元的RFID标签进行信息绑定。

根据RFID标签的识别原理，一旦一RFID标签进入一RFID标签读写器的有效读取范围内，无论该RFID标签有没有被遮挡，该RFID标签读写器均能够读取出该RFID标签中的商品信息。

以一被单独下单的商品3的分拣过程为例。假设该商品3占据了4块链板的面积，则在该商品3以及由该4块链板所构成的整体(下文中即称为“该商品3的承载单元”)上分别设置相互信息绑定的RFID标签。

图1中的虚线框代表着该商品3到达该分拣线入口11时的状态，此时，该第一RFID标签读取单元将会同时读取到该商品3的RFID标签以及承载着该商品3的承载单元的RFID标签，该信息随即被传送至该控制单元，该控制单元由此便得以判断该商品3已经进入了该分拣线1，因此该控制单元便会为该商品3分配一分拣路径，假设该分拣路径为从该分拣线入口11开始直至该分拣线出口12b为止，即该商品3应当被推入该分拣线出口12b处的支路中。

接下来，该商品3便在承载单元的带动下沿着该分拣线移动，当该商品3顺利地到达该分拣线出口12b处时，该分拣线出口12b处的第二RFID标签读取单元便会同时读取到该商品3的RFID标签以及该商品3的承载单元的RFID标签，该信息随即被传送至该控制单元，该控制单元由此便得以判断该商品3已经到达了其分拣路径的末端，因此该控制单元3便会启动该分拣线出口12b处的分拣执行机构将该商品3推出该分拣线1。

由此便完成了该商品3的分拣过程。

实施例2

在本实施例中，每个第二RFID标签读取单元不仅仅用于读取RFID标签以获知商品的到达，还用于将分拣路径的末端为该第二RFID标签读取单元所在的分拣线出口、并且已经到达该分拣线出口处的商品的队列长度实时地反馈至该控制单元，该控制单元由此便可以知晓各个分拣线出口的繁忙程度，排队等候被分拣进支路的商品队列越长，则该分拣线出口就越繁忙。

例如，参考图2中的该分拣线1的示意结构，该控制单元得到的反馈信息可能为：当前，分拣线出口12a处有3件商品排队，分拣线出口12b处无商品等候，分拣线出口12c处有2件商品排队。

在这种情况下，若一订单中包含有至少两件商品，则当其中的第一件商品进入该分拣线1时，该控制单元便会择优地将该商品的分拣路径的末端设定为当前最为空闲的那个分拣线出口(即商品队列长度最短的分拣线出口，例如当前无商品等候的分拣线出口12b)，然后当该订单中的其余商品也逐一进入该分拣线1时，该控制单元便将这些商品的分拣路径均设定为与第一件商品相同，以在基于订单分配分拣路径的前提下实现对各个分拣线出口的高效统筹利用。

而本实施例中在分配完毕商品的分拣路径之后的具体商品分拣过程则与实施例1完全相同。

实施例3

本实施例与实施例1和实施例2的唯一不同即在于：此时，仅在商品上设置RFID标签，或是仅在商品的承载单元上设置RFID标签，相应地，该第一RFID标签读取单元和各个第二RFID标签读取单元只要读取到商品或是商品的承载单元上的RFID标签，该控制单元便会判断该商品已经进入该分拣线1或是已经到达某一预定的分拣线出口。

本发明中的该控制单元的功能可以在现有的硬件条件下结合现有的软件编程手段加以实现，故在此对其具体实现方法不做赘述。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自动分拣系统，其包括一分拣线和一控制单元，该分拣线具有一分拣线入口以及多个分拣线出口，该分拣线包括多个沿该分拣线的延伸方向移动并用于承载商品的承载单元，该自动分拣系统还包括多个分别设于各分拣线出口处的分拣执行机构，其特征在于，该分拣线入口处设有一第一RFID标签读取单元，每个分拣线出口处均设有一第二RFID标签读取单元，RFID标签的设置采用方案三，

方案三：在每个商品以及承载着该商品的承载单元上均设置一RFID标签，且每个商品与该商品的承载单元的RFID标签是相互绑定的；

该控制单元用于在该第一RFID标签读取单元读取到方案三中的一商品及该商品的承载单元上的RFID标签时，判断该商品进入该分拣线，并为该商品分配一以该些分拣线出口中的一分拣线出口为末端的分拣路径，该控制单元还用于在该商品的分拣路径末端处的该第二RFID读取单元读取到方案三中的该商品及该商品的承载单元上的RFID标签时，判断该商品已经到达该商品的分拣路径末端的该分拣线出口，并启动该商品的分拣路径末端处的该分拣执行机构将该商品分拣出该分拣线；

位于每个分拣线出口处的该第二RFID标签读取单元均还用于将由分拣路径末端为该分拣线出口、并已到达该分拣线出口处的商品形成的商品队列的长度实时地反馈至该控制单元，该控制单元用于为一订单中最先进入该分拣线的商品分配一以当前的商品队列的长度最短的分拣线出口为末端的分拣路径、并为该订单中的其余商品均分配与该订单中最先进入该分拣线的商品相同的分拣路径。

2.如权利要求1所述的自动分拣系统，其特征在于，该控制单元用于为同一订单中的所有商品分配相同的分拣路径。

3.如权利要求1或2所述的自动分拣系统，其特征在于，该分拣线为托盘式分拣线，该承载单元为托板；或者，该分拣线为推块式分拣线，该承载单元为链板。

4.如权利要求3所述的自动分拣系统，其特征在于，该托盘式分拣线为气动托盘式分拣线或机械托盘式分拣线。

5.如权利要求3所述的自动分拣系统，其特征在于，商品为承载于该承载单元上的货品，该RFID标签设于该货品上；或者，商品为承载于该承载单元上且内置有货品的料箱，该RFID标签设于该料箱上。