CN115872158A - 分配系统和用于分配承载件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分配系统。所述分配系统包括：‑运送平面，所述运送平面包括逻辑位置，‑承载件，所述承载件用于运送物体，‑驱动系统，所述驱动系统用以使所述承载件在所述运送平面上于逻辑位置之间移动，‑控制系统，所述控制系统被配置用于控制所述承载件在所述运送平面上经由逻辑位置在计划路线上从起始位置移动到最终目的地位置，其中所述控制系统包括路线规划系统，所述路线规划系统被配置用于通过用节点的图对所述运送平面建模来为至少两个承载件计算在所述运送平面上的路线。此外，本发明公开了一种用于使用所述分配系统分配承载件的方法。

Description

分配系统和用于分配承载件的方法
技术领域
本发明涉及一种分配系统和一种用于使用分配系统分配承载件的方法。作为示例，本发明的系统和方法可用于控制运送样品容器的承载件的移动，该样品容器具体而言为：样品管，其填充有待分析的生物流体或试剂；和/或盒，其填充有试剂、试样载玻片、组织材料、废物、一次性用品(如移液器吸头或管帽)；和/或空管，其用于分装，特别是在诊断实验室领域。该系统和方法还可用于需要控制运送平面上的承载件的移动的其他应用，诸如运送有效载荷(诸如货物、仓库的货物、将在制造现场制造的产品或其他物体)的承载件。
背景技术
在诊断实验室领域中，通常必须自动处理多个样品，例如液体样品。样品的自动处理可包括借助一个或多个分配系统，经由诊断实验室中的承载件自动运送样品容器，特别是包含待处理样品的样品容器。
WO 2012/158520 A1公开了一种用于实验室运送系统的实验室产品运送元件，其具有：能量接收器和/或蓄能器，用以提供驱动动力；至少一个信号接收器，用以接收控制信号；控制单元，用以根据从至少一个信号接收器获得的至少一个控制信号生成驱动信号；移动装置，用于根据控制单元的驱动信号在传送路径上独立移动实验室产品传送元件，其中驱动装置由驱动动力驱动；以及至少一个保持器，以保持正在运送的实验室产品。本文献还描述了一种具有至少一个实验室产品运送元件和运送路径布置的实验室运送系统。本文献还描述了实验室运送系统的操作方法。
EP 3 251 986 A1描述了一种用于操作具有运送轨道的长定子直线电机的方法，其中多个驱动线圈沿着运送轨道布置，并且至少一个单独的运送单元沿着运送轨道移动。该方法包括：将长定子直线电机的驱动线圈的控制变量与具有预定频带的激励信号叠加；确定驱动线圈控制的实际变量；根据与激励信号叠加的控制变量并且根据所确定的实际变量确定频率响应；以及根据频率响应确定用于该传送单元的控制参数，并使用这些确定的控制参数控制运送单元沿着运送轨道移动。
尽管通过已知方法和装置实现了优势，特别是对于承载件接触运送表面和/或在运送表面上滑动的分配系统，但仍存在若干技术挑战。具体地，根据在运送表面上移动的承载件的数量和/或运送表面上的起动和停止的次数，由于运送表面的不平衡使用，自动运送承载件可能导致分配系统的运送表面上的特定区域的磨损加剧。
通常，可以通过确定延迟和/或失败的计划来识别磨损加剧的区域，并避开运送表面上的这些区域，例如如EP 3 537 159 A1中所述。本文献描述了一种操作实验室样品分配系统的方法，其中实验室样品分配系统包括：多个样品容器承载件，其中样品容器承载件适于承载实验室样品容器；运送平面，其中运送平面适于支撑样品容器承载件；以及多个驱动元件，其中驱动元件适于使样品容器承载件在传送平面上移动。该方法包括以下步骤：a)为样品容器承载件中的一个计划从运送平面上的起始位置到目的地位置的移动路径，其中运送平面由多个节点逻辑建模，其中节点在至少一个时间窗口内是空闲的或在至少一个时间窗口内被预留，其中该计划包括分析从节点中的一个的空闲时间窗口到至少一个下一个节点和至少一个再下一个节点的空闲时间窗口的可达性，使得一个样品容器承载件的计划移动从一个节点通过下一个节点到至少一个再下一个节点是不间断的，以及预留包括节点的时间窗口序列的计划移动路径；以及b)通过控制驱动元件中的至少一个来执行，使得一个样品容器承载件沿着传送平面上的预留移动路径移动。然而，计划可能开始失败，因为实际磨损影响可预测性，减缓承载件的移动速度等。如果路线规划器仍然使用适用于相当新的表面和承载件的模型进行计划，则当系统磨损时，计划将开始失败。该系统可避开所识别的磨损加剧区域。然而，为了能够到达特定的目标位置，无法避开运送表面的某些区域。磨损加剧区域通常比磨损较少的区域需要更早更新。因此，运送系统的维护成本将很大程度上由磨损加剧区域的相对较短的维护间隔决定。
此外，进行直线移动的分配系统，特别是避免在直线路径上停止，可能能够减少磨损。路线规划器机构可允许直线移动，同时使运送表面上的移动期间的停止最小化。然而，该原理可能不适用于具有高承载件流量密度的分配系统。
此外，局部磨损凹槽可通过不时地研磨或抛光运送表面来去除，特别是如果运送表面的绝对厚度对于操作不是关键的，并且运送表面可具有足够的厚度以获得较长的技术和经济寿命，特别是在两个服务间隔之间。替代地或附加地，可更频繁地更新运送表面。作为示例，具有虚拟移动的承载件可用于研磨或抛光。然而，工作量、维护和材料成本通常可能很高，并且分配系统可能会因维护而经历较长的停机时间。
待解决的问题
因此，期望提供至少部分解决上述技术挑战的方法和装置。具体地，应提出一种分配系统和用于分配承载件的方法，以减少或更好地分配分配系统的运送表面上的磨损。
发明内容
该问题通过一种具有独立权利要求的特征的分配系统和用于使用分配系统分配承载件的方法来解决。在从属权利要求中以及整个说明书中，列出了可以以单独方式或以任意组合实现的有利实施例。
如下文所用，术语“具有”、“包括”或“包含”或者它们的任何任意语法变化形式以非排他性方式使用。因此，这些术语既可指其中除了由这些术语引入的特征之外，在该上下文中描述的实体中不存在另外的特征的情况，也可指其中存在一个或多个另外的特征的情况。作为示例，表述“A具有B”、“A包括B”和“A包含B”既可指其中除B之外，A中不存在其他要素的情况(即，其中A由B单独且唯一地组成的情况)，也可指其中除B之外，实体A中还存在一个或多个另外的要素(诸如要素C、要素C和要素D或甚至另外的要素)的情况。
进一步，应注意，指示特征或元素可存在一次或多次的术语“至少一个”、“一个或多个”或类似表述通常在引入相应特征或元素时仅使用一次。在下文中，在大多数情况下，当提及相应的特征或要素时，尽管事实上相应的特征或要素可能存在一次或多于一次，但是将不会重复使用表述“至少一个/种”或“一个/种或多个/种”。
此外，如下文所使用的，术语“优选地”、“更优选地”、“特别地”、“更特别地”、“具体地”、“更具体地”或类似的术语与任选特征结合使用，而不限制替代可能性。因此，由这些术语引入的特征是任选的特征，并且无意以任何方式限制权利要求的范围。如本领域技术人员将认识到的，本发明可通过使用替代性特征来执行。类似地，由“在本发明的一个实施方案中”引入的特征或类似表述旨在成为任选特征，而对本发明的替代性实施方案没有任何限制、对本发明的范围没有任何限制，并且对将以这种方式引入的特征与本发明的其他任选或非任选特征相组合的可能性也没有任何限制。
在第一方面，公开了一种分配系统。该分配系统包括
-运送平面，该运送平面包括逻辑位置，
-承载件，该承载件用于运送物体，
-驱动系统，该驱动系统用以使该承载件在该运送平面上于逻辑位置之间移动，
-控制系统，该控制系统被配置为控制该承载件在承运送平面上经由逻辑位置在计划路线上从起始位置移动到最终目的地位置，
其中该控制系统包括路线规划系统，该路线规划系统被配置为通过用节点的图对该运送平面建模来为该运送平面上的至少两个承载件计算路线，其中该路线规划系统被配置用于考虑该运送平面的表面使用的平衡来计算该计划路线，并且其中该路线规划系统被配置用于考虑逻辑位置的时间性阻塞和/或考虑可变移动长度和/或考虑可变预留长度。
如本文所用，术语“系统”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于形成整体的一组任意的相互作用或相互依存的组件。具体地，组件可以彼此交互以便实现至少一个公同的功能。至少两个组件可独立地处理，或者可耦接或是可连接的。
如本文所用，术语“分配系统”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于被配置用于将承载件从初始位置分配到目标目的地的系统。分配系统可以是实验室自动化系统的元件，允许将承载件分配到实验室自动化系统内的目标目的地。分配系统可用于实验室自动化系统，包括多个实验室站，例如分析前站、分析站和/或分析后站。分配系统通常是本领域技术人员已知的，例如来自EP 3 095 739 A1或WO2012/158541。
如本文所用，术语“物体”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于任意有效载荷。物体可为至少一个样品容器，诸如实验室诊断容器或器皿，例如样品容器，该样品容器具体而言为：样品管，其填充有待分析的生物流体或试剂；和/或盒，其填充有试剂、试样载玻片、组织材料、废物、一次性用品(如移液器吸头或管帽)；和/或空管，其用于分装；等。
如本文所用，术语“承载件”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。术语具体地可指但不限于被配置用于支撑和运送有效载荷的支撑结构。承载件可配备适当的保持装置以支持有效载荷，并且如果需要，以所需的方式和取向固定有效载荷。承载件可以是自行推进的，或者可以由运送平面推进并在运送平面上移动。
如本文所使用的术语“运送平面”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于被配置用于运送承载件的任何类型的二维平面、床、层、平台或基座。运送平面可被配置成使得承载件可定位到运送平面上，具体地定位在运送平面的表面上，使得承载件可沿着运送平面在至少两个维度上移动。例如，运送平面可以是安装在诊断实验室中或制造现场的地板中或制造车间内的滑动表面。运送平面可垂直或水平安装，包括斜坡。弯曲的运送平面也可能是可能的。
运送平面可被配置用于通过接触提供承载件的移动。运送平面可被配置成使得承载件可接触运送平面的表面(也称为运送表面)，使得摩擦可用于驱动、停止和控制承载件的移动。承载件将在节点到节点的运送持续时间的一部分内与运送表面接触。例如，当承载件停下来等待下一次移动时。对于三维空间，运送平面可相应地形成对上下坡度的相应的限制，或者可安装某种悬浮机构，诸如磁悬浮或气垫技术，在不失控的情况下对可到达高度有相应的限制。对于在第三维的垂直运送，还可安装升降机/帕特诺斯特机构。
如本文所用，术语“驱动系统”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于被配置用于使承载件在运送平面上移动的系统。驱动系统可在承载件(例如，连接到带有或不带有连接电池和电子设备的电动机的轮子)本身中实施。另一种可能性是直线电机。也可能是无源承载件。例如，承载件可包括和/或可为至少一个磁性元件。例如，磁性装置固定在承载件中和/或承载件可由磁性材料(例如，顺磁性材料)制成。磁力可由诸如电磁线圈的磁激活和可驱动元件提供，通过生成的电磁场来促使承载件移动。线圈可以安装在运送平面的下方、上方、旁边或内部。例如，在例如EP 2 566 787或WO 2013/098202中描述了磁性线圈在运送平面下方的布置。附加地或替代地，线圈可在承载件内部并且永磁体在运送表面中。
术语“逻辑位置”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于适于支撑承载件的运送平面的任意位置。运送平面的表示可以是具有逻辑位置或逻辑位置以及它们之间允许的连接的图。运送平面可在数学上映射到逻辑位置图或逻辑位置以及它们之间允许的连接的图。可使用该图来执行逻辑位置上的承载件的路线规划选择，例如路线的寻找。驱动系统被配置用于使承载件在运送平面上于逻辑位置之间移动。逻辑位置之间的移动可包括遵循逻辑位置。
逻辑位置可通过硬件要求和/或软件在运送平面上定义。逻辑位置可以是路线规划算法中的虚构位置和/或真实运送系统上的位置。例如，可在运送平面上定义逻辑位置作为承载件可停止、开始和/或改变方向的位置。在诸如EP2 566 787或WO 2013/098202中描述的系统中，驱动装置可通过其硬件限制来定义这些逻辑位置。可在电磁线圈上方定义逻辑位置。在这些位置，可以停止承载件并随着下一次移动改变其方向。可根据需要或要求来定义逻辑位置，以形成一组有用的交叉点、接头、起始位置和停止位置。逻辑位置可以是承载件可停止的离散位置。具体地，逻辑位置可由驱动系统的至少一个物理实体(诸如电磁线圈)或可能路径(诸如轨道)的交叉点来定义。
逻辑位置中的每个逻辑位置均可被配置为仅被一个承载件占据。因此，两个承载件不能共享一个逻辑位置。分配系统可被配置用于使多个承载件在运送平面上经由相应计算的部分路线移动，其中相应路线可从第一逻辑位置通向第二逻辑位置，即相应部分路线的结束位置。
逻辑位置可以是承载件可到达的任何位置，或者是承载件可改变方向、可停放或可由识别或注册系统识别的任何位置。识别和注册系统可为相机系统或光学传感器和扫描仪，其识别承载件或物体上的任一个或多个光学签名，例如其尺寸、其类型、条形码、QR码、其有效载荷。可使用条形码和/或QR码来识别承载件。替代地或附加地，读取承载件或承载件上的物体的唯一RFID的RFID读取器系统或运送平面内的传感器可用于识别逻辑位置并定位承载件。另一个选项可以是高精度GPS，特别是通过Wi-Fi、蓝牙和/或GSM信号增强的选项。原则上也可使用任何其他合适的替代方案。
如本文所用，术语“控制系统”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于被配置用于执行指定操作的任意装置，优选地通过使用至少一个数据处理装置，并且更优选地通过使用至少一个处理器和/或至少一个专用集成电路。因此，作为示例，至少一个控制系统可包括至少一个数据处理装置，该至少一个数据处理装置具有存储在其上的软件代码，该软件代码包括多个计算机命令。控制系统可提供用于执行一个或多个指定操作的一个或多个硬件元件，和/或可向一个或多个处理器提供在其上运行的用于执行一个或多个指定操作的软件。控制系统可包括一个或多个可编程装置，诸如一个或多个计算机、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)，其被配置为执行步骤b)和c)。控制系统可包括至少一个计算机。计算机可为嵌入式计算机，例如，微控制器或可编程逻辑装置诸如FPGA。然而，附加地或替代地，控制系统也可完全或部分地由硬件实现。控制系统可包括用于计算路线的路线规划系统和用于执行承载件根据计划路线的移动的至少一个执行单元。
如本文所用，术语“路线”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于从起始位置到最终目的地位置的一组部分路线。该路线可分为到中间目的地的一条或多条部分路线。起始位置可以是算法开始计算路线时承载件位于运送平面上的逻辑位置。最终目的地位置可以是承载件需要到达的运送平面上的逻辑位置。最终目的地位置是运送平面上具体地具有特殊功能的逻辑位置，例如，在这些逻辑位置，样品管、样品的一部分或消耗品从运送平面移交至例如分析仪或分析前系统或分析后系统或存储系统和/或第二单独路线规划区域，或从它们移交至运送平面。例如，用于承载件排队(诸如用于临时存储承载件)的区域可通过与路线规划算法(路线规划服务)不同的算法(计算机中的服务)来管理。对于制造现场，最终目的地位置可能具体地是对应于对半成品执行某些制造过程的机器站的逻辑位置。一个承载件的起始位置也可以特别是另一个承载件的最终目的地位置，或者更特别是同一承载件的最终目的地位置。
执行单元可被配置用于执行承载件的考虑计划路线的移动。术语“移动”可指“动作”，并且可能不包括在下一次移动发生之前的等待时间。移动可定义为承载件沿直线的一次移动，从一个逻辑位置开始并在第二不同的逻辑位置停止。移动可包括一个或多个逻辑位置的承载件的位移。移动长度可以是针对每次移动的逻辑位置的数量。具体地，移动可以是直线位移，承载件不会在其间停止。从第一最终目的地到第二最终目的地的移动可在具有中间目的地的一次或多次移动中执行。中间目的地也可为逻辑位置。每次移动都具有逻辑位置上的开始和停止。路线的最后一次移动的停止是中间目的地或最终目的地。路线规划系统在功能上可以是与执行单元分开的进程。然而，这两个进程可在同一计算机、同一计算核心或多个计算核心等上运行，或者在不同的计算机和/或微控制器等上运行。
如本文所用，术语“路线规划系统”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于被配置用于计算承载件在运送平面上移动的路线的任意系统。路线规划系统可包括至少一个数据处理装置。路线规划系统可被配置用于使用至少一种算法，特别是表示为路线规划算法的算法。路线规划算法可以是计算运送平面上的每个承载件从起始位置到中间目的地位置朝向最终目的地位置的路线的算法。路线规划算法可为以承载件在逻辑位置上的当前位置作为起始位置的每条路线计算到中间目的地位置的几次直线移动。计划路线(也称为路线规划计划)可包括所有移动或仅接下来要执行的几次移动，直到到达第二最终目的地。
路线规划系统被配置用于通过用节点的图对运送平面建模来为运送平面上的承载件计算路线。如本文所用，术语“节点”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于逻辑位置的数学表示。如本文所用，术语“图”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于节点的构造以及它们之间的可能连接。
路线的计算可包括确定承载件跨运送平面从起始位置到最终目的地位置的最短路径。最短路径可指时间上最短的路径。然而，在一些实施例中，最短路径还可能涉及空间上的最短路径。最短路径可以是最小数量的逻辑位置。路线的计算可包括寻找用于获得相当短的路径的有效路线，但也考虑到其他流量。路线规划算法可用于确定承载件跨运送平面的最短路径。该算法可选自由以下项组成的组：A*-算法；Windowed HierarchicalCooperative A*-算法(WHCA*)；D*-算法；Dijkstra算法。
例如，WHCA*搜索算法可用于计算路线。关于WHCA*算法，例如，参考Silver,D.，2005年，《协同寻路》，Young,R.M.和Laird,J.E.(编辑)，AIIDE，117-122.AAA I Press。WHCA*搜索算法可以是启发式搜索算法，诸如A*或D*搜索算法。对于具有最终目的地的每个承载件，搜索算法在时间长度为T的协同搜索窗口内的节点上计算从起始位置到中间目的地位置朝向它们相应的最终目的地位置的路线。搜索是协同的，因为路线只能通过逻辑位置的空闲时间窗口。对于具有所需空闲时间窗口的逻辑位置，空闲时间窗口所需的持续时间将从“空闲”变为“预留”以用于相应逻辑位置的所需时隙。因此，空闲时间窗口将分为预留时间窗口和一个或两个另外的空闲时间窗口。因此，通过考虑为逻辑位置的其他承载件预留的时间窗口，搜索对于协同时间窗口T是协同的。WHCA*算法可被设计用于单独为每个承载件规划路线，其中可使用预留表来获得协同。
如上所述，路线规划系统可被配置为通过用节点的图对运送平面建模来为运送平面上的所有承载件计算路线。为此，路线规划系统可被配置为确定每个节点的预留时间窗口和空闲时间窗口。为了计算承载件的路线，路线规划系统可使用具有协同时间窗口T的加窗分层协同启发式搜索算法。具体地，协同启发式搜索算法为Dijkstra-算法、Bellman-Ford-算法，或者更具体地为A*-算法。T通常在1秒至300秒的范围内，具体地1秒至60秒的范围内，更具体地为10秒。路线规划系统可被配置为分配单独的预留长度作为每个承载件具有空闲时间窗口的逻辑位置上的下一次移动的节点的数量，使得承载件单独地开始和停止。执行单元可被配置用于执行用于计划路线以用于将承载件从它们的相应起始位置运送到它们的相应最终位置。
路线的计算可包括计划路线。路线规划系统可被配置用于确定用于承载件跨运送平面的最佳路线。最佳路线可根据至少一个优化目标来确定，诸如时间、资源消耗、成本、磨损平衡、良好的总体运送性能中的一者或多者。由于所使用的路线规划算法可能是协同的，因此路线规划系统可能会注意到所有承载件都以净高效的方式找到它们的路，如果必要的话，牺牲到各个承载件的最终目的地的最短时间。相应承载件的最佳路线可以是从多个可能路线中选择的路线，其使优化目标最小化，例如到达其最终目的地位置所需的时间。
路线规划系统被配置用于考虑运送平面的表面使用的平衡来计算计划路线。具体地，本发明提出了用于减少由于运送平面的区域的不平衡使用(根据在该表面上移动的承载件的数量和/或位置上的开始和停止的次数)而导致的运送平面上的区域磨损的解决方案。这种磨损可能是由沿着优先路线在表面上运送的承载件引起的摩擦造成的。如本文所用，术语“表面使用”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于运送平面的区域的使用(根据在该表面上移动的承载件的数量和/或逻辑位置上的开始和停止的次数(绝对值或每个时间段)。如本文所用，术语“平衡”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于均衡或补偿中的一者或多者。路线规划系统被配置用于考虑逻辑位置的时间性阻塞和/或考虑可变移动长度和/或考虑可变预留长度。如本文所用，术语“考虑”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于确定、包括或考虑逻辑位置的时间性阻塞和/或可变移动长度和/或可变预留长度中的一者或多者。考虑逻辑位置的时间性阻塞和/或可变移动长度和/或可变预留长度可包括时间性阻塞逻辑位置和/或可变移动长度和/或可变预留长度的至少一个约束以用于计算承载件的路线。
例如，运送平面上通常会非常密集地使用的区域的磨损可通过时间性阻塞位置分配表面使用来减少。路线规划系统可被配置用于定义至少两种阻塞逻辑位置图案。图案中的一种可使路线规划系统为承载件计算第一路线，且图案中的另一种可使路线规划系统为承载件计算第二路线。如本文所用，术语“使”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于为潜在节点设置边界和/或影响移动的节点选择。
如本文所用，术语“图案”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于定义的节点分布或选择。如本文所用，术语“阻塞”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于排除路线规划算法不应进一步考虑使用的至少一个逻辑位置，特别是节点。图案可包括具有第一数量的阻塞逻辑位置的至少一个低流量图案和具有第二数量的阻塞逻辑位置的至少一个高流量图案，其中第二数量与第一数量相比减少。阻塞逻辑位置可被布置为阻止用于承载件移动的不同选项的数量。阻塞逻辑位置可被布置为使承载件遵循一条或多条唯一路径。例如，所有位置都被阻塞，不能使用。这可使路线规划系统更容易找到路线。阻塞可指根据流量强度需要调整表面的宽度。例如，在低流量情况下，在一个逻辑位置宽的表面上运送承载件可能就足够了。如果提供了三个位置宽度的表面，则将选择最短路线，并且可能所有承载件都将在相同逻辑位置上移动。在高流量情况和三个位置宽表面的情况下，可能会使用更多位置，从而更好地平衡使用。在低流量情况下，可能需要通过以交替方式连续切换可用但有意限制的表面来平衡使用。因此，可使用较少但战略性选择的位置进行阻塞，这可能会留下足够的区域供承载件移动，但由于最短路径搜索，也会影响路线的计划。接近起始位置和目的位置的位置不能像其他位置那样容易地避开。
图案可在运行时期间或在分配系统的安装和/或配置和/或初始化期间定义。附加地或替代地，图案可通过经由至少一个通信接口接收用户输入来手动定义和/或可通过算法自动计算。如本文所用，术语“通信接口”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可以指但不限于形成边界的物项或元件，该边界配置成用于传输信息。特别地，通信接口可配置成用于传输来自计算装置(例如计算机)的信息，诸如将信息发送或输出到例如另一装置上。附加地或另选地，通信接口可配置成用于将信息传输到计算装置上(例如传输到计算机上)，诸如，以便接收信息。通信接口可具体地提供用于传输或交换信息的途径。具体地，通信接口可提供数据传输连接，例如经由缆线、蓝牙、NFC、电感耦合等。作为示例，通信接口可以是或可包括至少一个端口，该端口包括网络或Internet端口、USB端口和磁盘驱动器中的一者或多者。通信接口可为至少一个Web接口。
如本文所使用的术语“时间性阻塞”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。该术语具体地可指但不限于图案的时间相关使用。路线规划系统可被配置用于在预定义时间之后和/或基于在运送平面的特定区域上移动的承载件的数量而从一种图案切换到另一种图案。在特定区域上的移动可包括在特定区域中承载件的移动、开始和/或停止。特定区域可以是预定的区域、预定义的区域或可确定的区域中的一者或多者。切换可包括激活和去激活图案。在特定区域上移动的承载件的数量可为流量强度。该区域可为运送平面的逻辑子区域或场。如本文所用，术语“场”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。术语具体地可指但不限于包括至少一个逻辑位置的运送平面的单元。预定义时间可以是选自以下若干项的时间段：分钟、小时、天或周。
控制系统可被配置用于测量自上次切换以来一直使用运送平面的特定区域的承载件的数量。特定区域可以是预定的区域、预定义的区域或可确定的区域中的一者或多者。分配系统可包括用于运送平面的场，具体地用于每个场的增量计数器。增量计数器可被配置用于对在相应场上移动的承载件的数量，具体地对在相应逻辑位置上开始和/或停止的承载件的数量进行计数。路线规划系统可被配置用于在已达到定义阈值，具体地已达到绝对阈值和/或相对阈值的情况下切换到另一种图案。可将承载件的计数的数量与阈值进行比较。附加地或替代地，可将相应场的中值使用、平均使用、最小使用或最大使用中的一者或多者与对应的阈值进行比较。原则上，阈值可以是任意数。例如，如果意在每小时进行切换，则阈值可取决于在一小时或一天内运送的预期承载件的数量。例如，每小时承载件的预期数量可为大约每小时1k个承载件，或者每个场6k个、12k个或22k个或甚至更多个承载件。例如，当可能超过6k、12k或22k的阈值时，控制系统可从一种图案切换到另一种图案。附加地或替代地，阈值可基于过量使用百分比而不是绝对值，例如，承载件的绝对数量、中值、平均、最小使用或最大使用中的一者或多者的20％、50％、100％。其他阈值和数量也是可能的。
为了避免在有限的剩余路径上发送过多流量时的容量问题，可基于流量强度至少部分地激活和至少部分地去激活限制。在高流量密度下，无论如何，表面使用可能更加均衡，因此需要阻塞的位置可能更少。
这种提出的技术可添加到其他路线规划器，而无需改变路线规划器代码。在路线规划算法中持续考虑磨损减少没有任何开销，这甚至可以减少路线规划系统的计算时间，因为它减少了潜在移动的数量。
在具有流量强度相当低的区域的系统中，移动经常具有最大预留长度。由于这个原因，起始位置或停止位置对于许多移动经常是相同的，并因此导致这些位置的强烈的使用不平衡和磨损。路线规划系统被配置用于考虑可变移动长度和/或可变最大预留长度。例如，路线规划系统可被配置用于对以下中的一项或多项使用可变移动长度：移动的选择、特定数量的承载件、特定时间段、运送平面的定义区域。例如，路线规划系统可被配置用于对所有承载件和/或所有移动使用可变移动长度。
例如，每次移动的移动长度可以变化。如果由于低流量密度而经常可以执行最大移动长度，则开始和停止将经常发生在相同的位置。路线规划系统可被配置用于改变承载件沿着路线的每次移动的移动长度。通过改变每次移动的移动长度，可以更好的平衡方式使用位置。
路线规划系统可被配置用于仅改变承载件的第一次移动的长度，具体地改变承载件的第一次移动的长度，使得承载件在不同的逻辑位置停止和/或开始。术语“第一次移动”可指从起始位置开始的第一次移动，特别是在包括多次移动的逐步移动中。通过仅改变第一次移动的移动长度，可获得更好的平衡。
控制系统可被配置用于测量一直在使用逻辑位置的承载件的数量。如上所述，分配系统可包括用于运送平面的每个场的递增计数器，该递增计数器对在相应逻辑位置上移动、开始或停止的承载件的数量进行计数。词语“使用”可指在逻辑位置上停止和/或开始，或在逻辑位置上方移动。路线规划系统可被配置用于将相邻逻辑位置的承载件的测得的数量与定义阈值进行比较并根据比较来调整移动长度。阈值可按照上面关于切换的规定来定义和体现。
如上所述，控制系统可被配置用于测量一直在使用逻辑位置的承载件的数量。路线规划系统可被配置用于使用测得的数量作为权重因子来优化移动长度。路线规划系统可被配置为优先使用具有低权重的逻辑位置。
路线规划系统可被配置用于为逻辑位置中的每一个分配成本函数。成本函数可根据已使用逻辑位置的承载件的测得的数量而增加。路线规划系统可被配置为优先考虑具有低成本函数的逻辑位置。
路线规划系统可被配置用于对运送平面的定义区域中的所有移动或选择的移动(例如，定义的或随机地)使用可变预留长度。路线规划系统可被配置用于减少运送平面的定义区域中的所有移动或选择的移动的最大预留长度。替代地，路线规划系统可被配置用于增加运送平面的定义区域中的所有移动或选择的移动的最小预留长度。最大预留长度的减少和/或最小预留长度的增加可用于每个承载件中的一者或多者，或者随机地用于承载件。最大预留长度的减少和/或最小预留长度的增加可在特定时间段内执行。
例如，为了考虑运送平面的表面使用的平衡，可在例如定义区域中校正移动计划。可在特定时间段内执行校正。代替以最大预留长度进行移动，可为定义区域中的所有或仅几个移动减少预留长度。这种减少可针对每个承载件或随机针对承载件。预留长度的减少可随机地进行。例如，仅改变第一步的最大移动长度。这将具有类似的效果，因为它可能会影响以下移动的开始-停止位置以及在较低流量情况下的开始-停止位置。在高流量情况下，由于承载件的高密度，预留长度通常可能小于最大预留长度。第一次移动也可作为第一虚构或假想目标进行，仅通过1次移动即可达到。第一次移动的结束位置可随机地或以确定的方式改变，使得对于n＝1，…，nmax，从特定起始位置开始的每个时间段长度为n的第一步的数量相等，其中nmax为最大预留长度。
如本文所用，术语“预留长度”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。预留长度可包括为进行移动而预留的逻辑位置。如本文所用，术语“最大预留长度”是广义的术语，且将被赋予对于本领域普通技术人员普通和惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。可定义最大预留长度以避免一次预留太多逻辑位置的情况，这将导致这些位置为其他承载件阻塞太长时间。路线规划算法可包括用于估计对于给定移动长度移动将花费的时间的模型。这可允许确定用于预留逻辑位置的完整时间计划。该时间计划可包括移动时间以及直到可进行下一次移动的等待时间。
在另一个方面，公开了一种用于使用根据本发明的分配系统来分配承载件的方法。
方法步骤可以给定顺序或可以不同顺序执行。另外，可存在未列出的一个或多个附加方法步骤。此外，可重复地执行一个、多于一个或甚至所有方法步骤。
该方法包括通过使用驱动系统使承载件在分配系统的运送平面上于逻辑位置之间移动。该方法包括通过使用控制系统控制承载件在运送平面上经由逻辑位置在计划路线上从起始位置移动到最终目的地位置。该方法包括通过使用路线规划系统用节点的图对运送平面建模来为传送平面上的至少两个承载件计算计划路线。该计算包括考虑运送平面的表面使用的平衡。该计算包括考虑逻辑位置的时间性阻塞和/或考虑可变移动长度和/或考虑可变预留长度。
有关详细信息、选项和定义，可参考上述分配系统。因此，具体地，如上所述，该方法可包括诸如根据上面给出或下面更详细给出的一个或多个实施例，使用根据本发明的分配系统。
本文进一步公开并提出了一种包括计算机可执行指令的计算机程序，当在计算机或计算机网络上执行该程序时，所述计算机可执行指令用于在本文公开的一个或多个实施例中执行根据本发明的方法。具体地，计算机程序可存储在计算机可读数据载体上和/或计算机可读存储介质上。
如本文所用，术语“计算机可读数据载体”和“计算机可读存储介质”具体地可以指非暂时性数据存储装置，诸如具有存储在其上的计算机可执行指令的硬件存储介质。计算机可读数据载体或存储介质具体地可为或可包括诸如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)之类的存储介质。
因此，具体地，可通过使用计算机或计算机网络，优选地通过使用计算机程序来执行如上文所指示的一个、多于一个或甚至所有方法步骤。
本文进一步公开并提出了一种具有程序代码工具的计算机程序产品，以便在计算机或计算机网络上执行该程序时，在本文所附的一个或多个实施例中执行根据本发明的方法。具体地，程序代码工具可存储在计算机可读数据载体上和/或计算机可读存储介质上。
本文进一步公开并提出了一种具有存储在其上的数据结构的数据载体，在加载到计算机或计算机网络中之后，诸如在加载到计算机或计算机网络的工作存储器或主存储器中之后，该数据载体可执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法。
本文进一步公开并提出了一种具有存储在机器可读载体上的程序代码工具的计算机程序产品，以便在计算机或计算机网络上执行该程序时，执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法。如本文所用，计算机程序产品是指作为可交易产品的程序。该产品一般可任意格式(诸如纸质格式)存在，或存在于计算机可读数据载体和/或计算机可读存储介质上。具体地讲，计算机程序产品可以分布在数据网络上。
本文进一步公开并提出了一种包含可由计算机系统或计算机网络读取的指令的调制数据信号，用于执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法。
参考本发明的计算机实现的方面，可通过使用计算机或计算机网络来执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法的一个或多个方法步骤或甚至所有方法步骤。因此，一般来讲，可通过使用计算机或计算机网络来执行包括提供和/或处理数据的任何方法步骤。一般来讲，这些方法步骤可包括通常除需要手动操作(诸如提供样品和/或执行实际测量的某些方面)的方法步骤之外的任何方法步骤。
具体地，本文进一步公开了：
-计算机或计算机网络，该计算机或计算机网络包括至少一个处理器，其中该处理器适于执行根据本说明书中所描述的实施方案之一的方法，
-计算机可加载数据结构，该计算机可加载数据结构适于当在计算机上执行该数据结构时，执行根据本说明书中所述的实施例之一的方法，
-计算机程序，其中该计算机程序适于当在计算机上执行该程序时，执行根据本说明书中所描述的实施例之一的方法，
-计算机程序，该计算机程序包括程序工具，这些程序工具用于当在计算机上或在计算机网络上执行该计算机程序时，执行根据本说明书中所述的实施例之一的方法，
-计算机程序，该计算机程序包括根据前述实施例的程序装置，其中这些程序装置存储在计算机可读的存储介质上，
-存储介质，其中数据结构存储在该存储介质上并且其中该数据结构适于在被加载到计算机或计算机网络的主存储器和/或工作存储器中之后，执行根据本说明书中所描述的实施例之一的方法，以及
-具有程序代码工具的计算机程序产品，其中该程序代码工具能够被存储或被存储在存储介质上，以用于在计算机或计算机网络上执行该程序代码工具的情况下，执行根据本说明书中所描述的实施例之一的方法。
总结并且不排除进一步可能的实施例，可设想以下实施例：
实施例1.一种分配系统，其包括：
-运送平面，该运送平面包括逻辑位置，
-承载件，该承载件用于运送物体，
-驱动系统，该驱动系统用以使该承载件在该运送平面上于逻辑位置之间移动，
-控制系统，所述控制系统被配置用于控制所述承载件在所述运送平面上经由逻辑位置在计划路线上从起始位置移动到最终目的地位置，
其中所述控制系统包括路线规划系统，所述路线规划系统被配置用于通过用节点的图对所述运送平面建模来为所述运送平面上的至少两个承载件计算路线，其中所述路线规划系统被配置用于考虑所述运送平面的表面使用的平衡来计算所述计划路线，并且其中所述路线规划系统被配置用于考虑逻辑位置的时间性阻塞和/或考虑可变移动长度和/或考虑可变预留长度。
实施例2.根据实施例1所述的分配系统，其中所述路线的所述计算包括确定所述承载件跨所述运送平面从所述起始位置到所述最终目的地位置的最短路径。
实施例3.根据实施例2所述的分配系统，其中至少一种算法用于确定所述承载件跨所述运送平面的最短路径，其中所述算法选自由以下项组成的组：A*-算法；WindowedHierarchical Cooperative A*算法(WHCA*)；D*-算法；Dijkstra算法。
实施例4.根据实施例1至3中任一项所述的分配系统，其中所述路线规划系统被配置用于定义至少两种阻塞逻辑位置图案，其中所述图案中的一种使所述路线规划系统为所述承载件计算第一路线，且所述图案中的另一种使所述路线规划系统为所述承载件计算不同于所述第一路线的第二路线。
实施例5.根据实施例4所述的分配系统，其中所述图案在运行时期间或在所述分配系统的安装和/或配置和/或初始化期间定义。
实施例6.根据实施例4或5中任一项所述的分配系统，其中所述图案通过经由至少一个通信接口接收用户输入来手动定义和/或通过算法自动计算。
实施例7.根据实施例4至6中任一项所述的分配系统，其中所述路线规划系统被配置用于在预定义时间之后和/或基于在所述运送平面的特定区域上移动的承载件的数量而从一种图案切换到另一种图案。
实施例8.根据实施例7所述的分配系统，其中所述预定义时间是选自以下若干项的时间段：分钟、小时、天或周。
实施例9.根据实施例7或8中任一项所述的分配系统，其中所述控制系统被配置用于测量自上次切换以来一直在使用所述运送平面的所述特定区域的承载件的数量，其中所述路线规划系统被配置用于在已达到定义阈值的情况下切换到另一种图案。
实施例10.根据实施例4至9中任一项所述的分配系统，其中所述切换包括激活所述图案和去激活所述图案。
实施例11.根据实施例4至10中任一项所述的分配系统，其中所述图案包括具有第一数量的阻塞逻辑位置的至少一个低流量图案和具有第二数量的阻塞逻辑位置的至少一个高流量图案，其中所述第二数量与所述第一数量相比减少。
实施例12.根据实施例1至11中任一项所述的分配系统，其中所述阻塞逻辑位置被布置为阻止用于所述承载件移动的不同选项的数量。
实施例13.根据实施例1至12中任一项所述的分配系统，其中所述路线规划系统被配置用于对以下中的一项或多项使用可变移动长度：移动的选择、特定数量的承载件、特定时间段、所述运送平面的定义区域。
实施例14.根据实施例13所述的分配系统，其中所述路线规划系统被配置用于仅改变所述承载件的第一次移动的长度，具体地，改变所述承载件的第一次移动的长度，使得所述承载件在不同的逻辑位置上停止和/或开始。
实施例15.根据实施例13或14中任一项所述的分配系统，其中所述路线规划系统被配置用于改变承载件沿着路线的每次移动的移动长度。
实施例16.根据实施例14或15中任一项所述的分配系统，其中所述控制系统被配置用于测量一直在使用逻辑位置的承载件的数量，其中所述路线规划系统被配置用于将相邻逻辑位置的承载件的测得的数量与定义阈值进行比较并根据所述比较来调整所述移动长度。
实施例17.根据权利要求14至16中任一项所述的分配系统，其中所述控制系统被配置用于测量一直在使用逻辑位置的承载件的数量，其中所述路线规划系统被配置用于使用测得的数量作为权重因子来优化所述移动长度，其中所述路线规划系统被配置为优先使用具有低权重的逻辑位置。
实施例18.根据实施例17所述的分配系统，其中所述路线规划系统被配置用于为所述逻辑位置中的每一个分配成本函数，其中所述成本函数根据已使用所述逻辑位置的承载件的测得的数量而增加，其中所述路线规划系统被配置为优先考虑具有低成本函数的逻辑位置。
实施例19.根据实施例1至18中任一项所述的分配系统，其中所述路线规划系统被配置用于对所述运送平面的定义区域中的所有移动或选择的移动使用可变预留长度。
实施例20.根据实施例19所述的分配系统，其中所述路线规划系统被配置用于减少所述运送平面的定义区域中的所有移动或选择的移动的最大预留长度。
实施例21.根据实施例19或20中任一项所述的分配系统，其中所述路线规划系统被配置用于增加所述运送平面的定义区域中的所有移动或选择的移动的最小预留长度。
实施例22.根据实施例19至21中任一项所述的分配系统，其中所述最大预留长度的所述减少和/或所述最小预留长度的所述增加用于每个承载件中的一者或多者，或者随机地用于承载件。
实施例23.根据实施例1至22中任一项所述的分配系统，其中所述控制系统包括至少一个执行单元，所述至少一个执行单元被配置用于执行所述计划路线以用于将所述承载件从它们的相应起始位置运送到它们的相应最终位置。
实施例24.一种用于使用根据实施例1至23中任一项所述的分配系统分配承载件的方法，其中所述方法包括通过使用所述驱动系统使所述承载件在所述分配系统的所述运送平面上于逻辑位置之间移动，其中所述方法包括通过使用所述控制系统，控制所述承载件在所述运送平面上经由逻辑位置在计划路线上从所述起始位置移动到所述最终目的地位置，其中所述方法包括通过使用所述路线规划系统用节点的图对所述运送平面建模来为所述运送平面上的至少两个承载件计算所述计划路线，其中所述计算包括考虑所述运送平面的表面使用的平衡，并且其中所述计算包括考虑逻辑位置的时间性阻塞和/或考虑可变移动长度和/或考虑可变预留长度。
附图说明
优选地结合从属权利要求，在随后的实施方案描述中将更详细地公开进一步任选特征和实施方案。其中，如本领域技术人员将认识到的，各个任选特征可按单独的方式以及按任何任意可行的组合来实现。本发明的范围不受优选实施方案的限制。在附图中示意性地描绘了实施方案。其中，这些附图中相同的附图标记是指相同或功能上相当的元件。
在附图中：
图1以示意图示出了分配系统的一个实施例；
图2A至图2D示出了分配系统的运送平面上的示例性阻塞逻辑位置图案；
图3A至图3C示意性地示出了分配系统中的承载件的可变移动长度；以及
图4A至图4D示出了一种用于使用分配系统分配承载件的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
图1以示意图示出了分配系统110的示例性实施例。分配系统110包括：运送平面112，该运送平面包括逻辑位置114；承载件116，该承载件用于运送物体118；以及驱动系统120，该驱动系统用以使承载件116在运送平面112上于逻辑位置114之间移动。
分配系统110可以是实验室自动化系统122的元件，允许将承载件116分配到实验室自动化系统122内的目标目的地。如图1中可见，分配系统110可用于实验室自动化系统122，包括多个实验室站124，例如分析前站、分析站和/或分析后站。因此，在图1的示例性实施例中，物体118可以是至少一个样品容器126，诸如实验室诊断容器或器皿。
承载件116具体地可为无源承载件。在图1的示例性实施例中，在承载件116中固定磁性装置，并由诸如电磁线圈的磁活性和可驱动元件(图1中未示出)提供磁力，从而通过生成的电磁场来促使承载件116移动。例如，可在运送平面112下方安装电磁线圈，诸如在例如EP 2 566 787或WO 2013/098202中示例性地描述。然而，将线圈布置在运送平面112上方、旁边或内部也是可行的。因此，在该示例中，驱动系统120可通过其硬件限制来定义逻辑位置114。可在电磁线圈上方定义逻辑位置114。在这些位置，可以停止承载件116并随着下一次移动改变其方向。
如图1中可见，分配系统110还可包括至少一个识别和注册系统128。识别和注册系统128可为相机系统130或光学传感器和扫描仪，其识别承载件116或物体118上的任何光学签名以及承载件或物体上的任一个或多个光学签名，诸如其尺寸、其类型、条形码、QR码、其有效载荷。可使用条形码和/或QR码来识别承载件116。然而，其他选项(诸如RFID读取器系统或高精度GPS)，特别是通过Wi-Fi、蓝牙和/或GSM信号增强的选项也是可行的。原则上也可使用任何其他合适的替代方案。
分配系统110还包括控制系统132，该控制系统被配置为控制承载件116在运送平面112上经由逻辑位置114在计划路线上从起始位置移动到最终目的地位置。起始位置和最终目的地位置具体地可为运送平面112上的逻辑位置114中的至少一者。
控制系统132包括路线规划系统134，该路线规划系统被配置为通过用节点136的图对运送平面112建模来为运送平面112上的至少两个承载件116计算路线。路线规划系统134被配置用于考虑运送平面112的表面使用的平衡来计算计划路线，其中路线规划系统134被配置用于考虑逻辑位置114的时间性阻塞和/或考虑可变移动长度和/或考虑可变预留长度。
控制系统132还可包括至少一个执行单元138。执行单元138可被配置用于执行计划路线以用于将承载件116从它们的相应起始位置运送到它们的相应最终位置。具体地，执行单元138可被配置用于执行承载件116根据计划路线的移动。在图1的示例性实施例中，执行单元138可至少部分地集成到驱动系统120中，并且作为示例，可被配置用于诸如通过控制驱动系统120，具体地控制驱动系统120的电磁线圈来执行承载件116的考虑计划路线的移动。
路线的计算可包括确定承载件116跨运送平面112从起始位置到最终目的地位置的最短路径。路线规划算法可用于确定承载件116跨运送平面112的最短路径。该算法可选自由以下项组成的组：A*-算法；Windowed Hierarchical Cooperative A*-算法(WHCA*)；D*-算法；Dijkstra算法。
如上所述，路线规划系统134被配置用于考虑逻辑位置114的时间性阻塞。在图2A至图2D中，示出了分配系统110的运送平面112上的示例性阻塞逻辑位置图案140。具体地，图2A示出了无阻塞逻辑位置图案140的运送平面112，图2B示出了具有第一阻塞逻辑位置图案142的运送平面112，并且图2C示出了具有第二阻塞逻辑位置图案144的运送平面112。
如图2A中可见，承载件116可在运送平面112上从起始位置146自由移动到最终目的地位置148。承载件116可高概率地采用所示无限制路线150中的一条，从而导致运送平面112上的区域经由无限制路线150出现高磨损。
本发明提出了用于减少由于运送平面112的区域的不平衡使用(根据在该表面上移动的承载件116的数量和/或逻辑位置114上的开始和停止的次数(绝对值或每个时间段))而导致的运送平面112上的区域磨损的解决方案。例如，运送平面112上通常会非常密集地使用的区域的磨损可通过时间性阻塞位置114分配表面使用来减少。路线规划系统134可被配置用于定义至少两种阻塞逻辑位置图案140。图案中的一种140、142(如图2B中例示性示出)可使路线规划系统134为承载件116计算第一路线152，且图案中的另一种140、144(如图2C中例示性示出)可使路线规划系统134为承载件116计算第二路线154。如图2A至图2C中可见，无限制路线150、第一路线152和第二路线154可彼此不同，从而减少运送平面112的磨损。然而，阻塞逻辑位置114可被布置为阻止用于承载件116移动的不同选项的数量。该图显示了两条路径，一条为虚线，另一条为连续路径。这种情况适于沿两个方向移动(即往返于起点)的承载件116。如果仅存在一条可能的路径，则沿相反方向移动的承载件116将过多地相互阻塞。因此，一个好的解决方案是以这样一种方式阻塞，即可以双向运送而不会产生太多干扰。阻塞位置使得暂时无法使用这些位置，并且通过巧妙地定义图案，承载件116将(大部分)遵循剩余路径。具体地，在图2B和图2C所示的阻塞逻辑位置图案140、142、144中的每一者中，仍然可能允许至少两条路线152、154，在这些路线上承载件116可从起始位置146移动到最终目的地位置148。
图案140可在运行时期间或在分配系统110的安装和/或配置和/或初始化期间定义。附加地或替代地，图案140可通过经由至少一个通信接口接收用户输入来手动定义和/或可通过算法自动计算。
路线规划系统134可被配置用于在预定时间之后和/或基于在运送平面112的特定区域上移动的承载件116的数量而从一种图案140切换到另一种图案140，例如从第一阻塞逻辑位置图案142切换到第二阻塞逻辑位置图案144。切换可包括激活和去激活图案140。在特定区域上移动的承载件116的数量可为流量强度。该区域可为逻辑子区域156(如图1中的虚线示例性示出)，或者为运送平面112的场158。预定义时间可以是选自以下若干项的时间段：分钟、小时、天或周。
控制系统132可被配置用于测量自上次切换以来一直使用运送平面112的特定区域的承载件116的数量。分配系统110可包括用于运送平面112的场158，具体地用于每个场158的增量计数器(图中未示出)。增量计数器可被配置用于对在相应场158上移动的承载件116的数量，具体地对在相应逻辑位置114上开始和/或停止的承载件116的数量进行计数。路线规划系统134可被配置用于在已达到定义阈值，具体地已达到绝对阈值和/或相对阈值的情况下切换到另一种图案140。可将承载件116的计数的数量与阈值进行比较。附加地或替代地，可将相应场158的中值使用、平均使用、最小使用或最大使用中的一者或多者与对应的阈值进行比较。原则上，阈值可以是任意数。例如，如果意在每小时进行切换，则阈值可取决于在一小时或一天内运送的预期承载件116的数量。例如，每小时承载件116的预期数量可为大约每小时1k个承载件，或者每个场158 6k个、12k个或22k个或甚至更多个承载件116。例如，当可能超过6k、12k或22k的阈值时，控制系统132可从一种图案140切换到另一种图案。附加地或替代地，阈值可基于过量使用百分比而不是绝对值，例如，承载件116的绝对数量、中值、平均、最小使用或最大使用中的一者或多者的20％、50％、100％。其他阈值和数量也是可能的。
如图2B和图2C中可见，图案140可包括具有第一数量的阻塞逻辑位置114的至少一个低流量图案160。在图2D中，图案140可为具有第二数量的阻塞逻辑位置114的高流量图案162。与第一数量的阻塞逻辑位置114相比，第二数量的阻塞逻辑位置114可减少。图2B和图2C均针对相同的流量强度。在图2D的情况下，多条路径163可供承载件116沿每个方向移动。然而，取决于路线规划算法，并非一个方向的所有承载件116都仅需遵循虚线或实线。这在图2D中示出，以显示可能存在多条路径163。此外，承载件116可在从左到右行进时改变路径，反之亦然。图2D中的不同图案表明，随着时间的推移，位置被阻塞和解除阻塞，以使承载件116以平衡的方式使用运送平面112的尽可能多的位置。
图3A至图3C示意性地示出了分配系统110中的承载件116的可变移动长度。在具有流量强度相当低的区域的系统110中，移动经常具有最大预留长度164，如图3A所示。由于这个原因，起始位置166或停止位置168对于许多移动经常是相同的，并因此导致这些位置的强烈的使用不平衡和磨损。如上进一步所述，路线规划系统134被配置用于考虑可变移动长度和/或可变预留长度。例如，路线规划系统134可被配置用于对以下中的一项或多项使用可变移动长度170：移动的选择、特定数量的承载件116、特定时间段、运送平面112的定义区域。
在图3B所示的示例中，可改变每一步的移动长度170。如果由于低流量密度而经常可以执行最大移动长度，则开始166和停止168将经常发生在相同的位置144。路线规划系统134可被配置用于改变承载件沿着路线的每次移动的移动长度170。通过改变每一步的移动长度170，可以更好的平衡方式使用位置114。
在另一示例中，如图3C所示，路线规划系统134可被配置用于仅改变承载件116的第一次移动172的长度170，具体地改变承载件116的第一次移动的长度170，使得承载件116在不同的逻辑位置114停止和/或开始。已通过仅改变第一次移动172的移动长度170，可获得更好的平衡，如在比较图3C和图3A时可以看出。
如上所述，控制系统132可被配置用于例如通过增量计数器测量一直在使用逻辑位置114的承载件116的数量。路线规划系统134可被配置用于将相邻逻辑位置114的承载件116的测得的数量与定义阈值进行比较并根据比较来调整移动长度170。阈值可按照上面关于切换的规定来定义和体现。替代地或附加地，路线规划系统134可被配置用于使用测得的数量作为权重因子来优化移动长度170。路线规划系统134可被配置为优先使用具有低权重的逻辑位置114。
路线规划系统134可被配置用于为逻辑位置114中的每一个分配成本函数。成本函数可根据已使用逻辑位置114的承载件116的测得的数量而增加。路线规划系统134可被配置为优先考虑具有低成本函数的逻辑位置114。
如图3C所示，路线规划系统134可被配置用于对运送平面112的定义区域中的所有移动或选择的移动(例如，定义的或随机地)使用可变预留长度。路线规划系统134可被配置用于减少运送平面112的定义区域中的所有移动或选择的移动的最大预留长度164。替代地，路线规划系统可被配置用于增加运送平面112的定义区域中的所有移动或选择的移动的最小预留长度。最大预留长度164的减少和/或最小预留长度的增加可用于每个承载件116中的一者或多者，或者随机地用于承载件116。最大预留长度164的减少和/或最小预留长度的增加可在特定时间段内执行。
例如，为了考虑运送平面112的表面使用的平衡，可在例如定义区域中校正移动计划。可在特定时间段内执行校正。代替以最大预留长度164进行移动，可为定义区域中的所有或仅几个移动减少预留长度。这种减少可针对每个承载件116或随机针对承载件116。预留长度的减少可随机地进行。例如，仅改变第一步的最大移动长度。这将具有类似的效果，因为它可能会影响以下移动的开始-停止位置166、168以及在较低流量情况下的开始-停止位置。第一次移动172也可作为第一目标执行，仅通过1次移动即可达到。第一次移动172的结束位置168可随机地或以确定的方式改变，使得对于n＝1，…，nmax，从特定起始位置166开始的每个时间段长度为n的第一步的数量相等，其中nmax为最大预留长度164。
图4A至图4D示出了一种用于使用分配系统110分配承载件116的方法的示例性实施例的流程图。作为示例，分配系统110可如图1中例示性所示的那样体现。然而，分配系统110的其他实施例也是可行的。
方法步骤可以给定顺序或可以不同顺序执行。另外，可存在未列出的一个或多个附加方法步骤。此外，可以重复地执行一个、一个以上或甚至所有方法步骤。另外，可同时或以时间重叠的方式执行这些方法步骤中的一个或多个步骤。
该方法包括通过使用驱动系统120使承载件116在分配系统110的运送平面112上于逻辑位置114之间移动(由附图标记174表示)。该方法包括通过使用控制系统132控制承载件116在运送平面112上经由逻辑位置114在计划路线上从起始位置146移动到最终目的地位置148(由附图标记176表示)。具体地，移动174和控制176承载件116的步骤可包括向执行单元138发送计划路线。该方法还可包括从控制系统132接收承载件位置的状态更新(由附图标记178表示)，以及检查承载件116移动到最终目的地位置148的新分配(由附图标记180表示)。
该方法包括通过使用路线规划系统134用节点136的图对运送平面112建模来为传送平面112上的至少两个承载件116计算计划路线(由附图标记182表示)。该计算包括考虑运送平面112的表面使用的平衡。该计算包括考虑逻辑位置114的时间性阻塞和/或考虑可变移动长度170和/或考虑可变预留长度(由附图标记184表示)。
图4A至图4D示出了调整移动长度的不同流程图。图4A和图4B示出了用于一种实现方式的工作流程，其中可使用正常的路线规划算法并且可执行移动长度的调整(由图4A中的附图标记186表示)，或者仅可执行第一次移动的长度调整(由在图4B中的附图标记188表示)。对于路线规划系统134，在路线规划之后调整移动长度可能效率较低，因为通常路线规划系统134还计划后续移动，在调整移动长度之后，后续移动将不再有效。在图4C和图4D中，路线规划系统134可考虑移动长度的调整，因此可导致更高效和更有效的路线规划。具体地，该方法可包括考虑可变预留长度(由图4C中的附图标记190表示)或考虑用于第一次移动的可变预留长度(由图4D中的附图标记192表示)。此外，对于阻塞区域方法，路线规划系统134可独立于磨损减少阻塞算法。对于移动长度的变化，算法的磨损减少部分可集成到路线规划系统134中。
附图标记列表
110 分配系统
112 运送平面
114 逻辑位置
116 承载件
118 物体
120 驱动系统
122 实验室自动化系统
124 实验室站
126 样品容器
128 识别和注册系统
130 相机系统
132 控制系统
134 路线规划系统
136 节点
138 执行单元
140 阻塞逻辑位置图案
142 第一阻塞逻辑位置图案
144 第二阻塞逻辑位置图案
146 起始位置
148 最终目的地位置
150 无限制路线
152 第一路线
154 第二路线
156 逻辑子区域
158 场
160 低流量图案
162 高流量图案
163 路径
164 最大预留长度
166 起始位置
168 停止位置
170 可变移动长度
172 第一次移动
174 移动承载件
176 控制承载件
178 接收状态更新
180 检查新分配
182 计算计划路线
184 考虑逻辑位置的时间性阻塞和/或可变移动长度和/或可变预留长度
186 调整移动长度
188 调整第一次移动的长度
190 考虑可变预留长度
192 考虑第一次移动的可变预留长度

Claims (15)

1.一种分配系统(110)，其包括：
-运送平面(112)，所述运送平面包括逻辑位置(114)，
-承载件(116)，所述承载件用于运送物体(118)，
-驱动系统(120)，所述驱动系统用以使所述承载件(116)在所述运送平面(112)上于逻辑位置(114)之间移动，
-控制系统(132)，所述控制系统被配置用于控制所述承载件(116)在所述运送平面(112)上经由逻辑位置(114)在计划路线上从起始位置(146)移动到最终目的地位置(148)，
其中所述控制系统(132)包括路线规划系统(134)，所述路线规划系统被配置用于通过用节点(136)的图对所述运送平面(112)建模来为至少两个承载件(116)计算在所述运送平面(112)上的路线，其中所述路线规划系统(134)被配置用于考虑所述运送平面(112)的表面使用的平衡来计算所述计划路线，并且其中所述路线规划系统(134)被配置用于考虑逻辑位置(114)的时间性阻塞和/或考虑可变移动长度(170)和/或考虑可变预留长度。
2.根据权利要求1所述的分配系统(110)，其中所述路线的计算包括确定所述承载件(116)跨所述运送平面(112)从所述起始位置(146)到所述最终目的地位置(148)的最短路径。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的分配系统(110)，其中所述路线规划系统(134)被配置用于定义至少两种阻塞逻辑位置图案(140)，其中所述图案中的一种(140，142)使所述路线规划系统(134)为所述承载件(116)计算第一路线(152)，且所述图案中的另一种(140，144)使所述路线规划系统(134)为所述承载件(116)计算不同于所述第一路线(152)的第二路线(154)。
4.根据权利要求3所述的分配系统(110)，其中所述路线规划系统(134)被配置用于在预定义时间之后和/或基于在所述运送平面(112)的特定区域上移动的承载件(116)的数量而从一种图案(140)切换到另一种图案(140)。
5.根据权利要求4所述的分配系统(110)，其中所述控制系统(132)被配置用于测量自上次切换以来一直在使用所述运送平面(112)的所述特定区域的承载件(116)的数量，其中所述路线规划系统(134)被配置用于在已达到定义阈值的情况下切换到另一种图案(140)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的分配系统(110)，其中所述图案(140)包括具有第一数量的阻塞逻辑位置(114)的至少一个低流量图案(160)和具有第二数量的阻塞逻辑位置(114)的至少一个高流量图案(162)，其中所述第二数量与所述第一数量相比减少。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的分配系统(110)，其中所述阻塞逻辑位置(114)被布置为阻止用于所述承载件(116)移动的不同选项的数量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的分配系统(110)，其中所述路线规划系统(134)被配置用于对以下中的一项或多项使用可变移动长度(170)：移动的选择、特定数量的承载件(116)、特定时间段、所述运送平面(112)的定义区域。
9.根据权利要求8所述的分配系统(110)，其中所述路线规划系统(134)被配置用于仅改变所述承载件(116)的第一次移动(172)的长度。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的分配系统(110)，其中所述路线规划系统(134)被配置用于改变承载件沿着路线的每次移动的移动长度(170)。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的分配系统(110)，其中所述控制系统(132)被配置用于测量一直在使用逻辑位置(114)的承载件(116)的数量，其中所述路线规划系统(134)被配置用于将相邻逻辑位置(114)的承载件(116)的测得的数量与定义阈值进行比较并根据所述比较来调整所述移动长度。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的分配系统(110)，其中所述控制系统(132)被配置用于测量一直在使用逻辑位置(114)的承载件(116)的数量，其中所述路线规划系统(134)被配置用于使用测得的数量作为权重因子来优化所述移动长度，其中所述路线规划系统(134)被配置为优先使用具有低权重的逻辑位置(114)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的分配系统(110)，其中所述路线规划系统(134)被配置用于对所述运送平面(112)的定义区域中的所有移动或选择的移动使用可变预留长度，其中所述路线规划系统(134)被配置用于减少所述运送平面(112)的定义区域中的所有移动或选择的移动的最大预留长度和/或用于增加所述运送平面(112)的定义区域中的所有移动或选择的移动的最小预留长度。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的分配系统(110)，其中所述控制系统(132)包括至少一个执行单元(138)，所述至少一个执行单元被配置用于执行所述计划路线以用于将所述承载件(116)从它们的相应起始位置(146)运送到它们的相应最终位置(148)。
15.一种用于使用根据权利要求1至14中任一项所述的分配系统(110)分配承载件(116)的方法，其中所述方法包括通过使用所述驱动系统(120)使所述承载件(116)在所述分配系统(110)的所述运送平面(112)上于逻辑位置(114)之间移动，其中所述方法包括通过使用所述控制系统(132)，控制所述承载件(116)在所述运送平面(112)上经由逻辑位置(114)在计划路线上从所述起始位置(146)移动到所述最终目的地位置(148)，其中所述方法包括通过使用所述路线规划系统(134)用节点(136)的图对所述运送平面(112)建模来为至少两个承载件(116)计算在所述运送平面(112)上的所述计划路线，其中所述计算包括考虑所述运送平面(112)的表面使用的平衡，并且其中所述计算包括考虑逻辑位置(114)的时间性阻塞和/或考虑可变移动长度(170)和/或考虑可变预留长度。
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