CN109242138A - 基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统，并公开相应的实现装置和实现方法。该系统包括栈式队列、区域资源管理模块，基于单向、双向栈式货物存放、转运管理；任务管理模块，用于多任务的生成、分派、调度、释放管理；人机交互管理模块，实现任务下发和多种类型状态显示；工作场景可视化模块，基于无线通讯的现场工作场景、货物状态可视化，以及智能叉车运行轨迹和姿态可视化；以及多任务分派、调度模块，实现不同区域任务的分配、多智能叉车调度。本发明系统利于实现货物转运仓储的无人化、可视化、数据化和自动化，具有操作方便、定位准确、稳定可靠、效率高等优点。

Description

基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统

技术领域

本发明涉及一种基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统。

背景技术

中国经济的快速发展带动了电子商务的快速发展，网上支付的大力推广和普及改变了消费市场的消费方式和习惯，上网购物成为了一种方便、可靠的购物方式，由此带来的是中国仓储物流的快速发展。国内大型的物流公司在全国范围内布局物流仓库，其中的TC转运中心是将供应商货物送到距离自己最近的TC收货仓库后，由TC转运中心把货物运送到其他仓库，属于电商入仓物流的重要部分。随着国家层面智能制造战略的提出，我国仓储正向高度信息化的智能仓储发展。但是，目前国内物流公司的转运中心依然采用人力作业方式，以完成货物的分拣、转运，此种作业方式普遍存在自动化、智能化程度不高、运行效率低等问题。人力资源市场招工难、人力成本不断增加的现状给物流公司带来了越来越多的压力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法，以实现仓储转运的无人化、可视化、数据化和自动化过程。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法，包括：

基于栈式队列对货物进行存放管理的步骤；

基于人机交互实现货物信息录入、下发货物转运任务和栈式队列状态显示的步骤；

对所述货物转运任务的创建、分派、调度、释放管理以及并行多任务管理，并对所有货物转运任务信息进行记录和统计的步骤；

在同一工作场景中，进行多智能叉车、多任务货物转运，以完成不同区域任务的分配、多智能叉车调度的步骤；以及

所述工作场景、货物状态可视化和所述智能叉车运行轨迹和姿态可视化的步骤。

优选地，在基于栈式队列对货物进行存放管理的步骤中，

货物的栈式队列存放方式包括单向栈货物存放方式和双向栈货物存放方式。

优选地，在基于人机交互下发货物转运任务的步骤中，还包括：

设计多种人机交互终端设备，分别用于实现向不同种类货物下发货物转运任务的步骤。

优选地，进行货物转运任务的创建、分派、调度以及释放管理的步骤，具体为：

通过人机交互完成任务提交并自动创建生成任务的步骤；

根据智能叉车分派优先级策略为所述任务分派具体转运智能叉车的步骤；

调度已分派的智能叉车执行具体拉货任务的步骤；以及

智能叉车将货物拉到目的地后释放任务的步骤。

优选地，在同一工作场景中，进行多智能叉车、多任务货物转运，以完成不同区域任务的分配、多智能叉车调度的步骤，具体为：

根据任务的不同特征选择不同的分派策略确定任务的优先级顺序的步骤；

已分派的任务根据不同的调度算法调度合适的智能叉车执行已分派的任务的步骤。

优选地，还包括实地环境的地图构建、管理以及智能叉车的运行路径规划的步骤。

此外，本发明还提出了一种与所述基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法相对应的基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统，其采用如下技术方案：

基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统，包括：

栈式队列、区域资源管理模块，被配置为用于对货物基于栈式队列进行存放管理；

人机交互管理模块，被配置为对货物信息录入、下发货物转运任务和栈式队列状态显示；

任务管理模块，被配置为用于对所述货物转运任务的创建、分派、调度、释放管理以及并行多任务管理，并对所有货物转运任务信息进行记录和统计；

多任务分派、调度模块，被配置为在同一工作场景中，进行多智能叉车、多任务货物转运，以完成不同区域任务的分配、多智能叉车调度的步骤；以及

工作场景可视化模块，被配置为用于实现所述工作场景、货物状态的可视化以及所述智能叉车运行轨迹和姿态的可视化。

优选地，所述任务管理模块包括：

任务创建模块，被配置为用于在人机交互完成任务提交后自动创建任务；

任务分派模块，被配置为根据智能叉车分派优先级策略为任务分派具体转运智能叉车；

任务调度模块，被配置为用于调度已分派的智能叉车执行具体拉货任务；

任务释放模块，被配置为在智能叉车将货物拉到目的地后释放任务。

优选地，所述多任务分派、调度模块还包括：

转运任务的优先级分派模块，被配置为用于根据任务的不同特征选择不同的分派策略确定任务的优先级顺序；以及

智能叉车的任务调度模块，被配置为用于对所述转运任务的优先级分派模块已分派的任务，根据不同的调度算法调度合适的智能叉车执行已分派的任务。

优选地，所述同城货物自动转运系统还包括地图管理与路径规划模块，

该模块被配置为用于实现实地环境的地图构建、管理以及智能叉车的运行路径规划。

本发明具有如下优点：

1.本发明实现了仓储全流程无人化自动转运，让无人仓成为现实；

2.工作场景的可视化，方便仓库运维和管理人员直观的监控管理；对多智能叉车工作的路线、实时工作状态监控管理，能够快速、直接的定位问题以及问题区域，快速解决问题；

3.同时考虑到多个智能叉车共同作业时的任务信息管理和统计，帮助仓管完成任务统计相关工作，包括工作效率、工作任务量统计，以及历史数据统计和存储功能；

4.采用智能叉车，具有定位精度高、运行速度高等优点，取货和放货的位置准确，偏差小，能够最大限度的利用仓库的空间，使得全流程、全自动化、多级转运成为现实；

5.提出了大仓库、多分区、多级缓存、多车共同作业的任务分配和调度算法，解决和提高多车、多区域、多任务共同工作时引起的避障、效率低下问题。

附图说明

图1为本发明实施例中基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统(装置)的结构框图；

图2为本发明实施例中栈式队列的结构示意图；

图3为本发明实施例中基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统的分层结构图；

图4为本发明实施例中基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法的流程框图；

图5为本发明实施例中多任务管理和多任务分配、调度流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例1

本发明实施例1述及了一种基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法。

如图4所示，该同城货物自动转运方法，包括如下步骤：

s1.基于栈式队列对货物进行存放管理。

此种存放方式，适用于具有转运性质或转运需求的仓储场景。

其中，货物的栈式队列存放方式包括单向栈货物存放方式和双向栈货物存放方式。

单向栈货物存放方式为先进后出原则，双向栈货物存放方式为先进先出原则。

栈是货物分类存放和管理的基本单元。

每个栈根据实际的空间大小确定存放货物的托盘数，基本个数约定为10个。

选用单向栈货物存放方式或双向栈货物存放方式的原则为：

根据实际的转运流程中不同环节的功能要求确定，对于收货等区域可选用单向栈，对于转运的中间缓存区域可选择双向栈队列，入货和出货可以同时进行。

上述原则的优点在于方便实现和管理，提高各环节特别是中间缓存环节的工作效率。

对于大仓储转运功能场景，可以根据流程中不同功能进行功能大区划分，同一功能区域中进行空间上的分区划分，区域的划分有利于各功能职责划分和管理。

s2.基于人机交互实现货物信息录入、下发货物转运任务和栈式队列状态显示。

在该步骤中设计有多种人机交互终端设备，以满足不同种类的货物采用不同的转运方式。

例如，常见的货物信息录入设备包括PDA扫码设备和PAD设备。其中：

PDA扫码设备，适用于货物信息输入系统，任务提交，用于发货单位小、批量小、批次多，一列多目的地的货物转运情况。

PAD设备用于显示配置、管理以及无扫码要求，一列货物同一目的地的相对单一情况。PAD设备适用于整列的栈列货物转运任务的提交和管理。

不同终端设备的管理和任务下发功能，满足了用户不同货物转运场景的应用需求。

此外，对于每列栈均配有LED显示屏，根据自动转运系统调度智能叉车完成转运流程，同时动态实时刷新、管理显示每列栈的工作状态。

s3.对货物转运任务的创建、分派、调度、释放管理以及并行多任务管理，如图5所示，并对所有货物转运任务信息进行记录和统计。

其中，进行货物转运任务的创建、分派、调度以及释放管理的步骤，具体为：

s3.1.通过人机交互完成任务提交并自动创建生成任务；

s3.2.根据智能叉车分派优先级策略为所述任务分派具体转运智能叉车；

s3.3.调度已分派的智能叉车执行具体拉货任务；以及

s3.4.智能叉车将货物拉到目的地后释放任务。

由于每托盘货物的转运均采用任务的形式进行管理，每个任务具有任务的生成、任务的分派、任务的调度、任务的释放等过程。大型仓储转运场景环节多、流程复杂，基于任务转运管理过程清晰、明确，方便维护、系统具有很好的鲁棒性。

s4.在同一工作场景中，进行多智能叉车、多任务货物转运，以完成不同区域任务的分配、多智能叉车调度，如图5所示。

对于大型仓储环境，具有多区域、多栈式队列到多区域、多栈式队列分派、调度多车完成货物转运的需求，这种多任务和多车的工作场景需要采用分派和调度算法。

该步骤具体可分成以下两个过程：

s4.1.根据任务的不同特征选择不同的分派策略确定任务的优先级顺序；

在该步骤中确定任务的优先级顺序的策略有：任务生成时间先后优先级；任务计划完成时间优先级；紧急事件触发高优先级任务；人工干预调整任务优先级等。

s4.2.已分派的任务根据不同的调度算法调度合适的智能叉车执行已分派的任务。

在该步骤中，根据任务的优先级策略，选择转运任务，调度智能叉车执行任务，调度遵循如下原则：路径最近优先调度原则；智能叉车承担工作量调度原则；根据剩余电量多少调度原则；抢占式调度原则，任务分配后，叉车当前工作状态自主抢占应答。

多种不同的分派和调度策略解决了实际现场的不同转运需求，提高了转运效率。

s5.工作场景、货物状态可视化和所述智能叉车运行轨迹和姿态可视化，将上述的实时可视化信息推送到终端TV显示器和PAD上的监控APP软件上，TV显示器用于监控室监控显示用；PAD可用于现场工作人员随身携带使用。

在该步骤中，通过无线通讯模块实现与人机交互终端设备的通讯连接和信息推送。

其中，在实际工作场景的可视化部分，全区域内栈式队列位置信息、货物数量信息的可视化，队列内每拖盘货物的当前状态可视化。每盘货物的动态的转运过程的可视化。

管理人员可以直观监控现场的每个位置的货物转运状态。

此外，该步骤还包括智能叉车实时运行状态、故障状态等信息的显示和监控。通过对智能叉车运行状态、故障状态等信息进行监控，能够保证货物转运的高效性。

本发明中可视化监控采用的终端设备为大屏TV显示器，用于监控室的现场工作情况监控，同时支持PAD设备可视化，无线通讯方式具有很好的移动性，方便现场工作人员使用。可视化的显示界面分辨率高、监控界面美观，功能丰富，便于工作现场的监控。

当然，本发明中的基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法，还包括实地环境的地图构建、管理以及智能叉车的运行路径规划的步骤，以便实时为多个智能叉车规划路径。

实施例2

本实施例2述及了一种基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统(或装置)，该基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统对应于上述实施例1中的同城货物自动转运方法。

如图1所示，基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统，包括栈式队列、区域资源管理模块，人机交互管理模块，任务管理模块，多任务分派、调度模块和工作场景可视化模块。

栈式队列、区域资源管理模块，被配置为用于对货物基于栈式队列进行存放管理。

整个现场规划有成百上千的栈式队列，对所有的栈式队列的信息数据映射到该栈式队列、区域资源管理模块，并根据流程功能区域进行分区划分管理。

如图2所示，本发明实施例中一列容纳5个托盘的货物。一列两侧设计有位置偏差缓冲带，用于解决人工放置货物时出现的偏差，和货物超板问题。

栈式队列根据流程环节需求，确定单、双向栈属性。单向栈货物的放货和取货在同一方向，先进后出；双向栈货物的放货和取货在栈的两个方向，先进先出。

人机交互管理模块，被配置为对货物信息录入、下发货物转运任务和栈式队列状态显示。

本发明实施例中的人机交互终端设备有PAD设备、PDA设备以及LED显示屏等，上述终端设备在实施例1中均有述及，此处不再赘述。

任务管理模块，被配置为用于对所述货物转运任务的创建、分派、调度、释放管理以及并行多任务管理，并对所有货物转运任务信息进行记录和统计。

其中，任务管理模块进一步包括：

任务创建模块，被配置为用于在人机交互完成任务提交后自动创建任务；

任务分派模块，被配置为根据智能叉车分派优先级策略为任务分派具体转运智能叉车；

任务调度模块，被配置为用于调度已分派的智能叉车执行具体拉货任务；

任务释放模块，被配置为在智能叉车将货物拉到目的地后释放任务。

模块基于事件驱动的方式进行状态的切换，任务的整个切换过程自动维护。

多任务分派、调度模块，被配置为在同一工作场景中，进行多智能叉车、多任务货物转运，以完成不同区域任务的分配、多智能叉车调度的步骤。

其中，多任务分派、调度模块还包括：

转运任务的优先级分派模块，被配置为用于根据任务的不同特征选择不同的分派策略确定任务的优先级顺序；以及

智能叉车的任务调度模块，被配置为用于对所述转运任务的优先级分派模块已分派的任务，根据不同的调度算法调度合适的智能叉车执行已分派的任务。

工作场景可视化模块，被配置为基于无线通信方式实现所述工作场景、货物状态的可视化以及所述智能叉车运行轨迹和姿态的可视化。

当然，同城货物自动转运系统还包括地图管理与路径规划模块，

该模块被配置为用于实现实地环境的地图构建、管理以及智能叉车的运行路径规划。

图3示出了本发明实施例中基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统的分层结构，由图3可以看出，整个系统分为：底层硬件执行层、功能层和任务管理层3部分。

底层硬件执行层包括智能叉车、栈式队列等，主要是实际的执行设备。

功能层包括人机交互管理、工作场景可视化管等

该功能层主要是软件功能层，用于具体控制硬件设备的执行。

任务管理层包括任务管理和多任务分派、调度管理，该部分为系统的核心管理部分，负责任务的管理维护，以及依据分派和调度策略分派任务和调度车辆的执行。

本发明实施例中的基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统，自动化程度高、可视化界面美观、数据化信息丰富、转运效率高，适用于全无人化大型仓储转运。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (10)

1.基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法，其特征在于，包括：

基于栈式队列对货物进行存放管理的步骤；

基于人机交互实现货物信息录入、下发货物转运任务和栈式队列状态显示的步骤；

对所述货物转运任务的创建、分派、调度、释放管理以及并行多任务管理，并对所有货物转运任务信息进行记录和统计的步骤；

在同一工作场景中，进行多智能叉车、多任务货物转运，以完成不同区域任务的分配、多智能叉车调度的步骤；以及

所述工作场景、货物状态可视化和所述智能叉车运行轨迹和姿态可视化的步骤。

2.根据权利要求1所述的基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法，其特征在于，

在基于栈式队列对货物进行存放管理的步骤中，

货物的栈式队列存放方式包括单向栈货物存放方式和双向栈货物存放方式。

3.根据权利要求1所述的基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法，其特征在于，

在基于人机交互下发货物转运任务的步骤中，还包括：

设计多种人机交互终端设备，分别用于实现向不同种类货物下发货物转运任务的步骤。

4.根据权利要求1所述的基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法，其特征在于，

进行货物转运任务的创建、分派、调度以及释放管理的步骤，具体为：

通过人机交互完成任务提交并自动创建生成任务的步骤；

根据智能叉车分派优先级策略为所述任务分派具体转运智能叉车的步骤；

调度已分派的智能叉车执行具体拉货任务的步骤；以及

智能叉车将货物拉到目的地后释放任务的步骤。

5.根据权利要求1所述的基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法，其特征在于，

在同一工作场景中，进行多智能叉车、多任务货物转运，以完成不同区域任务的分配、多智能叉车调度的步骤，具体为：

根据任务的不同特征选择不同的分派策略确定任务的优先级顺序的步骤；

已分派的任务根据不同的调度算法调度合适的智能叉车执行已分派的任务的步骤。

6.根据权利要求1所述的基于栈式任务管理的同城货物自动转运方法，其特征在于，

还包括实地环境的地图构建、管理以及智能叉车的运行路径规划的步骤。

7.基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统，其特征在于，包括：

栈式队列、区域资源管理模块，被配置为用于对货物基于栈式队列进行存放管理；

人机交互管理模块，被配置为对货物信息录入、下发货物转运任务和栈式队列状态显示；

任务管理模块，被配置为用于对所述货物转运任务的创建、分派、调度、释放管理以及并行多任务管理，并对所有货物转运任务信息进行记录和统计；

多任务分派、调度模块，被配置为在同一工作场景中，进行多智能叉车、多任务货物转运，以完成不同区域任务的分配、多智能叉车调度的步骤；以及

工作场景可视化模块，被配置为用于实现所述工作场景、货物状态的可视化以及所述智能叉车运行轨迹和姿态的可视化。

8.根据权利要求7所述的基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统，其特征在于，

所述任务管理模块包括：

任务创建模块，被配置为用于在人机交互完成任务提交后自动创建任务；

任务分派模块，被配置为根据智能叉车分派优先级策略为任务分派具体转运智能叉车；

任务调度模块，被配置为用于调度已分派的智能叉车执行具体拉货任务；

任务释放模块，被配置为在智能叉车将货物拉到目的地后释放任务。

9.根据权利要求7所述的基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统，其特征在于，

所述多任务分派、调度模块还包括：

转运任务的优先级分派模块，被配置为用于根据任务的不同特征选择不同的分派策略确定任务的优先级顺序；以及

智能叉车的任务调度模块，被配置为用于对所述转运任务的优先级分派模块已分派的任务，根据不同的调度算法调度合适的智能叉车执行已分派的任务。

10.根据权利要求7所述的基于栈式任务管理的同城货物自动转运系统，其特征在于，

所述同城货物自动转运系统还包括地图管理与路径规划模块，

该模块被配置为用于实现实地环境的地图构建、管理以及智能叉车的运行路径规划。