CN110619493A - Agv布局方法和系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

Agv布局方法和系统、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种AGV布局方法和系统、电子设备及存储介质。所述方法包括：在储位集合中选取种子点；将储位集合中的储位点划分为储位组，储位组所包括的储位点到对应的种子点的成本最低，成本根据储位点的出库频率和储位点与种子点之间的距离确定；分别确定每一储位组的中心点；判断每一储位组的中心点与对应的种子点是否位置相同，并在位置相同时将每一储位组的中心点作为g个AGV的泊车点，设置所述AGV为负责从对应的储位组所包括的储位点搬运物品。本发明使得AGV的分布密集度和储位点的出库频率正相关，进而减少AGV的搬运时间，提升AGV的搬运效率，从而提升仓库的出库效率。

Description

AGV布局方法和系统、电子设备及存储介质
技术领域
本发明属于仓储物流领域，尤其涉及一种AGV(自动引导运输车)布局方法和系统、电子设备及存储介质。
背景技术
在现代化的智能仓储物流系统中，为了提高搬运效率，逐渐使用AGV代替人工来搬运物品。随着AGV的推广，甚至出现了无人仓等新型仓储。
在无人仓中，如图1所示，每一个填充的方格代表一个储物货架，储物货架整齐排列于仓储空间内，在仓储空间内放置多个AGV(图中未示出)，每一AGV负责从一些指定的储物货架上搬运物品至拣货工作站。在确定AGV的放置位置时，通常是按照储物货架的排列位置，将仓储空间固定分为若干区域A、B、C，每个区域分配相同数量的AGV来负责搬运物品。
无人仓出库效率是衡量无人仓生产性能的重要指标。由于每个储物货架上的物品的出库频率会有所不同，例如，区域A内的储物货架上的物品的出库频率较高，区域B内的储物货架上的物品的出库频率中等，区域C内的储物货架上的物品的出库频率较低。上述确定AGV放置位置的方式可能会导致出库频率较低的区域C内的AGV相对空闲，而出库频率较高的区域A内的AGV相对繁忙，使得AGV布局不合理，仓库整体上的出库效率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中AGV布局不合理而导致仓库出库效率不高的缺陷，提供一种AGV布局方法和系统、电子设备及存储介质。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种AGV布局方法，包括：
在储位集合中选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点，g为正整数；
将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组，并分别为每一种子点分配一个储位组，所述储位组所包括的储位点到对应的种子点的成本最低，所述成本根据所述储位点的出库频率和所述储位点与所述种子点之间的距离确定；
分别确定每一储位组的中心点；
判断每一储位组的中心点与对应的种子点是否位置相同，，并在位置相同时将每一储位组的中心点作为g个AGV的泊车点，设置所述AGV为负责从对应的储位组所包括的储位点搬运物品。
较佳地，所述AGV布局方法还包括：
在位置不相同时，将每一储位组的中心点作为新的种子点，然后执行将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组并分别为每一种子点分配一个储位组的步骤。
较佳地，将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组并分别为每一种子点分配一个储位组的步骤包括：
计算所述储位集合中每一储位点到每一种子点的成本；
比较所述储位点到每一种子点的成本，将所述储位点划分至成本最低的种子点对应的储位组。
较佳地，分别确定每一储位组的中心点的步骤中，通过以下步骤确定所述储位组的中心点：
计算所述储位组中各储位点到对应的种子点的成本的平均值；
查找距离所述平均值最近的储位点作为所述中心点。
较佳地，所述储位点到所述种子点的成本＝所述储位点的出库频率+所述种子点的出库频率+k*所述储位点与所述种子点之间的距离，k为平衡参数。
较佳地，在储位集合中选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点的步骤中，g个可泊车的储位点是在储位集合中随机选取的。
一种AGV布局系统，包括：
选取单元，用于在储位集合中选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点，g为正整数；
分组单元，用于将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组，并分别为每一种子点分配一个储位组，所述储位组所包括的储位点到对应的种子点的成本最低，所述成本通过所述储位点的出库频率和所述储位点与所述种子点之间的距离确定；
定点单元，用于分别确定每一储位组的中心点；
判断单元，用于判断每一储位组的中心点与对应的种子点是否位置相同，并在位置相同时将每一储位组的中心点作为g个AGV的泊车点，设置所述AGV为负责从对应的储位组所包括的储位点搬运物品。
较佳地，所述判断单元还用于在位置不相同时将每一储位组的中心点作为新的种子点，然后调用所述分组单元。
较佳地，所述分组单元用于计算所述储位集合中每一储位点到每一种子点的成本，比较所述储位点到每一种子点的成本，将所述储位点划分至成本最低的种子点对应的储位组。
较佳地，所述定点单元用于计算所述储位组中各储位点到对应的种子点的成本的平均值，查找距离所述平均值最近的储位点作为所述中心点。
较佳地，所述储位点到所述种子点的成本＝所述储位点的出库频率+所述种子点的出库频率+k*所述储位点与所述种子点之间的距离，k为平衡参数。
较佳地，所述选取单元中g个可泊车的储位点是在储位集合中随机选取的。
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述各优选条件任意组合的一种AGV布局方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述各优选条件任意组合的一种AGV布局方法的步骤。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明根据AGV从各储位点搬运物品的成本对各储位点进行分组，以及确定各AGV的泊车位置，使得AGV的分布密集度和储位点的出库频率正相关，即出库频率大的区域，AGV分布密集，出库频率小的区域，AGV分布稀疏，进而减少AGV的搬运时间，提升AGV的搬运效率，从而提升仓库的出库效率。
附图说明
图1为背景技术中无人仓的布局图；
图2为本发明实施例1的一种AGV布局方法的流程图；
图3为本发明实施例2的一种AGV布局方法的流程图；
图4为本发明实施例3的一种AGV布局方法的流程图；
图5为本发明实施例4的一种AGV布局系统的示意框图；
图6为本发明实施例5的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供了一种AGV布局方法。如图2所示，所述AGV布局方法包括：
步骤11、在储位集合中选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点，g为正整数。
步骤12、将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组，并分别为每一种子点分配一个储位组。所述储位组所包括的储位点到对应的种子点的成本最低，所述成本根据所述储位点的出库频率和所述储位点与所述种子点之间的距离确定。
步骤13、分别确定每一储位组的中心点。
步骤14、判断每一储位组的中心点与对应的种子点是否位置相同并在位置相同时执行步骤15。
步骤15、将每一储位组的中心点作为g个AGV的泊车点，设置所述AGV为负责从对应的储位组所包括的储位点搬运物品。
其中，所述储位集合表示所有储位点的集合，每个储位点代表一个储物货架的摆放位置；AGV可以停放于储物货架的下方，可泊车的储位点是指允许泊车的储位点。
所述储位点的出库频率可以根据历史数据预先统计而得，如统计一定时间T内所述储位点的出库总量P，计算出库频率e＝P/T；所述储位点与所述种子点之间的距离可以为所述储位点与所述种子点之间的欧式距离，所述欧式距离是指在m维空间中两个点之间的真实距离，通过获取所述储位点的位置到所述种子点的位置可以计算所述储位点与所述种子点之间的欧氏距离。
本实施例的AGV布局方法根据所述储位点的出库频率和所述储位点与所述种子点之间的距离确定成本，并以成本最低为参考指标划分的储位组和布局的泊车点，使得AGV的分布密集度和储位点的出库频率正相关，即出库频率大的区域，AGV分布密集，出库频率小的区域，AGV分布稀疏，进而减少AGV的搬运时间，提升AGV的搬运效率，从而提升仓库的出库效率。
实施例2
实施例2的AGV布局方法与实施例1的AGV布局方法基本相同，不同之处在于，如图3所示，本实施例的AGV布局方法还包括：
在步骤14判断出位置不相同时，执行步骤16。
步骤16、将每一储位组的中心点作为新的种子点，然后执行步骤12。
本实施例的AGV布局方法在储位组的中心与对应的种子点位置不相同时重新划分储位组，然后再次确定中心点并进行位置判断，循环直至每一储位组的中心点与对应的种子点位置相同，最终确定储位组并设置泊车点，以此使得每个AGV都能够得到充分利用，明确负责搬运的储位组，提高工作效率。
实施例3
实施例3的AGV布局方法是对实施例2的AGV布局方法的进一步改进。如图4所示，本实施例的AGV布局方法包括：
步骤111、在储位集合中随机选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点，g为正整数。当然本发明并不限定于此，在本发明的其它实施例中所述g个可泊车的储位点也可以按照特定的规律选取的，具体的规律根据实际需求而定。
步骤121、计算所述储位集合中每一储位点到每一种子点的成本。
步骤122、比较所述储位点到每一种子点的成本，将所述储位点划分至成本最低的种子点对应的储位组。
步骤131、计算所述储位组中各储位点到对应的种子点的成本的平均值。
步骤132、查找距离所述平均值最近的储位点作为所述中心点。
步骤14、判断每一储位组的中心点与对应的种子点是否位置相同，若是，则执行步骤15，若否，则执行步骤16。
步骤15、将每一储位组的中心点作为g个AGV的泊车点，设置所述AGV为负责从对应的储位组所包括的储位点搬运物品。
步骤16、将每一储位组的中心点作为新的种子点，然后返回步骤121。
本实施例中，所述储位点到所述种子点的成本＝所述储位点的出库频率+所述种子点的出库频率+k*所述储位点与所述种子点之间的距离，k为平衡参数。其中，k可以根据实际情况取值，主要是用于将距离和出库频率调整至同一量级。其中，种子点的出库频率即为作为种子点的储位点的出库频率。
下面以举例的方式对本实施例的AGV布局方法作进一步说明：
设定：
储位集合为F，F＝{1,2,3，……，f}，f为储位点的总数；
AGV的集合为G，G＝{1,2,3，……，g}，g为AGV的总数；
各储位点的出库频率的集合为E，E＝{e1,e2,e3，……，ef}，其中，e1为储位点1的出库频率，e2为储位点2的出库频率，依次类推。
首先，在F中随机选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点，记为种子点1、种子点2、……、种子点g。
然后，计算储位点i(i∈[1,f])到种子点j(j∈[1,g])的成本Dij。
假设选取储位点4作为种子点1，那么，种子点1的出库频率为储位点4的出库频率，储位点1到种子点1的成本D11＝e1+e4+k*N14，N14为储位点1与种子点1之间的距离。
通过成本计算，得到：
储位点1到种子点1、种子点2、……种子点g的成本D11、D12、……、D1g，比较D11、D12、……、D1g，若D11最小，则将储位点1划分至种子点1对应的储位组；
储位点2到种子点1、种子点2、……种子点g的成本D21、D22、……、D2g，比较D21、D22、……、D2g，若D23最小，则将储位点2划分至种子点3对应的储位组；
……；
最终，得到种子点1-g对应的储位组。
假设，种子点1对应的储位组包括储位点1、3、5、7、8、9、10。那么，确定该储位组的中心点时，需要计算D11、D13、D5、D7、D8、D9、D10的平均值，查找距离所述平均值最近的储位点作为所述中心点；
同理，确定种子点1-g对应的储位组的中心点。
若种子点1-g对应的储位组的中心点与种子点1-g的位置相同，则将种子点1-g对应的储位组的中心点(即种子点1-g)作为g个AGV的泊车点1-g；
若种子点1-g对应的储位组的中心点与种子点1-g的位置不同，则将种子点1对应的储位组的中心点作为新的种子点，重复计算储位点到新的种子点的成本、划分储位组、确定储位组的中心点等步骤，直至种子点1-g对应的储位组的中心点与种子点1-g的位置相同；
位于泊车点1的AGV负责从种子点1对应的储位组所包括的储位点搬运物品；
位于泊车点2的AGV负责从种子点2对应的储位组所包括的储位点搬运物品；
……；
位于泊车点g的AGV负责从种子点g对应的储位组所包括的储位点搬运物品。
本实施例的AGV布局方法对于所述储位点到所述种子点的成本的计算方式，既考虑到了储位点的出库频率又考虑到了AGV泊车于种子点时到储位点的距离，使得一个AGV负责的储位点的出货量相对平均，且各AGV到达其负责的储位点的距离也近乎为最短距离，可以进一步减少AGV的搬运时间，提升AGV的搬运效率，从而提升仓库的出库效率。
实施例4
图5示出了本实施例的AGV布局系统。所述AGV布局系统20包括：选取单元21、分组单元22、定点单元23和判断单元24。
所述选取单元21用于在储位集合中选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点，g为正整数。
所述分组单元22用于将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组，并分别为每一种子点分配一个储位组，所述储位组所包括的储位点到对应的种子点的成本最低，所述成本通过所述储位点的出库频率和所述储位点与所述种子点之间的距离确定。
所述定点单元23用于分别确定每一储位组的中心点。
所述判断单元24用于判断每一储位组的中心点与对应的种子点是否位置相同，并在位置相同时将每一储位组的中心点作为g个AGV的泊车点，设置所述AGV为负责从对应的储位组所包括的储位点搬运物品。
其中，所述储位集合表示所有储位点的集合，每个储位点代表一个储物货架。
所述储位点的出库频率可以根据历史数据预先统计而得，如统计一定时间T内所述储位点的出库总量P，计算出库频率e＝P/T；所述储位点与所述种子点之间的距离可以为所述储位点与所述种子点之间的欧式距离，所述欧式距离是指在m维空间中两个点之间的真实距离，通过获取所述储位点的位置到所述种子点的位置可以计算所述储位点与所述种子点之间的欧氏距离。
本实施例的AGV布局系统20根据所述储位点的出库频率和所述储位点与所述种子点之间的距离确定成本，并以成本最低为参考指标划分的储位组和布局的泊车点，使得AGV的分布密集度和储位点的出库频率正相关，即出库频率大的区域，AGV分布密集，出库频率小的区域，AGV分布稀疏，进而减少AGV的搬运时间，提升AGV的搬运效率，从而提升仓库的出库效率。
进一步地，所述所述判断单元24还可以用于在位置不相同时将每一储位组的中心点作为新的种子点，然后调用所述分组单元22。
进一步地，所述选取单元21中g个可泊车的储位点可以是在储位集合中随机选取的。当然本发明并不限定于此，在本发明的其它实施例中所述g个可泊车的储位点也可以按照特定的规律选取的，具体的规律根据实际需求而定。
所述分组单元22可以用于计算所述储位集合中每一储位点到每一种子点的成本，比较所述储位点到每一种子点的成本，将所述储位点划分至成本最低的种子点对应的储位组。
所述定点单元23可以用于计算所述储位组中各储位点到对应的种子点的成本的平均值，查找距离所述平均值最近的储位点作为所述中心点。
计算所述成本的公式可以为：
所述储位点到所述种子点的成本＝所述储位点的出库频率+所述种子点的出库频率+k*所述储位点与所述种子点之间的距离，k为平衡参数。其中，k可以根据实际情况取值，主要是用于将距离和出库频率调整至同一量级。
本实施例的AGV布局系统20对于所述储位点到所述种子点的成本的计算方式，既考虑到了储位点的出库频率又考虑到了AGV泊车于种子点时到储位点的距离，使得一个AGV负责的储位点的出货量相对平均，且各AGV到达其负责的储位点的距离也近乎为最短距离，可以进一步减少AGV的搬运时间，提升AGV的搬运效率，从而提升仓库的出库效率。
实施例5
图6示出了一种电子设备的结构示意图。所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现实施例1-3中任意一种AGV布局方法。图6显示的电子设备30仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，电子设备30可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备30的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器31、上述至少一个存储器32、连接不同系统组件(包括存储器32和处理器31)的总线33。
总线33包括数据总线、地址总线和控制总线。
存储器32可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)321和/或高速缓存存储器322，还可以进一步包括只读存储器(ROM)323。
存储器32还可以包括具有一组(至少一个)程序模块324的程序/实用工具325，这样的程序模块324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
处理器31通过运行存储在存储器32中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如本发明实施例1-3所提供的AGV布局方法。
电子设备30也可以与一个或多个外部设备34(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口35进行。并且，模型生成的设备30还可以通过网络适配器36与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器36通过总线33与模型生成的设备30的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的设备30使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
实施例6
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现实施例1-3所提供的AGV布局方法的步骤。
其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例1-3所述的AGV布局方法中的步骤。
其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种AGV布局方法，其特征在于，包括：
在储位集合中选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点，g为正整数；
将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组并分别为每一种子点分配一个储位组，所述储位组所包括的储位点到对应的种子点的成本最低，所述成本根据所述储位点的出库频率和所述储位点与所述种子点之间的距离确定；
分别确定每一储位组的中心点；
判断每一储位组的中心点与对应的种子点是否位置相同，并在位置相同时将每一储位组的中心点作为g个AGV的泊车点，设置所述AGV为负责从对应的储位组所包括的储位点搬运物品。
2.如权利要求1所述的AGV布局方法，其特征在于，所述AGV布局方法还包括：
在位置不相同时，将每一储位组的中心点作为新的种子点，然后执行将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组并分别为每一种子点分配一个储位组的步骤。
3.如权利要求1所述的AGV布局方法，其特征在于，将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组并分别为每一种子点分配一个储位组的步骤包括：
计算所述储位集合中每一储位点到每一种子点的成本；
比较所述储位点到每一种子点的成本，将所述储位点划分至成本最低的种子点对应的储位组。
4.如权利要求1所述的AGV布局方法，其特征在于，分别确定每一储位组的中心点的步骤中，通过以下步骤确定所述储位组的中心点：
计算所述储位组中各储位点到对应的种子点的成本的平均值；
查找距离所述平均值最近的储位点作为所述中心点。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的AGV布局方法，其特征在于，所述储位点到所述种子点的成本＝所述储位点的出库频率+所述种子点的出库频率+k*所述储位点与所述种子点之间的距离，k为平衡参数。
6.如权利要求1所述的AGV布局方法，其特征在于，在储位集合中选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点的步骤中，g个可泊车的储位点是在储位集合中随机选取的。
7.一种AGV布局系统，其特征在于，包括：
选取单元，用于在储位集合中选取g个可泊车的储位点作为g个AGV的种子点，g为正整数；
分组单元，用于将所述储位集合中的储位点划分为g个储位组，并分别为每一种子点分配一个储位组，所述储位组所包括的储位点到对应的种子点的成本最低，所述成本通过所述储位点的出库频率和所述储位点与所述种子点之间的距离确定；
定点单元，用于分别确定每一储位组的中心点；
判断单元，用于判断每一储位组的中心点与对应的种子点是否位置相同，并在位置相同时将每一储位组的中心点作为g个AGV的泊车点，设置所述AGV为负责从对应的储位组所包括的储位点搬运物品。
8.如权利要求7所述的AGV布局系统，其特征在于，所述判断单元还用于在位置不相同时将每一储位组的中心点作为新的种子点，然后调用所述分组单元。
9.如权利要求7所述的AGV布局系统，其特征在于，所述分组单元用于计算所述储位集合中每一储位点到每一种子点的成本，比较所述储位点到每一种子点的成本，将所述储位点划分至成本最低的种子点对应的储位组。
10.如权利要求7所述的AGV布局系统，其特征在于，所述定点单元用于计算所述储位组中各储位点到对应的种子点的成本的平均值，查找距离所述平均值最近的储位点作为所述中心点。
11.如权利要求7-10中任意一项所述的AGV布局系统，其特征在于，所述储位点到所述种子点的成本＝所述储位点的出库频率+所述种子点的出库频率+k*所述储位点与所述种子点之间的距离，k为平衡参数。
12.如权利要求7所述的AGV布局系统，其特征在于，所述选取单元中g个可泊车的储位点是在储位集合中随机选取的。
13.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至6中任一项所述的AGV布局方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的AGV布局方法的步骤。
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