CN110963319A - 一种考虑卸货顺序的装车方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑卸货顺序的装车方法，本发明适用于一装多卸或者多目的地配送的货物装卸，它的特点是考虑货物的装卸顺序以及货物特殊的装卸要求，根据卸货地点对货物进行排序，并对每种货物可采用的堆叠方式进行编码，根据货物序号和堆叠编码搜寻最优的摆放位置和堆叠方式，在每次货物堆叠完成之后更新货车的可用空间，再对下一货物进行装载，直到货物全部被装载完成或者车辆没有多余空间装载下一货物，完成对该辆货车的装载；输出装车指导，对司机装卸和配送提供实际指导，解决司机根据主观经验对货物进行装车而导致的低效问题，提高装卸效率和配送效率。

Description

一种考虑卸货顺序的装车方法

技术领域

本发明属于货物装卸技术领域，具体涉及一种考虑卸货顺序的装车方法。

背景技术

电商行业的飞速发展使得多地装货、多地卸货的装卸配送模式越来越频繁，司机需要在多个卸货点对所运输的货物进行卸货，尤其是在最后一公里的配送问题上，卸货点的数量大且每次卸货数量少，这对于装卸货的顺序提出了较高的要求。

司机装卸货存在着以下方面的不足：

1.司机一般都是根据主观经验完成货物的装卸工作，不能充分地考虑车辆的装载率以及装卸货顺序，导致了车辆空间利用率低；

2.装卸过程复杂等问题，大大降低了卸货以及配送的效率。

为了考虑货物的卸货顺序以及车辆的积载率，帮助司机能够最大化装载空间的利用率，同时提供装车指导，方便其完成货物的装卸工作，简化装卸流程，提高配送的效率，为此本发明提供一种考虑卸货顺序的装车方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑卸货顺序的装车方法，以解决上述背景技术中提出的司机一般都是根据主观经验完成货物的装卸工作，不能充分地考虑车辆的装载率以及装卸货顺序，导致了车辆空间利用率低；装卸过程复杂等问题，大大降低了卸货以及配送的效率问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种考虑卸货顺序的装车方法，包括如下步骤：

步骤一：根据卸货地点对货物进行排序：根据卸货的先后顺序，对货物进行排序编码，最后一个卸货点的货物编码为1，倒数第二个卸货点编码为2，以此类推，假如一共有n个卸货点，则编码为1，2，……，n；考虑到一个卸货点可能会有多件货物，因此，采用二位数组方式对货物进行编码，第i个卸货点的货物根据正向放置货物底面积的大小从大到小依次编码为1，2，……，k(k为该装卸点所需要卸载的货物总数)；因此，对于在卸货点需要卸货的货物编码为(i,1)，(i,2)，....(i,k)；

步骤二：判断每种货物可以接受的堆叠方式：每种货物可以进行的堆叠方式是不一样的，有部分货物类型不允许倒置，在运输过程中只能够正向摆放，针对此类货物，两种摆放方式，具体可见图2的a(1)和a(2)摆放方式，对于可以侧放的货物，考虑不同的底面还有b类和c类，详见图2中b(1)、b(2)以及c(1)、c(2)摆放方式，对于标准长方体货物，定义a类为面积最小的面，c类表示面积最大的面，b类居中，用0，1变量来表示货物可以接受的堆叠方式，0表示不能按照此方法进行货物摆放，1表示可以按照此方法进行摆放，因此，(1，1，1)表示可以a类，b类，c类摆放方式都是允许的，(0，1，1)表示a类摆放方式是不被允许的，以此类推来定义每一种货物可以接受的堆叠方式；其中，不存在(0，0，0)的堆叠方案，因为货物总是存在一种可堆叠的方式；对于堆叠方式为(a，b，c)的货物，其中a，b，c等于0或1，其可供选择的堆放方法有2^a+2^b+2^c种，因为每一类堆叠方案都有2种堆放方法可以选择，比如，堆叠方案为(1，1，1)的货物存在2¹+2¹+2¹＝6种摆放方式，如图2的摆放方式所示；

步骤三：寻找最优堆叠方式和摆放位置：对于末端卸货点的货物，即首先要进行装车的货物，选择能够占用最大底面积的装车方式进行装车，即优先选取c类，然后b类，最后a类方式，即占据最大的底面积，记为Smax；对于下一个要装车的货物，先考虑纵向堆叠，若在可用的堆叠方式中，货物能够进行纵向堆叠，则优先选择纵向堆叠，若有多种可选纵向堆叠的方式，则选取不超过Smax的最大底面进行摆放；当货物无法进行纵向堆叠时，选取已用空间的领域空间对货物进行摆放，领域空间表示至少有一条边界和已用空间重合，如图3所示，④和⑦表示已用空间，剩余部分为可用空间，已用空间的领域空间为空间①、空间⑤、空间⑧以及组合空间，包括①②③的组合空间、②⑤组合空间、⑥⑧组合空间等，只要有一条边界与已用空间的边界重合，即称其为领域空间，货物选取任一领域空间进行摆放使得与已用空间的重叠边界值可以最大则确定其为摆放位置；对于同一卸货点有多货物的情况，遍历该卸货点的货物，若有货物可以填充进入已用面积，优先将此货物放入已用空间，其中当有多个货物可以进入已用空间时，选择不超过已用空间底面积的最大面积作为底面进行摆放，当不能进入已用空间时，选择与已用空间边界重合率最高的货物及摆放方式进入领域空间；

步骤四：更新可用空间：当一个货物完成摆放时，对可用空间进行更新，可用底面表示在该区域以及上方空间都还没有货物进行摆放，比如图3中除④和⑦之外都为可用面积，已用面积④和⑦上方仍有剩余空间时，为已用面积的可用空间，在每次完成一个新货物的摆放时，可用空间都进行更新；

步骤五：判断是否有未装货物：根据货物编号判断是否有未装货物，由于货物编号的形式为(i,j)，i表示第i个卸货点(i＝1,2,.....,n,n为卸货点的总个数)，j表示该卸货点第j个货物(j＝1,2,.....,k_i,k_i为卸货点i的卸货总数)，所以货物总量为

当已装货物小于

时，判断还有剩余货物，当已装货物等于

时，则没有剩余货物；

步骤六：判断可用空间能否放入下一货物：根据货物的长度、宽度和高度以及可用空间的最大矩形空间判断可用空间能否继续进行货物的装载，假设k货物的的长、宽、高为l_k,w_k,h_k,，可用空间的最大矩形空间长、宽、高为lv,w_v,h_v,当矩形空间的空间能够容纳该货物时，即l_v>l_k,w_v>w_k,h_v>h_k，判断空间可以放入k货物；

步骤七：计算货车装载率，输出装车示意图：在货车无法继续装载下一件货物时，结束对该辆车的装载活动，计算出车辆的装载率，同时输出相关的二维、三维装车示意图，给司机提供装车指导。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤一中，根据卸货的先后顺序，对货物进行排序编码，秉持“先卸后装”的原则。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤四中，每次完成一个新货物的摆放时，可用空间都进行更新，主要包括可用面积，已用面积的可用空间以及领域空间的集合。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤七中，车辆装载率＝已用货车空间/货车总空间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明适用于一装多卸或者多目的地配送的货物装卸，它的特点是考虑货物的装卸顺序以及货物特殊的装卸要求，根据卸货地点对货物进行排序，并对每种货物可采用的堆叠方式进行编码，根据货物序号和堆叠编码搜寻最优的摆放位置和堆叠方式，在每次货物堆叠完成之后更新货车的可用空间，再对下一货物进行装载，直到货物全部被装载完成或者车辆没有多余空间装载下一货物，完成对该辆货车的装载；

(2)输出装车指导，对司机装卸和配送提供实际指导，解决司机根据主观经验对货物进行装车而导致的低效问题，提高装卸效率和配送效率。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的货物摆放方式示意图；

图3为本发明的领域空间示意图；

图4为本发明的实施例装车二维示意图；

图5为本发明的实施例装车三维示意图。

具体实施方式

一种考虑卸货顺序的装车方法，包括如下步骤：

步骤一：根据卸货地点对货物进行排序：根据卸货的先后顺序，对货物进行排序编码，秉持“先卸后装”的原则，最后一个卸货点的货物编码为1，倒数第二个卸货点编码为2，以此类推，假如一共有n个卸货点，则编码为1，2，……，n；考虑到一个卸货点可能会有多件货物，因此，采用二位数组方式对货物进行编码，第i个卸货点的货物根据正向放置货物底面积的大小从大到小依次编码为1，2，……，k(k为该装卸点所需要卸载的货物总数)；因此，对于在卸货点需要卸货的货物编码为(i,1)，(i,2)，....(i,k)；

步骤二：判断每种货物可以接受的堆叠方式：每种货物可以进行的堆叠方式是不一样的，有部分货物类型不允许倒置，在运输过程中只能够正向摆放，针对此类货物，两种摆放方式，具体可见图2的a(1)和a(2)摆放方式，对于可以侧放的货物，考虑不同的底面还有b类和c类，详见图2中b(1)、b(2)以及c(1)、c(2)摆放方式，对于标准长方体货物，定义a类为面积最小的面，c类表示面积最大的面，b类居中，用0，1变量来表示货物可以接受的堆叠方式，0表示不能按照此方法进行货物摆放，1表示可以按照此方法进行摆放，因此，(1，1，1)表示可以a类，b类，c类摆放方式都是允许的，(0，1，1)表示a类摆放方式是不被允许的，以此类推来定义每一种货物可以接受的堆叠方式；其中，不存在(0，0，0)的堆叠方案，因为货物总是存在一种可堆叠的方式；对于堆叠方式为(a，b，c)的货物，其中a，b，c等于0或1，其可供选择的堆放方法有2^a+2^b+2^c种，因为每一类堆叠方案都有2种堆放方法可以选择，比如，堆叠方案为(1，1，1)的货物存在2¹+2¹+2¹＝6种摆放方式，如图2的摆放方式所示；

步骤三：寻找最优堆叠方式和摆放位置：对于末端卸货点的货物，即首先要进行装车的货物，选择能够占用最大底面积的装车方式进行装车，即优先选取c类，然后b类，最后a类方式，即占据最大的底面积，记为Smax；对于下一个要装车的货物，先考虑纵向堆叠，若在可用的堆叠方式中，货物能够进行纵向堆叠，则优先选择纵向堆叠，若有多种可选纵向堆叠的方式，则选取不超过Smax的最大底面进行摆放；当货物无法进行纵向堆叠时，选取已用空间的领域空间对货物进行摆放，领域空间表示至少有一条边界和已用空间重合，如图3所示，④和⑦表示已用空间，剩余部分为可用空间，已用空间的领域空间为空间①、空间⑤、空间⑧以及组合空间，包括①②③的组合空间、②⑤组合空间、⑥⑧组合空间等，只要有一条边界与已用空间的边界重合，即称其为领域空间，货物选取任一领域空间进行摆放使得与已用空间的重叠边界值可以最大则确定其为摆放位置；对于同一卸货点有多货物的情况，遍历该卸货点的货物，若有货物可以填充进入已用面积，优先将此货物放入已用空间，其中当有多个货物可以进入已用空间时，选择不超过已用空间底面积的最大面积作为底面进行摆放，当不能进入已用空间时，选择与已用空间边界重合率最高的货物及摆放方式进入领域空间；

步骤四：更新可用空间：当一个货物完成摆放时，对可用空间进行更新，可用底面表示在该区域以及上方空间都还没有货物进行摆放，比如图3中除④和⑦之外都为可用面积，已用面积④和⑦上方仍有剩余空间时，为已用面积的可用空间，在每次完成一个新货物的摆放时，可用空间都进行更新，主要包括可用面积，已用面积的可用空间以及领域空间的集合；

步骤五：判断是否有未装货物：根据货物编号判断是否有未装货物，由于货物编号的形式为(i,j)，i表示第i个卸货点(i＝1,2,.....,n,n为卸货点的总个数)，j表示该卸货点第j个货物(j＝1,2,.....,k_i,k_i为卸货点i的卸货总数)，所以货物总量为

当已装货物小于

时，判断还有剩余货物，当已装货物等于

时，则没有剩余货物；

步骤六：判断可用空间能否放入下一货物：根据货物的长度、宽度和高度以及可用空间的最大矩形空间判断可用空间能否继续进行货物的装载，假设k货物的的长、宽、高为l_k,w_k,h_k,，可用空间的最大矩形空间长、宽、高为lv,w_v,h_v,当矩形空间的空间能够容纳该货物时，即l_v>l_k,w_v>w_k,h_v>h_k，判断空间可以放入k货物；

步骤七：计算货车装载率，输出装车示意图：在货车无法继续装载下一件货物时，结束对该辆车的装载活动，计算出车辆的装载率，车辆装载率＝已用货车空间/货车总空间，同时输出相关的二维、三维装车示意图，给司机提供装车指导。

具体操作如下：

根据卸货地点对货物进行排序：用二位数组方式对货物进行编码，数组第一位表示卸货点的顺序，第二位表示该卸货点的货物序号；对货物进行排序所需要的信息主要包括卸货地点和货物基本信息，设司机先经过卸货点A，然后依次经过卸货点B、C、D，一共四个卸货点，最后一个卸货点的货物编码为1，倒数第二个卸货点编码为2，以此类推，因此卸货点A编码为4，卸货点B编码为3，卸货点C编码为2，卸货点D编码为1，其中卸货点C存在两个货物，计算其最大的底面积，将面积较大的排序为(2，1)，即把货物P003编码为(2，1)，将货物P004编码为(2，2)，本实施例货物信息及排序表如表1：

表1货物信息及排序表

判断每种货物可以接受的堆叠方式：每种货物根据不同的底面进行放置共有3类摆放方式，分别为长×宽作为底面，长×高作为底面以及宽×高作为底面，图2显示了每一类作为底面还存在两种摆放方式，因此对于摆放方式无特殊要求的货物共有6种摆放方式，但是有一部分货物类型是不允许倒置的，在运输过程中只能够正向摆放，针对此类货物，可能只能再a，b，c三类摆放方案中选择一种；a类表示面积最小的面作为底面，b类表示面积居中的面作为底面，c类表示面积最大的面作为底面，用0，1变量来表示货物可以接受的堆叠方式，0表示不能按照此方法进行货物摆放，1表示可以按照此方法进行摆放，因此，(1，1，1)表示可以a类，b类，c类摆放方式都是允许的，(0，1，1)表示a类摆放方式是不被允许的，以此类推来定义每一种货物可以接受的堆叠方式；其中，不存在(0，0，0)的堆叠方案，因为货物总是存在一种可堆叠的方式，对于堆叠方式为(a，b，c)的货物，其中a，b，c等于0或1，其可供选择的堆放方法有2^a+2^b+2^c种，因为每一类堆叠方案都有2种堆放方法可以选择；在本实施例中，对于货物P001和P003，可以任意接受任意摆放方式，可选摆放方式共计有6种，而对于P002和P004不能以最小面作为底面，编码为(0，1，1)，可选摆放方式有4种，P005只能用最大面作为底面摆放，可选摆放方式只有2种，具体摆放方式编码和计数如表2：

表2实施例货物摆放方式编码

寻找最优堆叠方式和摆放位置：本实施例考虑680×230×250cm的货车进行装卸，对于末端卸货点的货物，即首先要进行装车的货物，选择能够占用最大底面积的装车方式进行装车，在本实施例中，P005是最先进行装车的货物，判断其装车方式，只能选择最大底面积进行装车，因此以187×180cm作为底面进行装车，如果P005对装车方式没有要求，即可以选用任意底面进行装车，则要计算各个底面的面积，选择最大面作为底面进行装车，对于下一个要装车的货物，首先考虑纵向堆叠，若在可用的堆叠方式中，货物能够进行纵向堆叠，则优先选择纵向堆叠，若有多种可选纵向堆叠的方式，则选取不超过Smax的最大底面进行摆放，第二个要进行装车的货物为P004，发现P004无法和P005进行纵向堆叠，因此寻找P005的领域空间，货物选取任一领域空间进行摆放使得与已用空间的重叠边界值可以最大则确定其为摆放位置，从而确定P004的摆放位置，同理，对P001-P003考虑堆放方式进行货物的装载；对于卸货点C有两个货物，其优先顺序为先遍历卸货点C的货物，若其中有货物可以填充放入已用面积(P005所占面积)顶部，优先将此货物放入已用空间，其中当有多个货物可以进入已用空间时，选择不超过已用面积底面积的最大面积作为底面进行摆放，当不能进入已用空间时，选择与已用空间边界重合率最高的货物及摆放方式进入领域空间，随后进行卸货点B和卸货点A的装载工作；

更新可用空间：完成一个货物的装载后，对已用空间和可用空间要进行更新，在本实施例中，完成P005装车后，已用空间为187×180的底面以及172的高度，剩余面积为货车底面积减去已用面积，可用空间为剩余面积的全部上方空间，以及已用面积的剩余未用空间，每完成一个货物的装载，都对可用空间进行更新；

判断是否有未装货物：对于本实施例中，共有4个卸货点，5个货物，当已装货物小于5时，判断还有未装货物，当已装货物等于5时，则没有未装货物，装车活动结束；

判断可用空间能否放入下一货物：每次在一个货物装车完成之后，需要判断更新后的可用空间能否容纳下一个货物，当可用空间的体积小于下一货物的体积时，则无法放入下一货物，当可用空间的体积大于该货物的体积时，则判断可用空间中最大矩形空间是否每条边长都大于该货物的对应边长，大于则可放入下一货物，否则结束装车，将货物装入下一辆货车；

输出装车示意图：在货车无法继续装载下一件货物时，结束对该辆车的装载活动，同时输出相关的二维、三维装车示意图，给司机提供装车指导，本实施例中的二维三维装车示意图见图4，图5，二维图以俯视视角判断各货物的位置，三维图帮助司机更直观地判断货物的装车方式。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种考虑卸货顺序的装车方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据卸货地点对货物进行排序：根据卸货的先后顺序，对货物进行排序编码，最后一个卸货点的货物编码为1，倒数第二个卸货点编码为2，以此类推，假如一共有n个卸货点，则编码为1，2，……，n；考虑到一个卸货点可能会有多件货物，因此，采用二位数组方式对货物进行编码，第i个卸货点的货物根据正向放置货物底面积的大小从大到小依次编码为1，2，……，k(k为该装卸点所需要卸载的货物总数)；因此，对于在卸货点需要卸货的货物编码为(i,1)，(i,2)，....(i,k)；

步骤二：判断每种货物可以接受的堆叠方式：每种货物可以进行的堆叠方式是不一样的，有部分货物类型不允许倒置，在运输过程中只能够正向摆放，针对此类货物，两种摆放方式，具体可见图2的a(1)和a(2)摆放方式，对于可以侧放的货物，考虑不同的底面还有b类和c类，详见图2中b(1)、b(2)以及c(1)、c(2)摆放方式，对于标准长方体货物，定义a类为面积最小的面，c类表示面积最大的面，b类居中，用0，1变量来表示货物可以接受的堆叠方式，0表示不能按照此方法进行货物摆放，1表示可以按照此方法进行摆放，因此，(1，1，1)表示可以a类，b类，c类摆放方式都是允许的，(0，1，1)表示a类摆放方式是不被允许的，以此类推来定义每一种货物可以接受的堆叠方式；其中，不存在(0，0，0)的堆叠方案，因为货物总是存在一种可堆叠的方式；对于堆叠方式为(a，b，c)的货物，其中a，b，c等于0或1，其可供选择的堆放方法有2^a+2^b+2^c种，因为每一类堆叠方案都有2种堆放方法可以选择，比如，堆叠方案为(1，1，1)的货物存在2¹+2¹+2¹＝6种摆放方式，如图2的摆放方式所示；

步骤三：寻找最优堆叠方式和摆放位置：对于末端卸货点的货物，即首先要进行装车的货物，选择能够占用最大底面积的装车方式进行装车，即优先选取c类，然后b类，最后a类方式，即占据最大的底面积，记为Smax；对于下一个要装车的货物，先考虑纵向堆叠，若在可用的堆叠方式中，货物能够进行纵向堆叠，则优先选择纵向堆叠，若有多种可选纵向堆叠的方式，则选取不超过Smax的最大底面进行摆放；当货物无法进行纵向堆叠时，选取已用空间的领域空间对货物进行摆放，领域空间表示至少有一条边界和已用空间重合，如图3所示，④和⑦表示已用空间，剩余部分为可用空间，已用空间的领域空间为空间①、空间⑤、空间⑧以及组合空间，包括①②③的组合空间、②⑤组合空间、⑥⑧组合空间等，只要有一条边界与已用空间的边界重合，即称其为领域空间，货物选取任一领域空间进行摆放使得与已用空间的重叠边界值可以最大则确定其为摆放位置；对于同一卸货点有多货物的情况，遍历该卸货点的货物，若有货物可以填充进入已用面积，优先将此货物放入已用空间，其中当有多个货物可以进入已用空间时，选择不超过已用空间底面积的最大面积作为底面进行摆放，当不能进入已用空间时，选择与已用空间边界重合率最高的货物及摆放方式进入领域空间；

步骤四：更新可用空间：当一个货物完成摆放时，对可用空间进行更新，可用底面表示在该区域以及上方空间都还没有货物进行摆放，比如图3中除④和⑦之外都为可用面积，已用面积④和⑦上方仍有剩余空间时，为已用面积的可用空间，在每次完成一个新货物的摆放时，可用空间都进行更新；

步骤五：判断是否有未装货物：根据货物编号判断是否有未装货物，由于货物编号的形式为(i,j)，i表示第i个卸货点(i＝1,2,.....,n,n为卸货点的总个数)，j表示该卸货点第j个货物(j＝1,2,.....,k_i,k_i为卸货点i的卸货总数)，所以货物总量为

当已装货物小于

时，判断还有剩余货物，当已装货物等于

时，则没有剩余货物；

步骤六：判断可用空间能否放入下一货物：根据货物的长度、宽度和高度以及可用空间的最大矩形空间判断可用空间能否继续进行货物的装载，假设k货物的的长、宽、高为l_k,w_k,h_k,，可用空间的最大矩形空间长、宽、高为lv,w_v,h_v,当矩形空间的空间能够容纳该货物时，即l_v>l_k,w_v>w_k,h_v>h_k，判断空间可以放入k货物；

步骤七：计算货车装载率，输出装车示意图：在货车无法继续装载下一件货物时，结束对该辆车的装载活动，计算出车辆的装载率，同时输出相关的二维、三维装车示意图，给司机提供装车指导。

2.根据权利要求1所述的一种考虑卸货顺序的装车方法，其特征在于：所述步骤一中，根据卸货的先后顺序，对货物进行排序编码，秉持“先卸后装”的原则。

3.根据权利要求1所述的一种考虑卸货顺序的装车方法，其特征在于：所述步骤四中，每次完成一个新货物的摆放时，可用空间都进行更新，主要包括可用面积，已用面积的可用空间以及领域空间的集合。

4.根据权利要求1所述的一种考虑卸货顺序的装车方法，其特征在于：所述步骤七中，车辆装载率＝已用货车空间/货车总空间。

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