CN104444017A - 控制堆垛机的方法和装置以及堆垛机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制堆垛机的方法和装置以及堆垛机控制系统，有助于降低堆垛机输送线堵死的风险，提升堆垛机作业生产效率。本发明的控制堆垛机的方法包括：确定堆垛机的最大任务量，并且确定输送线的出库站台的最大任务量和入库交接点的最大任务量；在向堆垛机下发当前任务之前，根据该堆垛机的当前任务量和该任务的目标位置的当前任务量进行判断，若下发当前任务之后该堆垛机的当前任务量不超出其最大任务量，并且目标位置的当前任务量不超出该目标位置的最大任务量，则下发当前任务，否则延时并继续进行上述判断，直至同时满足上述两个条件；其中目标位置是当前任务的出库站台或入库交接点。

Description

控制堆垛机的方法和装置以及堆垛机控制系统

技术领域

本发明涉及堆垛机自动控制技术领域，特别地涉及一种控制堆垛机的方法和装置以及堆垛机控制系统。

背景技术

目前所用的堆垛机的前面都有一段闭环的单行道，按顺时针或者逆时针运行的输送线，输送线的承载的功能就是用于托盘在立库和平库之间的流入和流出。图1是根据现有技术中的仓库中的托盘输送线及配置于该输送线的堆垛机的示意图。如图1所示，环形的输送线10(在输送线10右侧以省略的方式表示)外侧(在图中的下方)有入库站台(以标1的方框表示)和出库站台(以标2的方框表示)。输送线10内侧(在图中的上方)对于每一个堆垛机11、12、13都有入库交接点(以标3的方框表示)和出库交接点(以标4的方框表示)。由于输送线是一个闭环单行线(一般最多可以容纳在200个托盘左右)，所以如果输送线上的托盘量过大，会影响托盘的出入库速度，甚至堵塞输送线，影响生产。这就对堆垛机的任务分配策略提出了一个挑战，尽量合理的分配出库任务给堆垛机，根据托盘的目的地来分配任务，以保证输送线在不拥堵的情况下支持尽可能多的托盘在上面行走，进而支持库房生产，是大部分有自动化设备的物流企业采用的不二法则。

当前对于堆垛机的控制策略是，首先是仓库管理系统(WMS)把入库、出库和移库任务传给仓库控制系统(WCS)。WCS把任务发给堆垛机控制系统。轮循每个堆垛机，根据任务的优先级和时间顺序下发任务。因为只有前面的托盘走一格，后面的托盘才有空位向前走一格，所以输送线上的托盘数量越多，就走的越慢。因此按照上述的控制策略，在堆垛机的出库任务数量很大的时候，堆垛机会把出库的托盘在短时间内聚集在输送线上，导致输送线拥堵，如果这时也有很多的跨巷道移库的任务和入库任务，各种任务的托盘都在输送线上行走，严重程度会导致输送线堵死。在发生输送线堵死的情况下，处理的步骤及其复杂并影响生产：首先要暂停系统，然后由人工把输送线上的托盘搬下来，并且在系统上删除搬下来的托盘的任务，最后重新运行系统。以上需要花费至少一个小时的时间去处理。而且，输送线很可能再次发生拥堵，继续影响现场生产运营。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种控制堆垛机的方法和装置以及堆垛机控制系统，有助于降低堆垛机输送线堵死的风险，提升堆垛机作业生产效率。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种控制堆垛机的方法。

本发明的控制堆垛机的方法包括：确定堆垛机的最大任务量，并且确定输送线的出库站台的最大任务量和入库交接点的最大任务量；在向堆垛机下发当前任务之前，根据该堆垛机的当前任务量和该任务的目标位置的当前任务量进行判断，若同时满足第一条件和第二条件，则下发所述当前任务，否则延时并继续进行所述判断，直至同时满足所述第一条件和第二条件；其中所述第一条件是下发所述当前任务之后该堆垛机的当前任务量不超出其最大任务量，所述第二条件是下发所述当前任务之后所述目标位置的当前任务量不超出该目标位置的最大任务量；所述目标位置是所述当前任务的出库站台或入库交接点。

可选地，所述堆垛机的最大任务量根据如下公式确定：k＝(m₁×i₁)/q+(m₂×i₂)/q+(m₃×i₃)/q+…+(m_n×i_n)/q；其中，k表示堆垛机的最大任务量，n表示输送线的层数，m₁至m_n表示各层输送线可运行的托盘最大量，i₁至i_n表示预设的各层输送线稳定运行系数，q表示配置于所述输送线的堆垛机数量。

可选地，所述出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量根据如下公式确定：t＝(m×i)×(y/x)；其中，t表示所述出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量，m表示所述出库站台或入库交接点所在的一层输送线的可运行的托盘最大量，i表示该层输送线的稳定运行系数，x表示该层输送线的历史任务总量，y表示在该采样数中属于所述出库站台或入库交接点的历史任务总量。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制堆垛机的装置。

本发明的控制堆垛机的装置包括：最优参数模块，用于确定堆垛机的最大任务量，并且确定输送线的出库站台的最大任务量和入库交接点的最大任务量；任务下发模块，用于在向堆垛机下发当前任务之前，根据该堆垛机的当前任务量和该任务的目标位置的当前任务量进行判断，若同时满足第一条件和第二条件，则下发所述当前任务，否则延时并继续进行所述判断，直至同时满足所述第一条件和第二条件；其中所述第一条件是下发所述当前任务之后该堆垛机的当前任务量不超出其最大任务量，所述第二条件是下发所述当前任务之后所述目标位置的当前任务量不超出该目标位置的最大任务量；所述目标位置是所述当前任务的出库站台或入库交接点。

可选地，还包括数据准备模块，用于保存各层输送线可运行的托盘最大量和各层输送线稳定运行系数；所述最优参数模块还用于根据如下公式确定所述堆垛机的最大任务量：k＝(m₁×i₁)/q+(m₂×i₂)/q+(m₃×i₃)/q+…+(m_n×i_n)/q；其中，k表示堆垛机的最大任务量，n表示输送线的层数，m₁至m_n表示各层输送线可运行的托盘最大量，i₁至i_n表示预设的各层输送线稳定运行系数，q表示配置于所述输送线的堆垛机数量。

可选地，所述数据准备模块还用于保存每个出库站台和入库交接点的任务占比系数y/x，其中x表示一层输送线的历史任务总量，y表示在该采样数中属于所述出库站台或入库交接点的历史任务总量；所述最优参数模块还用于根据如下公式确定所述出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量：t＝(m×i)×(y/x)；其中，t表示所述出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量，m表示所述出库站台或入库交接点所在的一层输送线的可运行的托盘最大量，i表示该层输送线的稳定运行系数。

根据本发明的又一方面，提供了一种堆垛机控制系统。本发明的堆垛机控制系统包括本发明的控制堆垛机的装置。

根据本发明的技术方案，确定堆垛机的最大任务量，并且确定输送线的出库站台的最大任务量和入库交接点的最大任务量，以此来限制到达堆垛机的任务量，从而有助于降低堆垛机输送线堵死的风险，提升堆垛机作业生产效率。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据现有技术中的仓库中的托盘输送线及配置于该输送线的堆垛机的示意图；

图2是根据本发明实施例的控制堆垛机的方法的基本步骤的示意图；

图3是根据本发明实施例的控制堆垛机的装置的主要模块的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图2是根据本发明实施例的控制堆垛机的方法的基本步骤的示意图。如图2所示，该方法主要包括如下的步骤S21至步骤S24。

步骤S21：保存设置的数据。需要设置的数据主要是各层输送线稳定运行系数和每个出库站台和入库交接点的任务占比系数。各层输送线稳定运行系数根据输送线的性能确定。例如，输送线上的托盘量在其输送线可运行托盘最大量的70％时，输送线的速度是最快最稳定的，那么此安全系数应设置为0.7。每个出库站台和入库交接点任务占比系数从历史数据中得出。对于一层输送线，其历史任务总量为x个，其中属于某个出库站台或者入库交接点的历史任务为y个，则该出库站台或者入库交接点的任务占比系数是y/x。因为历史任务总量随时间变化，所以采用历史任务总量计算得到的任务占比系数能够随时间变化，实现自动选择最优参数，从而有助于实现自适应的任务分配。

步骤S22：计算每个推垛机的最大任务量，并且计算输送线的每个出库站台的最大任务量和每个入库交接点的最大任务量。一般来说输送线不止一层，因此每个推垛机的最大任务量可根据如下公式(1)计算：k＝(m₁×i₁)/q+(m₂×i₂)/q+(m₃×i₃)/q+…+(m_n×i_n)/q   (1)

其中，k表示堆垛机的最大任务量，n表示输送线的层数，m₁至m_n表示各层输送线可运行的托盘最大量，i₁至i_n表示预设的各层输送线稳定运行系数，q表示配置于输送线的堆垛机数量。

每个出库站台的最大任务量或每个入库交接点的最大任务量可根据如下公式(2)确定：t＝(m×i)×(y/x)   (2)

其中，t表示出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量，m表示出库站台或入库交接点所在的一层输送线的可运行的托盘最大量，i表示该层输送线的稳定运行系数。y/x即为保存的上述任务占比系数。

例如仓库有10台堆垛机，两层输送线。

第一层输送线的安全系数为i₁＝0.5，可运行托盘最大量为m₁＝200。取得的历史任务为x₁＝1000个。

第二层输送线的安全系数为i₂＝0.5，可运行托盘最大量为m₂＝100。取得的历史任务为x₂＝400个。

每个堆垛机的最大任务量k＝(m₁×i₁)/q+(m₂×i₂)/q＝15。

假设第一层输送线的一号出库站台的历史任务总量y＝200。

则一层一号出库站台的最大任务量t＝(m₁×i₁)×(y/x₁)＝20。

步骤S23：判断当前任务是否可以向堆垛机下发。向堆垛机下发任务需同时满足如下两个条件：1、下发当前任务之后该堆垛机的当前任务量不超出其最大任务量；2、下发当前任务之后目标位置的当前任务量不超出该目标位置的最大任务量，这里的目标位置是指当前任务的出库站台或入库交接点。本步骤中的判断结果若为是，则进入步骤S24，下发当前任务，否则延时之后再次判断。在延时一次或几次的时间内，目标位置的托盘会被叉车移走从而空出若干位置，即有可能满足上述两个条件。

控制堆垛机的装置设置在堆垛机控制系统中，该装置主要模块如图3所示，图3是根据本发明实施例的控制堆垛机的装置的主要模块的示意图。如图3所示，控制堆垛机的装置30主要包括最优参数模块31和任务下发模块32。最优参数模块31用于确定堆垛机的最大任务量，并且确定输送线的出库站台的最大任务量和入库交接点的最大任务量。任务下发模块32用于在向堆垛机下发当前任务之前，根据该堆垛机的当前任务量和该任务的目标位置的当前任务量进行判断，若同时满足上述两个，则下发当前任务，否则延时并继续进行上述判断，直至同时满足上述两个条件。

控制堆垛机的装置30还可以包括数据准备模块(图中未示出)，用于保存各层输送线可运行的托盘最大量和各层输送线稳定运行系数。这样最优参数模块还用于根据上述公式(1)确定堆垛机的最大任务量。数据准备模块还用于保存每个出库站台和入库交接点的任务占比系数y/x，这样，最优参数模块31还可用于根据公式(2)确定出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量。

根据本发明实施例的技术方案，确定堆垛机的最大任务量，并且确定输送线的出库站台的最大任务量和入库交接点的最大任务量，以此来限制到达堆垛机的任务量，从而有助于降低堆垛机输送线堵死的风险，提升堆垛机作业生产效率。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和设备的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。

因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来开发出的任何存储介质。

还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种控制堆垛机的方法，其特征在于，包括：

确定堆垛机的最大任务量，并且确定输送线的出库站台的最大任务量和入库交接点的最大任务量；

在向堆垛机下发当前任务之前，根据该堆垛机的当前任务量和该任务的目标位置的当前任务量进行判断，若同时满足第一条件和第二条件，则下发所述当前任务，否则延时并继续进行所述判断，直至同时满足所述第一条件和第二条件；其中所述第一条件是下发所述当前任务之后该堆垛机的当前任务量不超出其最大任务量，所述第二条件是下发所述当前任务之后所述目标位置的当前任务量不超出该目标位置的最大任务量；所述目标位置是所述当前任务的出库站台或入库交接点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆垛机的最大任务量根据如下公式确定：

k＝(m₁×i₁)/q+(m₂×i₂)/q+(m₃×i₃)/q+…+(m_n×i_n)/q；

其中，k表示堆垛机的最大任务量，n表示输送线的层数，m₁至m_n表示各层输送线可运行的托盘最大量，i₁至i_n表示预设的各层输送线稳定运行系数，q表示配置于所述输送线的堆垛机数量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量根据如下公式确定：

t＝(m×i)×(y/x)；

其中，t表示所述出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量，m表示所述出库站台或入库交接点所在的一层输送线的可运行的托盘最大量，i表示该层输送线的稳定运行系数，x表示该层输送线的历史任务总量，y表示在该采样数中属于所述出库站台或入库交接点的历史任务总量。

4.一种控制堆垛机的装置，其特征在于，包括：

最优参数模块，用于确定堆垛机的最大任务量，并且确定输送线的出库站台的最大任务量和入库交接点的最大任务量；

任务下发模块，用于在向堆垛机下发当前任务之前，根据该堆垛机的当前任务量和该任务的目标位置的当前任务量进行判断，若同时满足第一条件和第二条件，则下发所述当前任务，否则延时并继续进行所述判断，直至同时满足所述第一条件和第二条件；其中所述第一条件是下发所述当前任务之后该堆垛机的当前任务量不超出其最大任务量，所述第二条件是下发所述当前任务之后所述目标位置的当前任务量不超出该目标位置的最大任务量；所述目标位置是所述当前任务的出库站台或入库交接点。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

还包括数据准备模块，用于保存各层输送线可运行的托盘最大量和各层输送线稳定运行系数；

所述最优参数模块还用于根据如下公式确定所述堆垛机的最大任务量：

k＝(m₁×i₁)/q+(m₂×i₂)/q+(m₃×i₃)/q+…+(m_n×i_n)/q；

其中，k表示堆垛机的最大任务量，n表示输送线的层数，m₁至m_n表示各层输送线可运行的托盘最大量，i₁至i_n表示预设的各层输送线稳定运行系数，q表示配置于所述输送线的堆垛机数量。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，

所述数据准备模块还用于保存每个出库站台和入库交接点的任务占比系数y/x，其中x表示一层输送线的历史任务总量，y表示在该采样数中属于所述出库站台或入库交接点的历史任务总量；

所述最优参数模块还用于根据如下公式确定所述出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量：t＝(m×i)×(y/x)；

其中，t表示所述出库站台的最大任务量或入库交接点的最大任务量，m表示所述出库站台或入库交接点所在的一层输送线的可运行的托盘最大量，i表示该层输送线的稳定运行系数。

7.一种堆垛机控制系统，其特征在于，包括权利要求4至6中任一项所述的控制堆垛机的装置。