CN112686612B - 一种虚拟仓库的库存管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟仓库的库存管理方法，包括以下步骤：实时获取智能小车的坐标信息和初始叉臂高度值，根据坐标信息停止变化，判断出智能小车是否到达取货库位，实时获取智能小车的当前叉臂高度值，并根据当前叉臂高度值判断出智能小车的叉臂到达取货库位，则在虚拟仓库中将货物转移到智能小车，读取到智能小车的坐标值发生变化，则判断智能小车在移动，然后根据读取到当前叉臂高度值，结合智能小车的坐标值，则判断出智能小车到达的放货库位，并在虚拟仓库中将货物转移到放货库位。本发明通过智能小车的坐标值和叉臂高度值就能进行库存管理，避免了大量数据交互或者大量的传感器布置，从而提高虚拟仓库管理系统的运行效率，节约成本。

Description

一种虚拟仓库的库存管理方法及系统

技术领域

本发明涉及一种虚拟仓库的库存管理方法及系统，属于智能控制技术领域。

背景技术

当前无人仓库(无人仓)已为自动化仓储物流系统的发展方向和目标，无人仓库内有密集型货架，自备无人值守，由智能小车(Automated Guided Vehicle，AGV)自动存取，全程自动化的特点。为了对无人仓库进行监控高度，就会建立虚拟仓库，在控制室电脑上显示真实的无人仓库的库存情况，包括货物位置、数量及AGV的位置、数量等。虚拟仓库具有可视化的操作界面和管理信息，使货位布置，状态等信息一目了然，AGV存取货物的过程、物流跟踪状态也在屏幕上动态显示。

如图1所示，在无人仓库的两排货架101之间设置纵向通道用于AGV行走及存取货物。靠通道的货架两侧，有相同规格的多层储物空间。如图2A示意性显示的，货架分为3层，在每层货架均有多个储物空间(库位10)。在每个库位10里放置相同尺寸的托盘11承载的货物13。图2B则示意性显示了没有货架101的情况，具有多个堆积的库位10，相同尺寸的货物13，利用相同尺寸的托盘11整齐堆在地面12上。对两种情况的货物管理基本相同。在物理仓库中，把一大幢仓库分成不同的库区，形成储存不同的货物的区域；库区划分为不同的区域(储物空间)，是放置货物的具体位置。如，采用多层货架储存货物，通常对货架及货架储存货物的位置进行编号，以利于人们识别存放货物的位置，例如编号为A12031，即指的是A区12号货架第31号库位。

由于AGV在货架之间行走并存取货物，所以需要将无人仓库里的货物变动情况，实时显示在监控室内，这就需要利用到虚拟仓(虚拟库房)的监控调度系统。通常，虚拟库房都是基于一些传感器来进行库房状态变更。即，利用托盘(库位)上配置的传感器来检测仓库(库房)的库位上是否有实体货物，从而来进行库存状态的变更，并相应变更虚拟库房的库存状态的显示内容。

在库房虚拟化过程中，需要依赖大量的传感器，比如压力传感器，在库房库位上安装压力传感器等，将大量传感器通过有线、无线的方式传输到控制显示终端，根据敏感器状态来更新库存状态。而且，为了达到与现实一样的3D显示比例，常规都是建模人员测量出库房的实际长宽高，然后基于各个物件的长、宽、高的数值，通过3DMax、Maya等建模工具创建出可供渲染模型，再由程序加载进行显示。然而，这样需要大量的人力和财力进行基础建设。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种虚拟仓库的库存管理方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种虚拟仓库的库存管理装置。

本发明所要解决的再一技术问题在于提供一种虚拟仓库的库存管理方法的存储介质。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种虚拟仓库的库存管理方法，其特征在于包括以下步骤：

实时获取智能小车的坐标信息和初始叉臂高度值，

根据坐标信息停止变化，判断出智能小车是否到达取货库位，

实时获取智能小车的当前叉臂高度值，并根据当前叉臂高度值判断出智能小车的叉臂到达取货库位，则在虚拟仓库中将货物转移到智能小车，

读取到智能小车的坐标值发生变化，则判断智能小车在移动，

然后根据读取到当前叉臂高度值，结合智能小车的坐标值，则判断出智能小车到达的放货库位，并在虚拟仓库中将货物转移到放货库位。

其中较优地，如果当前叉臂高度值(H1)小于货架的高度(H)，但是与初始叉臂高度值不同，那么判断出取货库位在第一层；

如果当前叉臂高度值大于货架的高度，那么判断出取货库位的层数是对(H1-H0)/H取整，H0为第1层货架的托盘插孔的上表面到地面的基础高度值。

其中较优地，预先将每层库位的库位高度值保存下来，检测到当前叉臂高度值后，将其与库位高度值进行比较，从而判断出取货库位或放货库位所在的层数。

其中较优地，根据当前叉臂高度值(H1)与货架的高度(H)的差值，计算出取货数量，并在虚拟仓库中将相应数量的货物转移到或转移出智能小车。

其中较优地，通过计算当前叉臂高度值(H1)与上一次操作的放货库位的高度值之差的绝对值来判断取货库位的层数。

其中较优地，实时获取智能小车的当前叉臂高度值，并根据当前叉臂高度值判断出智能小车的叉臂到达取货库位，并再次检测到当前叉臂高度值增加，则在虚拟仓库中将货物转移到智能小车上。

其中较优地，在虚拟仓库中将货物转移到智能小车上之后，在虚拟仓库中将取货库位的货物减小；

在虚拟仓库中将货物从智能小车转移到放货库位之后，在虚拟仓库中将放货库位的货物增加。

一种虚拟仓库的库存管理系统，其包括数据库服务器，数据库服务器用于执行前述的虚拟仓库的库存管理方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的虚拟仓库的库存管理方法。

本发明具有以下技术效果：通过智能小车的坐标值和叉臂高度值就能进行库存管理，避免了大量数据交互或者大量的传感器布置，从而提高虚拟仓库管理系统的运行效率，节约成本。

附图说明

图1为无人仓库的货架位置示意图；

图2A为一种常规库位的示意图；

图2B为另一种常规库位的示意图；

图3为本发明的虚拟仓库的库存管理方法流程图；

图4为本发明的库存变化流程示意图；

图5为本发明的虚拟仓库的控制系统的架构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

在本发明的虚拟仓库中，至少包括虚拟货架和AGV。其中，虚拟货架与真实的物理的货架存在映射关系，使得货架中的每一个库位10均与虚拟货架中的库位一一对应。当然，如果实际业务需要，虚拟货架中的库位可对应一个或多个物理库位，一个物理的货架中的多个库位也可按一定比例分配给一个或多个虚拟库位。这种映射关系是预设的，在本发明的虚拟仓库显示方法中预设的是虚拟库位与物理库位具有一一对应关系。

在AGV搬运货物的时候，当货叉高度变化的时候，代表机器人机器人即将将一个重物抬起来，这样说明重物就在机器人身上了。当机器人再次改变货叉高度的时候，就表明重物放在某个位置了，因此只需要关注AGV机器人的位置以及其货叉高度，就可以确定一个重物的起始和目标放置位置，从而进行库存的更新。

本发明巧妙运用货叉高度的变化和AGV的位置来更新虚拟库，而不是常规技术中利用传感器检测到的库存货物的位置变化来更新虚拟库信息。因此，节约了大量传感器的成本，也省去了虚拟库房建模成本，降低成本的同时保证了库存更新的及时性和准确度。

下面结合附图说明本发明的虚拟仓库的库存管理方法及系统。

如图3所示，本发明的虚拟仓库的库存管理方法包括以下步骤：

S1：实时获取智能小车的坐标信息

在操作之前，利用AGV上设置的传感器，可以实时获知AGV的位置的全局坐标值。AGV的初始叉臂高度值是上一次放货操作后的高度值(即，每次放货操作后，AGV保持其叉臂高度不变，简称为不归0模式)，也可以是统一归为0(即，每次操作后AGV的叉臂均下降到最低位置，简称为归0模式)。由于AGV在移动过程中叉臂保持不变，只有在取货或放货时叉臂高度才会变化，因此本发明可以巧妙地利用该叉臂高度的变化来判断货物的位置。下文假设初始叉臂高度值为0，即归0的模式，进行说明。如果不归0模式，只需要将初始叉臂高度值设置为上一次操作的高度值即可。

S2：根据所述坐标信息停止变化，判断出所述智能小车到达取货库位

由于每个库位的全局坐标已事先存储在虚拟仓库的库存管理系统的存储器中，所以处理器可以调取库位的全局坐标，并将AGV当前的全局坐标与之进行比较，判断出AGV已到达预设的取货库位。也可以直接根据AGV的全局坐标值获知AGV所在货架位置。

S3：获取智能小车的当前叉臂高度值，并根据所述当前叉臂高度值判断出智能小车的叉臂到达取货库位

由于AGV的叉臂的初始叉臂高度值与需取货的重物的高度可能不同，也可能相同，下面分别讨论。

通常情况下，初始叉臂高度值与需取货的重物的高度是不同的，所以AGV的叉臂需要先调整初始叉臂高度值，然后再取货。并且，在归0模式下，每一次取货操作的初始叉臂高度值均为0，所以叉臂在取货前会进行抬升操作。

如图3所示，在初始叉臂高度值为0的情况下，如果当前叉臂高度值大于初始叉臂高度值(0)，即叉臂抬升，则根据当前叉臂高度值判断AGV取货的是第几层的库位，再根据AGV的全局坐标可以判断AGV所在货架位置，结合库位和货架位置，就可以知道该库位及取货货物数量(每个库位的货物数量是事先记录在虚拟仓库的数据库里的，可以查询得到；或者每个库位的货物的数量是一样的，那么只需要判断出具体库位就行了)。

如果当前叉臂高度值大于第1层货架的高度，则根据当前叉臂高度值H1，判断AGV要取货的货物的层数(取货库位所在层数)。层数是对(H1-H0)/H取整，其中H1是实时读取的当前叉臂到地面的高度值，H0为第1层货架的托盘插孔的上表面到地面的基础高度值，通常是3-5厘米但也可以设置为0。H是每层货架的货架高度值。即，通过计算得到层数。结合坐标值和层数，就可以确定取货库位。

当然，由于无人仓库使用的都是标准的托盘和货架，所以可以事先将每层库位的库位高度值保存下来，检测到叉臂高度值后，将其与该库位高度值进行比较，从而判断出取货或放货的库位所在的层数。即，通过比较得到层数。

如果当前叉臂高度值小于第1层货架的高度，但是与初始叉臂高度值不同，即大于0(0<H1<H)，那么则判断取货库位在第一层(地面)。

在初始叉臂高度值不为0的情况下(不归0模式)，可以通过计算当前叉臂高度值H1与初始叉臂高度值H2(上一次操作的放货库位的高度值)之差的绝对值来判断AGV叉取的是货物层数。

如果当前叉臂高度值与初始叉臂高度值之差的绝对值，小于预设误差值，则判断叉臂正在取货的是与前一放货操作相同的层的货物(例如，上一次操作时放货的层数为第2层，则这次取货的层数第2层)。这需要在每次放货后将该操作的层数保存到存储器，供下一次取货操作时读取。

根据当前叉臂高度值与初始叉臂高度值之差的绝对值，对|H1-H2|/H取整得到，根据当前叉臂高度值H1计算出来的当前叉臂应调整的层数。当然，也可以采取以下方法：H1>H时，直接用当前叉臂高度值对H1/H取整得到取货库位的层数；H1<H时，取货库位在第一层(地面)。

补充说明的是，判断是AGV在取货或取货库位，还是AGV在放货或到达放货位，包括便不限于以下两种方式：

针对归0模式，检测到当前叉臂高度值发生变化时，先判断发生变化前的叉臂高度值是否为0(即叉臂的高度是否归0)。如果变化前的叉臂高度值为0，则判断当前叉臂高度值发生变化是AGV在取货，即应将取货库位里的货物转移到AGV；反之，如果发生变化前的叉臂高度值不为0并且高度下降，则判断当前叉臂高度值发生变化是AGV在放货，即应将放货库位里的货物转移到AGV。因为AGV取货后，会将叉臂下降到一个大于0的预设值(即该预设值大于归0模式下的叉臂的初始高度值)，在放货时会先提起到高于放货库位的位置，再慢慢放入放货库位，然后再下降。

针对不归0模式或者归0模式，都可以通过每次自检开始，当前叉臂高度值第一次(奇数次)发生抬升，就判断为AGV在取货；当前叉臂高度值第二次(偶数次)发生抬升，就判断为AGV在放货。这样的设计应该根据AGV实际工况进行设置。

S4：再次检测到当前叉臂高度值发生变化，则在虚拟仓库中将货物转移到AGV上

当前叉臂高度值增加的增加值在预设范围内，即叉臂抬升的高度范围小于预设的范围(就是叉臂进入托盘的插孔内后，向上略微抬起以使叉臂接触插孔的内壁，然后才能抬起托盘，这个预设范围通常为3-5厘米)，说明AGV已完成取货操作。在判定了AGV已取到的货物后，再次实时检测当前叉臂高度值。当检测到当前叉臂高度值发生改变时，或者超过预设时间也没有改变时，则在虚拟仓库的监控器上显示货物在AGV上，同时将库位(步骤S1中AGV所在货架位置)上的货物清除。在将货物从库位转移到AGV时，将该库位的货物数量值减少。

根据实际工况，这一步骤S4可以被简化，并入步骤S3。

S5：读取到所述智能小车的所述坐标值发生变化，则判断所述智能小车在移动，直至所述坐标值停止变化

如果坐标值在变化，则认为AGV在行走中，就继续检测AGV的坐标值变化。当获知AGV的坐标值在预设时间内没有变化时，判断AGV已到达预设的放货的库位。基于该坐标值判断AGV所在货架位置，并进入下一步。

S6：读取所述当前叉臂高度值，然后根据读取到所述当前叉臂高度值，结合所述智能小车的所述坐标值，则判断出所述智能小车到达的放货库位，并在所述虚拟仓库中将所述货物转移到所述放货库位

根据读取到的当前叉臂高度值，通过计算或比较得到层数(方法如前述步骤S3所述)，再结合S5中得到的AGV所在坐标值，判断出AGV放货的放货库位。在虚拟仓库中，将货物从AGV转移到该放货库位。在将货物从AGV转移到库位时，将该库位的货物数量值增加。

上文介绍了无人仓库是标准货架，并且每个库位里的货物数量相同的情况，则每个取货或放货的货物数量均为1。如果每个库位里的货物数量不同，则在虚拟仓库中，将货物从库位转移到AGV时(取货时)，需要先读取存储器里保存的每个库位的货物数量(也可以读取货物种类、尺寸等信息)，然后才在步骤S4将货物从库位转移到AGV时，转移相应数量的货物、各类、尺寸等。

如果无人仓库不是标准货架，而是货物放置在托盘上，并且托盘放置在地面的情况(图2B所示)，每一层货物尺寸相同，也适用于本发明的虚拟仓库的库存管理方法。但是，如图4所示，需要根据叉臂高度变化来计算出取货数量(1个托盘或2个托盘的货物)，然后相应地对该库位的货物数量进行减少(取货时)或增加(放货时)。图4中示意性表示每次取货或放货均为1个托盘的情况。即，该无人仓库的预设AGV每次只能对一个托盘的货物进行操作。

上文介绍的是实时检测叉臂高度值的情况，本领域普通技术人员可以理解，也可以利用检测AGV的全局坐标值来触发对叉臂高度值进行检测。例如，当检测到AGV的全局坐标值位于于特定货架处，并且在预设时间内没有变化时，就触发对叉臂高度值的检测。叉臂高度值是指叉臂的高度值在预设时间内保持不变的值。

如图5所示，本发明还提供一种用于实现虚拟仓库的库存管理方法的系统(WMS系统)。WMS系统是仓库管理系统，其与WCS系统(仓库控制系统)交互信息。WMS系统包括数据库服务器，其可执行前述用于实现虚拟仓库的库存管理方法。

利用本发明的虚拟仓库的库存管理方法及系统，可以帮助用户对存放物资进行动态可视化管理，实现仓库资源的合理配置和使用，并通过对仓库物资的精确定位、准确统计仓库资源的位置和数量，提供仓储的最优化方案，从而提高仓库管理效率，达到资源的优化配置，不仅提高了工作效率，降低仓库管理及数据储存成本，提高系统运行效率而且实现了仓库的三维动画可视化管理，极大提高仓库管理的精度。

上面对本发明进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (8)

1.一种虚拟仓库的库存管理方法，其特征在于包括以下步骤：

实时获取智能小车的坐标信息，

根据所述坐标信息停止变化，判断出所述智能小车到达取货库位，

实时获取所述智能小车的当前叉臂高度值，并根据所述当前叉臂高度值判断出所述智能小车的叉臂到达取货库位，并再次检测到所述当前叉臂高度值增加，则在虚拟仓库中将货物转移到所述智能小车上，读取到所述智能小车的坐标值发生变化，则判断所述智能小车在移动，直至所述坐标值停止变化，

读取所述当前叉臂高度值，然后根据读取到的所述当前叉臂高度值，结合所述智能小车的所述坐标值，判断出所述智能小车到达的放货库位，并在所述虚拟仓库中将所述货物转移到所述放货库位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

如果所述当前叉臂高度值小于货架的高度值，但是与初始叉臂高度值不同，那么判断出取货库位在第一层；

如果所述当前叉臂高度值大于货架的高度值，那么判断出取货库位的层数是对（H1－H0）/H取整，其中，H1为当前叉臂高度值，H为货架的高度值，H0为第1层货架的托盘插孔的上表面到地面的基础高度值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

预先将每层库位的库位高度值保存下来，检测到所述当前叉臂高度值后，将其与所述库位高度值进行比较，从而判断出取货库位或放货库位所在的层数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

根据所述当前叉臂高度值与货架的高度值的差值，计算出取货数量，并在所述虚拟仓库中将相应数量的货物转移到或转移出所述智能小车。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

通过计算所述当前叉臂高度值与上一次操作的所述放货库位的高度值之差的绝对值来判断所述取货库位的层数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述虚拟仓库中将货物转移到所述智能小车上之后，在所述虚拟仓库中将所述取货库位的货物减小；

在所述虚拟仓库中将货物从所述智能小车转移到所述放货库位之后，在所述虚拟仓库中将所述放货库位的货物增加。

7.一种虚拟仓库的库存管理系统，包括数据库服务器，其特征在于所述数据库服务器用于执行如权利要求1～6中任意一项所述的虚拟仓库的库存管理方法。

8.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～6中任意一项所述的虚拟仓库的库存管理方法。