CN107444825A - 一种基于机器人的移动集货系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于机器人的移动集货系统，包括至少一个集货墙，用于放置按照发货单拣出的货物；包括多个拣货分区的拣货区，每个拣货分区配置有移动终端；机器人，在所述拣货分区之间移动所述集货墙；控制系统，用于基于发货单中所需货物的存放位置设计相应机器人的移动路线并控制机器人在所述拣货分区之间移动对应集货墙，还用于当带有集货墙的机器人到达目标拣货分区时，发出开始拣货指令至对应移动终端，且完成拣货后接收来自于所述移动终端的拣货完成指令，还用于当集货墙的所述发货单中货物被完全拣出后，控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程。本发明还公开了一种基于机器人的移动集货方法。

Description

一种基于机器人的移动集货系统及方法

技术领域

本发明涉及仓储集货系统。更具体地，涉及一种基于机器人的移动集货系统及方法。

背景技术

随着社会的发展和科学技术的进步，仓储管理方法也日新月异。为了克服传统人工管理中存在的管理效率低、劳动强度大、信息处理速度慢和准确率低等问题，开发出了越来越智能的仓储管理系统。仓储管理系统(Warehouse Management System,WMS)是一个实时的计算机软件系统，它能够按照运作的业务规则和运算法则，对信息、资源、行为、存货和分销运作进行更完美地管理，使其最大化满足有效产出和精确性的要求。

在仓储操作中，拣货是指将一个发货单中指定的货物从仓库中取出的过程，是仓储作业中的核心工作流程。为拣出一票发货单所需的货物，拣货工人通常需要进行以下操作：找到并前往货物存储位置→按照发货单拣出对应数量的该货物→重复上述步骤，直至发货单中所列货物全部被拣出→将发货单所列货物送至下一环节。根据仓储需要及发货类型，一般可采用边拣边分或先拣后分的方式进行拣货，其中，边拣边分是指拣货工人推着拣货车，车上放着几个容器(塑料筐等)，一个容器对应着一张发货单，拣货人员推着车到指定货物所在位置，拣出货物，放到需要此货物的发货单对应的容器内。先拣后分是指拣货工人接受多个发货单，进入仓库，将所有发货单所需货物一起拣出，送到分单区。分单区内放有多个容器，每个容器对应一张发货单，工人将拣出的货物放到发货单对应的容器中。

目前，货物通常存储在作业面积可达上万平方米的大型仓库中，每日需要完成的发货单可达数万票甚至数十万票，同时每个发货单往往需要多种货物。拣货工人为了完成拣货操作，往往需在仓库内行走很长的距离，效率低，错误率高，不能满足现在仓储作业的需要。为了解决该问题，通常采用多单合并拣货和/或分区接力拣货的方式。其中，多单合并拣货是指将多个发货单合并在一起指派给拣货工人，拣货工人一次性完成多单货物的拣出；分区接力拣货是指将仓库分为多个区，一组拣货工人只负责拣区内的货物。

为了进一步降低拣货工人的作业强度，一些仓库部署了流水线，将发货单对应的容器在不同的拣货区之间进行传输。但流水线同时会带来以下问题：

1、仓库内人员和设备动线被流水线切割，人员和设备只能从特定位置穿过流水线，库内作业效率受到一定影响；

2、流水线一旦部署，改动流水线代价高、周期长。如果发货单模式发生变化，为了提高作业效率，仓储作业模式也应该跟着变化，例如改变仓库分区等，这时固化的流水线就成了仓库优化作业模式的障碍，库内作业过程很难随时按发货单模式进行优化。

因此，需要提供一种能够减轻人工作业强度，提高拣货效率和准确率的基于机器人的移动集货系统及方法。

发明内容

为了克服上述缺陷至少之一，本发明的一个目的在于提供一种基于机器人的移动集货系统。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于机器人的移动集货系统，包括：

至少一个集货墙，用于放置按照发货单拣出的货物；

包括多个拣货分区的拣货区，每个拣货分区配置有移动终端；

机器人，在拣货分区之间移动集货墙；

控制系统，用于基于发货单中所需货物的存放位置设计相应机器人的移动路线并控制机器人在拣货分区之间移动对应集货墙，还用于当带有集货墙的机器人到达目标拣货分区时，发出开始拣货指令至对应移动终端，且完成拣货后接收来自于移动终端的拣货完成指令，还用于当集货墙的发货单中货物被完全拣出后，控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程。

优选地，集货墙包括至少一个集货位，每个集货位对应一票发货单。

优选地，还包括至少一个集货区，集货区包括至少一个用于集货墙停靠的集货墙停靠点。

进一步优选地，集货区对应一个或多个拣货分区设置。

优选地，移动终端为智能手持设备。

优选地，机器人包括自主定位导航单元，用于对机器人进行导航定位。

优选地，控制系统基于发货单中所需货物的属性和存放位置对发货单进行分组，同一组发货单对应一个集货墙。

优选地，控制系统实时监控机器人的运行状态。

本发明的另一目的在于提供一种基于机器人的移动集货方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于机器人的移动集货方法，其应用于基于机器人的移动集货系统，该系统包括：

至少一个集货墙，用于放置按照发货单拣出的货物，集货墙包括至少一个集货位，每个集货位对应一票发货单；

包括多个拣货分区的拣货区，每个拣货分区配置有移动终端；

至少一个集货区，集货区包括至少一个用于集货墙停靠的集货墙停靠点，集货区对应一个或多个拣货分区设置；

机器人，在拣货分区之间移动集货墙；

控制系统，用于基于发货单中所需货物的存放位置设计相应机器人的移动路线并控制机器人在拣货分区之间移动对应集货墙，还用于当带有集货墙的机器人到达目标拣货分区时，发出开始拣货指令至对应移动终端，且完成拣货后接收来自于移动终端的拣货完成指令，还用于当集货墙的发货单中货物被完全拣出后，控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程；

该方法包括以下步骤：

S1：确定集货墙中的货架及货架对应的发货单；

S2：基于发货单中所需货物的存放位置设计相应机器人的移动路线；

S3：控制机器人按照移动路线移动集货墙；

S4：集货墙对应集货区的一个集货墙停靠点时，控制系统发出开始拣货指令至对应移动终端，拣货员按照发货单将指定的货物放到对应的货架中，拣货完成后，移动终端发出拣货完成指令；

S5：控制系统接收拣货完成指令，并控制机器人移动集货墙至下一目标拣货分区对应集货区的一个集货墙停靠点，并重复上述步骤S4；

S6：发货单中货物被完全拣出后，控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程。

本发明的有益效果如下：

本发明的基于机器人的移动集货系统及方法，通过机器人移动集货墙，完成分区接力拣货操作，极大地缩短了拣货员的行动距离，提高了集货效率。进一步地，通过机器人对集货墙进行移动，避免了对人货设备移动线路的切割，方便应用于不同发货模式中。更进一步地，每个集货墙包括多个集货位，每个集货位对应一票发货单，通过对发货单中所需货物的属性和存放位置进行分析，设计出最佳的机器人运行路线和集货方案，更加优化了集货过程，提高仓内的作业效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出实施例1中拣货分区与集货墙位置示意图。

图2示出实施例2中集货墙示意图。

图3示出实施例3中集货区与拣货分区位置示意图。

图4示出基于机器人的移动集货方法步骤图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明的基于机器人的移动集货系统和方法，通过机器人移动集货墙，完成分区接力拣货操作，极大地缩短了拣货员的行动距离，提高了集货效率。其中每个集货墙包括多个集货位，每个集货位对应一票发货单，通过对发货单中所需货物的属性和存放位置进行分析，设计出最佳的机器人运行路线和集货方案，更加优化了集货过程，提高仓内的作业效率。

实施例1

一种基于机器人的移动集货系统，包括：

至少一个集货墙，用于放置按照发货单拣出的货物；

包括多个拣货分区的拣货区，每个拣货分区配置有移动终端；

机器人，在拣货分区之间移动集货墙；

控制系统，用于基于发货单中所需货物的存放位置设计相应机器人的移动路线并控制机器人在拣货分区之间移动对应集货墙，还用于当带有集货墙的机器人到达目标拣货分区时，发出开始拣货指令至对应移动终端，且完成拣货后接收来自于移动终端的拣货完成指令，还用于当集货墙的发货单中货物被完全拣出后，控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程。

本实施例中，移动终端为PDA，具体地为智能手持设备。每个拣货分区根据作业人员数量配置有一个或多个移动终端。

通过机器人对集货墙进行移动，避免了对人货设备移动线路的切割，方便应用于不同发货模式中。

如图1所示，仓库中分为拣货区和发货区，其中拣货区分为A、B、C、D四个拣货分区，发货区包括S1-S4共四个包装验货台。每个拣货分区包括多个用于存储货物的多层货架，每个货架中的每一层包括多个储位，货物根据体积及重量大小放置与不同储位中。示意性地，本实施例中，每个拣货分区包括5个货架，分别为A1-A5、B1-B5、C1-C5和D1-D5。机器人(图中未示出)载着例如集货墙W1和集货墙W2在仓库中移动。

本实施例中，例如每个集货墙包括一个集货位和一票发货单。进行集货时，控制系统控制机器人载有该集货墙在不同的拣货分区之间移动，例如按照A→B→C→D的顺序一次经过四个拣货分区。将要到达每个分区时，控制系统发出开始拣货指令至对应移动终端，该分区的拣货员接收该指令并按照货架上的发货单完成拣货，确保发货单中涉及本拣货分区中的货物全部拣货到集货墙上后，通过移动终端发出拣货完成指令，控制系统接收该拣货完成指令后，控制机器人载有该集货墙至下一拣货分区。重复上述过程，完成各个分区的拣货任务，控制系统控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程。

应说明的是，当带有集货墙的机器人到达目标拣货分区时，控制系统发出开始拣货指令至对应移动终端。其中，机器人到达并不限定为具体的到达时刻，其应理解为机器人到达目标拣货分区的一个时间阈值范围内。

实施例2

在实施例1的基础上，集货墙包括多个集货位，每个集货位对应一票发货单。

如图2所示，例如在一个集货墙W1上设置6个集货位，F1-F6，该多个集货位分层设置，即该集货墙的每一层为对应一票发货单的集货位，根据需要发货货物的种类，每层的集货位可设置一个或多个储位。

通过在一个集货墙上设置多个集货位，能够实现多单合并拣货，拣货员一次性完成多单货物的拣出，极大的提高了集货效率。

实施例3

在实施例1和实施例2的基础上，为了对机器人的行驶线路及集货墙的停靠位置进行规范，本实施例中基于机器人的移动集货系统还包括至少一个集货区，集货区包括至少一个用于集货墙停靠的集货墙停靠点，集货区对应一个或多个拣货分区设置。

如图3所示，集货区如图中三角所示，每个集货区包括多个集货墙停靠点(图中未示出)，每个集货区对应拣货分区中的2～3个货架。实际中，根据实际拣货任务量来设置集货区的个数及位置：例如，发货单中货物在货架上存放位置相对集中时，可适当增加集货区和/或集货墙停靠点的数量，能够进一步缩小拣货员的行走距离，方便拣货。例如，发货单中货物在货架上存放位置相对分散时，可适当减少集货区和/或集货墙停靠点的数量，能够降低移动机器人的数量，减少集货过程中的拥堵和排队。

实施例4

在上述实施例的基础上，控制系统基于发货单中所需货物的属性和存放位置对发货单进行分组，同一组发货单对应一个集货墙。

进行分组时需要考虑的因素有：

(1)让单个移动集货墙要经过的集货区尽可能少

例如发货单SA、SB所需货物在X1集货区覆盖的货架内；发货单SC、SD所需货物在X2集货区覆盖的货架内。那么如果把SA和SB分成一组，分配到W1移动集货墙上；SC和SD分成一组,分配到W2移动集货墙上。那么W1只需在X1集货区的集货墙停靠点上停靠；W2只需在X2集货区的集货墙停靠点上停靠，即每个集货墙只需停靠一个集货区。若分组改为(SA，SC)，(SB，SD)，则每个集货墙都需要停靠X1和X2集货区，操作效率降低。

(2)让多个移动集货墙总的移动路径变短

通过进行数据计算，动态的计算出当前集货墙需要移动的总路径，依照让多个移动集货墙总的移动路径变短的原则，设计机器人的移动路线。

(3)让各个拣货区域之间的拣货任务平衡

例如大批发货单所需的货物较为集中的出现在特定的几个货架上，这时可以动态调配储位和集货区之间的关系，让各拣货区内人员需处理的拣货要求基本一致，让特定时刻各个集货区内的移动货架数量基本相同，以避免出现特定集货区内集货墙拥堵、对应拣货区内人员工作过分饱满，而其他集货区内无集货墙，对应拣货分区内工人无事可做的局面。

(4)实现高优先级发货单用最快速度出库

对于需要有限发货的物品，可通过设置优先级实现最快出库的目的。例如，可设置第一、第二和第三优先级，且其优先顺序为第一优先级＞第二优先级＞第三优先级。进行发货单分组时，可先对第一优先级的发货单按照上述原则进行分组，然后一次按照第二、第三优先级的发货单进行分组和线路设计，其中优先级低的线路设计避让优先级高的线路设计。

更进一步地，控制系统基于发货单中所需货物的属性和存放位置对拣货分区的到达顺序进行排序。

可以理解的是，控制系统通过综合发货单和货物储存信息，计算出最佳集货方案，最大限度的提高效率。

如图4所示，本发明还公开一种基于机器人的移动集货方法，该方法包括以下步骤：

S1：确定集货墙中的货架及货架对应的发货单；

S2：基于发货单中所需货物的存放位置设计相应机器人的移动路线；

S3：控制机器人按照移动路线移动集货墙；

S4：集货墙对应集货区的一个集货墙停靠点时，控制系统发出开始拣货指令至对应移动终端，拣货员按照发货单将指定的货物放到对应的货架中，拣货完成后，移动终端发出拣货完成指令；

S5：控制系统接收拣货完成指令，并控制机器人移动集货墙至下一目标拣货分区对应集货区的一个集货墙停靠点，并重复上述步骤S4；

S6：发货单中货物被完全拣出后，控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并体会这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生，和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

本发明实施例中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种基于机器人的移动集货系统，其特征在于，包括：

至少一个集货墙，用于放置按照发货单拣出的货物；

包括多个拣货分区的拣货区，每个拣货分区配置有移动终端；

机器人，在所述拣货分区之间移动所述集货墙；

控制系统，用于基于发货单中所需货物的存放位置设计相应机器人的移动路线并控制机器人在所述拣货分区之间移动对应集货墙，还用于当带有集货墙的机器人到达目标拣货分区时，发出开始拣货指令至对应移动终端，且完成拣货后接收来自于所述移动终端的拣货完成指令，还用于当集货墙的所述发货单中货物被完全拣出后，控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程。

2.根据权利要求1所述的基于机器人的移动集货系统，其特征在于，所述集货墙包括至少一个集货位，每个集货位对应一票发货单。

3.根据权利要求1所述的基于机器人的移动集货系统，其特征在于，还包括至少一个集货区，所述集货区包括至少一个用于集货墙停靠的集货墙停靠点。

4.根据权利要求3所述的基于机器人的移动集货系统，其特征在于，所述集货区对应一个或多个所述拣货分区设置。

5.根据权利要求1所述的基于机器人的移动集货系统，其特征在于，所述移动终端为智能手持设备。

6.根据权利要求1所述的基于机器人的移动集货系统，其特征在于，所述机器人包括自主定位导航单元，用于对机器人进行导航定位。

7.根据权利要求1所述的基于机器人的移动集货系统，其特征在于，所述控制系统基于发货单中所需货物的属性和存放位置对发货单进行分组，同一组发货单对应一个集货墙。

8.根据权利要求1所述的基于机器人的移动集货系统，其特征在于，所述控制系统实时监控所述机器人的运行状态。

9.一种基于机器人的移动集货方法，其特征在于，其应用于基于机器人的移动集货系统，该系统包括：

至少一个集货墙，用于放置按照发货单拣出的货物，所述集货墙包括至少一个集货位，每个集货位对应一票发货单；

包括多个拣货分区的拣货区，每个拣货分区配置有移动终端；

至少一个集货区，所述集货区包括至少一个用于集货墙停靠的集货墙停靠点，所述集货区对应一个或多个所述拣货分区设置；

机器人，在所述拣货分区之间移动所述集货墙；

控制系统，用于基于发货单中所需货物的存放位置设计相应机器人的移动路线并控制机器人在所述拣货分区之间移动对应集货墙，还用于当带有集货墙的机器人到达目标拣货分区时，发出开始拣货指令至对应移动终端，且完成拣货后接收来自于所述移动终端的拣货完成指令，还用于当集货墙的所述发货单中货物被完全拣出后，控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程；

该方法包括以下步骤：

S1：确定集货墙中的货架及货架对应的发货单；

S2：基于发货单中所需货物的存放位置设计相应机器人的移动路线；

S3：控制机器人按照所述移动路线移动所述集货墙；

S4：集货墙对应集货区的一个集货墙停靠点时，控制系统发出开始拣货指令至对应移动终端，拣货员按照发货单将指定的货物放到对应的货架中，拣货完成后，移动终端发出拣货完成指令；

S5：控制系统接收所述拣货完成指令，并控制机器人移动所述集货墙至下一目标拣货分区对应集货区的一个集货墙停靠点，并重复上述步骤S4；

S6：发货单中货物被完全拣出后，控制机器人携带对应集货墙至下一环节，完成集货过程。