CN109625745A - 一种货物仓储系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种货物仓储系统及方法，系统包括：包括：转运平台和发货平台；转运平台，包括：通道和单元仓位；单元仓位包括：探测柱；探测柱用于探测单元仓位的占用情况，并生成探测结果；其中，探测柱位于单元仓位的角上；探测柱上具有上下分布的第一探测器和第二探测器，具体为：探测柱上具有上下分布的水平方向发射信号的第一探测器和垂直方向发射信号的第二探测器；转运平台还包括：第一计算模块、第一叉车模块；第一计算模块，用于根据探测结果计算出最佳装仓解；第一叉车模块，用于按照最佳装仓解，将货物放入单元仓位。通过本发明的系统及方法能够提高货物转运的履行率和准确率；将货物更快地放入转运平台。

Description

一种货物仓储系统及方法

技术领域

本发明涉及仓储领域，特别是涉及一种货物仓储系统及方法。

背景技术

1、现有技术：

现有的大型货物仓储系统只对仓储中的货物进行智能化管理，而从仓储到发货平台的转运及分堆过程完全依靠人力和部分转运机械进行，货物临时转运分堆没有实现信息化，由配货员进行记录管理，货物装车全凭工人的现场经验判断实施装载。

2、现有技术存在的缺点：

1)从仓储提货至转运平台没有进行路线规划，在发货高峰时段，很容易出现空载叉车和载重叉车在一些通道交汇，不得不进行避退和绕道处理，降低转运时效。

2)转运平台未建立智能识别感知设备，全凭人力统计和分析，转运平台空间利用率低下；区位划分不够灵活；货物堆放不科学，不利于快速转运。

3)从出仓提货—>转运平台—>运输货车全流程无状态展示，工作人员不能及时跟踪货物转运进程，转运工人无法快捷有效地获取工作信息，降低了货物转运的准确率、履行率和时效性。

4)货物装车顺序及摆放位置没有进行优化设计，导致货车空间利用率不充分，摆放顺序和摆放方式错误而返工。

申请内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种货物仓储系统及方法，能够提高货物转运的履行率和准确率；将货物更快地放入转运平台。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种货物仓储系统，包括：转运平台和发货平台；

转运平台，包括：通道和单元仓位；

单元仓位包括：探测柱；探测柱用于探测单元仓位的占用情况，并生成探测结果；其中，探测柱位于单元仓位的角上；

探测柱上具有上下分布的第一探测器和第二探测器，具体为：探测柱上具有上下分布的水平方向发射信号的第一探测器和垂直方向发射信号的第二探测器；

转运平台还包括：第一计算模块、第一叉车模块；

第一计算模块，用于根据探测结果计算出最佳装仓解；

第一叉车模块，用于按照最佳装仓解，将货物放入单元仓位。

可选地，探测柱上具有上下分布的水平方向发射信号的第一探测器和垂直方向发射信号的第二探测器，具体为：

水平方向发射信号的第一探测器位于垂直方向发射信号的第二探测器的上方；

可选地，第一探测器和第二探测器发射的信号的波段是不同的；

第一探测器和第二探测器具体为：红外线探测器和/或激光探测器。

可选地，单元仓位具体为矩形单元仓位；

探测柱位于单元仓位的角上，具体包括：探测柱分别位于单元仓位的任意两个对角上。

可选地，通道包括：主干通道和辅通道；主干通道为双向通道；辅通道为单向通道。

可选地，转运平台还包括：WIFI模块和第二叉车模块；

第二叉车模块包括：定位单元和语音播报单元；

WiFi模块，用于发射WiFi信号给定位单元；

定位单元，用于对第二叉车模块进行定位，并生成定位结果；

语音播报单元，用于对第二叉车模块进行语音播报；

转运平台还包括：第二计算模块；

第二计算模块，用于根据定位结果计算出最佳路径；

第二叉车模块，用于按照最佳路径将货物送给发货平台。

可选地，发货平台包括：第三计算模块、第三叉车模块；

第三计算模块，用于基于装箱规则，计算出最佳装箱解；

第三叉车模块，用于按照最佳装箱解，将货物分次序分位置装入车厢；

所述装箱规则包括：定序规则和定位规则；

定序规则包括以下规则之一：

按照货物最短边边长递减的顺序进行定序:

按照货物最长边边长递减的顺序进行定序；

按照货物体积递减的顺序进行定序；

按照货物最小面积递减的顺序进行定序；

按照货物可行域递减的顺序进行定序；

定位规则包括以下规则之一：

占角策略,即将货物摆放在布局容器的某一角；

顺放策略,即从布局容器的某一角开始将货物沿着容器某一边摆放；

在底盘装载中,将货物先沿着边放置,最后摆放到底盘中心；

在三维规则装箱中,从布局容器的某一面墙开始,一层一层地布局；在某一面墙上，再确定一条边,最后归结为一个角；

在三维规则装箱中,先按“右、前、上”的顺序找寻剩余空间,然后按照“左、后、下”的顺序摆放。

可选地，发货平台还包括：显示模块；

显示模块，用于显示分次序分位置的动画模拟以及注意事项；

显示分次序分位置的动画模拟，具体包括：显示装箱步骤和装箱摆放位置的动画模拟。

为了达到本发明目的，本发明还提供了一种货物仓储方法，所述方法应用于所述的系统，包括：先将货物由转运平台搬运至发货平台，再将货物从发货平台搬运至车厢。

可选地，在所述先将货物由转运平台将货物搬运至发货平台，再将货物从发货平台搬运至车厢之前，还包括：

在对货物检验合格后，先将货物由生产车间搬运至产品仓库，再将货物从产品仓库搬运至转运平台。

本发明的优点在于，通过本发明所述的货物仓储系统及方法，能够提高货物转运的履行率和准确率；将货物更快地放入转运平台。

附图说明

图1是本发明实施例提供的货物仓储系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的货物仓储的转运流程图；

图3是本发明实施例提供的货物仓储的结构流程图；

图4是本发明实施例提供的转运平台示意图；

图5是本发明实施例提供的探测器水平方向和垂直方向发射信号示意图；

图6是本发明实施例提供的探测器发射信号和接收信号示意图；

图7是本发明实施例提供的转运平台选择转运路径示意图；

图8是本发明实施例提供的发货平台示意图；

图9是本发明实施例提供的发货平台的显示效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供一种货物仓储系统；包括：转运平台和发货平台；

转运平台，包括：通道和单元仓位；

单元仓位包括：探测柱；其中，探测柱位于单元仓位的角上；

探测柱上具有上下分布的第一探测器和第二探测器，具体为：探测柱上具有上下分布的水平方向发射信号的第一探测器和垂直方向发射信号的第二探测器；

水平方向发射信号的第一探测器位于垂直方向发射信号的第二探测器的上方；两个探测器在垂直方向上的距离可以是探测柱的整体长度的一部分如一半等；

水平方向发射信号的第一探测器发射的信号的角度范围可以是90度(如矩形的一角作为圆心的扇形范围)，当然也可是89-91度之间的任意度数；垂直方向发射信号的角度范围的第二探测器可以是90-180度之间的任意度数(如探测柱上一点作为圆心的扇形范围)；选择合适的角度发射信号以节省不必要的发射信号的浪费，如图5所示。

探测柱，用于探测单元仓位的占用情况，并生成探测结果；

转运平台还包括：第一计算模块、第一叉车模块；

第一计算模块，用于根据探测结果计算出最佳装仓解；

第一计算模块分别收集每个探测柱的第一第二探测器的发射信号和接收信号，计算该探测柱所归属的单元仓位的占用情况；

如对于每个单元仓位，其探测柱上的第一第二探测器的红外/激光接收模块接收到反射的红外线/激光时，可由系统(如第一计算模块)自动计算单元仓位上已存在的货物占用单元仓位的面积，配合垂直方向的红外/激光探测器获得的数据，系统(如第一计算模块)可自动计算出单元仓位上占用的体积。

再如第一计算模块根据探测结果进行计算得出：单元仓位是空的，满的，被部分占用等，也可以是其他占用的情况。

第一叉车模块，用于按照最佳装仓解，将货物放入单元仓位；

最佳装仓解可以：如单元仓位A是空的，则优先级最高考虑将货物放入；单元仓位C是部分被占用，则优先级中等考虑将货物放入；单元仓位B是满的，则优先级最低考虑将货物放入等。

可选地，转运平台被横向与纵向的通道切割成多个单元仓位；

可选地，通道可分为主干通道和辅通道；通道包括：主干通道和辅通道；主干通道为双向通道，辅通道为单向通道，主干通道可以容纳双向通过叉车，辅通道可以容纳单向通过叉车，这样可以提升单元仓位的面积且保障叉车通行；

可选地，每个第一叉车模块对应一个叉车，如可以是将第一叉车模块安装在叉车上，叉车的数量可以是多个；

可选地，第一探测器和第二探测器在探测柱上的位置可以互换。

可选地，第一探测器和第二探测器发射的信号的波段是不同的；避免因相同波段带来的干扰。

可选地，第一探测器和第二探测器具体为：红外线探测器和/或激光探测器；当选择采用两种不同的探测器时，也可采用其他两种不同的探测器。

可选地，单位仓位的垂直高度为第一预设高度；如1米、2米等等。

可选地，单元仓位具体为矩形单元仓位；

探测柱位于单元仓位的角上，具体包括：探测柱分别位于单元仓位的任意两个对角上；当然也放在每个角上；放在角上的好处是避免占用单元仓位的位置，也避免在通道上影响通行。

可选地，单元仓位也可以是其他多边形结构，如四角形、六边形等；可选地，探测柱也可以位于单元仓位的一个角或两个角上(即一部分的角上)；

可选地，转运平台还包括：WIFI模块和第二叉车模块；

第二叉车模块包括：定位单元和语音播报单元；

WiFi模块，用于发射WiFi信号给定位单元；

定位单元，用于对第二叉车模块进行定位，并生成定位结果；

语音播报单元，用于对第二叉车模块进行语音播报；

转运平台还包括：第二计算模块；

第二计算模块，用于根据定位结果计算出最佳路径；

第二叉车模块，用于按照最佳路径将货物送给发货平台。

可选地，WiFi模块为多个，以更好地保证信号质量；定位单元，可选地如GPS定位、北斗定位等；

可选地，如将计算好的最佳路径进行语音播报，指引叉车司机将货物更便捷地运转；

可选地，每个第二叉车模块对应一个叉车，如可以是将第二叉车模块安装在叉车上，叉车的数量可以是多个。

可选地，如根据定位单元获取全部叉车的位置信息，基于A*算法计算出实时的最佳路径。

可选地，第一叉车模块可以和第二叉车模块共用全部叉车或部分叉车。

可选地，发货平台包括：第三计算模块、第三叉车模块；

第三计算模块，用于基于装箱规则，计算出最佳装箱解；

第三叉车模块，用于按照最佳装箱解，将货物分次序分位置装入车厢；

可选地，每个第三叉车模块对应一个叉车，如可以是将第三叉车模块安装在叉车上，叉车的数量可以是多个。

可选地，第三叉车模块可以和第一和/或第二叉车模块共用全部叉车或部分叉车。

所述装箱规则包括：定序规则和定位规则；

定序规则包括以下规则之一：

按照货物最短边边长递减的顺序进行定序:

按照货物最长边边长递减的顺序进行定序；

按照货物体积递减的顺序进行定序；

按照货物最小面积递减的顺序进行定序；

按照货物可行域递减的顺序进行定序；

定位规则包括以下规则之一：

占角策略,即将货物摆放在布局容器的某一角；

顺放策略,即从布局容器的某一角开始将货物沿着容器某一边摆放；

在底盘装载中,将货物先沿着边放置,最后摆放到底盘中心；

在三维规则装箱中,从布局容器的某一面墙开始,一层一层地布局；在某一面墙上，再确定一条边,最后归结为一个角；

在三维规则装箱中,先按“右、前、上”的顺序找寻剩余空间,然后按照“左、后、下”的顺序摆放。

可选地，发货平台还包括：显示模块；

显示模块，用于显示分次序分位置的动画模拟以及注意事项；

显示分次序分位置的动画模拟，具体包括：显示装箱步骤和装箱摆放位置的动画模拟。

可选地，注意事项可以是“小心轻放、勿压勿摔”；

可选地，定序规则得到装箱步骤；定位规则得到装箱摆放位置；如最底层(第一层)按顺序放置完后，再放置第二层。

过本发明的上述实施例，能够提高货物转运的履行率和准确率；将货物更快地放入转运平台，将货物更快地由转运平台放入车厢，且有效地提升运转效率。

实施例二

本发明实施例还提供一种货物仓储方法，所述方法应用于实施例一中所述的系统，包括：先将货物由转运平台搬运至发货平台，再将货物从发货平台搬运至车厢。

可选地，在所述先将货物由转运平台将货物搬运至发货平台，再将货物从发货平台搬运至车厢之前，还包括：

在对货物检验合格后，先将货物由生产车间搬运至产品仓库，再将货物从产品仓库搬运至转运平台。

实施例三

本发明实施例还提供一种货物仓储系统，具体：

如图2所示，本发明实施例提供的仓储转运流程图；

产品生产完成检验合格后，由生产车间转至产品仓库待运，近期要出货订单确认后，按照订单将需要发货产品由产品仓库转至转运平台，发货条件具备后，由转运平台将货物搬运至发货平台，再从发货平台将产品装车出货。

如图3所示，本发明实施例提供的货物仓储的结构流程图；分为装柜作业管理系统、信息显示引导系统、转运平台仓位管理系统；

装柜作业管理系统包括：出库订单，转运方式规划，转运路径规划，3D装柜图调用，装柜作业模拟，调用客户注意事项，生成装柜作业指导；

信息显示引导系统包括成品堆放位置指引，成品转运方式指引，成品转运路径指引，成品装柜作业指导显示，装柜结果核查；

转运平台区域划分表，转运货物堆放位置记录，转运平台货物堆放数据，仓储剩余空间核算，仓储空间余量统计，货物堆放位置，货物堆放方式，出/入库记录。

如图4所示，本发明实施例提供的转运平台示意图；

本发明针对转运平台—>发货平台—>装车出货环节进行，转运平台一般为若干5mx5m四方形区域构成；每个四方区域(单元仓位)四角竖直设立四根探测柱，每根探测柱内设两对红外/激光探测发射模块和接收模块，探测该区域内是否堆放货物以及堆放货物的尺寸规格。

如图5所示，本发明实施例提供的探测器水平方向和垂直方向发射信号示意图；

通过水平方向的红外/激光探测发射模块发射红外线/激光，当该区域内有货物时，货物箱体表面反射红外线/激光，红外/激光接收模块接收到反射的红外线/激光时，可由系统自动计算货物箱体占用的面积，配合垂直方向的红外/激光探测器获得的数据，系统可自动计算出堆放货物箱体占用的体积，所有红外/激光发射模块发射的红外线/激光自动区分适配不同的波段，从而规避附近其他红外/激光发射模块发射光线的干扰。

如图6所示，本发明实施例提供的探测器发射信号和接收信号示意图；

通过探测柱可实时获取转运平台的实际货物堆放位置和占用空间，从而为后续的货物转运提供规划依据，新货物分堆先查询现有的运转平台区域划分，找到新货物应该堆放的区域，再读取要堆放区域的空余空间，对新堆放货物分堆方式进行规划，当需要分堆货物体积大于剩余空间时，更新转运平台区域划分表，为该区域划分更多空间，从而满足货物的分堆。空间规划从区域空间感知、区域划分、分堆方式规划到区域空间更新形成智能化管理闭环，提高货物转运的履行率和准确率。

路径规划：

待转运货物空间规划完成后，通过叉车装载，由仓库出口运输至规划的分堆区域，由于转运平台通道比较复杂，且高峰时段通道中有多辆叉车在行进，需要对货物的转运路径进行合理规划，避免运输堵塞，提高转运时效性。通过将整个转运平台建模，形成网格状路径模型，所有叉车作为节点，在基于A*算法规避冲突(堵塞)和最短路线的转运路径中行进，将货物最快送达发货平台。

如图7所示，本发明实施例提供的转运平台选择转运路径示意图；1#、3#、5#为带编号的叉车。

由Wifi覆盖整个转运平台，所有叉车内置定位芯片，通过Wifi可对行进中的叉车进行精确定位，定位精度≤0.2m，规划好的转运线路，由叉车内置的语音播报导航系统，对叉车司机实时指引，实现准确快速的货物转运。

装箱规划：

如图8所示，本发明实施例提供的发货平台示意图；

全部待发货物由转运平台经叉车转运至发货平台后，将由发货平台的叉车按照装箱规划，分次序、分步骤装入货柜车厢内，合理利用车厢容积，考虑个别货物不可倾斜、倒置等制约因素，使用构造启发式算法，通过一个一个地增加解的构造元素来求得一个可行解，一般遵循以下规则进行：

定序规则(确定货物装箱的顺序)

1)按照待装物体最短边边长递减的顺序进行定序:

2)按照待装物体最长边边长递减的顺序进行定序；

3)按照待装物体体积递减的顺序进行定序；

4)按照待装物体最小面积递减的顺序进行定序；

5)按照待装物体可行域递减的顺序进行定序。

定位规则(确定货物装箱的摆放位置)

1)占角策略,即将待装物体摆放在布局容器的某一角:

2)顺放策略,即从布局容器的某一角开始将待装物体沿着容器某一边摆放；

3)在底盘装载中,将待装物体先沿着边放置,最后摆放到底盘中心；

4)在三维规则装箱中,从布局容器的某一面墙开始,一层一层地布局；在某一面墙上,再确定一条边,最后归结为一个角；

5)在三维规则装箱中,先按“右、前、上”的顺序找寻剩余空间,然后按照“左、后、下”的顺序摆放；

最终得到最佳装箱解。

如图9所示，本发明实施例提供的发货平台的显示效果示意图；

形成最佳装箱解后，在发货平台的交互显示屏进行装柜操作的动画模拟，提示装箱叉车司机装箱步骤和装箱摆放位置；

在交互显示屏中，还可以同步显示装箱作业时的注意事项，以避免在装箱过程中对个别特性货物造成二次损坏；还可以显示订单号，方便查阅、避免混淆。

通过本发明的上述实施例，能够提高货物转运的履行率和准确率；将货物更快地放入转运平台，将货物更快地由转运平台放入车厢，且有效地提升运转效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种货物仓储系统，其特征在于，包括：转运平台和发货平台；

转运平台，包括：通道和单元仓位；

单元仓位包括：探测柱；探测柱用于探测单元仓位的占用情况，并生成探测结果；其中，探测柱位于单元仓位的角上；

探测柱上具有上下分布的第一探测器和第二探测器，具体为：探测柱上具有上下分布的水平方向发射信号的第一探测器和垂直方向发射信号的第二探测器；

转运平台还包括：第一计算模块、第一叉车模块；

第一计算模块，用于根据探测结果计算出最佳装仓解；

第一叉车模块，用于按照最佳装仓解，将货物放入单元仓位。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

探测柱上具有上下分布的水平方向发射信号的第一探测器和垂直方向发射信号的第二探测器，具体为：

水平方向发射信号的第一探测器位于垂直方向发射信号的第二探测器的上方。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

第一探测器和第二探测器发射的信号的波段是不同的；

第一探测器和第二探测器具体为：红外线探测器和/或激光探测器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

单元仓位具体为矩形单元仓位；

探测柱位于单元仓位的角上，具体包括：探测柱分别位于单元仓位的任意两个对角上。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

通道包括：主干通道和辅通道；主干通道为双向通道；辅通道为单向通道。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

转运平台还包括：WIFI模块和第二叉车模块；

第二叉车模块包括：定位单元和语音播报单元；

WiFi模块，用于发射WiFi信号给定位单元；

定位单元，用于对第二叉车模块进行定位，并生成定位结果；

语音播报单元，用于对第二叉车模块进行语音播报；

转运平台还包括：第二计算模块；

第二计算模块，用于根据定位结果计算出最佳路径；

第二叉车模块，用于按照最佳路径将货物送给发货平台。

7.如权利要求1或6所述的系统，其特征在于：

发货平台包括：第三计算模块、第三叉车模块；

第三计算模块，用于基于装箱规则，计算出最佳装箱解；

第三叉车模块，用于按照最佳装箱解，将货物分次序分位置装入车厢；

所述装箱规则包括：定序规则和定位规则；

定序规则包括以下规则之一：

按照货物最短边边长递减的顺序进行定序:

按照货物最长边边长递减的顺序进行定序；

按照货物体积递减的顺序进行定序；

按照货物最小面积递减的顺序进行定序；

按照货物可行域递减的顺序进行定序；

定位规则包括以下规则之一：

占角策略,即将货物摆放在布局容器的某一角；

顺放策略,即从布局容器的某一角开始将货物沿着容器某一边摆放；

在底盘装载中,将货物先沿着边放置,最后摆放到底盘中心；

在三维规则装箱中,从布局容器的某一面墙开始,一层一层地布局；在某一面墙上，再确定一条边,最后归结为一个角；

在三维规则装箱中,先按“右、前、上”的顺序找寻剩余空间,然后按照“左、后、下”的顺序摆放。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

发货平台还包括：显示模块；

显示模块，用于显示分次序分位置的动画模拟以及注意事项；

显示分次序分位置的动画模拟，具体包括：显示装箱步骤和装箱摆放位置的动画模拟。

9.一种货物仓储方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-8任一项所述的系统，包括：先将货物由转运平台搬运至发货平台，再将货物从发货平台搬运至车厢。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：

在所述先将货物由转运平台将货物搬运至发货平台，再将货物从发货平台搬运至车厢之前，还包括：

在对货物检验合格后，先将货物由生产车间搬运至产品仓库，再将货物从产品仓库搬运至转运平台。