CN104899720A - 基于智能对象的仓库作业执行系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于仓库作业智能化技术领域，具体涉及一种仓库智能化作业执行系统与方法；本发明的基于智能对象的仓库作业执行系统，包括RFID标签，贴附于货物、托盘和仓库货位上，用于分别标识与存储货物、托盘和货位信息；RFID读写器，设置于叉车和仓库出入口，用于读取RFID标签中存储的信息；叉车智能终端后端系统，与RFID读写器进行信息交互并将RFID读写器读取的RFID标签信息存入数据库、为托盘分配库位，以及对叉车进行任务分配。本发明可对仓库货物出入库的作业过程进行管理，减少人工干预，提高工作效率。

Description

基于智能对象的仓库作业执行系统与方法

技术领域

本发明属于仓库智能化作业技术领域，具体涉及一种仓库智能化作业执行系统与方法。

背景技术

仓库管理是商品供应链中比较重要的一个环节。但因技术的限制，传统的仓库在仓库管理和作业执行中存在效率不高的问题。首先，仓库里组件的属性标识能力差，如货物在仓库所存放的位置,若用纸张、二维码来标识，贴在货物上，存在易破损，存储容量有限，读写不便的问题。还有，在作业执行过程中，如搬运货物出入库，仓库库位分配，如果这些作业流程都用人工告知，纸张记录和人工分析的方法会造成人力资源损耗大，智能化程度低，容易出错的问题。

针对传统仓库对仓库组件标识的问题，一种可行的技术解决方案是使用RFID技术在仓库中构造智能对象。RFID技术使用射频信号进行通信，具有远距离，多标签读写的能力。通过在仓库物理对象上，如在货物上贴上RFID标签，在叉车上部署RFID读写器，就能使它们成为具有无线通信，属性标识和数据获取能力的智能对象。

现有技术中，也有将RFID技术应用于仓库管理中的实例，但其主要用于方便货物信息管理，而未将仓库作业执行智能化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于智能对象的仓库作业执行系统，可将仓库作业执行的过程智能化，提高整个仓库的运行效率。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

基于智能对象的仓库作业执行系统，包括

RFID标签，设置于货物、托盘和仓库仓位上，用于分别存储货物、托盘和仓库仓位的信息；

RFID读写器，设置于叉车和仓库出入口，用于读取RFID标签中存储的信息；

后端系统，与RFID读写器进行信息交互并将RFID读写器读取的RFID标签信息存入数据库、为托盘分配库位，以及对叉车进行任务分配。

本发明还提供一种基于智能对象的仓库作业执行方法，包括以下步骤：

1)在每个仓库的库位上贴上RFID标签，通过RFID读写器在该库位的RFID标签里写入对应信息，并存入数据库；

将仓库中的每个托盘上贴上RFID标签，通过RFID读写器在该托盘的RFID标签里写入托盘ID，并存入数据库；

将叉车信息录入系统数据库，叉车信息包括该叉车的ID、忙闲状态信息和已工作次数；

货物入库时，执行以下步骤：

21)在每个货物上贴上RFID标签，通过RFID读写器在该货物的RFID标签里写入货物信息及入库标志位，并存入数据库；

22)将货物放入托盘中，通过RFID读写器在该货物RFID标签里写入所对应的托盘ID，并存入数据库；

23)在托盘标签里写入其所装所有货物的ID、货物数量、货物种类，货物重量，并将标签信息发送到后端系统，录入数据库；随后，使用手持读写器向后端系统发送一个请求搬运的指令，该指令内包含托盘ID、货物种类、货物重量；

24)后端系统分配一个用来放置托盘的仓库库位，并调度一个用来运输托盘的叉车；在数据库中将该库位的库位信息改成有托盘，在数据库中将叉车的忙闲状态信息改为忙；

25)后端系统在数据库中将需搬运的托盘信息里加上用来放置该托盘的库位ID；

26)后端系统向被调度的叉车发送运货指令，该指令包含库位信息和托盘信息；

27)叉车找到需搬运的托盘后并且核对托盘无误后，在托盘的RFID标签里写入其要放到的库位上的库位ID，然后将托盘运至正确库位并且在该库位上的标签里写入有托盘信息；

28)叉车完成任务后，向后端系统发送任务完成信息。后端系统接收到叉车的完成信息后；更新叉车状态，将忙改为闲，将工作次数加1并且记录下该叉车任务完成时的当前时间；

3)货物出库时，执行以下步骤：

31)在后端系统输入要出库的货物的货物种类和货物数量；

32)端系统根据托盘上的货物数量计算出需要搬运的托盘及其单个托盘上要卸下的货物数量，另外从数据库中查询出这些托盘对应的库位；

33)后端系统更新数据库中托盘上的货物数量，即减去托盘上要出库的货物数量，并且更新对应的库位状态，即若某个库位上的托盘上的所有货物都要出库，则在数据库中将该库位的信息置成无托盘；

34)后端系统调度一个用来搬运托盘的叉车；

35)后端系统向选择到的叉车发送出库指令，该指令包含需要搬运的托盘对应的库位及其搬运的每个托盘要卸下的货物数量；

36)叉车搬运托盘，并且使用RFID读写器将需出库的货物RFID标签里的入库标志删掉，若入库标志不删除，经过仓库出入口时，门禁会报警；

37)若搬运的托盘上的货物全部都要出库，则用叉车上的RFID读写器将该托盘所放在的那个库位的库位RFID标签里写入无托盘信息；

38)叉车将托盘运至仓库出口，卸下托盘上需要卸掉的货物，更新托盘上的RFID标签信息，将不在该托盘上的货物ID从托盘RFID标签信息中删掉，将托盘RFID标签里的货物数量信息更新成现有的货物数量；若托盘上的货物无剩余，则将托盘运至空托盘存放区；若托盘上的货物有剩余，将托盘运至原来所属库位；

39)叉车完成任务后，向后端系统发送任务完成信息；后端系统接收到叉车的完成信息后，更新叉车状态信息，将忙改为闲，将工作次数加1并且记录下该叉车任务完成时的当前时间。

进一步，后端系统通过如下方法选择需要调度的叉车：

检查是否有空闲叉车，若没有空闲叉车，则等待预设时间后再次检查；

若有空闲叉车，检查空闲叉车的最后工作时间，是不是全部都刚工作完，如果全部都刚工作完，则从这些空闲叉车上选择一个总工作次数最少的叉车进行分配；用需要调度叉车时的时间减去叉车上次工作完的时间，若差小于设定值，则该叉车即为刚工作完；

如果存在没有刚工作的空闲叉车，则从这些空闲叉车中选择一个总工作次数最少的叉车进行分配。

进一步，所述后端系统通过如下方法分配库位：

检查托盘上的货物种类，判断是否是定位存放的货物，如果是，则分配在预先规定好的库位上；如果不是定位存放的货物，则检查仓库中当前有没有存放该类货物，如果有，然后检查已存放的该类货物库位附近有没有空库位，如果有空库位，则在空库位中分配一个空库位；如果仓库当前没有存放该类货物或者当前存放的该类货物附近没有空库位了，则计算比较该类货物的流通率，如果流通率大，则在靠近仓库出入口的货架上分配一个空库位。如果该类货物的流通率小，则在仓库中随机分配一个空库位。

本发明相对于现有技术具有如下优点：可对仓库货物出入库的作业过程进行管理，减少人工干预，提高工作效率。

附图说明

图1示出了本发明基于智能对象的仓库作业系统的结构示意图；

图2示出了本发明中叉车调度的流程示意图；

图3示出了本发明中分配库位的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

参见图1，基于智能对象的仓库作业执行系统，包括

RFID标签，设置于货物、托盘和仓库仓位上，用于分别存储货物、托盘和仓库仓位的信息；货物RFID标签存储的信息包括：货物ID、货物名称、产品说明等信息，以及货物流动过程中的动态信息(如：货物所放的托盘ID)。托盘RFID标签存储的信息包括：托盘ID及其在作业执行过程中需要写入的动态信息，如在货物入库时写入的托盘所放的货物的ID。采用RFID标签标识库位。库位RFID标签存储的信息包括：库位ID、是否有托盘、库位位置、距离出入口距离、低/高层货架等。

RFID读写器，设置于叉车和仓库出入口，用于读取RFID标签中存储的信息；叉车上还设置与后端系统进行交互的数据收发模块，还可设置信息显示模块。

后端系统，包括数据收发模块、库位分配模块和叉车调度模块，用于与RFID读写器进行信息交互并将RFID读写器读取的RFID标签信息存入数据库、为托盘分配库位，以及对叉车进行任务分配。

本发明还提供一种基于智能对象的仓库作业执行方法，包括以下步骤：

1)在每个仓库的库位上贴上RFID标签，通过RFID读写器在该库位的RFID标签里写入对应信息并存入数据库；

将仓库中的每个托盘上贴上RFID标签，通过RFID读写器在该托盘的RFID标签里写入托盘ID，并存入数据库；

将叉车信息录入系统数据库，叉车信息包括该叉车的ID、忙闲状态信息和已工作次数；

货物入库时，执行以下步骤：

21)在每个货物上贴上RFID标签，通过RFID读写器在该货物的RFID标签里写入货物信息及入库标志位，并存入数据库，所述货物信息包括货物ID、货物名称、货物说明、入库日期；

22)将货物放入托盘中，通过RFID读写器在该货物RFID标签里写入所对应的托盘ID，并存入数据库；

23)在托盘标签里写入其所装所有货物的ID、货物数量、货物种类，货物重量，并将标签信息发送到后端系统，录入数据库；随后，使用手持读写器向后端系统发送一个请求搬运的指令，该指令内包含托盘ID、货物种类、货物重量；

24)后端系统分配一个用来放置托盘的仓库库位，并调度一个用来运输托盘的叉车；在数据库中将该库位的库位信息改成有托盘，在数据库中将叉车的忙闲状态信息改为忙；

25)后端系统在数据库中将需搬运的托盘信息里加上用来放置该托盘的库位ID；

26)后端系统向被调度的叉车发送运货指令，该指令包含库位信息和托盘信息；

27)叉车找到需搬运的托盘后并且核对托盘无误后，在托盘的RFID标签里写入其要放到的库位上的库位ID，然后将托盘运至正确库位并且在该库位上的标签里写入有托盘信息；

28)叉车完成任务后，向后端系统发送任务完成信息。后端系统接收到叉车的完成信息后；更新叉车状态，将忙改为闲，将工作次数加1并且记录下该叉车任务完成时的当前时间；

3)货物出库时，执行以下步骤：

31)在后端系统输入要出库的货物的货物种类和货物数量；

32)端系统根据托盘上的货物数量计算出需要搬运的托盘及其单个托盘上要卸下的货物数量，另外从数据库中查询出这些托盘对应的库位；

33)后端系统更新数据库中托盘上的货物数量，即减去托盘上要出库的货物数量，并且更新对应的库位状态，即若某个库位上的托盘上的所有货物都要出库，则在数据库中将该库位的信息置成无托盘；

34)后端系统调度一个用来搬运托盘的叉车；

35)后端系统向选择到的叉车发送出库指令，该指令包含需要搬运的托盘对应的库位及其搬运的每个托盘要卸下的货物数量；

36)叉车搬运托盘，并且使用RFID读写器将需出库的货物RFID标签里的入库标志删掉，若入库标志不删除，经过仓库出入口时，门禁会报警；

37)若搬运的托盘上的货物全部都要出库，则用叉车上的RFID读写器将该托盘所放在的那个库位的库位RFID标签里写入无托盘信息；

38)叉车将托盘运至仓库出口，卸下托盘上需要卸掉的货物，更新托盘上的RFID标签信息，将不在该托盘上的货物ID从托盘RFID标签信息中删掉，将托盘RFID标签里的货物数量信息更新成现有的货物数量；若托盘上的货物无剩余，则将托盘运至空托盘存放区；若托盘上的货物有剩余，将托盘运至原来所属库位；

39)叉车完成任务后，向后端系统发送任务完成信息；后端系统接收到叉车的完成信息后，更新叉车状态信息，将忙改为闲，将工作次数加1并且记录下该叉车任务完成时的当前时间。

参见图2，后端系统通过如下方法选择需要调度的叉车：

检查是否有空闲叉车，若没有空闲叉车，则等待预设时间后再次检查；

若有空闲叉车，检查空闲叉车的最后工作时间，是不是全部都刚工作完，如果全部都刚工作完，则从这些空闲叉车上选择一个总工作次数最少的叉车进行分配；用需要调度叉车时的时间减去叉车上次工作完的时间，若差小于设定值，则该叉车即为刚工作完；

如果存在没有刚工作的空闲叉车，则从这些空闲叉车中选择一个总工作次数最少的叉车进行分配。

参见图3，所述后端系统通过如下方法分配库位：

检查托盘上的货物种类，判断是否是定位存放的货物，如果是，则分配在预先规定好的库位上；如果不是定位存放的货物，则检查仓库中当前有没有存放该类货物，如果有，然后检查已存放的该类货物库位附近有没有空库位，如果有空库位，则按照规则3在空库位中分配一个空库位；如果仓库当前没有存放该类货物或者当前存放的该类货物附近没有空库位了，则计算比较该类货物的流通率，如果流通率大，则在靠近仓库出入口的货架上按照规则3分配一个空库位。如果该类货物的流通率小，则按照规则3、5、6在仓库中随机分配一个空库位。

库位分配的规则如下：

规则1：特殊货物定位存放。对于一些比较特殊的货物，例如需要很恒温恒湿环境的产品，对库位空间有特殊要求的产品。对于这些货物，可以在仓库中预先指定好一些仓库货架用于专门存放。

规则2：同类物品放一起。对于相同种类的货物，就把盛放这类货物的托盘放在相邻的货架上。这样有利于货物的检查和运输。

规则3：较重货物放库位低层。出于对仓库货架保护的考虑，货架的低层库位能够承受更多的重量，为避免较重货物压坏上层货架，把放置较重货物的托盘尽量放在货架的底层库位。

规则4：流通速率大的货物靠近出口存放。对于流通速率大的货物，即出入库比较频繁，在仓库停留时间不长的货物。把该类货物的库位分配在离仓库出入口近的位置，这样有利于减少运输时间，节省运输成本。

流通速率的数学表示：对于某类货物，用出库日期减去入库日期得到其在仓库中存储的天数，用符号d表示，则流通速率可表示为：1/d；把该类货物每次出入库过程中的流通速率记录在后端计算机系统的数据库中。这样在该类货物下一次入库需分配库位时，就可以计算其之前的流通速率。

规则5：保持仓库库位分配密度均匀。在为货物分配库位时，需考虑到尽量使这些被分配库位均匀分布在整个仓库中。这样可以避免在运输过程中拥塞现象的出现。

规则6：存放位置不能太近的货物需分开存放。对于一些货物，像食品和药品。这些货物在分配库位时，要尽量使它们所放置的托盘分开存放。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.基于智能对象的仓库作业执行系统，其特征在于：包括

RFID标签，设置于货物、托盘和仓库仓位上，用于分别存储货物、托盘和仓库仓位的信息；

RFID读写器，设置于叉车和仓库出入口，用于读取RFID标签中存储的信息；

后端系统，与RFID读写器进行信息交互并将RFID读写器读取的RFID标签信息存入数据库、为托盘分配库位，以及对叉车进行任务分配。

2.基于智能对象的仓库作业执行方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在每个仓库的库位上贴上RFID标签，通过RFID读写器在该库位的RFID标签里写入对应信息，并存入数据库；

将仓库中的每个托盘上贴上RFID标签，通过RFID读写器在该托盘的RFID标签里写入托盘ID，并存入数据库；

将叉车信息录入系统数据库，叉车信息包括该叉车的ID、忙闲状态信息和已工作次数；

货物入库时，执行以下步骤：

21)在每个货物上贴上RFID标签，通过RFID读写器在该货物的RFID标签里写入货物信息及入库标志位，并存入数据库；

22)将货物放入托盘中，通过RFID读写器在该货物RFID标签里写入所对应的托盘ID，并存入数据库；

23)在托盘标签里写入其所装所有货物的ID、货物数量、货物种类，货物重量，并将标签信息发送到后端系统，录入数据库；随后，使用手持读写器向后端系统发送一个请求搬运的指令，该指令内包含托盘ID、货物种类、货物重量；

24)后端系统分配一个用来放置托盘的仓库库位，并调度一个用来运输托盘的叉车；在数据库中将该库位的库位信息改成有托盘，在数据库中将叉车的忙闲状态信息改为忙；

25)后端系统在数据库中将需搬运的托盘信息里加上用来放置该托盘的库位ID；

26)后端系统向被调度的叉车发送运货指令，该指令包含库位信息和托盘信息；

27)叉车找到需搬运的托盘后并且核对托盘无误后，在托盘的RFID标签里写入其要放到的库位上的库位ID，然后将托盘运至正确库位并且在该库位上的标签里写入有托盘信息；

28)叉车完成任务后，向后端系统发送任务完成信息。后端系统接收到叉车的完成信息后；更新叉车状态，将忙改为闲，将工作次数加1并且记录下该叉车任务完成时的当前时间；

3)货物出库时，执行以下步骤：

31)在后端系统输入要出库的货物的货物种类和货物数量；

32)后端系统根据托盘上的货物数量计算出需要搬运的托盘及其单个托盘上要卸下的货物数量，另外从数据库中查询出这些托盘对应的库位；

33)后端系统更新数据库中托盘上的货物数量，即减去托盘上要出库的货物数量，并且更新对应的库位状态，即若某个库位上的托盘上的所有货物都要出库，则在数据库中将该库位的信息置成无托盘；

34)后端系统调度一个用来搬运托盘的叉车；

35)后端系统向选择到的叉车发送出库指令，该指令包含需要搬运的托盘对应的库位及其搬运的每个托盘要卸下的货物数量；

36)叉车搬运托盘，并且使用RFID读写器将需出库的货物RFID标签里的入库标志删掉，若入库标志不删除，经过仓库出入口时，门禁会报警；

37)若搬运的托盘上的货物全部都要出库，则用叉车上的RFID读写器将该托盘所放在的那个库位的库位RFID标签里写入无托盘信息；

38)叉车将托盘运至仓库出口，卸下托盘上需要卸掉的货物，更新托盘上的RFID标签信息，将不在该托盘上的货物ID从托盘RFID标签信息中删掉，将托盘RFID标签里的货物数量信息更新成现有的货物数量；若托盘上的货物无剩余，则将托盘运至空托盘存放区；若托盘上的货物有剩余，将托盘运至原来所属库位；

39)叉车完成任务后，向后端系统发送任务完成信息；后端系统接收到叉车的完成信息后，更新叉车状态信息，将忙改为闲，将工作次数加1并且记录下该叉车任务完成时的当前时间。

3.如权利要求2所述的基于智能对象的仓库作业执行方法，其特征在于：后端系统通过如下方法选择需要调度的叉车：

检查是否有空闲叉车，若没有空闲叉车，则等待预设时间后再次检查；

若有空闲叉车，检查空闲叉车的最后工作时间，是不是全部都刚工作完，如果全部都刚工作完，则从这些空闲叉车上选择一个总工作次数最少的叉车进行分配；用需要调度叉车时的时间减去叉车上次工作完的时间，若差小于设定值，则该叉车即为刚工作完；

如果存在没有刚工作的空闲叉车，则从这些空闲叉车中选择一个总工作次数最少的叉车进行分配。

4.如权利要求2或3所述的基于智能对象的仓库作业执行方法，其特征在于：所述后端系统通过如下方法分配库位：

检查托盘上的货物种类，判断是否是定位存放的货物，如果是，则分配在预先规定好的库位上；如果不是定位存放的货物，则检查仓库中当前有没有存放该类货物，如果有，然后检查已存放的该类货物库位附近有没有空库位，如果有空库位，则在空库位中分配一个空库位；如果仓库当前没有存放该类货物或者当前存放的该类货物附近没有空库位了，则计算比较该类货物的流通率，如果流通率大，则在靠近仓库出入口的货架上分配一个空库位。如果该类货物的流通率小，则在仓库中随机分配一个空库位。