CN116194391A - 用于运输设备的控制器和方法 - Google Patents

用于运输设备的控制器和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116194391A
CN116194391A CN202180060649.0A CN202180060649A CN116194391A CN 116194391 A CN116194391 A CN 116194391A CN 202180060649 A CN202180060649 A CN 202180060649A CN 116194391 A CN116194391 A CN 116194391A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transport
route
diversion
grid
transportation device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180060649.0A
Other languages
English (en)
Inventor
罗伯特·斯塔迪
安杰伊·切尔尼
托马斯·奥利弗
加雷斯·锡雷特
克里斯托弗·理查德·詹姆斯·布雷特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ocado Innovation Ltd
Original Assignee
Ocado Innovation Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ocado Innovation Ltd filed Critical Ocado Innovation Ltd
Publication of CN116194391A publication Critical patent/CN116194391A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4189—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the transport system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/0464—Storage devices mechanical with access from above
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/137—Storage devices mechanical with arrangements or automatic control means for selecting which articles are to be removed
    • B65G1/1373—Storage devices mechanical with arrangements or automatic control means for selecting which articles are to be removed for fulfilling orders in warehouses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B65G43/10—Sequence control of conveyors operating in combination
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0289—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling with means for avoiding collisions between vehicles
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G06Q10/047—Optimisation of routes or paths, e.g. travelling salesman problem
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/087—Inventory or stock management, e.g. order filling, procurement or balancing against orders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Control Of Conveyors (AREA)

Abstract

提供了一种控制数个运输设备移动的控制器。具体地，控制器提供了改进的机器人分流。更具体地说，控制器为闲置机器人延迟规划分流路径直到更接近闲置机器人需要移开的时间。有利的是，因为闲置机器人随后在分流应该开始之前被分配任务，这避免了提前规划从未执行的分流的计算负担。具体地，通过在非常接近需要执行规划分流路径的时间规划分流路径，从而为机器人分流提供更有效的解决方案，因为在非常接近执行时间时，规划以需要重新计算分流的方式改变的可能性非常小。该控制器包括路线确定单元，该路线确定单元被布置成为第一运输设备确定从网格状结构上的一个位置到该网格状结构上的另一位置的数条路线，以及路径点生成单元，该路线点生成单元被布置成为由路线确定单元确定的数条路线中的每条路线生成至少一个路段。控制器进一步包括分流计算单元，该分流计算单元被布置成为第二运输设备计算分流路径以便分流第二运输设备，其中，分流路径在预设时间计算，在该预设时间之前第二运输设备必须开始移动以允许第一运输设备不间断地通过，以及准许单元，该准许单元被布置成为第一运输设备提供准许以横穿确定路线的路段。

Description

用于运输设备的控制器和方法
本申请要求于2020年7月16日提交的英国专利申请第GB2011000.3号的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明大致涉及控制运输设备的领域。更具体地，涉及用于基于其他运输设备的移动来控制运输设备移动的设备和方法。
背景技术
某些商业和工业活动需要能够存储和提取大量不同产品的系统。一种已知的用于在多个产品线中存储和提取货品的系统涉及将存储箱或容器布置在过道中成排放置的货架上。每个箱或容器中放有一种或多种产品类型的一个或多个产品。该过道在成排货架之间提供了通路，以便所需的产品能够被在过道中循环的操作员或机器人提取。然而，应当理解，提供过道间隔以便访问产品的必要性意味着此类系统的存储密度相对较低。换言之，与整个存储系统所需的空间量相比，实际用于存储产品的空间量相对较小。
例如，在线杂货商和超市等销售多条产品线的在线零售企业需要能够存储数万甚至数十万条不同产品线的系统。这些企业的供应链和仓储运作高度依赖于其组织、提取和将货品返回到各种容器的能力。
在各种仓储和存储设施设计的特定实施例中，容器可以彼此堆叠并且堆垛可以成排布置。然后，容器可从上方被访问，这样排与排之间就可以不需要过道，并且允许在给定的容积或区域中存储更多的容器。
在通过引用并入本文的WO-A2-2015/185628中，容器由一个或多个机器人或自动化装置访问，这些装置导航通过网格通路以访问容器进行各种不同的操作，例如将容器从一个位置移动到另一位置进行处理、对容器进行操作、将容器返回到仓储中的某个位置等。
本文公开了对每个机器人的路径规划发生在未来的预设时间。进一步提前规划可以更好地了解每个机器人路径的潜在争用，从而允许选择更有效的路径(对定义的成本函数而言是最优的)。在这方面，将闲置机器人移开可能比围绕闲置机器人规划路径更有效(也称为“分流”)。本文公开了一种“分流搜索”，包括寻找路径以将现在闲置的机器人，或者在正有任务的机器人(以下称为主机器人)的路径中即将闲置的机器人移动到其可以继续闲置且不妨碍主机器人路径的位置。
在确定用于存储和提取大量不同产品的系统的整体效率和可扩展性时，协调一个或多个机器人或其他自动化装置的移动可能是一个重要的考虑因素。
然而，在许多情况下，分流机器人会降低效率(对定义的成本函数而言不是最优的)，因为当新路径被添加到规划路径以进行后续任务时，闲置机器人可能会有更优化的分流路径。
在一些情况下，提前规划分流移动可能是次优的选择，因为它可能会导致其他机器人被分配的路径围绕后来被认为不必要的分流移动。这通常发生在闲置机器人已被选择为进行任务并在规划分流时间之前移动的情况下。在这种情况下，可以重建规划来解决次优问题，但由于计算机处理负担，这在实时系统中可能是不可取的，尤其是在具有数百或数千个机器人的系统中。
发明内容
针对已知的机器人分流算法存在的问题，本发明旨在提供一种改进机器人分流的设备和方法。
一般而言，本发明引入了为闲置机器人延迟规划分流路径直到更接近闲置机器人需要移开的时间的概念。有利的是，因为闲置机器人随后在分流应该开始之前被分配任务，这避免了提前规划从未执行的分流的计算负担。具体而言，本发明引入了在非常接近需要执行规划分流路径的时间规划分流路径的概念，从而为机器人分流提供了更有效的解决方案，因为在非常接近执行时间时，规划以需要重新计算分流的方式改变的可能性非常小。
根据本发明提供了一种布置成控制数个运输设备移动的控制器。该控制器包括路线确定单元，该路线确定单元被布置成为第一运输设备确定从网格状结构上的一个位置到该网格状结构上的另一位置的数条路线，以及路径点生成单元，该路线点生成单元被布置成为由路线确定单元确定的数条路线中的每条路线生成至少一个路段。控制器进一步包括分流计算单元，该分流计算单元被布置成为第二运输设备计算分流路径以便分流第二运输设备，其中，分流路径在预设时间计算，在该预设时间之前第二运输设备必须开始移动以允许第一运输设备不间断地通过，以及准许单元，该准许单元被布置成为第一运输设备提供准许以横穿确定路线的路段。
此外，本发明进一步提供了一种存储系统，包括在基本水平的平面中，在X方向上延伸的第一组平行轨路或轨道，以及在横向于该第一组的Y方向上延伸的第二组平行轨路或轨道，以形成包括数个网格空间的网格图案。该存储系统进一步包括位于轨路下方的数个容器堆垛，并且布置成使得每个堆垛位于单个网格空间的覆盖区内。此外，该存储系统进一步包括数个运输设备，每个运输设备布置成在轨路上的堆垛上方以X和/或Y方向选择性地移动，并且布置成运输根据任一前述权利要求的容器和控制器。
此外，本发明进一步提供了一种控制数个运输设备移动的方法。该方法包括以下步骤：为第一运输设备确定从网格状结构上的一个位置到网格状结构上的另一位置的数条路线，并为由确定步骤确定的数条路线中的每条路线生成至少一个路段。该方法进一步包括为第二运输设备计算分流路径以便分流第二运输设备，其中，分流路径在预设时间计算，在该预设时间之前第二运输设备必须开始移动以允许第一运输设备不间断地通过，以及为第一运输设备提供准许以横穿确定路线的路段。
附图说明
仅参考附图以示例的方式描述本发明的具体实施方式，其中相同的附图标记表示相同或相应的部分，并且其中：
图1是根据本发明第一具体实施方式的控制器的示意图；
图2是示出了运输设备和在网格上到达目标的第一确定路线的图；
图3是示出了运输设备和在网格上到达目标的第二确定路线的图；
图4是示出了运输设备和在网格上到达目标的第三确定路线的图；
图5是运输设备在网格上沿第一确定路线移动到目标的示意图；
图6是运输设备在网格上沿第二确定路线移动到目标的示意图；
图7是根据本发明第一具体实施方式的控制器执行的步骤的流程图；
图8是根据已知系统的框架结构的示意图；
图9是示出了布置在图8的框架结构内的箱堆垛的俯视示意图；
图10(a)和10(b)是存放箱的运输设备的示意性透视图，图10(c)是抬升箱的运输设备的示意性前视图；
图11是示出了在框架结构上操作的运输设备的系统的示意图。
具体实施方式
第一具体实施方式
图1描述了根据本发明第一具体实施方式的控制器。控制器可以是独立式部件。
控制器可以被布置成但不限于在全自动和半自动货物存储和提取系统中操作。全自动和半自动货物存储和提取系统的各个方面有时可被称为“订单履行”、“存储和提取”和/或“订单拣选”系统，可采用各种类型和形式来实现。对于存储为全自动和/或半自动提取的货物，提供其访问的一种方法，例如包括将可能为任何所需类型的货物放置在箱或其他容器中(以下统称为容器)，并将容器堆叠和/或以其他方式放置在货架上或垂直分层放置，使得单个容器可以由完全或部分自动化的容器提取系统访问。在一些具体实施方式中，系统可以包括货物存储和提取之外的系统，例如可以在其中处理、修复、操控、组装、分拣货物的系统，并且设施内部和/或至其他设施或运输需要货物、产品、零件、部件、子部件的移动。出于本说明书的目的，用于订单的存储、提取、处理和/或履行的存储设施，其中对此类货物的访问由全自动或半自动提取提供，该存储设施被称为“蜂巢”。“蜂巢”可以由可能通路的网格状布局组成，供机器人元件或设备(“机器人”、“运输设备”或“装载处理设备”)移动，以在“蜂巢”(又称为“网格”或“网格状结构”)中的各个位置横穿和执行操作。
本说明书不仅限于具有“蜂巢”、“网格”和/或“机器人”的系统，还可以考虑广泛控制和/或协调数个设备的移动和/或活动的系统。这些设备可被配置为用于运输各种货品，例如货物和/或产品，和/或可能为空和/或装有此类货物和/或产品的容器。这些设备可以进一步参与订单的履行，也可以参与任何其他类型的活动，例如将容器运输到工作站或从工作站运输出去、将物体从源位置移动到目标位置等。
如上所述，这些设备可以是机器人，并且这些设备可以被配置为围绕蜂巢移动，和/或与控制系统通信以协调/接收它们的移动指令。在一些具体实施方式中，设备可以被配置为在设备之间通信，和/或协调设备之间的移动。相应地，这些设备可以具有各种运输装置、通信装置、供电装置、处理装置、处理器装置、传感器装置、监测装置、车载工作站、电子/物理存储装置和/或抬升/运输装置(例如绞车、臂等)。
虽然设备可被配置为从系统接收指令，但是可能存在设备与系统失去通信、通信通路降级和/或在特定时间范围内未从系统接收通信的情况。在一些具体实施方式中，设备还可以被配置为在彼此之间通信，和/或感测彼此的存在。这些通信和/或传感输入可以用于例如众包关于环境的信息、提供冗余通信通道、验证指令等。订单的履行可以包括各种操作，例如但不限于：组合订单，其购买和聚集各种产品以交付给客户，例如杂货连锁店；组装具有各种子部件的产品；对产品进行各种操作(例如将部件焊接在一起)，对产品进行分拣等。例如，如果订单被取消，发货失败等，订单也可能被退回。在某些情况下，当订单在蜂巢内进行履行过程时，该订单可能会被取消并且可能需要退回产品货品。在某些情况下，货品可能需要被重新放入容器中，并将容器移动到各个位置。在某些情况下，当订单被退回或取消时，工作站可能需要执行拒绝/返工产品的任务。
此外，如上所述，单个容器可以在竖直层级中，并且它们在“蜂巢”中的位置可以使用三维坐标来表示，以表示机器人或容器的位置和容器深度(例如，容器位于(X，Y，Z)，深度W)。在一些具体实施方式中，“蜂巢”中的位置可以二维方式表示，以表示机器人或容器的位置和容器深度(例如，容器位于(X，Y)，深度Z)。
由于机器人和工作站位置可能与蜂巢的不同部分相关联以参与动作，“蜂巢”本身可以是“动态”环境。例如，机器人可能需要访问蜂巢维度(例如，容器位于(X，Y，Z)，深度W)中特定位置的特定容器以履行特定订单或将产品存储在“蜂巢”中。这涉及机器人沿各种可能的路径的移动，例如，沿网格的顶部，然后访问堆垛中选定深度的特定容器。
访问堆垛中选定深度处的特定容器可能需要移动容器，否则可能会阻碍访问特定容器的能力(例如，如果容器被堆叠，必须首先移动多个容器才能够访问不在堆垛的可访问端的容器)。在一些具体实施方式中，可能有利的是，系统被配置为为必须移除以访问目标容器的每个容器提供新位置的评估和优化。
从堆垛中移出的容器不会移回其原始堆垛位置，而是放置在优化的位置。潜在优势之一是能够改进容器的分布，使得容器位于更容易访问或在其他方面更方便的位置。
这可能有助于维持容器在设施内的最优分布，例如，将预计需求量更大的容器偏向更容易访问的位置(例如工作站附近或工作站内的位置)以减少行进距离。
机器人可能具有各种形状、大小和配置，并且可能具有各种通信装置、传感器和工具。在一些具体实施方式中，每个机器人能够通过由成组基站和基站控制器建立的成组频道与控制系统通信。机器人可以利用各种工具从堆垛中移动和获取容器，例如，包括用于承载容器的绞车。网格不限于矩形网格元件，并且可以由曲线轨道、上下轨道等组成。网格通路可以具有交点，并且可以由多于一个机器人访问。
每个网格可以按物理或逻辑被分割成一个或多个子网格。网格可以由一个或多个工作站组成。工作站可以是手动的、半自动的或全自动的，并且可以包括在蜂巢内进行操作的位置或区域，或者进行与蜂巢、容器或产品相关的操作的位置或区域，例如将产品移入或移出蜂巢，制造产品，组装产品，将产品加工到其部件，提供暂存位置以支持其他步骤或操作等。
工作站可以包括，例如，货品从入站运输工具移入的位置，对产品进行各种操作的位置(例如部件组装、喷漆、分拣、包装、拆卸、返工产品、固定包装、更换已取消订单中的产品、拒绝退回的产品、处置产品)，将产品移动至出站运输工具的位置，具有冷藏能力的位置，组装部件或物品的位置，用于暂存或预取产品的位置，修复和维护机器人的位置，机器人充电的位置，工人“拣选”放入容器的产品的位置，工人“拣选”从容器中移除的产品以完成订单的位置，将袋子放入容器的位置等。
在货品/产品被退回到蜂巢的情况下，系统可以支持和/或控制取回产品、返工产品和/或如果被拒绝则处置产品的过程。在一些具体实施方式中，该场景可能涉及在工作站处理退回的容器(可以是交货提包或其他物品)以确定它是否可以被接受回系统，是否需要返工/重新包装，和/或者产品是否应该被处置(例如，易腐烂的产品已经过期)。
工作站可具有一个或多个工人或机器人在场以执行各种任务，例如拣选货品以履行订单。
在一些具体实施方式中，工作站也可以是具有输送机、冰箱、各种装备技术和/或其他技术的站，以操控、喷漆、紧固、修复、冷冻、加热、使暴露于化学品、冷藏、过滤、组装、拆卸、分拣、包装、扫描、测试、运输、存储或加工货物、容器等。
工作站可以在设施内具有其自己的通路、与设施共享通路等。工作站还可以在设施内具有各种输入和输出通路或其他类型的入口/出口点。
在一些具体实施方式中，工作站与一个或多个仓储管理系统通信，以提供与工作站状态、工作流程、所需容器、问题、安放或以其他方式操控(例如组装在一起的子部件)的产品状态等相关的信息和数据。
具体参考第一具体实施方式的特征。控制器被布置成控制运输设备，该运输设备被布置成运输容器。参考图1，控制器100包括路线确定单元101、路径点生成单元102、分流计算单元103和准许单元104。
路线确定单元101布置成为每个运输设备确定从网格上的一个位置到网格上的另一位置的一条或多条路线。更具体地，运输设备可能从原点位置开始并且需要横穿网格到达目标位置。在这方面，路线确定单元101可以基于任一数量的因素来确定横穿网格所需的路线，例如其他运输设备的位置、为其他运输设备确定的路线和运输设备外部的其他因素，以及运输设备内部的因素，例如电池充电水平、加速度图、减速度图以及原点和目标之间穿过网格的最短距离。所生成的数条路线中，部分路线可能由于环境因素而暂时无法执行，例如运输设备可能正在占用路线沿线的单元。路线确定单元101具体可以布置成规划运输设备的路径，以供将来某个时刻使用，换言之，路线确定单元101确定的路径可以不立即使用。
路径点生成单元102被布置成从每条确定路线生成至少一个路段。具体地，从网格上的原点移动到目标的运输设备用一个或多个路段完成该移动。每个路段都是沿恒定第一方向(例如，沿恒定X方向)或恒定第二方向(例如，恒定Y方向)的横穿。
例如，图2示出了位于原点位置的运输设备201，其目的是横穿网格到达目标位置202。目标202由左下到右上的阴影线描绘。为此，路线确定单元已经确定第一路线203a。路线203a由左上到右下的阴影线描绘。可以考虑也可以不考虑网格上其他运输设备的预期位置来确定第一路线203a。路径点生成单元102被布置成基于第一路线203a生成路线的至少一个路段，该路段包括运输设备201的恒定X或Y方向移动。例如，如图2所示，第一路段203aa包括运输设备201的恒定X方向运动。方向改变操作必须由运输设备201执行，以过渡到第一路线203a的第二路段203ab。第二路段203ab包括运输设备201的恒定Y方向运动。虽然未示出，但需要第三路段，以移动到目标202处的最终位置。
图3示出了为运输设备201从原点移动到目标位置202而确定的第二路线203b的实施例。第二路线203b包括路段203ba，该路段203ba包括运输设备201的恒定Y方向运动。可以看出，与第一路线203a相比，第二路线203b包括的网格单元更少。因此可以预期，第二路线203b被运输设备201横穿所需的时间更少。可以认为，最短的路线是最优选的选择。然而，当最终选择运输设备201要使用的路线时可能需要考虑其他因素。为此，可以采用成本函数来对要考虑的各种因素中的每个因素进行加权(例如，恒定速度可以优于跨多个路段的加速度，从而保持电池寿命)并最终选择合适的路线。
图4示出了为运输设备201从原点移动到目标位置202而确定的第三路线203c的实施例。第三路线203c包括第一路段203ca，该第一路段203ca包括恒定Y方向运动。第三路线203c进一步包括第二路段203cb，该第二路段203cb包括恒定X方向运动。运输设备201需要进行方向改变移动，以从第一路段203ca过渡到第二路段203cb。发生方向改变的每个位置可以被称为路径点。
如前所述，特定路线的选择可以基于多个因素来确定，例如运输设备201所需的加速度、以恒定速度行进的时间量、其他运输设备的预期位置等。为此，可以基于在未来某个时间点清空(Be clear of)预期路线上的其他运输设备来选择路线。因此，由路线确定单元101和路径点生成单元102执行的操作可以由运输设备201的实时操作来执行。换言之，路线可以在运输设备201移动之前被预先规划并形成路径点。
分流计算单元103的操作可以在运输设备201移动穿过网格时实时执行。类似地，准许单元104在运输设备201移动穿过网格时实时执行其功能。
分流计算单元103布置成基于数条路线和每条路线生成的路段，为没有任务的运输设备计算路线的下一路段执行的分流路径。为此，分流计算单元103确定当前是否有闲置的运输设备在其中一条预设路线上。闲置的运输设备是目前没有分配工作的设备，尽管它可能在将来的某个时候被分配任务。例如，运输设备可能刚刚完成将容器放入网格中的任务，并且可能没有其他任务。相应地，在其被分配任务之前，可以被归类为闲置的运输设备，并因此可以通过适时分流(Just In Time Shunt)的方式来移动。在这种情况下，分流是将原本闲置的运输设备移动到网格上的另一位置，不一定要执行任务，而是从另一运输设备的路径上移开。
另一方面，“有任务的(tasked)”运输设备是已被分配待完成工作的运输设备，例如移动到一个位置、拣选容器、移动到另一位置然后放下容器。在有任务的运输设备完成其任务后，可被分配新任务。替代地，在完成其任务之后，运输设备可以没有任务，即闲置。通常，闲置的运输设备保留在它们完成任务时所在的最后网格单元上。但是，如果需要在该网格单元上移动有任务的运输设备，则它们可能会从该网格单元分流。
为每个有任务的运输设备确定的路线可以具有运输设备将开始任务的具体开始时间。以这种方式，可以为每个有任务的运输设备实现路线和使用的路径点的预先规划。以这种方式，通过评估在数个开始时间开始的数个运输设备中的每个运输设备的数条路线，可以实现要由数个运输设备执行的任务的最优规划。在这方面，最优方案可以通过参数化成本函数来衡量。为此，可以使用预设的“规划时间范围”，其为在执行任务之前为每个运输设备规划路线的预设时间量。换言之，在使用路线之前的预设时间量内为每个运输设备确定路线。
具体关于分流计算单元103，通过参数化成本函数，分流发生在闲置的运输设备被移出为承担任务的运输设备所确定的最优路径中，以移动闲置的运输设备。对此，分流计算单元103将确定闲置的运输设备要遵循的路径。该路径在预设时间确定，在该预设时间之前，闲置运输设备需要开始分流，以允许有任务的运输设备不间断地通过。通常，分流确定发生在运输设备沿路线移动时，因此不是预先规划的。
更详细地，分流移动必须开始之前的预设时间可以在整个系统的代表性工作周期内通过考虑预计算分流方案的概率来确定，并且可以通过将延迟决定分流移动的价值与必须重新规划大量运输设备路线的成本进行比较的相对成本来评估。例如，成本被定义为以下方面的变量：每小时订单数表示的网格吞吐量，每小时拣选的货品表示的拣选员生产率，或每小时每个运输设备的订单数表示的运输设备生产率；或者最小化用于所需吞吐量的运输设备数量或用于所需吞吐量的拣选员数量之一。成本可以在预设时间段内使用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟进一步确定。在这种情况下，蒙特卡罗模拟被理解为包括多个模拟，包括统计抽样系统因素，例如：多于一种可能的库存情况，包括容器的定位、库存单位的数量、每个库存单位的货品数量；以及至少以下之一：被拣选订单的可能变化范围，包括货品和数量，被倾倒订单的可能变化范围，拣选时间的可能变化范围和倾倒时间的可能变化范围；其中使用从统计变化的参数中随机选择的值重复多次模拟。
基于将分流方案可能无法实时确定的成本和概率与必须重新规划大量运输设备路径的成本进行比较，分流移动必须开始之前的预设时间可以在整个系统的代表性工作周期内使用数字双模拟(digital twin simulation)确定。其中，成本被定义为以下方面的变量：每小时订单数表示的网格吞吐量，每小时拣选的货品表示的拣选员生产率，或每小时每个运输设备的订单数表示的运输设备生产率；或者最小化用于所需吞吐量的运输设备数量或用于所需吞吐量的拣选员数量之一。
分流移动必须开始之前的预设时间可以在整个系统的代表性工作周期内使用数字双模拟确定，并将分流方案可能无法实时确定的成本和概率与必须重新规划大量运输设备路径的成本进行比较；其中，该评估基于多个模拟，包括统计抽样系统因素，包括，包括：多于一种可能的库存情况，包括容器的定位、库存单位的数量、每个库存单位的货品数量；以及至少以下之一：被拣选订单的可能变化范围，包括货品和数量，被倾倒订单的可能变化范围，拣选时间的可能变化范围和倾倒时间的可能变化范围；其中使用从统计变化的参数中随机选择的值重复多次数字双模拟，并且参数值被确定为最大化以下之一：每小时订单数表示的网格吞吐量，每小时拣选的货品表示的拣选员生产率，或每小时每个运输设备的订单数表示的运输设备生产率；或者最小化用于所需吞吐量的运输设备数量或用于所需吞吐量的拣选员数量之一。在这种情况下，数字双模拟被认为是一种高保真模拟，它在模拟中采用预期实际环境场景的实际元素(例如软件)，使得在实际环境中运行时，模拟的输出与预期性能最为接近。
以这种方式，更多最优的分流移动可以被确定，因为后来被认为是不必要的分流移动没有被规划，其存在导致其他运输设备的路线规划被分配在不必要的分流移动周围，降低了路线规划的最优性。取而代之的是，分流有时或总是在其规划中延迟，直到更接近需要分流闲置的运输设备的时间。通常，闲置的运输设备被移动到没有为其他运输设备保留的最近的网格位置。以这种方式，分流就不会与其他运输设备产生进一步的冲突。
一旦确定特定运输设备有资格被分流，则控制器100可进一步布置成指示运输设备重新定位到网格上的另一位置。
例如，图5示出了运输设备201从原点到目标位置202的实时移动的实施例。在该实施例中，因为位于网格上的运输设备205-207，运输设备201无法通过第二路线203b和第三路线203c行进。在该实施例中，运输设备205-207都不可以用于分流。因此，分流计算单元103不需要为运输设备205-207的每个运输设备计算分流路径，因为它们不会被分流。因此，控制器首先选择了路线203a，因为它避开了运输设备205-207的每个运输设备的位置。因此，运输设备201沿着未被其他运输设备阻碍的路线前进。
另一方面，图6示出了本次运输设备201通过第二路线203b实时移动的不同实施例。为了实现这一点，控制器100已经计算出运输设备207可用于分流到另一位置。在该实施例中，与图5相比，运输设备207可移动以将其移出第二路线203b的路径。因此，第二路线203b由控制器100通过(例如)成本函数来选择，从而决定第二路线203b比图5所示的第一路线203a更优选。尽管控制器100已经识别出运输设备207可以移动，直到分流必须发生的预设时间之前，分流计算单元103才会实际确定运输设备207的分流路径。例如，直到运输设备201已经完成第二路线203b的第一路段(即分流前的路段)，分流计算单元103才会确定运输设备207的路径。
为此，将运输设备分流的规划延迟到分流需要开始之前的预设时间，以允许有任务的运输设备不间断地通过。以这种方式，可以实现没有任务的运输设备的更优化分流路径，因为预先规划的分流移动发生的时间较晚。此外，因为可以选择由成本函数确定的更优化的路线，所以实现了有任务的运输设备的更优化的移动路径。然而，公认的是，在某些情况下，该分流路径是不可能的，因此可能必须重新规划更多的运输设备。
在该实施例中，分流计算单元103确定了沿负X方向将运输设备207移动一个网格空间作为运输设备207的分流路径。因此，运输设备207以更优化的方式准许运输设备201的路径。
图6还示出了准许单元104通过网格单元204的操作。准许单元104被布置成为每个运输设备提供准许以横穿确定路线的部分。由于每个运输设备的不精确测量，例如，由于运输设备之间不同的加速度图或运输设备的不同速度以及其他错误(如通信损耗和运输设备故障)，无法知晓每个运输设备在给定时刻的确切位置。因此，必须考虑这些不精确的测量。为此，准许单元104用于向运输设备准许确定路线的部分，使得运输设备一次仅横穿路线的部分。例如，针对确定路线的直线段长度为十个网格单元，准许单元可以布置成通过基于运输设备横穿三个网格单元将需要的时间量来确定是否准许横穿接下来的三个网格单元，由此允许运输设备前进，以此一次仅准许运输设备横穿三个网格单元。例如，可以基于是否预期其他运输设备同时在同一网格单元上发生冲突来确定准许。应当理解，准许的发生使得每个网格单元被运输设备成功地横穿，准许部分的下一网格单元被准许以供运输设备横穿。在另一实施例中，在运输设备需要改变方向的情况下，可以准许运输设备行进到需要运输设备进行方向改变的拐角处。以这种方式，确定路线的部分被逐部分准许，以供运输设备横穿。
在优选具体实施方式中，尽管需要准许单元104为运输设备提供准许以横穿确定路线的部分，本发明人已经找到了基本解决复合误差的优选方式。具体地，从网格上的原点移动到目标的运输设备通过路径点生成单元102确定的一个或多个路段来完成该移动。换言之，确定路线被分解成一个或多个路段，每个路段在其起始处的重置其复合误差。每个路段都是沿恒定第一方向(例如，沿恒定X方向)或恒定第二方向(例如，恒定Y方向)的横穿。控制器100被布置成允许在每个路段上有足够的公差，以允许在整个运输设备上的运输设备性能的无误的统计变化；在第一/第二方向的平移方面；轮子变化；以及内部时钟变化；作为运输设备命令到运输设备的潜在传输延迟的轮子和来自运输设备的状态消息。从而，确定路线提供足够的时间公差，以允许在一个路段末端迟到的(无误)运输设备在计划的时间开始下一路段，从而解决累积的误差。用于提前到达路段末端的运输设备；运输设备只需简单地等待下一路段的标称开始时间；然后开始该路段。
如图6所示，虽然路线203b是由路线确定单元101规划的，但是由于每个运输设备的确切位置的不确定性以及每个运输设备的加速度、减速度和恒定速度的变化，可能每个运输设备不能仅遵循其确定路线203b，而不考虑两个运输设备之间发生冲突的风险。为此，准许单元104被布置成仅准许确定路线203b的部分，从而确保任何其他运输设备在运输设备当前运动之前的预设数量的网格方块被准许(基于最新的运输设备地点信息)。以这种方式，避免了运输设备碰撞的风险。
准许通常(例如)在确定路线203b的直线段上对所需的最小数量的网格单元来执行，用于运输设备停止而没有碰撞风险。例如，如果运输设备以需要两个网格单元完全停止的速度行进，则准许单元104布置成准许当前运输设备前面的两个单元，使得在需要时，运输设备可以在没有碰撞风险时停止。在另一实施例中，如果运输设备以需要2.5个网格单元停止的速度行进，则准许单元104准许运输设备前面的3个网格单元，以确保运输设备能够完全停止在一个网格单元内，从而确保运输设备在停止后不会与其他网格单元重叠。
此外，如图6所示，在运输设备前方预设距离处需要运输设备改变方向时，则准许单元104布置成在方向改变发生的拐角处之前准许确定路线203b。在图6所示的实施例中，路线203b的准许部分204用交叉剖面线表示。
可选地，当准许单元104拒绝准许运输设备横穿路线的部分时，可以执行多个动作。具体地，一旦运输设备的准许被拒绝，则没有可供运输设备移动的准许路线，并因此运输设备将只能选择停止移动。然而，这会对必须绕行的其他运输设备的网格造成危险。此外，运输设备所执行的功能仍待履行。因此，本发明人已经实现了多种有利的方案，以在准许被拒绝时控制运输设备移动。
例如，路线确定单元101可以布置成为运输设备重新确定横穿网格的路线。在新时间执行的路线重新确定可能导致类似的路线被重新确定，甚至可能横穿相同的约束区域，因为约束限制可能已经低于预设阈值。替代地，可以重新确定路线以便避开拒绝准许的约束区域。替代地或附加地，路线确定装置101可以被布置成重新确定数个运输设备中的至少两个运输设备的路线。类似于上述解释，通过为数个运输设备中的至少两个运输设备重新确定路线，运输设备可以被指定到相互避开的路线上。
替代地或附加地，控制器100可以被布置成执行运输设备的受控停止。在这方面，运输设备的受控停止被定义为使运输设备在第一个完整的网格单元中停止，其中运输设备可以在没有碰撞风险的情况下停止——换句话说，不让运输设备一半停止在一个网格单元中，而另一半在另一网格单元中。例如，如果运输设备能够以特定速度停止在两个网格单元中，则将命令运输设备的受控停止，使运输设备停止在两个网格单元中，以便其完全包含在一个网格单元中——不突出到任何其他网格单元格中。另一方面，如果运输设备需要2.5个网格单元来在不产生碰撞风险的前提下在特定速度下停止，则将命令运输设备会在3个网格单元内停止——将网格单元数四舍五入。以这种方式，运输设备停在一个完整的网格单元中，而不会突出到任何其他网格单元中。替代地或附加地，控制器101可以布置成命令数个运输设备中的至少两个运输设备的受控停止。以这种方式，当运输设备被拒绝准许时，多个运输设备由此停止而没有碰撞风险。
尽管已经关于第一运输设备描述了准许单元104的操作，但是当第二运输设备沿着计算出的分流路径移动时，也将向第二运输设备提供准许。如果分流路径包括多个路段，则将为分流路径的每个路段提供准许。以这种方式，确保了第二运输设备的碰撞安全移动。此外，每个路段可以是路径总和的细分，例如，路段可以包括穿过几个单元(例如三个单元)的移动。类似地，如果需要方向改变，则方向改变之前的部分可以是一个路段，同时方向改变之后的部分可以是第二个路段。
图7是示出了根据本发明第一具体实施方式的控制器要执行的方法步骤的流程图。该方法用于控制数个运输设备移动。
方法S700开始于步骤S701，其包括确定网格状结构上的数条路线。在该步骤中，对于第一运输设备，确定从初始、起始位置到最终、目的位置的数条路线。位置之间的多条路线是可能的，并且步骤S701确定多条这些潜在路线。在确定数条路线时，步骤S701可以考虑各种因素，例如运输设备的加速、制动、改变方向的能力。另外，确定步骤S701还可以考虑影响路线的因素，例如需要行进的总距离、在一个恒定方向上的路线的段数、沿路线所需的方向改变的次数。这些因素可能有助于缩小问题范围并确定数条路线。
此外，步骤S701还可以考虑运输设备是否可以从当前位置分流，从而准许原本阻塞的运输设备的路线。可用于分流的运输设备是当前未分配执行任何动作并且有效地“停放”在等待未来指令的位置上的运输设备。在这方面，它们的停放位置不是必需的，因此如果可能的话，它们可能会被移动到另一位置，从而准许优选地让第一运输设备畅通无阻地通过的路径。
在步骤S702，将在步骤S701确定的数条路线中的每条路线分解成至少一个路段。路段被设想为沿恒定方向出现的路线的部分。例如，投射到二维网格上的路线，运输设备一次只能在X方向或Y方向上移动，则设想路段在X方向或Y方向上移动。以这种方式，需要在二维网格上进行对角线运动的路线可以在两个路段中执行移动，X方向的路段穿过必要的列直到到达目的地的适当列，然后Y方向的路段穿过必要的行，直到到达目的地。
在步骤S703中，为待分流的运输设备计算分流路径。在这方面，可能已经选择了特定路线作为第一运输设备选择要横穿的路线。所选择的路线可以依赖于第二运输设备的分流，从而准许第一运输设备的畅通移动的路线。但是，步骤S701在确定路线时不计算分流路径，而是在第二运输设备必须移动以允许第一运输设备通过位置之前的预设时间计算分流路径。例如，预设时间可以恰好在第一运输设备开始进入第一和第二运输设备将发生冲突的路段之前。以这种方式，通过将分流路径的计算延迟到更接近执行的时间，可以增加规划的有效性。更具体地，在一些情况下，在步骤S701中规划的分流可能永远不会被执行，因为闲置的运输设备随后在分流将要开始之前被分配任务。这导致处理性能的浪费，使得效率降低。因此，通过在非常接近需要执行规划分流的时间规划分流，从而为运输设备分流提供更有效的解决方案，因为在非常接近执行时间时，规划以需要重新计算分流的方式改变的可能性非常小。在这方面，系统可设计为使概率足够低，从而平均而言，分流比不分流更有益。
可以设想，一旦分流已经规划好并且第一运输设备开始横穿选定路线，则第二运输设备(要分流的运输设备)也将在指定的开始时间开始横穿计算的分流路径。
在步骤S704，为第一运输设备提供横穿所选路线的准许。在这种情况下，除非控制器提供进一步移动的进一步指令，准许涉及仅允许第一运输设备移动一定距离然后停止的实行。通常，移动的准许为路线的每个路段提供。以这种方式，运输设备可以移动路线的特定部分，然后安全地停止，除非控制器认为可以进一步移动。以这种方式实现了被动无碰撞风险系统，其中如果系统失去控制，系统将默认至安全状态。
因为预期的运输设备物理可能与现实的运输设备物理不匹配，该类碰撞安全系统是必要的。例如，运输设备的制动能力可能会受到轻微影响，从而导致运输设备超出位置等。如果发生这种情况，则可以拒绝准许横穿下一路段，同时重新计算一个或多个运输设备的路线以考虑运输设备的超速。
修改和变型
在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述具体实施方式进行多种修改和变型。
在进一步的修改中，控制器100可以进一步包括布置成控制数个运输设备移动的移动控制单元。在此修改中，控制器100直接控制每个运输设备如何移动，而不是更一般地命令采取哪条路线穿过网格以及是否准许运输设备横穿特定约束区域。在此修改中，控制器100可以进一步命令每个运输设备是否沿特定方向移动、是否加速/减速、是否继续以恒定速率移动。以这种方式，控制器100对每个运输设备施加直接的控制，因为控制器100具有所有运输设备的信息，这可能是有用的，并因此可能需要直接向运输设备的电机和机构发出命令以避免另一运输设备，或者在无法实现每个运输设备的控制时，以其他方式规划运输设备的路线。
在线杂货商和超市等销售多条产品线的在线零售企业需要能够存储数万甚至数十万条不同产品线的系统。在这种情况下，使用单产品堆垛是不切实际的，因为需要非常大的地面面积来容纳所需的所有堆垛。此外，对于某些货品，可能只希望少量存储(例如易腐烂或不常订购的货物)，这使得单产品堆垛成为一种低效的方案。
国际专利申请WO 98/049075A的内容以引用方式并入本文，其描述了一种容器的多产品堆垛被放置在框架结构里的系统。
PCT专利第WO2015/185628A(Ocado)号描述了一种已知的存储和履行系统，其中箱或容器的堆垛布置在框架结构内。通过在位于框架结构顶部的轨道上操作的运输设备来访问箱或容器。运输设备将箱或容器从堆垛中抬升出来，多个运输设备协作以访问位于堆垛的最低位置的箱或容器。这种类型的系统由附图中的图8至11示意性示出。
如图8和9所示，可堆叠的容器(即箱10)彼此堆叠以形成堆垛12。堆垛12在仓库贮存或制造环境里被放置在网格框架结构14中。图8是框架结构14的示意性立体图，图9是被放置在框架结构14中的箱10的堆垛12的俯视图。每个箱10通常存放有数个产品货物(未示出)，取决于其应用，箱10里的产品货物可以是相同或者不同的产品类型。
框架结构14包括支撑水平构件18、20的数个直立式构件16。第一组平行水平构件18被设置为垂直于第二组平行水平构件20，以形成由直立构件16支撑的数个水平网格结构。构件16、18、20通常是由金属制成。箱10被堆叠在框架结构14的构件16、18、20之间，使得框架结构14防止箱10的堆垛12的水平移动，并引导箱10竖直移动。
框架结构14的最顶部包括被放置在穿过堆垛12顶部的网格结构的轨路22。此外，参考图10和11，轨路22支撑数个自动运输设备30。第一组22a平行轨路22引导运输设备30沿穿过框架结构14的顶部的第一方向(X)移动，被垂直放置在第一组22a上的第二组22a平行轨路22引导运输设备30沿垂直于第一方向的第二方向(Y)移动。以这种方式，轨路22使得运输设备30在水平的X-Y平面上二维横向移动，使得运输设备30可以被移动至任一堆垛12的上方位置。
挪威专利号317366描述了运输设备30的另一种形式，其内容以引用方式并入本文。图10(a)和10(b)是存放箱10的运输设备30的示意性透视图，图10(c)是抬升箱10的运输设备30的示意性前视图。然而，存在可以与本文描述的系统结合使用的其他形式的运输设备。例如，PCT专利公开号WO2015/019055(Ocado)描述了另一种形式的机器人运输设备，其由引用并入全文，其中每个机器人装载处理器仅覆盖框架结构的一个网格空间，因此允许更高的密度装载处理器，从而为给定大小的系统提供更高的吞吐量。
每个运输设备30包括被放置在堆垛12上方的框架结构14的轨路22上，沿X和Y方向移动的载具32。第一组轮子34由载具32前的一对轮子34和载具32后的一对轮子34组成，其被放置在与第一组22a轨路22里的两条相邻轨路接合。类似地，第二组轮子36由载具32每侧的一对轮子组成，其被放置在与第二组22b轨路22里的两条相邻轨路接合。每一组轮子34、36可以被抬升和降低，使得第一组轮子34或第二组轮子36都可在任一时间与各自的轨路22a、22b接合。
当第一组轮子34与第一组轨路22a接合以及第二组轮子36从轨路22上被抬升时，通过安置在载具32里的驱动机构(未示出)驱动轮子34，以沿X方向移动运输设备30。为了沿Y方向移动运输设备30，第一组轮子34从轨路22上被抬升，第二组轮子36被降低至与第二组轨路22a接合。驱动机构可以被用来驱动第二组轮子36，以实现在Y方向上的移动。
运输设备30配备有抬升设备。抬升设备40包括通过四根缆绳38从运输设备32的主体悬挂的夹持板39。缆绳38连接到容纳在载具32内的卷绕机构(未示出)。缆绳38可以缠绕在运输设备32中或者从运输设备32中取出，从而可以在Z方向上调整夹持板39相对于载具32的位置。
夹持板39适于与箱10的顶部接合。例如，夹持板39可包括与形成箱10的顶表面的边沿中的相应孔(未示出)配合的销(未示出)，以及可与边沿接合以夹持箱10的滑动夹钳(未示出)。通过容纳在夹持板39内的合适的驱动机构驱动夹子与箱10接合，驱动机构由通过缆绳38本身或通过单独的控制缆绳(未示出)传输的信号供能和控制。
为了从堆垛12的顶部移除箱10，运输设备30在X和Y方向上根据需要移动，使得夹持板39位于堆垛12上方。夹持板39然后以Z方向竖直降低至与堆垛12顶部的箱10接合，如图10(c)所示。夹持板39夹持箱10，然后在夹持板39附接有箱子10的情况下，缆绳38将其向上拉动。在其竖直行进的顶部，箱10被容纳在载具主体(Vehicle body)32内并且被保持在轨路22的高层上方。以这种方式，运输设备30可以移动到X-Y平面中的不同位置，运输设备30在移动中携带箱子10，以将箱10运输到另一位置。缆绳38足够长以允许运输设备30从堆垛12的任何层(包括地板层)提取和放置箱。载具32的重量足以平衡在用于为轮子34、36的驱动机构提供动力的部分电池中。
如图11所示，设置了数个相同的运输设备30，使得每个运输设备30可以同时操作以提高系统的吞吐量。图11所示的系统可以包括特定位置(称为端口)，在该位置可以将箱10转移到系统中或从系统中转移出来。附加的输送机系统(未示出)与每个端口相关联，使得由运输设备30运输到端口的箱10可以被输送机系统转移到另一位置，例如转移到拣选站(未示出)。类似地，箱10可以由输送机系统从外部位置移动到端口，例如移动到箱填充站(未示出)，并且由运输设备30运输到堆垛12以补充系统中的存货。
每个运输设备30一次可以抬升和移动一个箱10。如果需要提取不在堆垛12顶部的箱10b(“目标箱”)，则必须首先移动上面的箱10a(“非目标箱”)以允许访问目标箱10b。这是在下文称为“挖掘(digging)”的操作中实现的。
参考图11，在挖掘操作期间，运输设备30的其中一个运输设备按顺序地从包含目标箱10b的堆垛12中抬升每个非目标箱10a，并将其放置在另一堆垛12内的空位上。然后，目标箱10b可以由运输设备30访问并移动到端口以进行进一步运输。
每个运输设备30都受中央计算机控制。跟踪系统中的每个单独的箱10，使得能够在需要时提取、运输和更换适当的箱10。例如，在挖掘操作期间，记录每个非目标箱10a的位置，从而可以跟踪非目标箱10a。
参考图8至11描述的系统具有许多优点，并且适用于范围广泛的存储和提取操作。具体地，其允许非常密集地存储产品，并且提供了一种非常经济的方式来将大量不同的货品存储在箱10中，同时在需要拣选时允许以合理的成本访问所有箱10。
然而，这种系统存在一些缺点，这完全由上文所述的、必须在目标箱10b不在堆垛12的顶部时运行的挖掘操作造成。
尽管上面的描述是参考运输设备(也可以称为装载处理设备)进行的，但情况不一定如此。具体地，分流过程可以同样适用于位于轨路上的其他载具或装置。例如，回收载具可以在轨路上操作，以便在提取有缺陷的运输设备时使用。为此，回收载具可自主操作或由人工操作，在任一情况下，其在轨路上的位置可通过应用上述分流系统被改良，以移出第一运输设备的路径。类似地，机械臂可以安装在轨路上以用于从存储在轨路下方的容器中拣选货品。可以设想，例如通过移动机械臂的物理基础位置或移动机械臂本身的一些元件，此类机械臂被分流以便允许第一运输设备不间断地通过。
关于计算机实施的具体实施方式，所提供的说明书可以描述人们将如何修改计算机以实施系统或方法的步骤。正在解决的具体问题可能是与计算机相关的问题，并且该系统可能并不意味着仅通过手动手段或作为一系列手动步骤来进行。在一些具体实施方式的情况中，与计算机相关的实施和/或方案可能是有利的；至少出于提供可扩展性的原因(使用单个平台/系统来管理大量输入和/或活动)；从不同的网络中快速有效地汇集信息的能力；改进的原本不可行的决策支持和/或分析；与外部系统合并的能力，这些系统的唯一连接点是计算机实施的接口；通过自动化实现成本节约的能力；在各种情况下动态响应和考虑更新的能力(例如，快速变化指令流或物流条件)；应用通过手动手段不可行的复杂逻辑规则的能力；指令被真正匿名的能力；等等。
使用电子和/或计算机化的手段可以提供比传统的非计算机化的手段更方便、可扩展、高效、准确和/或可靠的平台。另外，可以计算机化系统并且可以有利地设计平台的互操作性，并且手动操作可能是困难的和/或不可能的。另外，即使可行，手动操作也不太可能达到可比的效率和/或。
可扩展性可能是有用的，因为提供一个能够有效管理大量输入、输出和/或互联和/或与外部系统的合并的系统可能是有利的。
方案的便利性和有效性在指令履行的情况下可能有价值，因为个人可能拥有更多可用信息以做出更好的指令和/或履行决策。
本系统和方法可以在各种具体实施方式中实行。具体而言，控制器100的功能性被设想为由(例如)图12中所示类型的处理器和/或计算设备来执行。适当配置的计算机设备和相关联的通信网络、设备、软件和固件可以提供用于实现如上所述的一个或多个具体实施方式的平台。以实施例的方式，图12示出了计算机设备1200，其可以包括连接至存储单元1214和随机存取存储器1206的中央处理单元(“CPU”)1202。CPU 1202可以处理操作系统1201、应用程序1203和数据1223。根据需要，操作系统1201、应用程序1203和数据1223可以存储在存储单元1214中并被加载至存储器1206中。计算机设备1200可以进一步包括图形处理单元(GPU)1222，其可操作地连接至CPU 1202和存储器1206，以从CPU 1202卸载密集型图像处理计算并且与CPU 1202并行地运行这些计算。操作员1207可以使用由视频接口1205连接的视频显示器1208，以及由输入/输出接口(I/O interface)1204连接的诸如键盘1215、鼠标1212和磁盘驱动器或固态驱动器1214等各种输入/输出设备与计算机设备1200互动。以已知的方式，鼠标1212可以被配置为控制光标在视频显示器1208中的移动，并且操作出现在带鼠标按钮的视频显示器1208中的各种图形用户界面(GUI)控件。磁盘驱动器或固态驱动器1214可以被配置为接受计算机可读介质1216。计算机设备1200可以经由网络接口1211形成部分网络，其允许计算机设备1200与其他适当配置的数据处理系统(未示出)通信。一种或多种不同类型的传感器1235可用于从各种来源接收输入。
本系统和方法实际上可以在任何计算机设备上实行，包括台式计算机、膝上型计算机、平板计算机或无线手持式设备。本系统和方法还可以作为计算机可读/可用介质来实施，该计算机可读/可用介质包括使一个或多个计算机设备根据本发明的方法实施各个处理步骤中的每个步骤的计算机程序代码。在一个以上计算机设备进行整个操作的情况下，使计算机设备联网以分配操作的各个步骤。应当理解，术语计算机可读介质或计算机可用介质包括程序代码的一个或多个任何类型的物理具体实施方式。具体地，计算机可读/可用介质可以包括程序代码，其包含在一个或多个便携式存储制品(例如，光盘、磁盘、磁带等)、在计算设备的一个或多个数据存储部分(例如与计算机和/或存储系统相关联的存储器)上。
本发明的移动应用可以实施为网络服务，其中移动设备包括用于访问网络服务而不是本地应用的链接。
所描述的功能性可以实施到任何移动平台，包括Android平台、iOS平台、Linux平台或Windows平台。
进一步地，本公开提供了用于实施该方法并启用前述功能的系统、设备、方法和计算机编程产品，包括非暂时性机器可读指令集。
出于说明和描述的目的已经呈现了本发明的具体实施方式的前述描述。并不旨在彻底地或限制本发明为所公开的精准形式。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行修改和变化。

Claims (23)

1.一种布置成控制数个运输设备移动的控制器，所述控制器包括：
路线确定单元，布置成为第一运输设备确定从网格状结构上的一个位置到所述网格状结构上的另一位置的数条路线；
路径点生成单元，布置成为由所述路线确定单元确定的所述数条路线中的每条路线生成至少一个路段；
分流计算单元，布置成为第二运输设备计算分流路径以便分流所述第二运输设备，其中，所述分流路径在预设时间计算，在所述预设时间之前所述第二运输设备必须开始移动以允许所述第一运输设备不间断地通过；以及
准许单元，布置成为所述第一运输设备提供准许以横穿确定路线的路段。
2.根据任一前述权利要求所述的控制器，其中，所述分流计算单元进一步布置成在所述第一运输设备到达所述第二运输设备的当前位置之前的预设时间为所述第二运输设备计算所述分流路径。
3.根据任一前述权利要求所述的控制器，其中，所述分流计算单元布置成为所述第二运输设备计算所述分流路径，同时，所述第一运输设备在所述第二运输设备所在的所述路段之前的所述路段中移动。
4.根据任一前述权利要求所述的控制器，其中，所述分流计算单元进一步布置成计算所述预设时间，在所述预设时间之前为所述第二运输设备计算所述分流路径，
其中，所述预设时间在代表性工作周期内通过考虑预计算分流方案的概率来计算，并且通过将延迟决定分流移动的价值与必须重新规划大量运输设备路线的成本进行比较的相对成本来评估。
5. 根据权利要求4所述的控制器，其中，所考虑的成本包括以下至少之一：每小时订单数表示的网格吞吐量，
每小时拣选的货品表示的操作员生产率，和/或
每小时每个运输设备的订单数表示的运输设备生产率。
6.根据权利要求4所述的控制器，其中，所考虑的成本包括以下至少之一：最小化用于所需吞吐量的运输设备的数量，和/或
最小化用于所需吞吐量的操作员的数量。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的控制器，其中，在预设时间段内使用蒙特卡罗模拟进一步确定成本。
8.根据权利要求7所述的控制器，其中，所述蒙特卡罗模拟基于包括统计抽样系统因素的多重模拟，所述因素包括：多于一种可能的库存情况，包括容器的定位、库存单位的数量、每个库存单位的货品数量；以及至少以下之一：被拣选订单的可能变化范围，包括货品和数量，被倾倒订单的可能变化范围，拣选时间的可能变化范围和倾倒时间的可能变化范围；其中使用从统计变化的参数中随机选择的值重复多次所述数字双模拟，并且确定所述参数值以最大化以下之一：每小时订单数表示的网格吞吐量、每小时拣选的货品表示的操作员生产率，或每小时每个运输设备的订单数表示的运输设备生产率；或最小化用于所需吞吐量的运输设备数量或用于所需吞吐量的操作员数量之一。
9.根据任一前述权利要求所述的控制器，其中，所述路线确定单元确定的所述数条路线中的每条路线包括每条路线的开始时间。
10.根据权利要求9所述的控制器，其中，每条路线的所述开始时间小于未来的预设最大时间。
11.一种存储系统，包括：
在基本水平的平面中，在X方向上延伸的第一组平行轨路或轨道，以及在横向于所述第一组的Y方向上延伸的第二组平行轨路或轨道，以形成包括数个网格空间的网格图案；
位于所述轨路下方的数个容器堆垛，并且布置成使得每个堆垛位于单个网格空间的覆盖区内；
数个运输设备，每个运输设备布置成在所述轨路上的所述堆垛上方以所述X和/或Y方向选择性地移动，并且布置成运输容器；以及
根据任一前述权利要求所述的控制器。
12.根据权利要求11所述的存储系统，其中，所述至少一个运输设备具有仅占据所述存储系统中的单个网格空间的覆盖区，使得占据一个网格空间的运输设备不阻碍占据或以所述X和/或Y方向横穿相邻网格空间的运输设备。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的存储系统，所述存储系统进一步包括：
拣选站，布置成接收由所述至少一个运输设备运输的容器，
其中，所述拣选站被布置成由操作员操作以将货品从一个容器拣选到另一容器以便形成订单。
14.一种控制数个运输设备移动的方法，所述方法包括以下步骤：
为第一运输设备确定从网格状结构上的一个位置到所述网格状结构上的另一位置的数条路线；
为由所述确定步骤确定的所述数条路线中的每条路线生成至少一个路段；
为第二运输设备计算分流路径以便分流所述第二运输设备，其中，所述分流路径在预设时间计算，在所述预设时间之前所述第二运输设备必须开始移动以允许所述第一运输设备不间断地通过；以及
为所述第一运输设备提供准许以横穿确定路线的路段。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述计算步骤在所述第一运输设备到达所述第二运输设备的当前位置之前的预设时间为所述第二运输设备计算所述分流路径。
16.根据权利要求14-15中任一项所述的方法，其中，所述计算步骤为所述第二运输设备计算所述分流路径，同时，所述第一运输设备在所述第二运输设备所在的所述路段之前的所述路段中移动。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的方法，其中，所述计算步骤计算所述预设时间，在所述预设时间之前为所述第二运输设备计算所述分流路径，
其中，所述预设时间在代表性工作周期内通过考虑预计算分流方案的概率来计算，并且通过将延迟决定分流移动的价值与必须重新规划大量运输设备路线的成本进行比较的相对成本来评估。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中，所考虑的成本包括以下至少之一：每小时订单数表示的网格吞吐量，
每小时拣选的货品表示的操作员生产率，和/或
每小时每个运输设备的订单数表示的运输设备生产率。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所考虑的成本包括以下至少之一：最小化用于所需吞吐量的运输设备的数量，和/或
最小化用于所需吞吐量的操作员的数量。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的方法，其中，在预设时间段内使用蒙特卡罗模拟进一步确定成本。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述蒙特卡罗模拟基于包括统计抽样系统因素的多重模拟，所述因素包括：多于一种可能的库存情况，包括容器的定位、库存单位的数量、每个库存单位的货品数量；以及至少以下之一：被拣选订单的可能变化范围，包括货品和数量，被倾倒订单的可能变化范围，拣选时间的可能变化范围和倾倒时间的可能变化范围；其中使用从统计变化的参数中随机选择的值重复多次所述数字双模拟，并且确定所述参数值以最大化以下之一：每小时订单数表示的网格吞吐量、每小时拣选的货品表示的操作员生产率，或每小时每个运输设备的订单数表示的运输设备生产率；或最小化用于所需吞吐量的运输设备数量或用于所需吞吐量的操作员数量之一。
22.根据权利要求14-21中任一项所述的方法，其中，所述路线确定单元确定的所述数条路线中的每条路线包括每条路线的开始时间。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，每条路线的所述开始时间小于未来的预设最大时间。
CN202180060649.0A 2020-07-16 2021-07-15 用于运输设备的控制器和方法 Pending CN116194391A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2011000.3 2020-07-16
GBGB2011000.3A GB202011000D0 (en) 2020-07-16 2020-07-16 A controller and method for transporting devices
PCT/EP2021/069780 WO2022013365A1 (en) 2020-07-16 2021-07-15 A controller and method for transporting devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116194391A true CN116194391A (zh) 2023-05-30

Family

ID=72338949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180060649.0A Pending CN116194391A (zh) 2020-07-16 2021-07-15 用于运输设备的控制器和方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230264897A1 (zh)
EP (1) EP4182763A1 (zh)
JP (1) JP2023533843A (zh)
KR (1) KR20230034394A (zh)
CN (1) CN116194391A (zh)
AU (1) AU2021308322B2 (zh)
CA (1) CA3188336A1 (zh)
GB (2) GB202011000D0 (zh)
WO (1) WO2022013365A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114237303B (zh) * 2021-11-17 2022-09-06 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 一种基于蒙特卡洛树搜索的无人机路径规划方法及装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO972004D0 (no) 1997-04-30 1997-04-30 Hatteland Electronic As Jacob Metode for organisering av vareflyt for en horisontalt lagdelt og dypstablet lagerbeholdning med uensartede komponenter, samt forflytningsutstyr for standariserte beholdere til formålet
NO317366B1 (no) 1999-07-01 2004-10-18 Autostore As Lagringsanlegg med fjernstyrte vogner med to hjulsett og heisinnretning for drift på skinner anlagt i kryss over kolonner av lagringsenheter som er adskilt med vertikale profilstolper
GB201314313D0 (en) 2013-08-09 2013-09-25 Ocado Ltd Apparatus for retrieving units from a storage system
GB201409883D0 (en) * 2014-06-03 2014-07-16 Ocado Ltd Methods, systems, and apparatus for controlling movement of transporting devices
EP3449434A1 (en) * 2016-04-26 2019-03-06 Ocado Innovation Limited Robotic load handler coordination system, cell grid system and method of coordinating a robotic load handler
GB2570119B (en) * 2018-01-10 2022-06-08 Ocado Innovation Ltd A controller and method for transporting devices
NO20190884A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-13 Autostore Tech As A method and system for autonomous controlling of movements of container handling vehicles operating in an automated storage and retrieval system
WO2021177135A1 (ja) * 2020-03-02 2021-09-10 村田機械株式会社 自動倉庫システム、及び、自動倉庫システムの制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230264897A1 (en) 2023-08-24
KR20230034394A (ko) 2023-03-09
GB2598202A (en) 2022-02-23
GB2598202B (en) 2022-12-28
GB202110177D0 (en) 2021-09-01
WO2022013365A1 (en) 2022-01-20
JP2023533843A (ja) 2023-08-04
EP4182763A1 (en) 2023-05-24
GB202011000D0 (en) 2020-09-02
AU2021308322A1 (en) 2023-02-02
AU2021308322B2 (en) 2023-11-30
CA3188336A1 (en) 2022-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2021209188B2 (en) Methods, systems and apparatus for controlling movement of transporting devices
CN111771176B (zh) 运输设备的控制器和方法
CN110062740B (zh) 自动化仓库履行系统和操作方法
CA3182825A1 (en) Multiposition search
CN116194391A (zh) 用于运输设备的控制器和方法
CN117657667A (zh) 出入库控制方法、装置、系统、仓储装置和存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination