CN112938301B - 一种针对配送中心的商品拣选系统与方法 - Google Patents

一种针对配送中心的商品拣选系统与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种针对配送中心的商品拣选系统与方法,拣选作业区域包括存储区与分配区;分配区的外围或内部设置有若干拣选工作站;存储区内布设有多个固定设置的货架以及若干能够可控移动的第一运载装置;分配区内设置有若干商品载具以及能够使商品载具移动的第二运载装置,第二运载装置用于将商品载具运送至拣选工作站。本发明的针对配送中心的商品拣选系统与方法,通过设置第一运载装置、第二运载装置以及商品载具,第一运载装置先从货架上获取货物并将货物运送至商品载具,第二运载装置再根据控制器的分配将商品载具运送至合适的拣选工作站以完成分拣,其可满足大批量分拣出库需求、且仓储系统需要的布局面积小、成本低、拣货效率高。

Description

一种针对配送中心的商品拣选系统与方法
技术领域
本发明涉及物流商品拣选技术领域,特别是涉及一种针对配送中心的商品拣选系统与方法。
背景技术
配送中心(Distribution Center)的业务,和常规的电商拣选仓库相比较,虽然在入库、出库等方面有很多相同的地方,但是也有非常明显的特点,主要包括:
1.基本上都属于B2B场景,服务对象都是门店,数量比较少,一般在数十个,或者数百个。
2.每天要处理的发货订单的数据,基本上都可以提前获得,从而可以更加有针对性地进行优化;
3.发货订单的数量比较少,但是单个订单的发货量比较大,一是商品的种类数比较大,而是每一种商品的数量也比较大。
对于这类业务,由于商品入库、出库的批量大,传统的仓储入库、出库方式(即货物存储在货架上,通过AGV将货架搬运至分拣工作站进行分拣,分拣完成后AGV将货架搬回原位)拣货效率难以满足要求,且仓储系统需要的布局面积大,成本高,拣货效率低。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种可满足大批量分拣出库需求、且仓储系统需要的布局面积小、成本低、拣货效率高的针对配送中心的商品拣选系统与方法。
技术方案:为实现上述目的,本发明的一种针对配送中心的商品拣选系统,拣选作业区域包括存储区与分配区;所述分配区的外围或内部设置有若干拣选工作站;
所述存储区内布设有多个固定设置的货架以及若干能够可控移动的第一运载装置;
所述分配区内设置有若干商品载具以及能够使所述商品载具移动的第二运载装置,所述第二运载装置用于将所述商品载具运送至所述拣选工作站。
进一步地,所述存储区的靠近所述分配区的一侧设置有第一对接位;
所述分配区的靠近所述存储区的一侧设置有第二对接位;
所述第一对接位与所述第二对接位数量相等且一一对应设置。
进一步地,还包括机械手,所述机械手用于将所述第一运载装置上的商品搬运至所述商品载具上。
进一步地,所述第一运载装置为高位叉车或堆垛机;所述第二运载装置为牵引式AGV或潜伏式搬运AGV。
进一步地,所述商品载具与所述第二运载装置相对固定或可相对分离。
一种针对配送中心的商品拣选方法,其应用于上述的针对配送中心的商品拣选系统,所述方法包括:
对未处理的发货单对应的门店进行分组形成多个门店组;
对各所述门店组进行遍历处理,以对每组所述门店组执行发货流程;
其中,所述发货流程包括:
将当前正处理的所述门店组中各门店涉及的所有所述发货单进行汇总,统计这些发货单包含的所有商品的发货量;
将当前正处理的所述门店组的所有发货单分配给多个所述拣选工作站;
控制所述第一运载装置从相应的所述货架获取商品,并将商品运送至对应的所述商品载具上;
根据优化算法将各所述商品载具分配给最优拣选工作站;
调度所述第二运载装置将各所述商品载具运载至其对应的最优拣选工作站。
进一步地,所述存储区的靠近所述分配区的一侧设置有第一对接位;所述分配区的靠近所述存储区的一侧设置有第二对接位;
所述将商品转运至对应的所述商品载具上包括:
控制所述第一运载装置带着商品运动至所述第一对接位;
控制第二运载装置将所述商品载具运送至所述第二对接位;
控制机械手或者提示工人将所述第一运载装置上的对应于发货量的商品搬运至所述商品载具上。
进一步地,所述根据优化算法将各所述商品载具分配至最优拣选工作站包括:
计算各所述拣选工作站的工作量;
根据所述工作量对所有所述拣选工作站进行排序;
将工作量最小的所述拣选工作站作为当前正处理的所述商品载具的最优拣选工作站。
进一步地,所述计算各所述拣选工作站的工作量具体为:
根据公式W=rsQs+rtQt+rpQp+rdD计算各所述拣选工作站的工作量;
其中:W-工作量;Qs-已经分配给拣选工作站的商品载具的数量;Qt- 已经分配给拣选工作站的商品种类数量;Qp-已经分配给拣选工作站的累计商品数量;D-当前所述商品载具从其当前所在位置去所述拣选工作站的路径;rs、rt、rp、rd-对应于Qs、Qt、Qp、D四个变量的系数。
进一步地,所述控制机械手或者提示工人将所述第一运载装置上的对应于发货量的商品搬运至所述商品载具上之后还包括:
控制第一运载装置将剩余的商品送回其对应的所述货架中的相应置货位。
有益效果:本发明的针对配送中心的商品拣选系统与方法,通过设置第一运载装置、第二运载装置以及商品载具,第一运载装置先从货架上获取货物并将货物运送至商品载具,第二运载装置再根据控制器的分配将商品载具运送至合适的拣选工作站以完成分拣,其可满足大批量分拣出库需求、且仓储系统需要的布局面积小、成本低、拣货效率高。
附图说明
附图1为针对配送中心的商品拣选系统的构成示意图;
附图2为针对配送中心的商品拣选方法的流程示意图;
附图3为发货流程的流程示意图。
图中:1-存储区;2-分配区;3-货架;4-第一运载装置;5-商品载具; 6-第二运载装置;7-拣选工作站;8-第一对接位;9-第二对接位;10-机械手。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1所示的针对配送中心的商品拣选系统,拣选作业区域包括存储区1与分配区2;所述分配区2的外围或内部设置有若干拣选工作站7;所述存储区1内布设有多个固定设置的货架3以及若干能够可控移动的第一运载装置4;所述分配区2内设置有若干商品载具5以及能够使所述商品载具5移动的第二运载装置6,所述第二运载装置6用于将所述商品载具5 运送至所述拣选工作站7。分配区2中,绝大部分的区域被用于第二运载装置6的行驶路径,也可设置少量的区域作为存储区域,用来暂存商品载具5。
上述商品拣选系统中,货架3为高位货架,其上具有在竖直方向上堆叠设置的多层置货位,置货位上可放置商品,每一个置货位上均设置有托盘,该置货位上的商品均摆放在托盘上,商品为一箱一箱的状态或者为批量放置在货框内的状态。第一运载装置4为高位叉车或堆垛机,其具有可升降的叉体,叉体可升降至各层置货位所在的高度并执行取、放商品的操作,高位叉车执行取、放操作时,都是直接作用于托盘以将对应置货位上的所有商品取出或放回。
上述商品载具5与第二运载装置6之间可以是分离式设置,也可以是固定式设置,前者情况下,第二运载装置6可与商品载具5进行对接(如两者之间设置对接机构或第二运载装置6将商品载具5整体搬起)并可相对脱开;后一种情况下,商品载具5固定在第二运载装置6上,两者为一个整体。本实施例中,优选采用分离式设置方式,商品载具5优选为托盘底框,其具备用于放置商品的台面,台面被四根竖直的支腿支起;在一种实施例中,第二运载装置6为潜伏式搬运AGV,其可钻入商品载具5的台面之下并将商品载具5及其上的商品一起顶起并带着商品载具5运动,以将商品载具5搬运至设定位置。在其他实施例中,第二运载装置6还可以是牵引式AGV等形式。
所述存储区1的靠近所述分配区2的一侧设置有多个供第一运载装置4 停靠的第一对接位8,如附图1中F1-F4所示;所述分配区2的靠近所述存储区1的一侧设置有多个供商品载具5临时摆放的第二对接位9,如附图1 中A1-A4所示;所述第一对接位8与所述第二对接位9数量相等且一一对应设置,即A1对应于F1、A2对应于F2,以此类推。商品拣选系统运行时,第一运载装置4从货架3取下带有商品的托盘并运动至第一对接位8,第二运载装置6将商品载具5运送至第二对接位9,通过外部辅助将目标数量的商品由第一对接位8上的第一运载装置4搬运至第二对接位9上的商品载具5,第二运载装置6再将商品载具5运送至合适的拣选工作站7以完成拣货作业,第一运载装置4再将带有剩余商品的托盘放回原货架3上的原置货位。
通过上述过程可完成大批商品(一般为成箱商品)的分拣作业,第二运载装置6不需要直接搬运货架3至拣选工作站7进行商品分拣,第二运载装置6只需带着商品载具5接应第一运载装置4从货架3上取下的商品并将商品运送至拣选工作站7即可,采用该商品拣选系统,货架3的分布可以更为紧密(货架3之间的过道只需能够供第一运载装置4通行即可,传统的仓储系统中货架之间的过道需要能够供货架通行,因此传统的仓储系统中,货架的分布较为稀疏),且可以采用更高的货架(传统仓储系统中由于货架需要移动,因此货架只能做的较矮),因此,同样多的商品,采用本发明之商品拣选系统所需的占地面积大幅减少,且由于第二运载装置6 不需要搬运货架,第二运载装置6的设计载重也可大幅减小,有利于节约成本,传统的仓储系统中,搬运AGV将货架搬运至拣选工作站后,工作站的工作人员需要在货架上寻找目标商品,影响拣货效率,本发明的商品拣选系统不存在此问题,可大大提升拣选效率。
优先地,为了方便商品从第一运载装置4转运至商品载具5,商品拣选系统还包括机械手10,所述机械手10用于将所述第一运载装置4上的商品搬运至所述商品载具5上。在其他实施例中,第一对接位8与第二对接位9 之间也可以设置工作站,工作站上配备工作人员执行商品搬运任务。
本发明还提供了一种针对配送中心的商品拣选方法,其应用于上述的针对配送中心的商品拣选系统,其由可以调度第一运载装置4及第二运载装置6的控制中心实施,如附图2所示,所述方法包括如下步骤B1-B2(需要说明的是,本发明中所涉及的步骤编号不用于限定各步骤的执行顺序,下面各步骤的排列顶多代表一种优选的实施例,在实际实施中,有的步骤之间的顺序可以视情况调换甚至同步执行):
步骤B1,对未处理的所述发货单对应的门店进行分组形成多个门店组;
本实施例中,控制中心获取各发货单中的门店信息,并对门店信息进行汇总后进行分组,分组按照实际位置、运输线路、每天的实际发货量等因素进行分组,如此,可将位置、线路相近的订单进行汇总处理,以方便后续的配送。
步骤B2,对各所述门店组进行遍历处理,以对每组所述门店组执行发货流程;
本步骤中,即依次对各门店组执行发货流程,直至所有门店组均处理完成。
其中,如附图3所示,所述发货流程包括如下步骤B201-B205:
步骤B201,将当前正处理的所述门店组中各门店涉及的所有所述发货单进行汇总,统计这些发货单包含的所有商品的发货量;
步骤B202,将当前正处理的所述门店组的所有发货单分配给多个所述拣选工作站7;
本步骤中,可以将当前正处理的所述门店组的所有发货单平均分配给所有拣选工作站7或一部分拣选工作站7。由于每个拣选工作站7同时可处理多个发货单的分拣任务,而且,通过对门店进行分组,可进一步减少同时需要进行处理的门店数量、发货单数量,这样就不需要设置太多的拣选工作站7,从而大大节约了所需要的仓库面积,同时也减少了所需要的第一运载装置4、商品载具5及第二运载装置6的数量,从而降低成本。
步骤B203,控制所述第一运载装置4从相应的所述货架3获取商品,并将商品运送至对应的所述商品载具5上;
本步骤中,第一运载装置4将货架3上对应于所需商品的置货位上的所有商品全部取出,并通过外力将部分商品转移至商品载具5上后,再将剩余的商品送回至原货架3的原置货位。此外,由于将当前正处理的所述门店组涉及的商品有多种,可按照商品的发货量对商品进行排序,优先安排第一运载装置4对发货量最多的商品进行处理。
步骤B204,根据优化算法将各所述商品载具5分配给最优拣选工作站 7;
上述步骤B203执行完毕后,分配区2内即多了一个待分配的商品载具 5,马上执行步骤B204之优化算法,本步骤中,需要避免某些拣选工作站7没有能够获得所需要的货架3上的商品,从而无法进行正常工作,同时还需要避免某些拣选工作站7被分配了太多的商品载具5,工人来不及处理,导致第二运载装置6带着商品载具5排队等待。为了避免这两个情况,优化算法需要保持一种平衡,让每个拣选工作站7的拣货工人都能够持续地工作,同时也让各运载装置加快周转效率。
步骤B205,调度所述第二运载装置6将各所述商品载具5运载至其对应的最优拣选工作站7。
商品载具5到达最优拣选工作站7后,拣选工作站7的工作人员根据控制中心的提示拣选出对应数量的商品,并将分拣出来的商品放置到预设的笼车中,一般一个笼车对应于一个发货单。
优选地,由于上述存储区1的靠近所述分配区2的一侧设置有第一对接位8;所述分配区2的靠近所述存储区1的一侧设置有第二对接位9;基于此,上述步骤B203中所述将商品转运至对应的所述商品载具5上包括如下步骤C1-C3:
步骤C1,控制所述第一运载装置4带着商品运动至所述第一对接位8;
步骤C2,控制第二运载装置6将所述商品载具5运送至所述第二对接位9;
步骤C3,控制机械手10或者提示工人将所述第一运载装置4上的对应于发货量的商品搬运至所述商品载具5上。
本步骤中,由于商品一般是成箱摆放在货架上,而商品的发货量可能不是对应于整箱的数目,因此第一运载装置4从货架3上获取的商品的数量一般大于等于商品实际的发货量。
优选地,步骤C3之后还包括如下步骤C4:
步骤C4,控制第一运载装置4将剩余的商品送回其对应的所述货架3 中的相应置货位。
本步骤中,当商品拣选系统包括机械手10,控制中心控制机械手10实施搬运作业,当商品拣选系统不包括机械手10,控制中心向人工输出提示信息以让人工执行搬运作业。
优选地,上述所述根据优化算法将各所述商品载具5分配至最优拣选工作站7包括如下步骤D1-D3:
步骤D1,计算各所述拣选工作站7的工作量;
本步骤中,根据公式W=rsQs+rtQt+rpQp+rdD计算各所述拣选工作站7的工作量;
其中:W-工作量;Qs-已经分配给拣选工作站7的商品载具5的数量; Qt-已经分配给拣选工作站7的商品种类数量;Qp-已经分配给拣选工作站7 的累计商品数量;D-当前所述商品载具5从其当前所在位置去所述拣选工作站7的路径;rs、rt、rp、rd-对应于Qs、Qt、Qp、D四个变量的系数。其中rs、rt、rp、rd这四个系数可视作对应于Qs、Qt、Qp、D这四个变量的权重,四个系数可按需调整。
步骤D2,根据所述工作量对所有所述拣选工作站7进行排序;
步骤D3,将工作量最小的所述拣选工作站7作为当前正处理的所述商品载具5的最优拣选工作站。
通过上述步骤D1-D3,把商品载具5调度到那个当前已经分配的商品载具5、商品种类数、累计商品数量都比较少的那个拣选工作站7,这样可以使得每个拣选工作站7的工作量都比较平均。同时也考虑了商品载具5 的行驶距离,在同等条件下,可让商品载具5去往最近的一个拣选工作站7。
由于步骤B202中是将当前正处理的门店组涉及的发货单分配给了多个拣选工作站7,因此,商品载具5需要访问多个拣选工作站7,当一个拣选工作站7完成对该商品载具5上商品的拣选时,商品载具5还需访问其他需要该商品的拣选工作站7,此时还需再执行上述步骤D1-D3以再次确定最优拣选工作站,依此类推。
本发明的针对配送中心的商品拣选系统与方法,通过设置第一运载装置、第二运载装置以及商品载具,第一运载装置先从货架上获取货物并将货物运送至商品载具,第二运载装置再根据控制器的分配将商品载具运送至合适的拣选工作站以完成分拣,其可满足大批量分拣出库需求、且仓储系统需要的布局面积小、成本低、拣货效率高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种针对配送中心的商品拣选方法,其特征在于,其应用于针对配送中心的商品拣选系统,拣选作业区域包括存储区(1)与分配区(2);所述分配区(2)的外围或内部设置有若干拣选工作站(7);
所述存储区(1)内布设有多个固定设置的货架(3)以及若干能够可控移动的第一运载装置(4);
所述分配区(2)内设置有若干商品载具(5)以及能够使所述商品载具(5)移动的第二运载装置(6),所述第二运载装置(6)用于将所述商品载具(5)运送至所述拣选工作站(7);
所述方法包括:
对未处理的发货单对应的门店进行分组形成多个门店组;
对各所述门店组进行遍历处理,以对每组所述门店组执行发货流程;
其中,所述发货流程包括:
将当前正处理的所述门店组中各门店涉及的所有所述发货单进行汇总,统计这些发货单包含的所有商品的发货量;
将当前正处理的所述门店组的所有发货单分配给多个所述拣选工作站(7);
控制所述第一运载装置(4)从相应的所述货架(3)获取商品,并将商品运送至对应的所述商品载具(5)上;
根据优化算法将各所述商品载具(5)分配给最优拣选工作站;
调度所述第二运载装置(6)将各所述商品载具(5)运载至其对应的最优拣选工作站;
所述根据优化算法将各所述商品载具(5)分配至最优拣选工作站包括:
计算各所述拣选工作站(7)的工作量;
根据所述工作量对所有所述拣选工作站(7)进行排序;
将工作量最小的所述拣选工作站(7)作为当前正处理的所述商品载具(5)的最优拣选工作站;
所述计算各所述拣选工作站(7)的工作量具体为:
根据公式W=rsQs+rtQt+rpQp+rdD计算各所述拣选工作站(7)的工作量;
其中:W-工作量;Qs-已经分配给拣选工作站(7)的商品载具(5)的数量;Qt-已经分配给拣选工作站(7)的商品种类数量;Qp-已经分配给拣选工作站(7)的累计商品数量;D-当前所述商品载具(5)从其当前所在位置去所述拣选工作站(7)的路径;rs、rt、rp、rd-对应于Qs、Qt、Qp、D四个变量的系数。
2.根据权利要求1所述的针对配送中心的商品拣选方法,其特征在于,所述存储区(1)的靠近所述分配区(2)的一侧设置有第一对接位(8);所述分配区(2)的靠近所述存储区(1)的一侧设置有第二对接位(9);
所述将商品转运至对应的所述商品载具(5)上包括:
控制所述第一运载装置(4)带着商品运动至所述第一对接位(8);
控制第二运载装置(6)将所述商品载具(5)运送至所述第二对接位(9);
控制机械手(10)或者提示工人将所述第一运载装置(4)上的对应于发货量的商品搬运至所述商品载具(5)上。
3.根据权利要求2所述的针对配送中心的商品拣选方法,其特征在于,所述控制机械手(10)或者提示工人将所述第一运载装置(4)上的对应于发货量的商品搬运至所述商品载具(5)上之后还包括:
控制第一运载装置(4)将剩余的商品送回其对应的所述货架(3)中的相应置货位。
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