CN112801368B - 一种物流路径优化的方法及控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能物流领域，公开了一种物流路径优化的方法，首先基于物流系统建立物流拓扑模型，接着根据拓扑顶点间的连接关系得到拓扑顶点组并进行遍历，根据拓扑连线的长度值和占用值对拓扑顶点的优先状态值进行动态调整，最后根据得到的多个收发状态值均相等的拓扑顶点及相应的拓扑连线的组合得到最优化路径。本发明还公开了一种用于实施上述物流路径优化的方法的物流路径优化的控制装置，从而能够使得物流路径优化的方法能够更好地提升智能物流的实施效率。
Description
技术领域
本发明属于智能物流领域，具体涉及一种物流路径优化的方法及控制装置。
背景技术
随着科学技术的不断发展，智能物流在工厂企业的应用中越来越普遍，其重要意义在于一方面节约了企业的用工成本，另一方面，智能物流的稳定性极强，因此，越来越多的工厂企业将智能物流纳入了发展规划中。
目前，中小型工厂企业中的智能物流为由常开的多个传送设备和常设的多个中转容纳处组合构成的物流网络，在这种物流网络中的传送设备和中转容纳处之间绝大多数仅为一一对应关系，待物流的物品自起始点通过智能物流被自动传送到目标点，从而完成物流的过程，这种智能物流的方式在以往大量的中小型工厂企业的实践中已经发展的非常成熟，也被证明是达到了预期的效果的。
但是，在大型工厂企业进行智能物流的实践时，由于大型工厂企业中的物流网络较之中小工厂企业来说，复杂度大大提高，在这种物流网络中的传送设备和中转容纳处之间不仅存在一一对应关系，而且更多地是一多、多一以及多多的对应关系，因此，在大型工厂企业的智能物流实践中，复杂的物流网络关系大大地降低了智能物流的效率，而且需要大量人工的干预，从而在大型工厂企业中不能很好地发挥智能物流的技术优势。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种物流路径优化的方法及控制装置，通过物流路径优化的控制装置实施物流路径优化的方法能够实时有效地对物流网络进行优化配置，从而大大地提高智能物流的效率，而且无需人工的干预。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：
一种物流路径优化的方法，用于将预定物品通过物流系统从起始点传送至目标点的最优化路径，物流系统包括相互连接的多个传送带和多个中转处，与起始点对应的中转处为初始中转处，与目标点对应的中转处为目标中转处，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：基于物流系统建立初始中转处至目标中转处的物流拓扑模型，拓扑连线与传送带一一映射，拓扑顶点与中转处一一映射，拓扑连线具有长度值和占用值，拓扑顶点具有收发状态值和优先状态值；
步骤S2：当预定物品位于初始拓扑顶点对应的中转处时，将初始拓扑顶点的收发状态值设为预定收发状态值，将与初始拓扑顶点直接连接的多个拓扑顶点作为待选择拓扑顶点组；
步骤S3：遍历待选择拓扑顶点组，根据对应的拓扑连线的即时长度值和即时占用值对多个拓扑顶点的优先状态值进行调整得到多个拓扑顶点的当前优先状态值，
步骤S4：在待选择拓扑顶点组中选择的最大的当前优先状态值对应的拓扑顶点作为已选择拓扑顶点，并将已选择拓扑顶点作为新的初始拓扑顶点；
步骤S5：重复步骤S2-步骤S4，直至初始拓扑顶点与目标拓扑顶点相同；
步骤S6：将收发状态值为预定收发状态值的多个拓扑顶点对应映射的多个中转处以及相应的多个拓扑连线对应映射的传送带的组合作为最优化路径。
优选地，传送带包括固定网带机和移动网带机，移动网带机为沿预定路径进行移动的网带机，中转处包括固定网带机的端部位置和移动网带机的默认驻停位置，移动网带机通过移动经过多个中转处。
进一步地，拓扑连线的长度值为预定物品在对应的两个中转处的传送时间，传送时间为固定网带机的传送长度除以固定网带机的传送速度，或者传送时间为移动网带机的传送长度除以移动网带机的移动速度。
再进一步地，拓扑连线的占用值择一地选取“0”或者“1”，当占用值为“0”，拓扑连线对应的传送带上无预定物品正在传送，当占用值为“1”，拓扑连线对应的传送带上有预定物品正在传送。
又进一步地，当占用值为“1”，将当前优先状态值设为“0”，当占用值为“0”，将当前优先状态值设为预定优先值与拓扑连线的长度值的差值，并且当前优先状态值大于“0”。
优选地，拓扑顶点的收发状态值择一地选取“0”、“1”或者“2”，收发状态值为“0”为缺省值，当收发状态值为“2”，收发状态值为预定收发状态值，拓扑顶点对应的中转处为发货状态，当收发状态值为“1”，拓扑顶点对应的中转处为收货状态。
优选地，传送带的传送速度可调节。
本发明还提供了用于实施一种物流路径优化的方法的一种物流路径优化的控制装置，其特征在于，包括传感单元、存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的处理程序，传感单元用于对预定物品进行检测，存储器存储有起始点、目标点、预定优先值以及预定收发状态值，处理程序包括模型构建程序、归组程序、遍历程序以及优先状态调整程序，模型构建程序用于根据物流系统构建物流拓扑模型，归组程序用于形成待选择拓扑顶点组，遍历程序用于遍历待选择拓扑顶点组，优先状态调整程序用于对多个拓扑顶点的优先状态值进行调整，从而得到多个拓扑顶点的当前优先状态值。
进一步地，传感单元包括多个遮挡传感器和多个重量传感器，多个遮挡传感器对应安装在传送带上，用于检测传送带上有无预定物品正在传送，多个重量传感器对应安装在中转处上，用于检测中转处上有无预定物品。
进一步地，本发明还包括输入面板，与存储器通信连接，输入面板用于将起始点和目标点输入存储器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.因为本发明的物流路径优化的方法基于物流系统建立物流拓扑模型，接着根据拓扑顶点间的连接关系得到拓扑顶点组并进行遍历，根据拓扑连线的长度值和占用值对拓扑顶点的优先状态值进行动态调整，最后根据得到的多个收发状态值均相等的拓扑顶点及相应的拓扑连线的组合得到最优化路径，因此，本发明能够根据拓扑顶点映射的中转处是否直接连接、拓扑连线映射的传送带上传送效率以及传送带是否被占用实时有效地对物流网络进行优化配置，从而大大地提高智能物流的效率，而且无需人工的干预。
2.因为本发明的中转处包括固定网带机的端部位置和移动网带机的默认驻停位置，移动网带机通过移动经过多个中转处，因此，本发明通过移动网带机能够实现中转处与传送带的一对多的对应关系。
3.因为本发明的拓扑连线的长度值为预定物品在对应的两个中转处的传送时间，因此，本发明与拓扑连线映射的多个固定网带机和多个移动网带机的长度和速度可以不相同。
4.因为当本发明的占用值为“1”，将当前优先状态值设为“0”，当占用值为“0”，将当前优先状态值设为预定优先值与拓扑连线的长度值的差值，并且当前优先状态值大于“0”，因此，通过对占用值和长度值对优先状态值的关联规则的合理设置能够使得优先状态值客观地体现与拓扑连线映射的传送带是否被占有及传送效率。
5.因为本发明的物流路径优化的控制装置包括传感单元、存储器、处理器以及存储在存储器上的处理程序，而处理程序包括模型构建程序、归组程序、遍历程序以及优先状态调整程序，因此，本发明的物流路径优化的控制装置实施物流路径优化的方法能够更好地提升智能物流的实施效率。
6.因为本发明还包括输入面板，与存储器通信连接，输入面板用于将起始点和目标点输入存储器，因此，本发明能够通过输入面板从外部输入起始点和目标点，从而使得物流拓扑模型的构建具有极强的灵活性。
附图说明
图1为本发明的实施例的物流路径优化的方法的步骤示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的一种物流路径优化的方法及控制装置作具体阐述，需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
如图1所示，本实施例中的一种物流路径优化的方法S100，用于将预定物品通过物流系统从起始点传送至目标点的最优化路径，物流系统包括相互连接的多个传送带和多个中转处，与起始点对应的中转处为初始中转处，与目标点对应的中转处为目标中转处。
网带机为通过同步带实现定向传送的传送设备。
传送带包括固定网带机和移动网带机，移动网带机为沿预定路径进行移动的网带机，传送带的传送速度可调节，在本实施例中，传送带常开，移动网带机通过预设的轨道在预定路径上进行移动。
中转处包括固定网带机的端部位置和移动网带机的默认驻停位置，移动网带机通过移动经过多个中转处，在本实施例中，在物流网络中，任一移动网带机的起点和终点分别为至少一个固定网带机或者移动网带机的端部位置，在任一固定网带机或者移动网带机被选择后，移动网带机沿预定路径将预定物品移动至该固定网带机或者移动网带机的端部位置，而后将预定物品进行传送，移动网带机的不同移动行程被作为对应不同的传送带，即被映射为对应不同的拓扑连线。
物流路径优化的方法S100包括以下步骤：
步骤S1：基于物流系统建立初始中转处至目标中转处的物流拓扑模型，拓扑连线与传送带一一映射，拓扑顶点与中转处一一映射，拓扑连线具有长度值和占用值，拓扑顶点具有收发状态值和优先状态值。
拓扑连线的长度值为预定物品在对应的两个中转处的传送时间，传送时间为固定网带机的传送长度除以固定网带机的传送速度，或者传送时间为移动网带机的传送长度除以移动网带机的移动速度。
拓扑连线的占用值择一地选取“0”或者“1”，当占用值为“0”，拓扑连线对应的传送带上无预定物品正在传送，当占用值为“1”，拓扑连线对应的传送带上有预定物品正在传送。
步骤S2：当预定物品位于初始拓扑顶点对应的中转处时，将初始拓扑顶点的收发状态值设为预定收发状态值，将与初始拓扑顶点直接连接的多个拓扑顶点作为待选择拓扑顶点组。
拓扑顶点的收发状态值择一地选取“0”、“1”或者“2”，收发状态值为“0”为缺省值，当收发状态值为“2”，收发状态值为预定收发状态值，拓扑顶点对应的中转处为发货状态，当收发状态值为“1”，拓扑顶点对应的中转处为收货状态，在本实施例中，当中转处和其通过传送带直接连接的中转处上均无预定物品时，该中转处暂时处于缺省状态，此时该中转处映射的拓扑顶点的收发状态值为缺省值，有预定物品被传送至中转处时，该中转处即为传送预定物品的起点，即该中转处处于发货状态，相应连接与其直接连接的传送带被选择后，传送带另一端的中转处即为预定物品的临时终点，即该另一端的中转处处于收货状态，待选择拓扑顶点组即为处于当前处于收货状态的中转处映射的多个拓扑顶点的集合。
步骤S3：遍历待选择拓扑顶点组，根据对应的拓扑连线的即时长度值和即时占用值对多个拓扑顶点的优先状态值进行调整得到多个拓扑顶点的当前优先状态值。
当占用值为“1”，将当前优先状态值设为“0”，当占用值为“0”，将当前优先状态值设为预定优先值与拓扑连线的长度值的差值，并且当前优先状态值大于“0”，即预定优先值在选取时，取值应大于所有拓扑连线的长度值的最大值，如此，既能保证在传送带没有执行其他物流任务时，传送预定物品耗时最短的传送带被选择为预定物品的物流路径，体现了优化物流路径的原则。
步骤S4：在待选择拓扑顶点组中选择的最大的当前优先状态值对应的拓扑顶点作为已选择拓扑顶点，并将已选择拓扑顶点作为新的初始拓扑顶点。
步骤S5：重复步骤S2-步骤S4，直至初始拓扑顶点与目标拓扑顶点相同。
步骤S6：将收发状态值为预定收发状态值的多个拓扑顶点对应映射的多个中转处以及相应的多个拓扑连线对应映射的传送带的组合作为最优化路径，在本实施例中，在已选择拓扑顶点别确认后，发货的中转处、收货的中转处以及连接这两个中转处的传送带作为优化物流路径的一段开始执行对预定物品的物流，即预定物品自作为发货端的中转处经由上述传送带被传送至作为收货端的中转处，当预定物品按此方式由初始中转处被传送至目标中转处时，所经过的传送路径的总和即为该物流的最优化路径。
本实施例的用于实施物流路径优化的方法的物流路径优化的控制装置，包括传感单元、存储器、处理器、存储在存储器上并可在处理器上运行的处理程序以及控制面板。
传感单元用于对预定物品进行检测，包括多个遮挡传感器和多个重量传感器。
多个遮挡传感器对应安装在传送带上，用于检测传送带上有无预定物品正在传送，从而能够作为该传送带映射的拓扑连线的占用值的调整驱动信号的发生源。
多个重量传感器对应安装在中转处上，用于检测中转处上有无预定物品，从而能够作为该中转处映射的拓扑顶点的收发状态值的调整驱动信号的发生源。
存储器还存储有起始点、目标点、预定优先值以及预定收发状态值。
处理程序包括模型构建程序、归组程序、遍历程序以及优先状态调整程序，
模型构建程序用于根据物流系统构建物流拓扑模型，归组程序用于形成待选择拓扑顶点组，遍历程序用于遍历待选择拓扑顶点组，优先状态调整程序用于对多个拓扑顶点的优先状态值进行调整，从而得到多个拓扑顶点的当前优先状态值。
输入面板与存储器通信连接，输入面板用于将起始点和目标点输入存储器，在本实施例中，输入面板具有可触摸显示屏，显示屏上显示有与物流网络中的所有可选用中转处分别对应的显示位置点，操作人员通过手指点按相应显示位置点将起始点和目标点输入存储器，而预定优先值和预定收发状态值无法通过输入面板进行操作。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种物流路径优化的方法，用于将预定物品通过物流系统从起始点传送至目标点的最优化路径，所述物流系统包括相互连接的多个传送带和多个中转处，与所述起始点对应的所述中转处为初始中转处，与所述目标点对应的所述中转处为目标中转处，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：基于所述物流系统建立所述初始中转处至所述目标中转处的物流拓扑模型，拓扑连线与所述传送带一一映射，拓扑顶点与所述中转处一一映射，所述拓扑连线具有长度值和占用值，所述拓扑顶点具有收发状态值和优先状态值；
其中，所述传送带包括固定网带机和移动网带机，
所述移动网带机为沿预定路径进行移动的网带机，
所述中转处包括所述固定网带机的端部位置和所述移动网带机的默认驻停位置，所述移动网带机通过移动经过多个所述中转处，
步骤S2：当所述预定物品位于初始拓扑顶点对应的所述中转处时，将所述初始拓扑顶点的所述收发状态值设为预定收发状态值，将与所述初始拓扑顶点直接连接的多个拓扑顶点作为待选择拓扑顶点组；
步骤S3：遍历所述待选择拓扑顶点组，根据对应的所述拓扑连线的即时所述长度值和即时所述占用值对多个拓扑顶点的所述优先状态值进行调整得到多个拓扑顶点的当前优先状态值，
其中，所述拓扑连线的所述长度值为所述预定物品在对应的两个所述中转处的传送时间，
所述传送时间为所述固定网带机的传送长度除以所述固定网带机的传送速度，或者所述传送时间为所述移动网带机的传送长度除以所述移动网带机的移动速度，
所述拓扑连线的所述占用值择一地选取“0”或者“1”，
当所述占用值为“0”，所述拓扑连线对应的所述传送带上无所述预定物品正在传送，
当所述占用值为“1”，所述拓扑连线对应的所述传送带上有所述预定物品正在传送，
所述拓扑顶点的所述收发状态值择一地选取“0”、“1”或者“2”，
所述收发状态值为“0”为缺省值，
当所述收发状态值为“2”，所述收发状态值为预定收发状态值，所述拓扑顶点对应的所述中转处为发货状态，
当所述收发状态值为“1”，所述拓扑顶点对应的所述中转处为收货状态，当所述占用值为“1”，将当前所述优先状态值设为“0”，当所述占用值为“0”，将当前所述优先状态值设为预定优先值与所述拓扑连线的长度值的差值，
步骤S4：在所述待选择拓扑顶点组中选择的最大的所述当前优先状态值对应的所述拓扑顶点作为已选择拓扑顶点，并将所述已选择拓扑顶点作为新的初始拓扑顶点；
步骤S5：重复步骤S2-步骤S4，直至初始拓扑顶点与目标拓扑顶点相同；
步骤S6：将所述收发状态值为所述预定收发状态值的多个拓扑顶点对应映射的多个所述中转处以及相应的多个所述拓扑连线对应映射的所述传送带的组合作为所述最优化路径。
2.根据权利要求1所述的物流路径优化的方法，其特征在于：
其中， 当所述占用值为“1”，将所述当前优先状态值设为“0”，
当所述占用值为“0”，将所述当前优先状态值设为预定优先值与所述拓扑连线的所述长度值的差值，并且所述当前优先状态值大于“0”。
3.根据权利要求1所述的物流路径优化的方法，其特征在于：
其中，所述传送带的传送速度可调节。
4.用于实施权利要求1-3中任意一项所述的物流路径优化的方法的物流路径优化的控制装置，其特征在于，包括：
传感单元、存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的处理程序，
所述传感单元用于对所述预定物品进行检测，
所述存储器存储有所述起始点、所述目标点、所述预定优先值以及所述预定收发状态值，
所述处理程序包括模型构建程序、归组程序、遍历程序以及优先状态调整程序，
所述模型构建程序用于根据所述物流系统构建所述物流拓扑模型，
所述归组程序用于形成所述待选择拓扑顶点组，
所述遍历程序用于遍历所述待选择拓扑顶点组，
所述优先状态调整程序用于对多个拓扑顶点的所述优先状态值进行调整，从而得到多个拓扑顶点的所述当前优先状态值。
5.根据权利要求4所述的物流路径优化的控制装置，其特征在于：
其中，所述传感单元包括多个遮挡传感器和多个重量传感器，
多个所述遮挡传感器对应安装在所述传送带上，用于检测所述传送带上有无所述预定物品正在传送，
多个所述重量传感器对应安装在所述中转处上，用于检测所述中转处上有无所述预定物品。
6.根据权利要求4所述的物流路径优化的控制装置，其特征在于，还包括：
输入面板，与所述存储器通信连接，
所述输入面板用于将所述起始点和所述目标点输入所述存储器。
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| "五轴柔性生产线上零件形面特征在机检测系统研究与实现";刘小杨;《中国优秀博硕士学位论文数据库（硕士） 工程科技II辑》;20200715(第07期);全文 * |
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