具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明,其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本发明的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
需要指出的是,在不影响本发明实施的情况下,本发明中的各个实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
在详细介绍本发明的实施例之前,首先对本发明涉及的部分技术术语进行说明。
工作站:也可称为拣选工作站,通过人工或自动化设备在工作站进行出库货物的拣选。
缓存位:一个工作站可设有多个缓存位,缓存位用于存放出库周转箱。
图1示出了可以应用本发明实施例的出库处理方法或出库处理装置的示例性系统架构100。
如图1所示,系统架构100可以包括终端设备101、102、103,网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型,例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互,以接收或发送消息等。终端设备101、102、103上可以安装有各种通讯客户端应用,例如仓储控制类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。
终端设备101、102、103可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备,包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
服务器105可以是提供各种服务的服务器,例如对用户利用终端设备101、102、103所浏览的仓储控制类应用提供支持的后台管理服务器。例如,后台管理服务器可以对终端设备通过网络发送的出库任务单排产请求等进行处理,并将处理结果(比如通过求解整数规划模型确定的各个工作站所需物品的来源周转箱信息)反馈给终端设备,或者根据处理结果生成搬运指令以指示料箱机器人等搬运设备将各个工作站所需物品的来源周转箱搬运至相应工作站。
需要说明的是,本发明实施例所提供的出库处理方法一般由服务器105执行,相应地,出库处理装置一般设置于服务器105中。
应该理解,图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要,可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
图2是根据本发明第一实施例的出库处理方法的主要流程示意图。如图2所示,本发明实施例的出库处理方法包括:
步骤S201:获取至少一个工作站的待处理出库任务单。
在一个可选实施方式中,所述获取至少一个工作站的待处理出库任务单包括:接收任务单排产请求,其中,所述任务单排产请求携带至少一个工作站的待处理出库任务单;从所述任务单排产请求中解析出至少一个工作站的待处理出库任务单。例如,出库处理装置可接收上游系统或模块发送的任务单排产请求,并在该任务单排产请求中携带仓库中所有工作站的待处理出库任务单。
在另一个可选实施方式中,所述获取至少一个工作站的待处理出库任务单包括:接收任务单排产请求;根据所述任务单排产请求查询任务单存储模块,以从所述任务单存储模块中获取到至少一个工作站的待处理出库任务单。
其中,工作站的待处理出库任务单为工作站在此次排产波次中需要被排产的出库任务单。在一个可选示例中,本发明的出库处理方法还包括以下步骤:确定至少一个工作站的待处理出库任务单。具体来说,可在系统中维护两个出库任务单池,具体为第一出库任务单池和第二出库任务单池。其中,第一出库任务单池存储有上游系统或模块下发给各个工作站的所有出库任务单,第二出库任务单池存储有从第一出库任务单池中按照排产优先级取出的一部分出库任务单,用于排产计算。也就是说,将第二出库任务单池存储的出库任务单作为所述至少一个工作站的待处理出库任务单。进一步,为了提高排产效果,可根据时效性、紧急度和截单时间等因素对第一出库任务单池中的出库任务单进行排产优先级排序,并将排产优先级高的一部分任务单放入第二出库任务单池中。具体实施时,当第二出库任务单池中的任务单小于预设阈值时,或者定时地,从第一出库任务单池中选取排产优先级高的任务单放入第二出库任务单池中进行排产。此外,为了保证第二出库任务单池中的任务能在短时间内排产完成,令第二出库任务单池的大小可配置。
步骤S202:根据所述待处理出库任务单确定所述至少一个工作站的所需物品。
其中,所述待处理出库任务单包含待拣选的物品信息。在该步骤中,可对各个工作站待处理出库任务单中的待拣选物品进行汇总,以得到各个工作站的所需物品(又可说成“各个工作站的待拣选物品”)。例如,工作站1对应的待处理出库任务单为100个,通过对这100个任务单中的SKU(商品库存量单位)进行汇总,得到工作站1所需的SKU;工作站2对应的待处理出库任务单为80个,通过对这80个任务单中的SKU进行汇总,得到工作站2所需的SKU。
步骤S203:确定与所述至少一个工作站的所需物品对应的候选周转箱集合。
在一个可选实施方式中,步骤S203包括:查询出包含所述至少一个工作站所需物品的在库周转箱,并将其作为所述至少一个工作站的所需物品对应的候选周转箱集合。例如,可根据所述至少一个工作站所需物品的物品标识查询在库周转箱数据表,以定位出包含工作站所需物品的在库周转箱,并将其作为候选周转箱集合。
在另一个可选实施方式中,步骤S203包括:查询出包含所述工作站所需物品的在库周转箱,并将其作为第一周转箱集合;查询出包含所述工作站所需物品、且已挂载的任务数量不超过预设阈值的出库周转箱,并将其作为第二周转箱集合;查询出包含所述工作站所需物品的入库和回库周转箱,并将其作为第三周转箱集合;根据所述第一至第三周转箱集合构建所述候选周转箱集合。其中,出库周转箱所述已挂载的任务数量,具体是指将该周转箱搬运至目的工作站的任务数量,其在数值在等于该出库周转箱需要前往的目的工作站的数量。通过从在库周转箱、出库周转箱等多种状态的周转箱中选取候选周转箱,不仅能够充分利用排产资源,更好地满足工作站的任务单排产需求,而且有助于后续通过求解整数规划模型找到更优的料箱排产方案,提高全局排产效率。另外,通过将包含所述工作站所需物品、且已挂载的任务数量不超过预设阈值的出库周转箱作为第二周转箱集合,并据此构建候选周转箱集合,能够尽量避免由于一个周转箱去太多工作站而导致出库时效性降低的问题。
步骤S204:根据周转箱筛选模型从所述候选周转箱集合中选取各个工作站所需物品的来源周转箱。
其中,所述周转箱筛选模型包括以最小化所述至少一个工作站所需物品的出库综合成本为目标的目标函数以及多个约束条件,该目标函数在计算所述至少一个工作站所需物品的出库综合成本时同时考虑了多项成本因素。在步骤S204中,求解周转箱筛选模型,根据最终的求解结果从候选周转箱集合中选出各个工作站所需物品的来源周转箱。换言之,通过求解周转箱筛选模型得到了最优的料箱出库方案。
示例性地,根据以下至少一个因素确定所述至少一个工作站所需物品的出库综合成本:所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本、所述至少一个工作站对应的出箱总数量、所述至少一个工作站对应的缺货成本、巷道间出箱量差异成本、以及各工作站到达箱数差异成本。通过在目标函数中设置周转箱出库总成本这一优化因素,能够使最终得到的料箱出库方案的总出库成本尽可能低;通过在目标函数中设置出箱总数量这一优化因素,能够使最终得到的料箱出库方案尽量少出箱;通过在目标函数中设置缺货成本这一因素,能够使最终得到的料箱出库方案尽量满足工作站的出货数量要求;通过在目标函数中设置巷道间出箱量差异成本这一优化因素,能够使最终得到的料箱出库方案尽量满足各巷道间出箱量均衡,防止拥堵;通过在目标函数中设置各工作站到达箱数差异成本这一优化因素,能够使最终得到的料箱出库方案尽量满足各工作站到达箱数均衡。
其中,所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本可根据如下可选实施方式确定:根据周转箱的状态选取相应的出库成本计算模型,根据选取出的出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本;对拟派往工作站的各个周转箱的出库成本进行求和,以得到所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本。在一个可选示例中,周转箱的状态包括在库状态、入库状态、回库状态和出库状态。在该可选示例中,预先根据周转箱的状态设置了不同的出库成本计算模型,包括:针对在库周转箱、入库周转箱和回库周装箱设置的第一出库成本计算模型,针对出库周装箱设置的第二出库成本计算模型。当周转箱的状态为在库、入库或回库状态时,选取第一出库成本计算模型,根据第一出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本;当周转箱的状态为出库状态时,选取第二出库成本计算模型,根据第二出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本。
示例性地,所述周转箱筛选模型的目标函数包括但不限于以下至少一个约束条件:第一约束条件,用以约束每个周转箱只能去往一个工作站;第二约束条件,用以约束去往同一工作站的周转箱数量不能超过当前可用缓存位数量;第三约束条件,用以约束拟派往同一工作站的周转箱所包含的同一品类下的物品数量与缺货量之和不小于相应工作站需求的该品类物品数量。
在本发明实施例中,通过以上步骤能够快速确定全局最优的周转箱出库方案,进而有助于降低周转箱出库作业成本,提高周转箱出库作业效率,很好地满足各个工作站的物品出库需求。而且,本发明通过先确定与工作站所需物品对应的候选周转箱并在候选周转箱范围内进行周转箱筛选模型求解,而不是直接在全部周转箱范围内进行求解,大幅减少了求解过程中的变量个数,进而大幅提高了得到最优的周转箱出库方案的处理效率,节省了计算资源。
图3是根据本发明第二实施例的出库处理方法的主要流程示意图。本发明实施例的出库处理方法可由电子设备执行。示例性地,在料箱到人系统中,通过电子设备执行本发明实施例的出库处理方法,以确定工作站所需物品的来源料箱,再通过料箱机器人将确定出的这些物品的来源料箱搬运至相应的目的工作站,后续由工作人员或自动化设备在目的工作站对这些料箱中的物品进行拣选操作。如图3所示,本发明实施例的出库处理方法包括:
步骤S301:获取至少一个工作站的待处理出库任务单。
在一个可选实施方式中,步骤S301包括:接收任务单排产请求,其中,所述任务单排产请求携带至少一个工作站的待处理出库任务单;从所述任务单排产请求中解析出至少一个工作站的待处理出库任务单。例如,出库处理装置可接收上游系统或模块发送的任务单排产请求,并在该任务单排产请求中携带仓库中所有工作站的待处理出库任务单。
在另一个可选实施方式中,步骤S301包括:接收任务单排产请求;根据所述任务单排产请求查询任务单存储模块,以从所述任务单存储模块中获取到至少一个工作站的待处理出库任务单。
其中,工作站的待处理出库任务单为工作站在此次排产波次中需要被排产的出库任务单。在一个可选示例中,本发明的出库处理方法还包括以下步骤:确定至少一个工作站的待处理出库任务单。具体来说,可在系统中维护两个出库任务单池,具体为第一出库任务单池和第二出库任务单池。其中,第一出库任务单池存储有上游系统或模块下发给各个工作站的所有出库任务单,第二出库任务单池存储有从第一出库任务单池中按照排产优先级取出的一部分出库任务单,用于排产计算。也就是说,将第二出库任务单池存储的出库任务单作为所述至少一个工作站的待处理出库任务单。进一步,为了提高排产效果,可根据时效性、紧急度和截单时间等因素对第一出库任务单池中的出库任务单进行排产优先级排序,并将排产优先级高的一部分任务单放入第二出库任务单池中。具体实施时,当第二出库任务单池中的任务单小于预设阈值时,或者定时地,从第一出库任务单池中选取排产优先级高的任务单放入第二出库任务单池中进行排产。此外,为了保证第二出库任务单池中的任务能在短时间内排产完成,令第二出库任务单池的大小可配置。
步骤S302:根据所述待处理出库任务单确定所述至少一个工作站的所需物品。
其中,所述待处理出库任务单包含待拣选的物品信息。在该步骤中,可对各个工作站待处理出库任务单中的待拣选物品进行汇总,以得到各个工作站的所需物品(又可说成“各个工作站的待拣选物品”)。例如,工作站1对应的待处理出库任务单为100个,通过对这100个任务单中的SKU(商品库存量单位)进行汇总,得到工作站1所需的SKU;工作站2对应的待处理出库任务单为80个,通过对这80个任务单中的SKU进行汇总,得到工作站2所需的SKU。
步骤S303:确定与所述至少一个工作站的所需物品对应的候选周转箱集合。
示例性地,步骤S303具体包括:查询出包含所述工作站所需物品的在库周转箱,并将其作为第一周转箱集合;查询出包含所述工作站所需物品、且已挂载的任务数量不超过预设阈值的出库周转箱,并将其作为第二周转箱集合;查询出包含所述工作站所需物品的入库和回库周转箱,并将其作为第三周转箱集合;根据所述第一至第三周转箱集合构建所述候选周转箱集合。其中,出库周转箱所述已挂载的任务数量,具体是指将该周转箱搬运至目的工作站的任务数量,其在数值在等于该出库周转箱需要前往的目的工作站的数量。
在本发明实施例中,通过从在库周转箱、出库周转箱等多种状态的周转箱中选取候选周转箱,不仅能够充分利用排产资源,更好地满足工作站的任务单排产需求,而且有助于后续通过求解周转箱筛选模型找到更优的料箱排产方案,提高全局排产效率。另外,通过将包含所述工作站所需物品、且已挂载的任务数量不超过预设阈值的出库周转箱作为第二周转箱集合,并据此构建候选周转箱集合,能够尽量避免由于一个周转箱去太多工作站而导致出库时效性降低的问题。
步骤S304:构建周转箱筛选模型。
其中,所述周转箱筛选模型包括以最小化所述至少一个工作站所需物品的出库综合成本为目标的目标函数以及多个约束条件,该目标函数同时考虑了多个针对料箱进行出库作业的优化因素。
在一个可选示例中,根据以下因素计算所述至少一个工作站所需物品的出库综合成本:所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本、所述至少一个工作站对应的出箱总数量、所述至少一个工作站对应的缺货成本、巷道间出箱量差异成本、以及各工作站到达箱数差异成本。
在该可选示例中,通过在目标函数中设置周转箱出库总成本这一优化因素,能够使最终得到的料箱出库方案的总出库成本尽可能低;与此同时,通过在目标函数中设置出箱总数量这一优化因素,能够使最终得到的料箱出库方案尽量少出箱;与此同时,通过在目标函数中设置缺货成本这一因素,能够使最终得到的料箱出库方案尽量满足工作站的出货数量要求;与此同时,通过在目标函数中设置巷道间出箱量差异成本这一优化因素,能够使最终得到的料箱出库方案尽量满足各巷道间出箱量均衡,防止拥堵;与此同时,通过在目标函数中设置各工作站到达箱数差异成本这一优化因素,能够使最终得到的料箱出库方案尽量满足各工作站到达箱数均衡;进而,通过求解包含上述多个优化因素的目标函数,有助于得到全局最优的料箱出库方案。
进一步,上述可选示例中的目标函数可具体表示为:
其中:
x
ij表示是否选择周转箱i去工作站j,当x
ij取值为1时表示选择周转箱i去工作站j,当x
ij取值为0时表示没有选择周转箱i去工作站j;y
js为工作站j需求的SKU s对应的缺货量;I为候选周转箱集合;J为工作站集合;A为出库巷道集合;H
j为工作站j的缓存位数量;S
j为工作站j需求的SKU集合;k
is为周转箱i中SKU s的库存量;Q
js为工作站对SKU s的需求量;N为拣货工作站的数量;I
a为巷道a的周转箱集合;∑
i∈I∑
j∈JC
ijx
ij为出库总成本;∑
i∈I∑
j∈ Jx
ij为出箱总数量;∑
j∈J∑
s∈Sy
js为缺货的成本;
表示每个巷道的出箱数,
为巷道间出箱量差异成本;
为各拣货工作站到达箱数差异成本。
其中,所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本可根据如下可选实施方式确定:根据周转箱的状态选取相应的出库成本计算模型,根据选取出的出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本;对拟派往工作站的各个周转箱的出库成本进行求和,以得到所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本。
具体来说,周转箱的状态包括在库状态、入库状态、回库状态和出库状态。当周转箱的状态为在库、入库或回库状态时,选取第一出库成本计算模型,根据第一出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本;当周转箱的状态为出库状态时,选取第二出库成本计算模型,根据第二出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本。
示例性地,第一出库成本计算模型根据周转箱到工作站的距离成本以及周转箱的清空成本确定该周转箱的出库成本。进一步,第一出库成本计算模型可根据如下公式计算周转箱的出库成本:
式中,C
ij为周转箱i去往工作站j的出库成本,d
ij为周转箱i到工作站j的距离,d
ij越小表示选择搬运的周转箱离工作站的距离越近,距离成本越小;S
ij为周转箱i中存放的工作站j需求的物品集合;k
is为周转箱i中物品s的库存量;l
is为周转箱i中物品s的标准码盘量;
越小表示周转箱越可能被清空;α
1为设置的系数;
表示周转箱的清空成本。
其中,第二出库成本计算模型根据向周转箱追加出库任务的成本以及周转箱的清空成本确定该周转箱的出库成本。进一步,第二出库成本计算模型可根据如下公式计算周转箱的出库成本:
式中,C
ij为周转箱i去往工作站j的出库成本,M为向周转箱i追加一个出库任务的固定成本;n
j为周转箱i已定位的目的工作站的数量;M*n
j表示向周转箱追加出库任务的总成本;S
ij为周转箱i中存放的工作站j需求的物品集合;k
is为周转箱i中物品s的库存量;l
is为周转箱i中物品s的标准码盘量;α
1为设置的系数;
表示周转箱的清空成本。
此外,在上述可选示例中,所述周转箱筛选模型还包括以下约束条件:
在约束条件中,(1)式表示每个周转箱只能去一个工作站,(2)式表示去往同一工作站的周转箱总数不能超过当前工作站的可用缓存位数,(3)式表示拟排产出库的周转箱中包含的SKU品类和数量要尽量能够满足相应工作站所需SKU的品类和数量,当不满足时,其缺失量用yjs表示;(4)式表示模型为0-1混合整数规划问题,当第i个周转箱去往第j个工作站时,用xij=1时表示,否则用xij=0表示;(5)式表示缺货量大于或等于0。
步骤S305:根据周转箱筛选模型从所述候选周转箱集合中选取各个工作站所需物品的来源周转箱。
在步骤S305中,获取周转箱筛选模型所需的已知参数值,然后求解周转箱筛选模型,根据最终的求解结果从候选周转箱集合中选出各个工作站所需物品的来源周转箱。换言之,通过求解周转箱筛选模型规划得到了最优的料箱出库方案。例如,假设有工作站1、工作站2、工作站3这三个工作站需要进行出库任务单排产,最终确定的料箱出库方案为:工作站1所需物品的来源周转箱为周转箱1至10;工作站2所需物品的来源周转箱为周转箱11至20;工作站3所需物品的来源周转箱为周转箱21至32。
步骤S306:生成搬运任务,以通过所述搬运任务指示搬运设备将各个工作站所需物品的来源周转箱搬运至对应工作站。
在该步骤中,可根据周转箱筛选模型的求解结果生成搬运任务。示例性地,所述搬运任务可包括待搬运的周转箱标识、待搬运的周转箱实时位置、以及需要周转箱前往的工作站标识等信息。可选地,本发明实施例的方法还包括:在生成搬运任务之后,将搬运任务下发至料箱机器人等搬运设备以对周转箱进行出库操作。
在本发明实施例中,通过以上步骤能够快速确定全局最优的周转箱出库方案,进而有助于降低周转箱出库作业成本,提高周转箱出库作业效率,很好地满足各个工作站的物品出库需求。而且,本发明通过先确定与工作站所需物品对应的候选周转箱并在候选周转箱范围内进行周转箱筛选模型求解,而不是直接在全部周转箱范围内进行求解,大幅减少了求解过程中的变量个数,进而大幅提高了得到最优的周转箱出库方案的处理效率,节省了计算资源。
图4是根据本发明第三实施例的出库处理装置的主要模块示意图。如图4所示,本发明实施例的出库处理装置400包括:获取模块401、第一确定模块402、第二确定模块402、选取模块404。
获取模块401,用于获取至少一个工作站的待处理出库任务单。
在一个可选实施方式中,获取模块401获取至少一个工作站的待处理出库任务单包括:获取模块401接收任务单排产请求,其中,所述任务单排产请求携带至少一个工作站的待处理出库任务单;获取模块401从所述任务单排产请求中解析出至少一个工作站的待处理出库任务单。例如,获取模块401可接收上游系统或模块发送的任务单排产请求,并在该任务单排产请求中携带仓库中所有工作站的待处理出库任务单。
在另一个可选实施方式中,获取模块401获取至少一个工作站的待处理出库任务单包括:获取模块401接收任务单排产请求;获取模块401根据所述任务单排产请求查询任务单存储模块,以从所述任务单存储模块中获取到至少一个工作站的待处理出库任务单。
第一确定模块402,用于根据所述待处理出库任务单确定所述至少一个工作站的所需物品。
其中,所述待处理出库任务单包含待拣选的物品信息。第一确定模块402可对各个工作站待处理出库任务单中的待拣选物品进行汇总,以得到各个工作站的所需物品。
第二确定模块403,用于确定与所述至少一个工作站的所需物品对应的候选周转箱集合。
在一个可选实施方式中,第二确定模块403确定与所述至少一个工作站的所需物品对应的候选周转箱集合包括:第二确定模块403查询出包含所述至少一个工作站所需物品的在库周转箱,并将其作为所述至少一个工作站的所需物品对应的候选周转箱集合。例如,可根据所述至少一个工作站所需物品的物品标识查询在库周转箱数据表,以定位出包含工作站所需物品的在库周转箱,并将其作为候选周转箱集合。
在另一个可选实施方式中,第二确定模块403确定与所述至少一个工作站的所需物品对应的候选周转箱集合包括:第二确定模块403查询出包含所述工作站所需物品的在库周转箱,并将其作为第一周转箱集合;第二确定模块403查询出包含所述工作站所需物品、且已挂载的任务数量不超过预设阈值的出库周转箱,并将其作为第二周转箱集合;第二确定模块403查询出包含所述工作站所需物品的入库和回库周转箱,并将其作为第三周转箱集合;第二确定模块403根据所述第一至第三周转箱集合构建所述候选周转箱集合。其中,出库周转箱所述已挂载的任务数量,具体是指将该周转箱搬运至目的工作站的任务数量,其在数值在等于该出库周转箱需要前往的目的工作站的数量。
在本发明实施例中,通过第二确定模块从在库周转箱、出库周转箱等多种状态的周转箱中选取候选周转箱,不仅能够充分利用排产资源,更好地满足工作站的任务单排产需求,而且有助于后续通过求解周转箱筛选模型找到更优的料箱排产方案,提高全局排产效率。另外,通过将包含所述工作站所需物品、且已挂载的任务数量不超过预设阈值的出库周转箱作为第二周转箱集合,并据此构建候选周转箱集合,能够尽量避免由于一个周转箱去太多工作站而导致出库时效性降低的问题。
选取模块404,用于根据周转箱筛选模型从所述候选周转箱集合中选取各个工作站所需物品的来源周转箱。
其中,所述周转箱筛选模型包括以最小化所述至少一个工作站所需物品的出库综合成本为目标的目标函数以及多个约束条件,该目标函数同时考虑了多个针对料箱进行出库作业的优化因素。选取模块404求解该周转箱筛选模型,并根据最终的求解结果从候选周转箱集合中选出各个工作站所需物品的来源周转箱。
示例性地,根据以下至少一个因素计算所述至少一个工作站所需物品的出库综合成本::所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本、所述至少一个工作站对应的出箱总数量、所述至少一个工作站对应的缺货成本、巷道间出箱量差异成本、以及各工作站到达箱数差异成本。
进一步,选取模块404可根据如下可选实施方式确定所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本:选取模块404根据周转箱的状态选取相应的出库成本计算模型,选取模块404根据选取出的出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本;选取模块404对拟派往工作站的各个周转箱的出库成本进行求和,以得到所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本。在一个可选示例中,周转箱的状态包括在库状态、入库状态、回库状态和出库状态。在该可选示例中,预先根据周转箱的状态设置了不同的出库成本计算模型,包括:针对在库周转箱、入库周转箱和回库周装箱设置的第一出库成本计算模型,针对出库周装箱设置的第二出库成本计算模型。当周转箱的状态为在库、入库或回库状态时,选取模块404选取第一出库成本计算模型,根据第一出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本;当周转箱的状态为出库状态时,选取模块404选取第二出库成本计算模型,根据第二出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本。
示例性地,所述周转箱筛选模型的目标函数包括但不限于以下至少一个约束条件:第一约束条件,用以约束每个周转箱只能去往一个工作站;第二约束条件,用以约束去往同一工作站的周转箱数量不能超过当前可用缓存位数量;第三约束条件,用以约束拟派往同一工作站的周转箱所包含的同一品类下的物品数量与缺货量之和不小于相应工作站需求的该品类物品数量。
在本发明实施例中,通过以上装置能够快速确定全局最优的周转箱出库方案,进而有助于降低周转箱出库作业成本,提高周转箱出库作业效率,很好地满足各个工作站的物品出库需求。而且,本发明通过先确定与工作站所需物品对应的候选周转箱并在候选周转箱范围内进行周转箱筛选模型求解,而不是直接在全部周转箱范围内进行求解,大幅减少了求解过程中的变量个数,进而大幅提高了得到最优的周转箱出库方案的处理效率,节省了计算资源。
图5是根据本发明第四实施例的出库处理装置的主要模块示意图。如图5所示,本发明实施例的出库处理装置500包括:获取模块501、第一确定模块502、第二确定模块503、选取模块504、生成模块505。
获取模块501,用于获取至少一个工作站的待处理出库任务单。
在一个可选实施方式中,获取模块501获取至少一个工作站的待处理出库任务单包括:获取模块501接收任务单排产请求,其中,所述任务单排产请求携带至少一个工作站的待处理出库任务单;获取模块501从所述任务单排产请求中解析出至少一个工作站的待处理出库任务单。例如,获取模块501可接收上游系统或模块发送的任务单排产请求,并在该任务单排产请求中携带仓库中所有工作站的待处理出库任务单。
在另一个可选实施方式中,获取模块501获取至少一个工作站的待处理出库任务单包括:获取模块501接收任务单排产请求;获取模块501根据所述任务单排产请求查询任务单存储模块,以从所述任务单存储模块中获取到至少一个工作站的待处理出库任务单。
第一确定模块502,用于根据所述待处理出库任务单确定所述至少一个工作站的所需物品。
其中,所述待处理出库任务单包含待拣选的物品信息。第一确定模块502可对各个工作站待处理出库任务单中的待拣选物品进行汇总,以得到各个工作站的所需物品。
第二确定模块503,用于确定与所述至少一个工作站的所需物品对应的候选周转箱集合,具体包括:第二确定模块503查询出包含所述工作站所需物品的在库周转箱,并将其作为第一周转箱集合;第二确定模块503查询出包含所述工作站所需物品、且已挂载的任务数量不超过预设阈值的出库周转箱,并将其作为第二周转箱集合;第二确定模块503查询出包含所述工作站所需物品的入库和回库周转箱,并将其作为第三周转箱集合;第二确定模块503根据所述第一至第三周转箱集合构建所述候选周转箱集合。其中,出库周转箱所述已挂载的任务数量,具体是指将该周转箱搬运至目的工作站的任务数量,其在数值在等于该出库周转箱需要前往的目的工作站的数量。
在本发明实施例中,通过第二确定模块从在库周转箱、出库周转箱等多种状态的周转箱中选取候选周转箱,不仅能够充分利用排产资源,更好地满足工作站的任务单排产需求,而且有助于后续通过求解周转箱筛选模型找到更优的料箱排产方案,提高全局排产效率。另外,通过将包含所述工作站所需物品、且已挂载的任务数量不超过预设阈值的出库周转箱作为第二周转箱集合,并据此构建候选周转箱集合,能够尽量避免由于一个周转箱去太多工作站而导致出库时效性降低的问题。
选取模块504,用于根据周转箱筛选模型从所述候选周转箱集合中选取各个工作站所需物品的来源周转箱。
其中,所述周转箱筛选模型包括以最小化所述至少一个工作站所需物品的出库综合成本为目标的目标函数以及多个约束条件,该目标函数同时考虑了多个针对料箱进行出库作业的优化因素。
在一个可选示例中,所述周转箱筛选模型的目标函数表示为:
其中:
x
ij表示是否选择周转箱i去工作站j,当x
ij取值为1时表示选择周转箱i去工作站j,当x
ij取值为0时表示没有选择周转箱i去工作站j;y
js为工作站j需求的SKU s对应的缺货量;I为候选周转箱集合;J为工作站集合;A为出库巷道集合;H
j为工作站j的缓存位数量;S
j为工作站j需求的SKU集合;k
is为周转箱i中SKU s的库存量;Q
js为工作站对SKU s的需求量;N为拣货工作站的数量;I
a为巷道a的周转箱集合;∑
i∈I∑
j∈JC
ijx
ij为出库总成本;∑
i∈I∑
j∈ Jx
ij为出箱总数量;∑
j∈J∑
s∈sy
js为缺货的成本;
表示每个巷道的出箱数,
为巷道间出箱量差异成本;
为各拣货工作站到达箱数差异成本。
进一步,选取模块504根据如下方式确定所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本:选取模块504根据周转箱的状态选取相应的出库成本计算模型,选取模块504根据选取出的出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本;选取模块504对拟派往工作站的各个周转箱的出库成本进行求和,以得到所述至少一个工作站对应的周转箱出库总成本。
具体来说,周转箱的状态包括在库状态、入库状态、回库状态和出库状态。当周转箱的状态为在库、入库或回库状态时,选取模块504选取第一出库成本计算模型,根据第一出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本;当周转箱的状态为出库状态时,选取模块504选取第二出库成本计算模型,根据第二出库成本计算模型计算该周转箱的出库成本。
其中,第一出库成本计算模型根据周转箱到工作站的距离成本以及周转箱的清空成本确定该周转箱的出库成本。进一步,第一出库成本计算模型可根据如下公式计算周转箱的出库成本:
式中,C
ij为周转箱i去往工作站j的出库成本,d
ij为周转箱i到工作站j的距离,d
ij越小表示选择搬运的周转箱离工作站的距离越近;S
ij为周转箱i中存放的工作站j需求的物品集合;k
is为周转箱i中物品s的库存量;l
is为周转箱i中物品s的标准码盘量;
越小表示周转箱越可能被清空;α
1为设置的系数;
表示周转箱的清空成本。
其中,第二出库成本计算模型根据向周转箱追加出库任务的成本以及周转箱的清空成本确定该周转箱的出库成本。进一步,第二出库成本计算模型可根据如下公式计算周转箱的出库成本。
式中,C
ij为周转箱i去往工作站j的出库成本,M为向周转箱i追加出库任务的固定成本;n
j为周转箱i已定位的目的工作站的数量;S
ij为周转箱i中存放的工作站j需求的物品集合;k
is为周转箱i中物品s的库存量;l
is为周转箱i中物品s的标准码盘量;α
1为设置的系数;
表示周转箱的清空成本。
此外,在上述可选示例中,所述周转箱筛选模型还包括以下约束条件:
在约束条件中,(1)式表示每个周转箱只能去一个工作站,(2)式表示去往同一工作站的周转箱总数不能超过当前工作站的可用缓存位数,(3)式表示拟排产出库的周转箱中包含的SKU品类和数量要尽量能够满足相应工作站所需SKU的品类和数量,当不满足时,其缺失量用yjs表示;(4)式表示模型为0-1混合整数规划问题,当第i个周转箱去往第j个工作站时,用xij=1时表示,否则用xij=0表示;(5)式表示缺货量大于或等于0。
生成模块505,用于生成搬运任务,以通过所述搬运任务指示搬运设备将各个工作站所需物品的来源周转箱搬运至对应工作站。
具体来说,生成模块505可根据周转箱筛选模型的求解结果生成搬运任务。其中,所述搬运任务可包括待搬运的周转箱标识、待搬运的周转箱实时位置、以及需要周转箱前往的工作站标识等信息。可选地,在生成搬运任务之后,生成模块505将搬运任务下发至料箱机器人等搬运设备以对周转箱进行出库操作。
在本发明实施例中,通过以上装置能够快速确定全局最优的周转箱出库方案,进而有助于降低周转箱出库作业成本,提高周转箱出库作业效率,很好地满足各个工作站的物品出库需求。而且,本发明通过先确定与工作站所需物品对应的候选周转箱并在候选周转箱范围内进行周转箱筛选模型求解,而不是直接在全部周转箱范围内进行求解,大幅减少了求解过程中的变量个数,进而大幅提高了得到最优的周转箱出库方案的处理效率,节省了计算资源。
下面参考图6,其示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备的计算机系统600的结构示意图。图6示出的计算机系统仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示,计算机系统600包括中央处理单元(CPU)601,其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中,还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU 601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605:包括键盘、鼠标等的输入部分606;包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607;包括硬盘等的存储部分608;以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611,诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器610上,以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。
特别地,根据本发明公开的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)601执行时,执行本发明的系统中限定的上述功能。
需要说明的是,本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图,图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中,例如,可以描述为:一种处理器包括获取模块、第一确定模块、第二确定模块、选取模块。其中,这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定,例如,获取模块还可以被描述为“获取至少一个工作站的待处理出库任务单的模块”。
作为另一方面,本发明还提供了一种计算机可读介质,该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时,使得该设备执行以下流程:获取至少一个工作站的待处理出库任务单;根据所述待处理出库任务单确定所述至少一个工作站的所需物品;确定与所述至少一个工作站的所需物品对应的候选周转箱集合;根据周转箱筛选模型从所述候选周转箱集合中选取各个工作站所需物品的来源周转箱;其中,所述周转箱筛选模型包括:以最小化所述至少一个工作站所需物品的出库综合成本为目标的目标函数。
根据本发明实施例的技术方案,能够快速确定全局最优的周转箱出库方案,进而有助于降低周转箱出库作业成本,提高周转箱出库作业效率,很好地满足各个工作站的物品出库需求。
上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,取决于设计要求和其他因素,可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。