CN107512515A - 无人化智能密集仓储管理方法和仓储系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人化智能密集仓储管理方法，包括入库方法和出库方法，以及一种无人化智能密集仓储系统，该系统包括仓库管理系统、仓库控制系统、拆/码垛机器人、轨道式货架、穿梭机器人轨道、穿梭机器人、无线数据传输通讯安卓系统和电气控制系统，轨道式货架为多层，货架端部设置有连通各货架层的货运电梯，穿梭机器人车轨道铺设在货架之间及与货运电梯中。本发明可实现完全由工业机器人码垛入库、拆垛出库等作业方式，实现拟人化分拣、分发货物、取零并返库功能，利用PLC的检测和分析技术，通过穿梭机器人和货运电梯上下换层，实现货物的灵活出入库过程，货架为模块化组装，能够实现多层立体仓库。

Description

无人化智能密集仓储管理方法和仓储系统

技术领域

本发明涉及仓储管理技术领域，尤其涉及一种无人化智能密集仓储管理方法和仓储系统。

背景技术

随着经济的发展，市场对产品生产、运输及储存方面的要求越来越高，在产品物流方面的要求更高的效率。针对目前的产品的仓储方面，尤其是智能仓储系统方面，还存在着对产品物流过程只能控制与管理的缺陷，物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品的识别、自动感知、自动定位、过程追踪、在线调度等一般的应用上，存在物流信息处理效率低、定位不够精准以及物流设备利用不充分等问题。例如，在拣选物料环节，通常的情况是工作人员或智能拣料车先到达指定的拣料工位，由传感器信号或人工触发搬运物流设备工作，由搬运物流设备将物料搬运到拣料工位即未完成一个目标货物的拣选。

但是，往往一个拣料工单中有多种的物料，即使多工位拣料也必然存在同一工位拣选多种物料的情况，那么工作人员或智能拣料车在同一工位等待及其设备将物料搬运至拣料工位的时间就会延长，这种工作方式会降低整体的生产效率。

传统仓库内使用人工和叉车方式，在平地上运行，没有实现有效空间利用，工作杂乱，出入库效率低；传统仓库还存在的问题是，巷道之间均有一条车辆行走通道、转弯半径大、占用空间大。第二代单、双伸位堆垛机带有天地轨方式,但仍存在占用空间大、结构复杂、故障率高、年维修费用高的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明具体提供了一种无人化智能密集仓储管理方法和仓储系统，集智能化和无人化于一体，大大提高入库及出库效率，可以直接安装进任何现有的仓库内，并可在现有的多层建筑结构楼宇仓库和简易钢结构仓库基础上升级改造后安装调试即可使用。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种无人化智能密集仓储管理方法，包括入库方法和出库方法；

所述入库方法包括如下步骤：

a1)产品经输送线运输至仓库的入库区，条码阅读器识读产品识别码，生成产品信息，产品信息被传送至WMS系统和WCS系统进行储存处理，生成码垛信息；a2)WCS系统将码垛信息下达至电气控制系统，电气控制系统下达码垛指令至拆/码垛机器人，或人工通过WMS系统将码垛信息下达至电气控制系统，电气控制系统下达码垛指令至拆/码垛机器人；a3)拆/码垛机器人接收到此批次产品的码垛信息，等待自动拆盘机系统拆分空托盘输送到指定码垛区域，系统检测到空托盘后拆/码垛机器人开始码垛，空托盘码垛完毕生成实托盘，电气控制系统申请实托盘入库；a4)WMS系统接收到入库申请信息后，创建产品实托盘的入库信息，并自动分配区域存储巷道数量，产生入库单据及任务，WCS系统下达电控搬运指令；a5)电气控制系统驱动设备运行，输送机、升降机、穿梭机器人将承载产品的实托盘搬运至货架的目标位置巷道存储；a6)WMS系统生成产品最终存储信息，完成入库单据，形成库存数据，结束任务；

所述出库方法包括如下步骤：

b1)WMS系统根据取货指令产生出库任务，WCS系统启动并分配任务，下达出库信息，并下达搬运指令；b2)WMS系统根据出库信息生成拆垛信息，并下达给WCS系统拆垛数量、出库尾数需要拆零返库的，下达拆零散盘返库指令，将拆零散盘输送到散盘暂存区存放；b3)WCS系统向电气控制系统下达出库及拆垛指令，电气控制系统驱动设备运行，输送机、升降机、穿梭机器人将承载产品的实托盘搬运至拆垛站台；b4)电气控制系统下达拆/码垛机器人拆垛指令，驱动拆/码垛机器人拆垛；b5)拆/码垛机器人拆垛，成品件箱经伸缩装车输送机送至车厢内，WMS系统即时更新库存信息，此项单据结束，发货完毕。

进一步地，步骤b2)中，散盘暂存区，用于下一出库单据如有相同品类时优先出散盘暂存区的拆零散盘出库，一天工作全部结束时，下达拆零散盘返库指令，所有拆零散盘返库。

进一步地，产品识别码包括成品品牌码或件箱唯一码。

进一步地，码垛信息包括产品规格、种类、码垛形式、码垛数量和码垛层高。

进一步地，入库信息和出库信息分别包括产品规格、种类、码垛数量、存储区域和轨道位置编号。

进一步地，步骤b1)中的取货指令可以为商业配送订单或抽检任务。

另一发面，本发明还提供了一种应用上述的无人化智能密集仓储管理方法的仓储系统，可以直接安装进任何现有的仓库内，并可在现有的多层建筑结构楼宇仓库和简易钢结构仓库基础上升级改造后安装调试即可使用。

为达上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种无人化智能密集仓储系统，该系统包括仓库管理系统、仓库控制系统、拆/码垛机器人、轨道式货架、穿梭机器人轨道、穿梭机器人、无线数据传输通讯安卓系统和电气控制系统，所述仓库管理系统与仓库控制系统数据连接，电气控制系统分别通过无线数据传输通讯安卓系统与仓库控制系统数据信号连接，所述轨道式货架为多层，货架端部设置有连通各货架层的货运电梯，穿梭机器人车轨道铺设在货架之间及与货运电梯中，所述电气控制系统分别驱动拆/码垛机器人和穿梭机器人动作，穿梭机器人在穿梭机器人轨道上运行。

进一步地，仓储系统的仓库内覆盖有无线网络，仓库控制系统与电气控制系统通过无线网路信号连接。无线网路采用无线WI-F I方式。

本发明的无人化智能密集仓储管理方法及仓储系统，采用WMS和WCS系统作为上位处理平台，可实现完全由工业机器人码垛入库、拆垛出库等作业方式，实现拟人化分拣、分发货物、取零并返库功能，利用PLC的检测和分析技术，通过穿梭机器人和货运电梯上下换层，实现货物的灵活出入库过程，货架为模块化组装，能够实现多层立体仓库。

附图说明

图1为本发明无人化智能密集仓储管理方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1的一种自动化密集仓储管理方法，包括入库方法和出库方法，所述入库方法包括如下步骤：

a1)产品经输送线运输至仓库的入库区，条码阅读器识读产品识别码，生成产品信息，产品信息被传送至仓库管理系统1(WMS系统)进行储存处理，生成码垛信息。其中产品识别码包括成品品牌码或件箱唯一码，码垛信息包括产品规格、种类、码垛形式、码垛数量和码垛层高。

a2)仓库控制系统2(WCS系统)接收WMS系统1信息后，将码垛信息下达至电气控制系统，电气控制系统3下达码垛指令至拆/码垛机器人4；或人工通过WMS系统1直接将码垛信息下达至电气控制系统3，电气控制系统3下达码垛指令至拆/码垛机器人4。

a3)拆/码垛机器人4接收到此批次产品的码垛信息，等待自动拆盘机系统拆分空托盘输送到指定码垛区域，系统检测到空托盘后拆/码垛机器人4开始码垛，空托盘码垛完毕生成实托盘，电气控制系统3申请实托盘入库。

a4)WMS系统1接收到入库申请信息后，创建产品实托盘的入库信息，并自动分配区域存储巷道数量，产生入库单据及任务，WCS系统2下达电控搬运指令。

a5)电气控制系统3驱动设备运行，输送机、升降机、穿梭机器人5将承载产品的实托盘搬运至货架的目标位置巷道存储，空托盘移动到指定码垛区域开始下一批码垛，如此循环作业。

a6)WMS系统1即时生成产品实托盘的最终存储信息，完成入库单据，形成库存数据，系统结束任务。

本发明的无人化智能密集仓储管理方法，入库方法是利用上位的仓库管理系统和仓库控制系统收集入库产品信息，并根据产品规格、产品种类向电气控制系统下达产品的码垛信息，入库端拆/码垛机器人4根据电气控制系统码垛形式、码垛数量、码垛层高的指令进行码垛。码垛完成后，仓库管理系统将创建的产品实托盘的入库信息，并下达给入库穿梭机器人5，入库穿梭机器人5会根据系统下达的入库信息进行入库存储，入库信息包括产品规格、种类、码垛数量、存储区域和轨道位置编号等存储位置信息，最终存储信息包括产品种类、数量、存储区域。同一品种或同一批次生产完成后重新码垛时会重新产生新的存储位置信息，同一品种不同批次的产品，系统会进行产品的存储位置的补偿。存储轨道会按顺序排列，存储位置不会出现空档存储位置。对于但不同品种产品，系统会根据存放区域分配原则，通过换层、换区域和换轨道灯方式，实现最后的入库零星散盘顺序存放在货架的末尾端处，整体实现存放信息的准确无误。

出库方法包括如下步骤：

b1)WMS系统1根据出库取货指令产生出库任务，WCS系统2启动并分配任务，下达出库信息，并下达搬运指令。其中取货指令可以为，WMS系统1产生发货单、API接口系统接收商业配送订单或抽检任务。

b2)WMS系统1根据出库信息生成拆垛信息，并下达给WCS系统2拆垛数量、出库尾数需要拆零返库的，下达拆零散盘返库指令，将拆零散盘输送到散盘暂存区存放。WMS系统1将拆零散盘输送到散盘暂存区存放，下一出库单据如有相同品类，优先出散盘暂存区拆零散盘出库，一天工作全部结束时，下达拆零散盘返库指令，所有拆零散盘返库。

b3)WCS系统2向电气控制系统3下达出库及拆垛指令，电气控制系统3驱动设备运行，传送运输设备将承载产品的实托盘搬运至拆垛站台。

b4)电气控制系统3下达拆/码垛机器人4拆垛指令，驱动拆/码垛机器人4拆垛。

b5)拆/码垛机器人4拆垛，成品件箱经伸缩装车输送机送至发货车厢内，WMS系统即时更新库存信息，此项单据结束，发货完毕。

本发明的无人化智能密集仓储管理方法，出库方法是利用上位的仓库管理系统1和仓库控制系统2下达出库产品信息，负责出库端的穿梭机器人5根据需要出库的产品规格、种类、码垛数量、存储位置、存储区域和轨道位置编号等进行取货，取货完成后，仓库管理系统即生成并更新该存储区域和存储位置信息剩余的数量。出库穿梭机器人5搬运出产品送到出库拆/码垛机器人4位置，出库拆/码垛机器人4会根据系统下达的出库的每个托盘数量，进行姿态调整拆垛，并投放至伸进发货车辆内的伸缩输送机上进行发货作业。同一品种发货完成时，有拆垛剩余的散盘会暂存于附近暂存区域，等待下一个客户发货时先发散盘，再取库存整盘，一个工作日完成了没有出库任务时，集中一次性返库作业，同一品种返库到相关品种零星散盘存放区域，实现系统拟人化思维作业。

整个作业过程只需要中控室仓管员一个人，伸缩装车机未端两个人往车箱码放即可；或利用全自动装车机器人，可实现车箱码放无人化，实现由中控室仓管员一人完成全部作业，节省了中间环节叉车和叉车操作人员，仓库员点数盘点等等的一切工作。

另一发面，本发明还提供了一种应用上述的无人化智能密集仓储管理方法的仓储系统，可以直接安装进任何现有的仓库内，并可在现有的多层建筑结构楼宇仓库和简易钢结构仓库基础上升级改造后安装调试即可使用。一种自动化密集仓储系统，该系统包括仓库管理系统1、仓库控制系统2、拆/码垛机器人4、轨道式货架、穿梭机器人轨道、穿梭机器人5、无线数据传输通讯安卓系统和电气控制系统3，所述仓库管理系统1与仓库控制系统2数据连接，电气控制系统通过无线数据传输通讯安卓系统与仓库控制系统2数据信号连接，所述轨道式货架为多层，货架端部设置有连通各货架层的货运电梯，穿梭机器人车轨道铺设在货架之间及与货运电梯中，所述电气控制系统3分别驱动拆/码垛机器人4和穿梭机器人5动作，穿梭机器人5在穿梭机器人轨道上运行。

优选地，仓储系统的仓库内覆盖有无线网络，仓库控制系统与电气控制系统通过无线网路信号连接。无线网路采用无线WI-F I方式。还能够通过智能终端进行检测和控制。

本发明的无人化智能密集仓储管理方法及系统，采用WMS系统1和WCS系统2作为上位处理平台，可实现完全由工业机器人码垛入库、拆垛出库等作业方式，实现拟人化分拣、分发货物、取零并返库功能，利用PLC的检测和分析技术，通过穿梭机器人和货运电梯上下换层，实现货物的灵活出入库过程，货架为模块化组装，能够实现多层立体仓库。只需要工人通过电脑操作便能够实现产品无人化的自动入库、自动出库和返库工作流程，并对库存数量、库存位置、先进先出原则、自动盘点、自动移库功能、出库取零处理、出库订单处理和入库与出库实时显示功能。

轨道式货架，以一具体项目的实施例进行说明，该项目设计存储进出能力24000-28000箱/500吨天，仓库内轨道式货架的总长度为62米，总宽度为32米，高度约9.6米,分成四个机器人作业区域，根据现在的实际需求设计3—4个作业区可以满足使用条件；存储位高度为4层，36列*18纵深，约2650个托盘存储位。货架存储叠加放置为4层，每托盘产品码垛为每层12箱*4层＝48箱/托盘，单一品种连续作业时，每一台组合每小时码垛/拆垛600～700箱。

穿梭机器人顶起托盘入库、出库拆垛取零、散盘暂存、返库循环作业，出库作业。例如：3～4台组合码垛/拆垛机器人同时工作，每小时出库约1800～2800箱，以单一品种连续出库作业的时间计算，每天10小时出库量约18000～28000箱左右，出库与入库效率一样。

3台组合码垛或拆垛机器人同时工作，每小时出库约1800～2000箱，以单一品种连续出库作业的时间计算，每天10小时出库量约18000～20000箱左右，出库入库效率一样。

与现有技术相比，本发明能够在有限的仓库空间内实现高密度密集存储,空间利用率可达90％以上；货位数相等情况下总体造价比传统二代型立库低20％-30％；节约人力成本，人力成本可减少多达95.5％；本发明仓储系统使用年限长，寿命可达15年以上，高性能，高准确率，高安全性，且维护成本低。多层轨道式货架与穿梭机器人，空间利用率高，货品出入库灵活度高，可变化穿梭机器人组合方式以提高工作效率；独有在线快速充电技术，无需更换电池，实现充电十分钟，工作两小时。本发明能够实现企业信息一体化，提高物流管理水平，适用范围广泛，尤其适用于物资品种少、重量大的整托盘物资存储，在仓储业广泛应用。

本发明中的具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种无人化智能密集仓储管理方法，包括入库方法和出库方法，其特征在于，

所述入库方法包括如下步骤：

a1)产品经输送线运输至仓库的入库区，条码阅读器识读产品识别码，生成产品信息，产品信息被传送至仓库管理系统(WMS系统)进行储存处理，生成码垛信息；

a2)仓库控制系统(WCS系统)接收WMS系统信息后，将码垛信息下达至电气控制系统，电气控制系统下达码垛指令至拆/码垛机器人；或人工通过WMS系统直接将码垛信息下达至电气控制系统，电气控制系统下达码垛指令至拆/码垛机器人；

a3)拆/码垛机器人接收到此批次产品的码垛信息，等待自动拆盘机系统拆分空托盘输送到指定码垛区域，系统检测到空托盘后拆/码垛机器人开始码垛，空托盘码垛完毕生成实托盘，电气控制系统申请实托盘入库；

a4)WMS系统接收到入库申请信息后，创建产品实托盘的入库信息，并自动分配区域存储巷道数量，产生入库单据及任务，WCS系统下达电控搬运指令；

a5)电气控制系统驱动设备运行，输送机、升降机、穿梭机器人将承载产品的实托盘搬运至货架的目标位置巷道存储，空托盘移动到指定码垛区域开始下一批码垛；

a6)WMS系统即时生成产品实托盘的最终存储信息，完成入库单据，形成库存数据，系统结束任务；

所述出库方法包括如下步骤：

b1)WMS系统根据出库取货指令产生出库任务，WCS系统启动并分配任务，下达出库信息，并下达搬运指令；

b2)WMS系统根据出库信息生成拆垛信息，并下达给WCS系统拆垛数量、出库尾数需要拆零返库的，下达拆零散盘返库指令，将拆零散盘输送到散盘暂存区存放；

b3)WCS系统向电气控制系统下达出库及拆垛指令，电气控制系统驱动设备运行，传送运输设备将承载产品的实托盘搬运至拆垛站台；

b4)电气控制系统下达拆/码垛机器人拆垛指令，驱动拆/码垛机器人拆垛；

b5)拆/码垛机器人拆垛，成品件箱经伸缩装车输送机送至发货车厢内，WMS系统即时更新库存信息，此项单据结束，发货完毕。

2.根据权利要求1所述的无人化智能密集仓储管理方法，其特征在于，步骤b2)中，散盘暂存区用于下一出库单据如有相同品类时优先出散盘暂存区的拆零散盘出库，一天工作全部结束时，下达拆零散盘返库指令，所有拆零散盘返库。

3.根据权利要求1所述的无人化智能密集仓储管理方法，其特征在于，所述产品识别码包括成品品牌码或件箱唯一码。

4.根据权利要求1所述的无人化智能密集仓储管理方法，其特征在于，码垛信息包括产品规格、种类、码垛形式、码垛数量和码垛层高。

5.根据权利要求1所述的无人化智能密集仓储管理方法，其特征在于，入库信息和出库信息分别包括产品规格、种类、码垛数量、存储区域和轨道位置编号。

6.根据权利要求1所述的无人化智能密集仓储管理方法，其特征在于，步骤b1)中的取货指令可以为接收商业配送订单或抽检任务。

7.一种应用于权利要求1所述的无人化智能密集仓储管理方法的仓储系统，其特征在于，该系统包括仓库管理系统(WMS系统)、仓库控制系统(WCS系统)、拆/码垛机器人、轨道式货架、穿梭机器人轨道、穿梭机器人、无线数据传输通讯安卓系统和电气控制系统，所述仓库管理系统与仓库控制系统数据连接，电气控制系统分别通过无线数据传输通讯安卓系统与仓库控制系统数据信号连接，所述轨道式货架为多层，货架端部设置有连通各货架层的货运电梯，穿梭机器人车轨道铺设在货架之间及与货运电梯中，所述电气控制系统分别驱动拆/码垛机器人和穿梭机器人动作，穿梭机器人在穿梭机器人轨道上运行。

8.根据权利要求7所述的无人化智能密集仓储系统，其特征在于，仓储系统的仓库内覆盖有无线网络，仓库控制系统与电气控制系统通过无线网路信号连接。