CN112189208A - 基于cps的智能叉车管理装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于CPS的智能叉车管理装置包括：空间信息收集器，其被配置为收集配送仓库空间信息；配送仓库可视化器，其被配置为基于所收集的配送仓库空间信息来生成配送仓库空间的数字孪生体，并且将物品储存装置的装载情况和叉车的移动情况在配送仓库空间数字孪生体上可视化；移动路径信息提供器，其被配置为基于经可视化的配送仓库空间数字孪生体来选择要储存物品的目标位置，并且向叉车提供关于叉车可移动到目标位置的路径的信息；以及高度调整信息提供器，其被配置为当叉车到达与目标位置对应的物品储存装置时，根据与物品储存装置对应的储存单元的位置提供叉车的叉式升降机高度调整信息。
Description
技术领域
本公开涉及一种基于网络物理系统(CPS)的智能叉车管理技术，更具体地，涉及一种基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置通过针对配送仓库内的空间的数字孪生体(digital twin)来将配送仓库的供应链可视化，并且跟踪物品装载位置和叉车位置，以便优化和管理叉车的移动路径。
背景技术
当各种各样的产品和材料被装载到配送仓库中时，如果没有适当地检查存储特定物质的位置，则在时间、金钱和劳动力方面的巨大损失是不可避免的。因此，许多公司投入了大量资金，以便高效地管理它们的配送仓库。
近年来，供应链管理系统是流行的，其在从第一供应商向最终消费者供应物品的整个过程中集成并管理系统。
特别地，配送仓库管理是供应链管理系统(SCMS)的关键要素，并且已经提出了现有技术来提高配送仓库中的库存管理、装载、接收和运输的效率。
例如，韩国特开专利公开No.10-2009-0112463(于2009年10月28日公布)涉及使用RFID的物流管理系统和方法，其包括：安装在货盘中并存储装载在货盘上的物品上的物品信息的物品信息标签；安装在包括多个储存单元的物品储存装置的前侧以存储物品并存储储存单元上的水平轴位置信息的位置信息标签；RFID识别器，其安装在用于移动托盘并将装载在托盘上的物品放置在物品储存装置上的叉车中，并通过物品信息标签和位置信息标签之间的无线通信来识别物品信息和水平轴位置信息；以及中央控制器，其使用从RFID识别器和测距仪发送的物品信息、水平轴位置信息和垂直轴位置信息来执行物流管理。因此，可以实时正确地详细说明关于所存储物品的位置和所存储物品的信息，以最大化物流管理的效率。
此外，例如，韩国特开专利公开No.10-2010-0115515(于2010年10月28日公布)涉及使用附接到天花板的RFID电子标签的货物位置识别装置和方法，该货物位置识别装置和方法包括：第一RFID电子标签，该第一RFID电子标签附接到配送仓库的天花板并发送信息以找出位置；第二RFID电子标签，该第二RFID电子标签附接在与货物相邻的位置处并且发送货物信息，所述货物信息包括物品的类型、特性、数据(制造日期、接收日期、到期日期等)和注意事项中的至少一个；RFID读取器，该RFID读取器安装在用于储备、装载，运输货物的叉车中，并且接收从第一RFID电子标签发送的用于查找位置的信息和从第二RFID电子标签发送的货物信息；以及货物装载位置管理部，该货物装载位置管理部基于当在接收或装运货物时货物移动到叉车时由RFID读取器所识别的附接到天花板的特定部分的第一RFID电子标签的位置信息和第二RFID电子标签的货物信息来检查关于货物的装载位置信息，并且管理货物的接收或装运。
发明内容
技术课题
本公开提供了一种基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置能够通过针对配送仓库内的空间的数字孪生体来将配送仓库的供应链可视化，并且跟踪物品装载位置和叉车位置，以便优化和管理叉车的移动路径。
本公开还提供了一种基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置能够通过设置在叉车右侧和左侧的RFID读取器来跟踪叉车的移动方向，以提供叉车的可移动路径的信息。
本公开还提供了一种基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置能够有效地选择在配送仓库中接收的多个物品的装载位置。
本公开还提供了一种基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置能够根据位于物品储存装置中的多个储存单元当中的装载有物品的储存单元的位置来提供叉车的叉式升降机的高度调整信息。
本公开还提供了一种基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置能够根据叉车的调度计划(dispatch schedule)来检查叉车是否被实际驾驶以及叉车的驾驶员是否被登记，以管理叉车驾驶历史。
技术方案
在一方面，提供了一种基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置包括：空间信息收集器，该空间信息收集器被配置为收集配送仓库空间信息；配送仓库可视化器，该配送仓库可视化器被配置为基于所收集的配送仓库空间信息来生成配送仓库空间的数字孪生体，并且将物品储存装置的装载情况和叉车的移动情况在配送仓库空间数字孪生体上可视化；移动路径信息提供器，该移动路径信息提供器被配置为基于经可视化的配送仓库空间数字孪生体来选择要储存物品的目标位置，并且向叉车提供关于叉车可移动到目标位置的路径的信息；以及高度调整信息提供器，该高度调整信息提供器被配置为当叉车到达与目标位置对应的物品储存装置时，根据与物品储存装置对应的储存单元的位置提供叉车的叉式升降机高度调整信息。
所述空间信息收集器可以通过位于所述配送仓库的天花板上的RFID读取器阵列来识别位于所述物品储存装置中的RFID标签，以收集关于物品储存区域和通道区域的位置信息，并且可以识别位于所述叉车中的RFID标签，以收集所述叉车的标识信息和位置信息。
所述空间信息收集器可以在所述叉车移动的同时通过设置在所述叉车的右侧和左侧中的每一个上的RFID读取器来识别位于存储在相邻的物品储存装置中的物品中的RFID标签，以收集所述叉车的移动方向信息。
所述空间信息收集器可以通过位于所述叉车前侧的RFID读取器来识别位于所述叉车前方的物品储存单元的RFID标签，以收集用于储存物品的单元的位置信息。
从所述配送仓库空间信息中考虑关于识别所述RFID标签的特定RFID读取器在阵列上的布置，所述配送仓库可视化器可以生成针对所述物品储存装置和所述通道的基于水平面的第一位置坐标以及针对所述叉车的基于水平面的第二位置坐标，以将所述物品储存装置的装载情况和所述叉车的移动情况在所述配送仓库空间数字孪生体上可视化。
所述移动路径信息提供器可以将所述叉车能够在基于物品配送仓库的通道的底面的要存储物品的目标位置和所述叉车的当前位置之间移动的最短路径提供到设置在所述叉车中的显示面板。
所述移动路径信息提供器可以基于包括要储存在所述物品储存装置中的物品的类型和所述物品储存装置的装载容量的物品装载状态来确定与所述叉车的物品关联的物品的物品储存装置，将所述物品储存装置的位置选择作为所述目标位置，并且基于所述叉车的当前位置来生成物品装载路径规划。
所述高度调整信息提供器可以通过设置在所述叉车前侧的RFID读取器来识别附接到所述物品储存装置的所述储存单元的标签，以获得从底面到所述储存单元的高度，并且可以将到所述储存单元的高度提供给附接到所述叉车的显示面板。
基于CPS的智能叉车管理装置还可以包括叉车驾驶历史管理器，该叉车驾驶历史管理部被配置为基于由所述空间信息收集器收集的所述叉车的标识信息来检查所述叉车是否按照调度计划被驾驶以及驾驶员是否被登记，并且管理包括所述驾驶员和所述叉车的驾驶时间的叉车驾驶历史，以控制所述叉车的驾驶。
有益效果
本公开具有以下效果。然而，由于特定实施方式并不意指包括所有以下效果或者仅包括以下效果，因此不应当理解，所公开的技术的范围受到特定实施方式的限制。
根据本公开的实施方式的基于CPS的智能叉车管理装置，能够通过针对配送仓库内的空间的数字孪生体来将配送仓库的供应链可视化，并且跟踪物品装载位置和叉车位置，以便优化和管理叉车的移动路径。
根据本公开的实施方式的基于CPS的智能叉车管理装置，能够通过设置在叉车的右侧和左侧的RFID读取器来跟踪叉车的移动方向，以提供关于叉车的可移动路径的信息并且优化叉车的移动过程。
根据本公开的实施方式的基于CPS的智能叉车管理装置，能够有效地选择在配送仓库中接收的多个物品的装载位置。
根据本公开的实施方式的基于CPS的智能叉车管理装置，能够根据位于物品储存装置中的多个储存单元当中的装载物品的储存单元的位置来提供叉车的叉式升降机的高度调整信息，并且将物品装载到正确的位置。
根据本公开的实施方式的基于CPS的智能叉车管理装置，能够根据叉车的调度计划来检查叉车是否被实际驾驶以及叉车的驾驶员是否被登记以管理诸如谁(叉车驾驶)或者何时(驾驶时间)这样的叉车驾驶历史，防止叉车驾驶的风险，直接控制叉车行驶。
附图说明
图1是解释根据本公开的实施方式的基于CPS的智能叉车管理系统的图。
图2是示出图1的智能叉车管理装置的框图。
图3是示出在图2的空间信息收集器的在配送仓库中收集空间信息的过程的示例图。
图4是示出由图1的智能叉车管理装置执行的智能叉车管理过程的流程图。
图5是示出根据本公开的实施方式的向叉车提供移动路径信息的示例性示图。
具体实施方式
根据用于实现本公开的最佳模式，提供了一种基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置包括：空间信息收集器，该空间信息收集器被配置为收集配送仓库空间信息；配送仓库可视化器，该配送仓库可视化器被配置为基于所收集的配送仓库空间信息来生成配送仓库空间的数字孪生体，并且将物品储存装置的装载情况和叉车的移动情况在配送仓库空间数字孪生体上可视化；移动路径信息提供器，该移动路径信息提供器被配置为基于经可视化的配送仓库空间数字孪生体来选择要储存物品的目标位置，并且向叉车提供关于叉车可移动到目标位置的路径的信息；以及高度调整信息提供器，该高度调整信息提供器被配置为当叉车到达与目标位置对应的物品储存装置时，根据与物品储存装置对应的储存单元的位置提供叉车的叉式升降机高度调整信息。
用于实施发明的方式
本公开仅是用于结构或功能解释的示例，因此，本公开的范围不应被解释为受本文中阐述的实施方式的限制。即，实施方式可以进行各种修改并且可以具有各种形式，因此，本公开的范围应当被理解为包括能够实现技术构思的等同物。此外，本公开中所公开的目的或效果并不意指特定实施方式应当包括所有目的或效果或者仅包括效果，因此，本公开的范围不应当被理解为受其限制。
此外，本申请中所描述的术语的含义应该被理解如下。
术语“第一”和“第二”用于将一个组件与另一个组件区分开，并且本公开的范围不应受到这些术语的限制。例如，第一组件可被称为第二组件，类似地，第二组件也可被称为第一组件。
当一个组件被称为“连接”到另一个组件时，应当理解在它们之间可以有其它组件，尽管该组件可以直接连接到另一个组件。另一方面，当一个组件被称为“直接连接”到另一个组件时，应当理解在它们之间没有其它组件。此外，描述组件之间的关系的其它表达(诸如“在…之间”和“刚好在…之间”或“与…相邻”和“与…直接相邻”)应当被类似地解释。
应当理解，单数表达包括复数表达，除非上下文另有明确说明。此外，诸如“包括”或“具有”之类的术语旨在指示存在具体化的特征、数量、步骤、动作、组件、部分或其组合，并且应当理解，不预先排除一个或更多个其它特征、数量、步骤、动作、组件、部分或其组合。
在每个步骤中，为了便于解释，使用标识码(例如，a、b、c等)，并且标识码没有描述每个步骤的顺序，并且每个步骤可以不按所述的顺序发生，除非上下文清楚地规定了特定顺序。也就是说，各个步骤可以按照指定的相同顺序发生，可以基本上同时执行，或者可以按照相反的顺序执行。
本公开可以被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码，并且计算机可读记录介质可以包括用于存储能够由计算机系统读取的数据的所有种类的记录装置。计算机可读记录介质的示例包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。
除非另外限定，否则本文使用的所有术语具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。一般而言，在所使用的字典中定义的术语应当被解释为与相关技术的上下文中的含义一致，并且不应当被解释为具有理想的或过度正式的含义，除非在本申请中清楚地限定。
射频识别(RFID)是一种用于无线地识别物体的技术，并且主要分为存储识别信息的RFID标签和读取该信息的RFID读取器。RFID标签和RFID读取器使用安装在RFID标签和RFID读取器中的每一个上的天线来执行具有作为介质的电波的信息的传输。
数字孪生体是第四次工业革命的关键技术之一。数字孪生体是指完全类似于物理实体的数字复制品。该数字复制品以数字方式记录物理产品在各种环境变化中如何变化。其中，空间信息从静态表示的级别演化为真实世界和虚拟世界能够彼此联接并且可以彼此交互的动态“数字双空间”。
本公开通过RFID收集配送仓库中的空间信息，以实现针对配送仓库空间的数字孪生体，并且使用数字孪生体使配送仓库供应链可视化。
图1是解释根据本公开的实施方式的基于CPS的智能叉车管理系统的图。
参照图1，智能叉车管理系统100包括至少一个RFID读取器110、RFID读取器阵列120、智能叉车管理装置130和空间信息收集服务器140，它们可以通过网络彼此联接。
至少一个RFID读取器110可以对应于识别附接到物品和物品储存装置的标签的装置，以管理物品并发送标签信息，用于实现配送仓库内部空间的数字孪生体。
至少一个RFID读取器110可以与叉车关联地设置，并且可以在叉车的运输或移动期间识别物品标签或物品储存装置标签。这里，物品标签可以附接到每个物品并且可以存储与物品关联的标签信息(即，物品识别信息)。物品储存装置标签可以附接到物品储存装置的每个储存单元，并且可以存储与储存单元关联的标签信息(即，储存单元位置信息)。
至少一个RFID读取器可设置在叉车的前表面、左表面和右表面中的每一个上。在这种情况下，能够从设置有读取标签信息的RFID读取器的位置识别叉车的移动方向。
RFID读取器阵列120对应于通过网络联接到智能叉车管理装置130和空间信息收集服务器140的计算装置。RFID读取器阵列120包括以阵列形式设置在配送仓库的天花板上的多个RFID读取器，并且所述多个RFID读取器可以包括天线、分配器和数据收发器。这里，天线可以接收附接到叉车上侧的RFID信号，可以发送对所接收到的RFID信号的响应信号，并且可以被布置为具有阵列结构以便有效地检测叉车的位置。分配器可以联接到天线和数据收发器之间以扩展天线，并且数据收发器可以通过网络将通过识别RFID标签所收集的数据发送到智能叉车管理装置130和空间信息收集服务器140。
由RFID读取器阵列120识别的范围可以被划分为物品区域和通道区域。
RFID读取器阵列120可以在叉车在配送仓库通道区域移动的同时识别附接到叉车的标签。这里，叉车的标签可以附接到叉车的上侧(即，叉车的安全顶)，以存储与叉车关联的标签信息(即，叉车标识信息)。
智能叉车管理装置130对应于通过网络联接到与叉车关联地设置的至少一个RFID读取器110、设置在配送仓库的天花板处的RFID读取器阵列120以及空间信息收集服务器140的计算装置。
智能叉车管理装置130基于通过至少一个RFID读取器110和RFID读取器阵列120所识别的标签信息来将配送仓库的物理空间构建为网络空间，以便实现配送仓库空间的数字孪生体。智能叉车管理装置130可以将配送仓库的供应链可视化，并且使用配送仓库空间的数字孪生体来管理叉车。
空间信息收集服务器140与能够通过网络联接到至少一个RFID读取器110、RFID读取器阵列120和智能叉车管理装置130的数据库对应。空间信息收集服务器140可以在由至少一个RFID读取器110和RFID读取器阵列120提供的配送仓库空间中存储物品储存区域、通道区域、叉车位置信息和物品信息。
图2是示出图1的智能叉车管理装置130的框图。
参照图2，智能叉车管理装置130包括空间信息收集器210、配送仓库可视化器220、移动路径信息提供器230、高度调整信息提供器240、叉车驾驶历史管理部250和控制器260。
空间信息收集器210可以收集配送仓库空间信息。在一个实施方式中，如图3所示，空间信息收集器210可以通过设置在配送仓库的天花板上的RFID读取器阵列120来收集关于配送仓库内的物品储存区域310和通道区域320的信息。
图3是示出在图2的空间信息收集器210的在配送仓库内收集空间信息的过程的示例图。
参照图3，物品储存区域310与能够装载多个物品的物品储存装置安装在配送仓库内的位置对应，并且物品储存区域310可以被设置为具有由用户为每个物品储存装置预设的范围。
物品储存区域310的数量可以与位于配送仓库中的物品储存装置的数量一样多，并且物品储存区域310的标识号与位于配送仓库中的物品储存装置的序列号匹配。然而，用户可以改变标识号。
通道区域320与配送仓库内的除了物品储存区域310之外的所有区域对应，并且通道区域320可以被设置用于识别中间步骤，在该中间步骤中，叉车的位置从物品储存区域310移动到另一物品储存区域310。
返回参照图2，空间信息收集器210可以通过RFID读取器阵列120识别物品储存装置标签，并且可以收集位置信息，使得根据是否识别到物品储存装置标签来对物品储存区域310和通道区域320进行分类。
在一个实施方式中，空间信息收集器210可以通过RFID读取器阵列120识别位于通道区域320中的叉车的标签，以收集叉车的位置信息。这里，空间信息收集器210可以以特定时间为基础检测与叉车最高度关联的特定RFID读取器，并且可以根据关于与检测到的特定RFID读取器相关的阵列的布置来收集叉车的位置信息。在这种情况下，可以基于以下表达式来确定特定时间。
[表达式1]
T＝{Rmax*(Nmax-N)}/(Vmax*Nmax)
这里，T是叉车进入通道区域的特定时间，Rmax是RFID读取器阵列的最大识别距离，Nmax是RFID读取器阵列每单位时间的最大识别次数，N是在叉车的当前位置处的RFID读取器每单位时间的识别次数，Vmax是RFID标签的最大信号传输速度。
空间信息收集器210可以在收集叉车的位置信息时收集叉车的标识信息。这里，叉车标识信息与指派给各个叉车的唯一信息对应。
在一个实施方式中，空间信息收集器210可以通过与叉车关联的至少一个RFID读取器110来识别物品和物品储存单元的RFID标签，以收集物品储存装置的物品装载位置信息和叉车的移动方向信息。空间信息收集器210可以在叉车移动期间通过分别设置在叉车的左侧和右侧的RFID读取器来识别储存在相邻的物品储存装置中的物品的RFID标签，以收集叉车的移动方向信息。例如，如果设置在叉车左侧的RFID读取器的标签检测区域比设置在右侧的RFID读取器的标签检测区域宽，则叉车向左移动并且能够收集移动方向信息。另一方面，如果设置在右侧的RFID读取器的标签检测区域比设置在左侧的RFID读取器的标签检测区域宽，则叉车向右移动，并且能够收集移动方向信息。
空间信息收集器210可以通过设置在叉车前侧的RFID读取器110识别位于叉车前方的物品标签和物品储存单元标签，以收集物品装载位置信息。
配送仓库可视化器220可以基于通过空间信息收集器210所收集的配送仓库空间信息来生成配送仓库空间的数字孪生体，并且可以将物品储存装置的装载情况和叉车的移动情况在配送仓库空间数字孪生体上可视化。在一个实施方式中，配送仓库可视化器220可以为配送仓库空间建立三维仿真，以实现配送仓库空间的数字孪生体。这里，配送仓库可视化器220可以对从RFID读取器阵列110收集到的空间信息进行分析，以在网络空间上构建配送仓库内的相同物理空间。
在一个实施方式中，考虑到识别RFID标签的特定RFID读取器在阵列上的布置，配送仓库可视化器220可以生成针对物流储存区域和通道区域的基于水平面的第一位置坐标以及针对叉车的基于水平面的第二位置坐标，以将物品储存装置的装载情况和叉车的移动情况在配送仓库空间的数字孪生体上可视化。这里，第一位置坐标和第二位置坐标基于相对于RFID读取器阵列120来自上方的横截面，并且可以包括分别以与第一轴对应的X轴和与第二轴对应的Y轴作为中心的X坐标和Y坐标。
配送仓库可视化器220可以根据通过识别物品标签的至少一个RFID读取器110所收集的空间信息来将物品储存区域310中的物品储存装置的物品装载状态(即，物品类型、装载容量)可视化。
移动路径信息提供器230可以基于通过配送仓库可视化器220可视化的配送仓库空间数字孪生体来选择叉车的要储存物品的目标位置，并且可以将关于叉车能够移动到目标位置的路径的信息提供给叉车。在一个实施方式中，移动路径信息提供器230可以将叉车能够在基于物品配送仓库的通道的底面的要存储物品的目标位置和叉车的当前位置之间移动的最短路径提供到设置在叉车中的显示面板。例如，移动路径信息提供器230能够基于通过配送仓库可视化器220可视化的配送仓库空间检查其中接收物品的储存区域，并且可以在显示面板上显示包括经检查的储存区域的信息的物品信息。此外，移动路径信息提供器230可以基于存储在物品储存装置中的物品的信息，针对装载在叉车上的至少一个物品，基于叉车的当前位置来生成物品装载路径规划，并且可以将所生成的物品装载路径规划提供到设置在叉车中的显示面板。例如，当叉车装载被称为“A”的物品并进入配送仓库时，移动路径信息提供器230可以在配送仓库的物品储存区域310中储存有“A”物品的物品储存装置的位置和叉车的当前位置之间提供可移动的最短路径。叉车的驾驶员可以使叉车沿着设置在显示面板上的移动路径行驶，以将物品装载到储存区域A中。
如果叉车到达与目标位置对应的物品储存装置，则高度调整信息提供器240可以根据储存单元的位置提供叉车的叉式升降机高度调整信息。在一个实施方式中，高度调整信息提供器240可以通过设置在叉车前侧的RFID读取器110来识别附接到物品储存装置的储存单元的标签，以获得从底面到储存单元的高度h，并且可以根据直到储存单元的高度h向设置在叉车中的显示面板提供叉车的叉车升高/降低高度信息，以正确地将叉车的叉式升降机升高或降低到储存单元的位置。
叉车驾驶历史管理部250可以根据叉车的调度计划来检查叉车是否被驾驶，并且检查驾驶叉车的驾驶员是否被登记，以管理驾驶历史。这里，调度计划可以与其中根据时间设定叉车的驾驶命令等的驾驶日记对应。在一个实施方式中，叉车驾驶历史管理部250可以基于所收集的叉车标识信息来检查在配送仓库中实际被驾驶的叉车是否按照计划被驾驶，并且通过检查被驾驶的叉车来检查近似的驾驶时间。叉车驾驶历史管理部250可以通过驾驶叉车的驾驶员的个人认证处理来检查驾驶叉车的驾驶员是否是在叉车中登记的驾驶员。这里，个人认证可以使用由驾驶员预先登记的生物识别信息，诸如指纹识别或虹膜识别。当非登记者驾驶叉车时，叉车驾驶历史管理部250可以操作安装在叉车或配送仓库中的警报或警告灯，以产生警报并通知周围环境。在这种情况下，叉车驾驶历史管理部250可以直接控制叉车，使得叉车不被启动。叉车驾驶历史管理部250可以限制叉车进入配送仓库的权限，以防止叉车非法地运送和移动物品。
控制器260可以控制智能叉车管理装置130的所有操作，并且控制来自空间信息收集器210、配送仓库可视化器220、移动路径信息提供器230、高度调整信息提供器240和叉车驾驶历史管理部250之间的控制流和数据。
图4是示出由图1的智能叉车管理装置执行的智能叉车管理过程的流程图。
在图4中，智能叉车管理装置130可以收集配送仓库空间信息(步骤S410)。更具体地，智能叉车管理装置130可以通过空间信息收集器210来收集关于物品储存区域310和通道区域320的位置信息、位于物品储存区域310中的物品储存装置的物品储存信息以及叉车的标识信息和位置信息。空间信息收集器210可以通过与叉车关联地设置的至少一个RFID读取器110和设置在配送仓库的天花板上的RFID读取器阵列120来收集物品配送仓库空间信息。
智能叉车管理装置130可以基于所收集的配送仓库空间信息来生成配送仓库空间的数字孪生体，并且将物品储存装置的装载情况和叉车的移动情况在配送仓库空间数字孪生体上可视化(步骤S420)。在一个实施方式中，智能叉车管理装置130可以形成配送仓库空间的数字孪生体，该数字孪生体是通过配送仓库可视化器220实际上将物理的配送仓库空间虚拟化而获得的，以获得实际配送仓库的叉车的运输过程和移动过程的正确信息。
智能叉车管理装置130可以基于经可视化的配送仓库空间数字孪生体来选择叉车的要储存物品的目标位置，并且将关于叉车能够移动到目标位置的路径的信息提供给叉车。在一个实施方式中，智能叉车管理装置130可以通过移动路径信息提供器230基于物品储存装置的物品装载状态(物品类型、装载容量)来确定与叉车的物品关联的物品的物品储存装置，并且将物品储存装置的位置选择作为目标位置。如果确定了物品储存目标位置，则移动路径信息提供器230可以基于叉车的当前位置信息来提供到目标位置的最短移动路径，使得叉车沿着最短移动路径移动以到达目标位置(物品储存区域)。
如果叉车到达与目标位置对应的物品储存装置，则智能叉车管理装置130可以根据物品储存装置的储存单元的位置来提供叉车的叉式升降机高度调整信息(步骤S440)。更具体地，智能叉车管理装置130可以通过高度调整信息提供器240向叉车提供叉式升降机高度调整信息，使得叉车的高度与物品储存装置的储存单元的高度正确地匹配。高度调整信息提供器240可以识别附接到物品储存装置的每个储存单元的储存单元标签，以根据存储在标签信息中的储存单元的位置信息来确定叉车的叉式升降机高度。
智能叉车管理装置130可以管理叉车的驾驶历史(步骤S450)。智能叉车管理装置130可以根据叉车的调度计划来检查叉车是否被实际驾驶以及叉车的驾驶员是否被登记，以管理诸如谁(叉车驾驶)或者何时(驾驶时间)这样的叉车驾驶历史。
图5是示出根据本公开的实施方式的向叉车提供移动路径信息的示例性示图。
参照图5，位于配送仓库的物品储存区域中的物品储存装置的情况和储存在物品储存装置中的物品的情况可以被提供到设置在叉车中的显示面板上，并且可以提供叉车经过通道区域的移动路径。因此，即使当物品配送仓库的尺寸大时，叉车的驾驶员也能够正确地跟踪物品被储存到的位置并且将物品装载到该位置。
在上文中，参照本申请的优选实施方式描述了本公开。然而，本领域技术人员可以领会，可以在不脱离所附的权利要求所阐述的本公开的精神和范围的情况下对本申请进行各种修改和改变。
符号说明
100：基于CPS的智能叉车管理系统
110：RFID读取器120：RFID读取器阵列
130：智能叉车管理装置140：空间信息收集服务器
210：空间信息收集器220：配送仓库可视化器
230：移动路径信息提供器240：高度调整信息提供器
250：叉车驾驶历史管理部260：控制器
310：物品储存区域320：通道区域
工业实用性
如上所述，根据本公开的基于CPS的智能叉车管理装置可以用在供应链管理系统(SCM)中，该供应链管理系统集成并管理关于在配送仓库中的库存管理、装载以及物品的接收和装运的所有系统。
Claims (9)
1.一种基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置包括：
空间信息收集器，该空间信息收集器被配置为收集配送仓库空间信息；
配送仓库可视化器，该配送仓库可视化器被配置为基于所收集的配送仓库空间信息来生成配送仓库空间的数字孪生体，并且将物品储存装置的装载情况和叉车的移动情况在配送仓库空间数字孪生体上可视化；
移动路径信息提供器，该移动路径信息提供器被配置为基于经可视化的配送仓库空间数字孪生体来选择要储存物品的目标位置，并且向所述叉车提供关于所述叉车能够移动到所述目标位置的路径的信息；以及
高度调整信息提供器，该高度调整信息提供器被配置为当所述叉车到达与所述目标位置对应的物品储存装置时，根据与所述物品储存装置对应的储存单元的位置提供所述叉车的叉式升降机高度调整信息。
2.根据权利要求1所述的基于CPS的智能叉车管理装置，其中，所述空间信息收集器通过位于所述配送仓库的天花板上的RFID读取器阵列来识别位于所述物品储存装置中的RFID标签，以收集关于物品储存区域和通道区域的位置信息，并且识别位于所述叉车中的RFID标签，以收集所述叉车的标识信息和位置信息。
3.根据权利要求2所述的基于CPS的智能叉车管理装置，其中，所述空间信息收集器在所述叉车移动的同时通过设置在所述叉车的右侧和左侧中的每一个上的RFID读取器来识别位于存储在相邻的物品储存装置中的物品中的RFID标签，以收集所述叉车的移动方向信息。
4.根据权利要求3所述的基于CPS的智能叉车管理装置，其中，所述空间信息收集器通过位于所述叉车前侧的RFID读取器来识别位于所述叉车前方的物品储存单元的RFID标签，以收集用于储存物品的单元的位置信息。
5.根据权利要求1所述的基于CPS的智能叉车管理装置，其中，从所述配送仓库空间信息中考虑关于识别RFID标签的特定RFID读取器在阵列上的布置，所述配送仓库可视化器生成针对所述物品储存装置和通道的基于水平面的第一位置坐标以及针对所述叉车的基于水平面的第二位置坐标，以将所述物品储存装置的装载情况和所述叉车的移动情况在所述配送仓库空间数字孪生体上可视化。
6.根据权利要求1所述的基于CPS的智能叉车管理装置，其中，所述移动路径信息提供器将所述叉车能够在基于物品配送仓库的通道的底面的要存储物品的目标位置和所述叉车的当前位置之间移动的最短路径提供到设置在所述叉车中的显示面板。
7.根据权利要求6所述的基于CPS的智能叉车管理装置，其中，所述移动路径信息提供器基于包括要储存在所述物品储存装置中的物品的类型和所述物品储存装置的装载容量的物品装载状态来确定与所述叉车的物品关联的物品的物品储存装置，将所述物品储存装置的位置选择作为所述目标位置，并且基于所述叉车的当前位置来生成物品装载路径规划。
8.根据权利要求1所述的基于CPS的智能叉车管理装置，其中，所述高度调整信息提供器通过设置在所述叉车前侧的RFID读取器来识别附接到所述物品储存装置的所述储存单元的标签，以获得从底面到所述储存单元的高度，并且将到所述储存单元的高度提供给附接到所述叉车的显示面板。
9.根据权利要求2所述的基于CPS的智能叉车管理装置，该智能叉车管理装置还包括：
叉车驾驶历史管理部，该叉车驾驶历史管理部被配置为基于由所述空间信息收集器收集的所述叉车的标识信息来检查所述叉车是否按照调度计划被驾驶以及驾驶员是否被登记，并且管理包括所述驾驶员和所述叉车的驾驶时间的叉车驾驶历史，以控制所述叉车的驾驶。
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