CN112700183B - 一种基于agv自动化分拣搬运方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于AGV自动化分拣搬运方法，所述分拣搬运方法包括WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配的步骤，其包括以下内容：选择虚拟库位坐标中的外围产品，判断是否存在满足第一拣配要求的产品，如果满足，则对其进行拣配；如果不存在满足第一拣配要求的产品，则判断是否存在满足第二拣配要求的产品，如果满足，则对其进行拣配；如果不存在满足第二拣配要求的产品，则判断是否存在满足第三拣配要求的产品，如果满足，则根据第三拣配要求的拣配策略进行拣配。本发明的优点在于：根据动态的逻辑算法使得车间可完成一次至少两包的拣配率达到98％以上，大大地提高了工作效率；实现了替代人工，提升了安全性，降低了人力成本。

Description

一种基于AGV自动化分拣搬运方法
技术领域
本发明涉及自动化制造技术领域，尤其涉及一种基于AGV自动化分拣搬运方法。
背景技术
传统涤纶化纤行业，产品打包后，需要运送至缓存区进行质检，再根据后续质检结果，使用叉车的方式将不同品质产品运送至成品厂进行存放。为了提高运送的效率，叉车司机将采用一次性搬运两包方式(该类行业产品体积较大，在1.0m×0.8m×0.7以上范围，重量一包在250KG以上，为了保证搬运过程的安全性，选择搬运最大两包)，由于在缓存区堆放产品时不区分品质，检测后的产品，其不同品质产品出现的位置是随机的，此时就需要熟练的叉车司机根据人工标记的不同品质产品进行现场挪动，才能保证一次性可搬运两包产品至成品库。
目前有关该行业使用AGV进行自动化搬运的方式，多采用一次性搬运一包的方式进行操作，为了保证工作效率就需要企业采购更多的AGV，这样大大地增加了企业的成本，同时造成了AGV交通繁忙，降低了工作效率，同时对应的AGV的运维工作量增加；而且目前基本都是不同品质产品随机堆放，AGV在分拣过程中无法对其进行区别分拣。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于AGV自动化分拣搬运方法，解决了现有产品搬运方式存在的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于AGV自动化分拣搬运方法，所述分拣搬运方法包括WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配的步骤，其包括以下内容：
选择虚拟库位坐标中的外围产品，判断是否存在满足第一拣配要求的产品，如果满足，则对其进行拣配；
如果不存在满足第一拣配要求的产品，则判断是否存在满足第二拣配要求的产品，如果满足，则对其进行拣配；
如果不存在满足第二拣配要求的产品，则判断是否存在满足第三拣配要求的产品，如果满足，则根据第三拣配要求的拣配策略进行拣配。
所述外围产品包括虚拟库位坐标中每一Z轴最上面的产品；所述第一拣配要求包括存在上下相邻的两包同品质产品；所述第二拣配要求包括存在外围产品距离最近的同品质两个产品组成一组，且两个产品所在高度不能同时大于等于M-1层高度，M表示最高层数；所述第三拣配要求包括存在多个外围产品距离最近的同品质产品组；如果同时存在满足第一拣配要求、第二拣配要求和第三拣配要求的产品，则拣配的优先选择顺序依次为第一拣配要求的产品优于第二拣配要求的产品，第二拣配要求的产品优于第三拣配要求的产品。
所述根据第三拣配要求的拣配策略进行拣配包括：
a、两件产品不在同一高度优先于两件产品在同一高度的拣配；
b、两件产品不在同一高度，且高度总和累加小的优先拣配，并依次将所有产品不在同高度的全部进行拣配；
c、在b策略执行完成后，两件产品在同一高度，且高度总和累加小的优先拣配，并依次将所有产品全部进行拣配。
所述分拣搬运方法还包括虚拟库位坐标锁定和状态更改步骤；所述虚拟库位坐标锁定和状态更改步骤包括：
根据所述WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤选定产品组后，通过WMS系统将其对应的虚拟库位坐标进行锁定；
WMS系统与质检系统进行对接，将各虚拟坐标的产品质量信息对应显示；WMS下达拣配指令给RCS系统，RCS系统接收到拣配指令后，根据以上锁定的虚拟库位坐标的产品组指派相应AGV，按照所述WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤执行拣配操作；
当锁定的产品搬运后，将对应的虚拟库位坐标更改为已执行状态。
所述分拣搬运方法还包括在WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤之前的虚拟库位划分和坐标确定步骤；所述虚拟库位划分和坐标确定步骤包括：
将缓存区根据区域+X排+Y列+Z层的坐标设定规则进行不同区域划分，各区域设定的虚拟库位坐标信息对产品进行拣配；
将虚拟库位坐标信息在WMS系统中进行建模实现立体化的构建，每一个虚拟库位得到唯一的坐标；
将WMS系统与MES系统或者质检系统进行对接，质检人员将检测后产品的质量结果信息录入系统，并结合WMS系统中的虚拟库位坐标信息标记处每一个坐标对应产品的质量等级。
所述分拣搬运方法还包括基本条件设定步骤；所述基本条件设定步骤设置于所述虚拟库位划分和坐标确定步骤之前。
所述基本条件设定步骤包括：产品堆叠高度设定为四层；质量检测等级设定为A、B和C三个等级；AGV一次性搬运产品数量最多为两包，并且需为同质量等级，只有剩余各质量只有一包时才执行一次一包的搬运。
本发明具有以下优点：一种基于AGV自动化分拣搬运方法，根据动态的逻辑算法使得车间可完成一次至少两包的拣配率达到98％以上，大大地提高了工作效率；实现了替代人工，提升了安全性，降低了人力成本。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明虚拟库位坐标划分示意图；
图3为本发明虚拟库位坐标示例图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示，本发明涉及一种基于AGV自动化分拣搬运方法，所述分拣搬运方法包括以下内容：
S1、基本条件设定步骤；
产品参数：尺寸(1.1m×0.9m×0.7m左右)、重量(200-400kg/包)；
产品存放方式：堆叠方式，单列直堆；
堆叠高度：最大4层(综合考虑目前AGV适合举重高度、重量等因素，从安全性角度考虑，建议最大4层)；
堆叠重心偏差：+-15mm；
AGV选型：叉抱式；
质检等级：设定为三个等级(A、B、C)；
AGV一次性搬运产品数量：最多2包，并且为同质量等级(综合考虑产品体积、担保重量、AGV承重、运行速度等安全性角度考虑)，只有剩余各等级只有一包的情况下可以执行一次一包搬运；
其中，在其他领域的应用上，可以根据产品的大小、重量以及未来AGV的举重、承重等技术的提升，适度的进行调整，比如堆叠高度、AGV一次性搬运最大数量、质量等级等。
S2、虚拟库位划分和坐标确定步骤；
S21、将缓存区根据区域+X排+Y列+Z层的坐标设定规则进行不同区域划分，各区域设定的虚拟库位坐标信息对产品进行拣配；系统内也按照此方式进行管理(每个虚拟库位的大小设计根据实际的存放载体大小进行设计)；
S22、将虚拟库位坐标信息在WMS系统中进行建模实现立体化的构建，每一个虚拟库位得到唯一的坐标，如图2所示；
S23、将WMS系统与MES系统或者质检系统进行对接，质检人员将检测后产品的质量结果信息录入系统，并结合WMS系统中的虚拟库位坐标信息标记处每一个坐标对应产品的质量等级。
S3、WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤；
S31、选择虚拟库位坐标中的外围产品，判断是否存在满足第一拣配要求的产品，如果满足，则对其进行拣配；
进一步地，外围产品：假设一堆产品存放后呈现长方体状，则该长方体对应的上、左、右、前、后五个面，AGV可以直接碰触的产品为外围产品。本次可组成组的产品基于外围产品，只针对Z轴最上方产品。
S32、如果不存在满足第一拣配要求的产品，则判断是否存在满足第二拣配要求的产品，如果满足，则对其进行拣配；
S33、如果不存在满足第二拣配要求的产品，则判断是否存在满足第三拣配要求的产品，如果满足，则根据第三拣配要求的拣配策略进行拣配。
进一步地，所述第一拣配要求包括存在上下相邻的两包同品质产品；所述第二拣配要求包括存在外围产品距离最近的同品质两个产品组成一组，且两个产品所在高度不能同时大于等于三层高度，最高层数为四层；所述第三拣配要求包括存在多个外围产品距离最近的同品质产品组；如果同时存在满足第一拣配要求、第二拣配要求和第三拣配要求的产品，则拣配的优先选择顺序依次为第一拣配要求的产品优于第二拣配要求的产品，第二拣配要求的产品优于第三拣配要求的产品。
进一步地，外围产品距离最近表示：
假设：AGV只对外围Z轴最上面的产品进行组成一组，为了将一个产品叠放到另一个产品上，使得AGV行驶最小的距离组，其中：假设两个产品的坐标分别为(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)，Xmax指此虚拟坐标正中所有产品中最大的X轴坐标值；Ymax指此虚拟坐标正中所有产品中最大的Y轴坐标值。
(1)若两个产品在同一侧面，如XZ面/YZ面，则其外围产品距离为|X2-X1|/|Y2-Y1|；
(2)若两个产品在相邻的两侧出现，如一个在XZ面，一个在YZ面，则其外围产品距离为|Y2-Y1|+|X2-X1|；
(3)若两个产品在相对两面出现，如都在XZ面，或都在YZ面，则其外围产品距离分别为min[X1+|Y2-Y1|+X2，(Xmax-X1)+|Y2-Y1|+(Xmax-X2)]；
min[Y1+|X2-X1|+Y2，(Ymax-Y1)+|X2-X1|+(Ymax-Y2)]。
如图3所示，在YZ相对两面的两个产品分别坐标为(2，3，4)、(0，8，3)，YZ相对两面，则其外围最近距离为：
min[Y1+|X2-X1|+Y2，(Ymax-Y1)+|X2-X1|+(Ymax-Y2)]
＝min[3+2+8，5+2+0]
＝7
故，以上外围最近距离为7，选择以上路径2。
进一步地，根据第三拣配要求的拣配策略进行拣配包括：
a、两件产品不在同一高度优先于两件产品在同一高度的拣配；
b、两件产品不在同一高度，且高度总和累加小的优先拣配，并依次将所有产品不在同高度的全部进行拣配；
c、在b策略执行完成后，两件产品在同一高度，且高度总和累加小的优先拣配，并依次将所有产品全部进行拣配。
其中，采取此策略的原因，AGV由于机械操作运功，在拣配挪动过程中，遵循高位向低位挪动，确保安全性，以及减少操作时间，提升效率。
如，存在不同高度的组分别为(3，2)、(3，1)、(2，2)、(2，1)、(1，1)，以上数字代表从下往上进行高度排序，3代表第三层高度，2代表第二层高度，1代表第一层最底层高度。
则根据以上策略其优先顺序为：(2，1)>(3，1)>(3，2)>(1，1)>(2，2)。
S4、虚拟库位坐标锁定和状态更改步骤；
S41、根据所述WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤选定产品组后，通过WMS系统将其对应的虚拟库位坐标进行锁定；
S42、WMS系统与质检系统进行对接，将各虚拟坐标的产品质量信息对应显示；WMS下达拣配指令给RCS系统，RCS系统接收到拣配指令后，根据以上锁定的虚拟库位坐标的产品组指派相应AGV，按照所述WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤执行拣配操作；
S43、当锁定的产品搬运后，将对应的虚拟库位坐标更改为已执行状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于AGV自动化分拣搬运方法，其特征在于：所述分拣搬运方法包括WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤，其包括以下内容：
选择虚拟库位坐标中的外围产品，判断是否存在满足第一拣配要求的产品，如果满足，则对其进行拣配；
如果不存在满足第一拣配要求的产品，则判断是否存在满足第二拣配要求的产品，如果满足，则对其进行拣配；
如果不存在满足第二拣配要求的产品，则判断是否存在满足第三拣配要求的产品，如果满足，则根据第三拣配要求的拣配策略进行拣配；
所述外围产品包括虚拟库位坐标中每一Z轴最上面的产品；所述第一拣配要求包括存在上下相邻的两包同品质产品；所述第二拣配要求包括存在外围产品距离最近的同品质两个产品组成一组，且两个产品所在高度不能同时大于等于M-1层高度，M表示最高层数；所述第三拣配要求包括存在多个外围最近距离相同的同品质产品组；如果同时存在满足第一拣配要求、第二拣配要求和第三拣配要求的产品，则拣配的优先选择顺序依次为第一拣配要求的产品优于第二拣配要求的产品，第二拣配要求的产品优于第三拣配要求的产品。
2.根据权利要求1所述的一种基于AGV自动化分拣搬运方法，其特征在于：所述根据第三拣配要求的拣配策略进行拣配包括：
a、两件产品不在同一高度优先于两件产品在同一高度的拣配；
b、两件产品不在同一高度，且高度总和累加小的优先拣配，并依次将所有产品不在同高度的全部进行拣配；
c、在b策略执行完成后，两件产品在同一高度，且高度总和累加小的优先拣配，并依次将所有产品全部进行拣配。
3.根据权利要求1所述的一种基于AGV自动化分拣搬运方法，其特征在于：所述分拣搬运方法还包括虚拟库位坐标锁定和状态更改步骤；所述虚拟库位坐标锁定和状态更改步骤包括：
根据所述WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤选定产品组后，通过WMS系统将产品组对应的虚拟库位坐标进行锁定；
WMS系统与质检系统进行对接，将各虚拟坐标的产品质量信息对应显示；WMS下达拣配指令给RCS系统，RCS系统接收到拣配指令后，根据锁定的虚拟库位坐标的产品组指派相应AGV，按照所述WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤执行拣配操作；
当锁定的产品搬运后，将对应的虚拟库位坐标更改为已执行状态。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种基于AGV自动化分拣搬运方法，其特征在于：所述分拣搬运方法还包括在WMS系统根据拣配策略对产品进行拣配步骤之前的虚拟库位划分和坐标确定步骤；所述虚拟库位划分和坐标确定步骤包括：
将缓存区根据区域+X排+Y列+Z层的坐标设定规则进行不同区域划分，各区域设定的虚拟库位坐标信息对产品进行拣配；
将虚拟库位坐标信息在WMS系统中进行建模实现立体化的构建，每一个虚拟库位得到唯一的坐标；
将WMS系统与MES系统或者质检系统进行对接，质检人员将检测后产品的质量结果信息录入系统，并结合WMS系统中的虚拟库位坐标信息标记处每一个坐标对应产品的质量等级。
5.根据权利要求4所述的一种基于AGV自动化分拣搬运方法，其特征在于：所述分拣搬运方法还包括基本条件设定步骤；所述基本条件设定步骤设置于所述虚拟库位划分和坐标确定步骤之前。
6.根据权利要求5所述的一种基于AGV自动化分拣搬运方法，其特征在于：所述基本条件设定步骤包括：产品堆叠高度设定为四层；质量检测等级设定为A、B和C三个等级；AGV一次性搬运产品数量最多为两包，并且需为同质量等级，只有剩余各质量只有一包时才执行一次一包的搬运。
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