CN116596246A - 柔性物流系统 - Google Patents

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CN116596246A CN202310579697.1A CN202310579697A CN116596246A CN 116596246 A CN116596246 A CN 116596246A CN 202310579697 A CN202310579697 A CN 202310579697A CN 116596246 A CN116596246 A CN 116596246A
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Huaxiao Precision Suzhou Co ltd
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Abstract

本申请涉及工业自动化生产技术领域，公开了柔性物流系统，所述柔性物流系统包括前端管控子系统以及后端管控子系统，场景模块用于存储各个领域模型；领域模型用于指示在各个生产场景下执行物流管控任务时所需的物流场景信息；物流场景信息包括生产产量信息；处理模块用于通过接口模块获取用户在前端管控子系统输入的配置信息；配置信息用于指示各个生产场景；根据配置信息，在场景模块中选择目标领域模型；根据目标领域模型以及生产产量信息，生成物流管控任务；调用目标服务单元基于目标领域模型执行物流管控任务。本申请提出的柔性物流系统能够快速适应生成场景的变化的同时提高物流的效率与准确性。

Description

柔性物流系统
技术领域
本申请涉及工业自动化生产技术领域，具体涉及柔性物流系统。
背景技术
随着制造业的发展，物流对生产效率和质量的影响越来越不容忽视，无论是生产前的原料，还是生产后的产品，甚至是生产中的半成品，都需要及时的供应和转移，避免生产中断或延误。因此，提高物流效率和质量，就成为了当前企业面临的一个紧迫的课题。
目前通过利用物流系统对生产过程中的物流进行管控，以根据生产计划和市场需求，合理安排物料的加工、存储和转运，降低库存成本和资金占用，提高企业的资金周转率。当生产场景发送变化(例如，生产工厂发生改变)时，物流需求就会发生变化，但目前的物流系统并不能快速做出相应的调整，会导致仓库库存积压、资金占用、物料损耗、交货延误等一系列问题，严重降低物流效率以及物流准确性。
因此，如何使物流系统快速适应不同生产场景的同时提高物流的效率与准确性已成为目前急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种柔性物流系统，以解决如何使物流系统快速适应不同生产场景的同时提高物流的效率与准确性的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种柔性物流系统，所述柔性物流系统包括前端管控子系统以及后端管控子系统，后端管控子系统包括接口模块、场景模块以及处理模块；处理模块包括至少一个服务单元；
场景模块用于存储各个领域模型；领域模型用于指示在各个生产场景下执行物流管控任务时所需的物流场景信息；物流场景信息包括生产产量信息；
处理模块用于：
通过接口模块获取用户在前端管控子系统输入的配置信息；配置信息用于指示各个生产场景；
根据配置信息，在场景模块中选择目标领域模型；
根据目标领域模型以及生产产量信息，生成物流管控任务；
调用目标服务单元基于目标领域模型执行物流管控任务。
可选的，处理模块还用于通过接口模块接收用户在前端管控子系统中输入的修改目标领域模型的指令，修改目标领域模型。
可选的，后端管控子系统还包括场景插件；场景插件中包括各个定制化领域模型以及第一接口；
处理模块还用于当接收到后端管控子系统的启动指令时，加载场景插件，以通过第一接口将定制化领域模块加载至场景模块中；定制化领域模型为场景插件响应于用户输入的领域模型定制化指令所创建的领域模型。
可选的，柔性物流系统还包括至少一个库位，库位包括托盘；处理模块还包括管控服务单元以及库位服务单元；管控服务单元集成有至少一个机器人控制系统；
库位服务单元用于：
获取库位中托盘的第一标识信息；
根据第一标识信息，确定库位的空闲状态；
处理模块还用于根据空闲状态、生产产量信息以及目标领域模型，生成物料运输任务；
管控服务单元用于：
根据目标领域模型，确定目标机器人控制系统；
将物料运输任务发送至目标机器人控制系统，以使目标机器人控制系统调用目标物流设备执行物料运输任务。
可选的，后端管控子系统还包括与各个机器人控制系统对应的回调接口；处理模块还包括信号服务单元；
处理模块还用于：
当监测到目标机器人控制系统调用目标回调接口时，获取目标物流设备对物料的处理结果；
根据处理结果，更新物料运输任务；
信号服务单元用于根据目标机器人控制系统与后端管理子系统之间总线协议的类型，确定并执行目标物流设备执行物料运输任务时所需的安全信号互锁策略；安全互锁策略用于指示物料可以被安全运输。
可选的，柔性物流系统还包括生产管控系统，生产管控系统通过接口模块与后端管控子系统连接；
处理模块还用于接收生产管控系统发送的物流管控命令；物流管控命令包括第一领域模型信息；
在场景模块中选择与第一领域模型信息相匹配第一领域模型；
根据第一领域模型以及物流管控命令，生成第一物流管控任务；
调用第一服务单元基于第一领域模型执行第一物流管控任务。
可选的，处理模块还用于：
接收生产管控系统发送的第二物流管控任务；第二物流管控任务包括第二领域模型信息；
在场景模块中选择与第二领域模型信息相匹配第二领域模型；
调用第二服务单元基于第二领域模型执行第二物流管控任务。
可选的，前端管控子系统包括至少一个显示设备；
处理模块还用于通过接口模块向前端管控子系统发送物流管控任务的执行结果，以使前端管控子系统根据配置信息，在目标显示设备上显示目标格式的执行结果。
可选的，托盘的第一标识信息与物料的第二标识信息相关联；管控服务单元还用于根据第一标识信息以及第二标识信息，监控物料的流向。
可选的，库位服务单元还用于根据库位中物料的第二标识信息，更新库位的库位标签；库位标签用于指示库位中存储的物料以及库位匹配的产线。
第二方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而运行上述柔性物流系统。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机运行上述柔性物流系统。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质中读取所述计算机指令，处理器执行所述计算机指令，使得所述计算机设备运行上述柔性物流系统。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
通过在柔性物流系统的后端管控子系统中设置存储用各个领域模型的场景模块，将不同的生产场景下执行物流管控任务时所需的物流场景信息集成在柔性物流系统中，以便于后续通过处理模块根据获取的配置信息指示的生产场景，快速在场景模块中选择该生产场景下相应的目标领域模型。从而根据该目标领域模型以及生产产量信息自动生成与该生产场景相匹配的物流管控任务，实现了物流管控任务随着配置信息指示的生产场景的变化而变化，能够快速适应不同的生产场景，提高了柔性物流系统的灵活性以及可调节性。进而调用目标服务单元执行与生产场景相适应的物流管控任务，实现物流管控任务的全自动化执行，提高了物流的效率，不会出现物流管控任务与生产场景不匹配而导致的一系列问题提高了物流的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请一些实施例示出的柔性物流系统的结构示意图；
图2a是根据本申请一些实施例示出的又一种柔性物流系统的结构示意图；
图2b是根据本申请一种应用场景示出的一种柔性物流系统的结构示意图；
图3是根据本申请一些实施例示出的又一种柔性物流系统的结构示意图；
图4a是本申请一种应用场景示出的对于一条完成的产线柔性物流系统执行物料运输任务的工作流程示意图；
图4b是图4a中涉及到的柔性物流系统执行物料运输任务的工作流程示意图；
图5是本申请实施例的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应理解，在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示，也可以是间接指示，还可以是表示具有关联关系。举例说明，A指示B，可以表示A直接指示B，例如B可以通过A获取；也可以表示A间接指示B，例如A指示C，B可以通过C获取；还可以表示A和B之间具有关联关系。
在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。
本申请实施例中，“预定义”可以通过在设备(例如，包括终端设备和网络设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。
图1是根据本申请实施例示出的一种柔性物流系统的结构示意图。该柔性物流系统中包含前端管控子系统110以及后端管控子系统120。
其中，柔性物流系统采用浏览器/服务器(Browser/Server，B/S)架构，将前端管控子系统110以及后端管控子系统120均设置在服务器上，以方便用户在大型车间内通过局域网访问系统，无需安装客户端软件，进一步加快物流效率。前端管控子系统110通过接口模块121与后端管控子系统120进行数据交互。接口模块121中集成网络应用程序接口(WebApplication Programming Interface，Web API)。
后端管控子系统120使用微服务架构，即将后端管控子系统120分解为多个独立的模块，每个模块负责一个特定的功能，模块之间通过网络进行交互。这样可以提高柔性物流系统的可扩展性、可维护性和可靠性。后端管控子系统120可以包括接口模块121、场景模块122以及处理模块123。
场景模块122用于存储各个领域模型；领域模型用于指示在各个生产场景下执行物流管控任务时所需的物流场景信息；物流场景信息包括生产产量信息。
处理模块123中可以集成一些通用的服务，使得处理模块可以包括至少一个服务单元，每个服务单元负责是实现不同的功能，服务单元之间通过网络进行交互。这样可以提高系统的可扩展性、可维护性和可靠性。处理模块123中各个服务单元所实现的功能可依据需求自行设置，本申请实施例不做具体限制。
处理模块123主要用于：
通过接口模块获取用户在前端管控子系统输入的配置信息；配置信息用于指示各个生产场景；配置信息包括但不限于工艺线路、库位分配以及设备参数等信息。
根据配置信息，在场景模块中选择目标领域模型；
根据目标领域模型以及生产产量信息，生成物流管控任务；
调用基于目标领域模型目标服务单元执行物流管控任务。
处理模块123可以根据配置信息中工艺线路、库位分配以及设备参数等信息指示的生产场景在场景模块122中选择与该生产场景相适应的目标领域模型。从而根据目标领域模型中记载的现场的生产产量信息以及其它物流场景信息自动生成与该生产场景相适应的物流管控任务。进而通过调用负责实现特定功能的至少一个目标服务单元在目标领域模型指示生产场景下执行物流管控任务。
综上所述，通过在柔性物流系统的后端管控子系统中设置存储用各个领域模型的场景模块，将不同的生产场景下执行物流管控任务时所需的物流场景信息集成在柔性物流系统中，以便于后续通过处理模块根据获取的配置信息指示的生产场景，快速在场景模块中选择该生产场景下相应的目标领域模型。从而根据该目标领域模型以及生产产量信息自动生成与该生产场景相匹配的物流管控任务，实现了物流管控任务随着配置信息指示的生产场景的变化而变化，能够快速适应不同的生产场景，提高了柔性物流系统的灵活性以及可调节性。进而调用目标服务单元执行与生产场景相适应的物流管控任务，实现物流管控任务的全自动化执行，提高了物流的效率，不会出现物流管控任务与生产场景不匹配而导致的一系列问题提高了物流的准确性。
图2a是根据本申请实施例示出的又一种柔性物流系统的结构示意图。该柔性物流系统中包括前端管控子系统210以及后端管控子系统220外，还可以包含生产管控系统230、外部机器人控制系统模块(Robot Control System，RCS)240、信号源250以及插件260；后端管控子系统220中还可以集成第三方库。
其中，前端管控子系统210可以使用Vue框架开发，Vue是一种轻量级的前端开发框架，可以实现数据驱动和组件化的界面设计。为了适应不同的生产场景，前端管控子系统210还可以包括至少一个显示设备；处理模块还用于通过接口模块向前端管控子系统发送物流管控任务的执行结果，以使前端管控子系统210根据配置信息，在目标显示设备上显示目标格式的执行结果。以实现根据现场的具体生产场景，提供面向不同工种的前端界面，显示于不同的显示设备，提高柔性物流系统的灵活性。
生产管控系统230、外部机器人控制系统模块240、信号源250以及插件260均可通过接口模块以及网络传输协议与后端管控子系统220进行数据交互，以供生产管控系统230通过网络调用柔性物流系统，进行柔性物流管控。网络传输协议可以是传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)、超文本传输协议(Hypertext TransferProtocol，HTTP)或超文本传输安全协议(Hypertext Transfer Protocol Secure，HTTPS)。
生产管控系统230为任意一个或多个与生产相关的系统和或浏览器，例如，生产管控系统(Manufacturing Execution System，MES)、库存管理系统(Warehouse ManagementSystem，WMS)、质量管理系统(Quality Management System，QMS)和或浏览器。外部机器人控制系统模块240为后端管控子系统220中未集成的其他版本或企业的RCS系统。信号源250为任意一个或多个驱动设备用于驱动控制物流设备，例如，信号源250可以是可编程逻辑控制器件(Programmable Logic Controller，PLC)、按钮盒以及标准网络通信协议(ModbusTCP)设备。插件260为不同于生成管控系统230的外部软件的插件。
可选的，为了使柔性物流系统可以快速适应不同的生产场景，后端管控子系统220中的处理模块还可以用于通过接口模块接收用户在前端管控子系统中输入的修改目标领域模型的指令，修改目标领域模型。当目标领域模型不适用于现场的生产场景，但又不要大幅调试时，用户可以通过前端管控子系统提供的前端界面对目标领域模型进行修改，以使柔性物流系统可以快速适应现场的生产场景。
可选的，为了解决不同工厂下物流需求不同的非标准定制化问题，后端管控子系统220中还可以包括场景插件；场景插件中包括各个定制化领域模型以及第一接口；
处理模块还用于当接收到后端管控子系统的启动指令时，加载场景插件，以通过第一接口将定制化领域模块加载至场景模块中；定制化领域模型为第一接口响应于用户输入的领域模型定制化指令所创建的领域模型。
通过场景插件响应于用户输入的领域模型定制化指令，来创建不同于场景模块中未存储的领域模型，以支持特定生产场景需求通过场景插件实现，满足不同工厂下物流的不同需求。当接收到后端管控子系统的启动指令时，就加载场景插件，以通过第一接口将定制化领域模块加载至场景模块中，以便于后续可以在相应的生产场景下执行相应的对物流管控任务。解决了不同工厂下物流需求不同的非标准定制化问题。
需要说明的是，场景插件是一种可动态加载的模块。可以在后端管控子系统220启动时将场景插件装入运行环境。场景插件可以实现一些特殊的功能或逻辑，如对某种设备或协议的支持、对某种算法或规则的应用等。项目插件还可以通过内置的脚本引擎为自动化控制提供高效的低代码开发手段，即用户可以通过编写简单的脚本来定制其控制逻辑，而无需编写复杂的代码。这样可以使最终用户能够根据自己的需求灵活地调整物流控制策略，更有效地保障生产。
可选的，前端管控子系统210包括的显示设备可以是不同分辨率的个人计算机(Personal Computer，PC)、掌上电脑(Personal Digital Assistant，PDA)和或看板等设备。前端管控子系统210还可以向操作工人以及生产管理人员等用户提供设备监控、库位管理以及工艺线路配置等功能。用户还可以在前端管控子系统210提供的前端界面查看设备状态、报警信息以及系统运行数据等，并进行简单的操作和设置。生产管理人员可以通过前端界面配置工艺线路、库位分配以及设备参数等，并查看生产统计报表、运行日志等。
当柔性物流系统中包含生产管控系统230时，后端管控子系统220中的处理模块还可以用于接收生产管控系统发送的物流管控命令；物流管控命令包括第一领域模型信息；
在场景模块中选择与第一领域模型信息相匹配第一领域模型；
根据第一领域模型以及物流管控命令，生成第一物流管控任务；
调用第一服务单元基于第一领域模型执行第一物流管控任务。
当处理模块通过接口模块接收到生产管控系统230发送的物流管控命令时，会依据物流管控命令附带的第一领域模型信息，在场景模块中选择相对应的领域模型也即第一领域模型；进而依据第一领域模型包括的生产产量信息以及其它物流场景信息自动生成与第一领域模型所指示的生产场景相适应的第一物流管控任务。进而通过调用负责实现特定功能的至少一个第一服务单元在第一领域模型指示生产场景下执行第一物流管控任务。如此一来，实现生产管控系统与后端管控子系统之间的交互，可以将工厂的物流与除物流以外的其他信息流集成一体，进而提高工厂整体生产质量和效率。
可选的，处理模块还用于通过接口模块向生产管控系统返回第一物流管控任务的执行结果，以便用户可以通过生产管理系统实时了解物流管控命令的执行情况。
在一种应用场景中，结合图2a，如图2b所示，后端管控子系统220中集成有RCS3以及主需求计划系统(Master Demand Schedule，MDS)；生产管控系统230可以包括MES、WMS以及浏览器；外部机器人控制系统模块240为可以包括RCS4、RCS1以及RCS2；信号源250可以包括编程PLC、按钮盒以及Modbus TCP设备。生产管控系统230通过接口模块以及HTTP协议与后端管控子系统220进行数据交互；信号源250以及外部机器人控制系统模块240通过接口模块以及TCP协议与后端管控子系统220进行数据交互。
MES可以向后端管控子系统220发送生产指令，后端管控子系统220通过处理模块根据生产指令安排物流设备的运输和配送。WMS可以向后端管控子系统220发送查询库存情况的指令，后端管控子系统220通过处理模块接收到该指令后根据库存水平进行补货或清理。QMS可以向后端管控子系统220发送质检结果，后端管控子系统220通过处理模块根据质检结果进行合格品和不合格品的分流和处理。如此一来，可以将工厂物流与信息流集成一体，提高工厂整体生产质量和效率。
可选的，柔性物流系统除了通过后端管控子系统中的处理模块自主决策生成物流管控任务外，还可以通过生产管控系统230向后端管控子系统发送物流管控任务。此时后端管控子系统220中的处理模块还可以用于：
接收生产管控系统发送的第二物流管控任务；第二物流管控任务包括第二领域模型信息；在场景模块中选择与第二领域模型信息相匹配第二领域模型；调用第二服务单元基于第二领域模型执行第二物流管控任务。使得物流管控任务可以通过生产管控系统下发，不局限于通过处理模块自动生成的物流管控任务的单一操作，提高了柔性物流系统的适应性以及灵活性。
可选的，柔性物流系统可以接收生产管控系统下发的物流管控任务，也可以自主决策是否生成物流管控任务，还可以切换为手动模式，当需要手动操作时，生产现场的用户可以通过任意一台前端设备，例如，PDA来向柔性物流系统下发物流管控任务。
综上所述，通过对目标领域模型的修改，可以快速使目标领域模型适应现场的生产场景的变化。在后端管控子系统中设置场景插件，并将场景插件响应于用户输入的领域模型定制化指令所创建的定制化领域场景加载至场景模块中，便于后续可以在相应的生产场景下执行相应的对物流管控任务；使用户能够根据自己的需求灵活的调整定制化领域模型，进而调整场景模块中的领域模型，解决了不同工厂下物流需求不同的非标准定制化问题。柔性物流系统除了可以根据生产管控系统发送的物流管控命令以及第一领域模型自动生成并执行第一物流管控任务外，还可以执行生产管控系统发送的第二物流管控任务，不局限于通过处理模块自动生成的物流管控任务的单一操作，进一步提高了柔性物流系统的适应性以及灵活性。
图3是根据本申请又一实施例示出的一种柔性物流系统的结构示意图。该柔性物流系统包括前端管控子系统301、后端管控子系统302以及生产管控系统303；后端管控子系统302包括接口模块310、场景模块320、处理模块330、场景插件340、单元测试模块350以及第三方库模块360。图中的虚线箭头表示各模块之间的数据流向。
接口模块310可以通过控制器，例如，XContronller对外暴露接口。当用户在前端管控子系统中输入操作管理指令时，接口模块310会将接收到的操作管理指令发送至第三方库模块360中进行存储以保存用户的操作日志。操作管理指令可以是对领域模型或定制化领域模型的修改指令，例如对领域模型或定制化领域模型中信号信息、管控信息、库位信息以及账号信息的修改。
处理模块330中可以包括但不限于信号服务单元、管控服务单元、库位服务单元、场景服务单元、黑板服务单元、日志服务单元、账号服务单元以及脚本引擎服务单元。其中，日志服务单元负责记录用户的操作日志；信号服务单元负责来自物流设备和用户的信号，并将其转发给相应的服务单元或插件；管控服务单元负责对物流设备进行监控和控制，并根据场景服务单元提供的场景配置进行逻辑判断和动作执行；场景管理服务单元负责存储和管理用户定义的场景配置，场景配置包括工艺线路、库位分配以及设备参数等的配置；账号管理服务负责对用户进行身份验证和权限分配，并记录用户操作日志。
场景模块320中存储的领域模型包括但不限于信号信息、管控信息、库位信息以及账号信息；信号信息可以包括信号以及驱动等的信息；管控信息可以包括驱动、物流设备、地图以及物流管控任务等的信息；库位信息可以包括库区、库位、库区以及库位的标识以及托盘等的信息；账号信息可以包括用户、权限以及角色等的信息，角色可以指示各个工种。物流设备可以任意一种以物料、料箱或托盘作为搬运对象的无人化搬运工具，可以是自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，AGV)、穿梭车、堆垛机和/或提升机等设备。驱动是与物流设备相匹配的驱动设备，例如，PLC、按钮盒以及Modbus TCP设备。
场景插件340包括第二接口以及定制化领域模型，场景插件340可以响应于用户创建或修改接口的输入，在场景插件340中创建新的接口或修改已有的第二接口。
单元测试模块350用于单独测试柔性物流系统和或后端管控子系统中的某个函数或者功能。
第三方库模块360中包括各个数据库、工具库、内核以及框架，用于与接口模块310、场景模块320、处理模块330、场景插件340以及单元测试模块350进数据行交互。本申请实施例对第三方库模块360中包括的数据库、工具库、内核以及框架的类型不做限制，可以根据实际需求自行设置。
可选的，柔性物流系统还包括至少一个库位，库位包括托盘；处理模块330还包括管控服务单元以及库位服务单元；管控服务单元中集成有至少一个机器人控制系统；
库位服务单元用于获取库位中托盘的第一标识信息；根据第一标识信息，确定库位的空闲状态；
处理模块还用于根据空闲状态、生产产量信息以及目标领域模型，生成物料运输任务；
管控服务单元用于：
根据目标领域模型，确定目标机器人控制系统；
将物料运输任务发送至目标机器人控制系统，以使目标机器人控制系统调用目标物流设备执行物料运输任务。
其中，第一标识信息包括用于指示托盘的工作状态的标签以及托盘的编号信息；物料运输任务包括至少一个子任务；库位的空闲状态分为占用以及空闲。当占用时，代表库位上有托盘或即将有托盘；当空闲时，代表库位上没有托盘。因此，库位的空闲状态可以只需考虑托盘的占位。可以理解的是，在柔性物流系统中，托盘可以与库位绑定。可以通过打上“处理中”的标签来表示托盘被占用；通过打上“未处理”的标签来表示托盘未占位。当库位中托盘的标签为“处理中”时表明该库位的空闲状态为占用。当库位中托盘的标签为“未处理”时，表明该库位的空闲状态为空闲。
处理模块330与库位单元之间通过网络进行交互，当库位单元确定了库位的空闲状态后会将库位的空闲状态发送给处理模块330。当处理模块330判断该库位的空闲状态为空闲时就依据目标领域模型中记载的包括生产产量信息在内的物流场景信息生成物料运输任务。而后将附带了目标领域模型信息的该物料运输任务发送给管控服务单元。管控服务单元在接收到物料运输任务后，就根据目标领域模型信息选中与目标领域模型相适应的目标机器人控制系统；进而将物料运输任务下发给目标机器人控制系统，以使目标机器人控制系统调用相应的目标物流设备执行该物料运输任务，实现了物流柔性系统对与生产场景相适应的物料传输任务的自主决策与执行，提高了物流的效率与准确性。可以理解的是物料运输任务是物流管控任务的一种。目标机器人控制系统可以是集成在管控服务单元中某一个机器人控制系统，也可以是外部机器人控制系统模块中的某一个机器人控制系统。
可选的，柔性物流系统还可以通过后端管控子系统根据库位的空闲状态、生产产量信息以及某生产场景下的领域模型，批量生成物流管控任务；甚至可按需求生成并存储物流管控等待任务，通过一旦有空闲的物流设备，就通过RCS控制物流设备执行未被执行的物流管控等待任务。保证生产质量和安全的同时，使物流管控任务之间环环相扣，有效提升现场生产的效率。
可选的，考虑到有些生产场景存在以货物约束运输的情况，例如，从产线下来的半成品物料，要放在中间库存放24小时后才能运输到下一道工序，因此可以为物料添加第二标识信息，用于指示不同的物料，第二标识信息可以是物料的编码也可以是物料的名称等信息，并将托盘的第一标识信息中的编号信息与物料的第二标识信息相关联，使物料与托盘绑定，以便追踪物料流向。具体通过管控服务单元根据第一标识信息以及所述第二标识信息，监控物料的流向。
需要说明的是，由于本申请实施例中的柔性物流系统独立于RCS，且可集成不同版本的RCS，并根据集成的RCS为上层应用提供相应服务。
在管控服务单元中被集成的RCS必须实现以下功能：a、任务管理：创建物流管控任务以及取消物流管控任务；b、物流设备工况：物流设备在线与离线、工作状态以及电量。
要使用柔性物流系统的全功能，被集成的RCS还应实现以下功能：c、管控地图：用于物流设备运行状态监控；d、任务管理：暂停物流管控任务、恢复物流管控任务、重下物流管控任务；e、物流设备工况：监控物流设备的位置、监控物流设备的速度、警报、空载或负载以及货架编号；f、远程控制：停止物流设备的行走、继续物流设备的行走、遥控物流设备的行走以及避障区域切换。
可选的，库位服务单元还用于根据库位中物料的第二标识信息，更新库位的库位标签；库位标签用于指示库位中存储的物料以及库位匹配的产线。
标签与便签纸一样，可以贴到任意对象上，来描述该对象的属性。标签有名称和值，名称用于标签分类。有两种类型的标签：单一与集合。本申请实施例中对于同名的单一标签，新标签会替换旧标签的值。比如，原料库的第一排是万向轮，将其换为驱动轮，只需将原料库的第一排的单一标签更换为“万向轮”。对于同名的集合标签，可存放不重复的值。比如，空满交换的产线库位，需要显示产品型号以及产线名称，这些值与计算无关，仅用于平板显示，则用集合标签描述。
可选的，库位还可以包括库位编号，库位编号使用四号定位法：区-排-列-层，即可用于平面库也可用于立库。以工厂仓库为例，区用于区分仓库类型，比如原材料库、半成品库和成品库。排是同类型的货物，比如外协原料、电机、配件等。列与层是库位，对于地堆库，列就是库位；对于立库，层就是库位。
可选的，后端管控子系统还包括与各个机器人控制系统对应的回调接口；处理模块还包括信号服务单元；
处理模块还用于：
当监测到目标机器人控制系统调用目标回调接口时，获取目标物流设备对物料的处理结果；
根据处理结果，更新物料运输任务；
信号服务单元用于根据目标机器人控制系统与后端管理子系统之间总线协议的类型，确定并执行目标物流设备执行物料运输任务时所需的安全信号互锁策略；安全互锁策略用于指示物料可以被安全运输。
目标物流设备在执行物料传输任务在的各个子任务时，每到一个子任务节点也就是子任务开始或结束的节点，RCS都会调用一下柔性物流系统面向该RCS的回调接口。此时，处理模块330就监测到目标机器人控制系统调用目标回调接口，进而获取目标物流设备对物料的处理结果，更新物流传输任务中各个子任务的状态。
信号服务单元可以贯通物流设备与实体设备(例如，仓库)之间的数据交换，以保证物流设备在外部实体设备内的安全运行，对物料进行安全运输与搬运。因此，为了保证物料的安全运输与搬运，信号服务单元需要提供一些安全措施，例如，偏离导航线保护、导航靶点缺损保护、部件故障保护以及防碰措施等。安全信号互锁策略为物流设备在搬运以及运输物料时的一种安全措施，可以确保物流设备到达目的地点，从而使物料可以被安全运输与搬运。具体的，信号服务单元可以根据目标机器人控制系统与后端管理子系统之间总线协议的类型，确定目标物流设备执行物料运输任务时与其对接的实体设备之间的安全信号互锁策略；并在目标物流设备执行物料运输任务时执行该安全信号互锁策略。本申请实施例中对总线协议的类型不做具体限制可以是PLC也可以是Modbus TCP还可以是TCP自定义协议(按钮盒)等。下面以PLC为例，详细说明信号服务单元在目标物流设备执行物料运输任务时执行该安全信号互锁策略的具体步骤。
以物流设备与实体设备之间的安全信号互锁为例，分为三个控制点和两个过程，具体如下表：
物流设备与实体设备通过PLC的两个读写数据块进行对话。当物流设备到达实体设备入口站点时，物流设备会停下来，然后信号服务单元会读取PLC数据块中的允许进入字段。如果该字段为真，说明实体设备已经准备好接收物流设备，那么信号服务单元就会启动物流设备进入实体设备，并同时写入PLC数据块中的进入中字段，表示物流设备正在进入实体设备。这样，就可以实现物流设备与实体设备之间的安全信号互锁。
需要说明的是，不同的供应商可能有不同的安全信号互锁策略，但是它们都遵循这样的基本机制，即通过读写数据块来实现安全互锁。本申请实施例中把这些用于安全互锁的数据块字段称为信号。信号是一种简单的通信手段，它们的取值通常是位、字节、字或者定长字符串。对于更复杂的通信需求，可以使用接口模块进行交互。从工业总线的角度看，信号的传输媒体是相对标准化的。信号的传输是通过驱动来实现的，还可以通过配置来管理信号。
在一种应用场景中，对于一条完整的产线的物料运输任务，柔性物流系统的具体工作流程如图4a所示，以物流设备为AGV、生产管控系统为MES为例。首先由上流MES系统向柔性物流系统下发库区之间的物料运输任务(以下简称为任务)，柔性物流系统收到之后，执行校验任务的操作，具体的通过信号服务单元检测库区内的库位的空闲状态。若空闲状态为空闲也即校验成功后，柔性物流系统回复MES已收到，同时任务开始，依据情况存储接收到的任务或直接生成新的任务并将任务下发给RCS，RCS就完成创建任务的操作，然后RCS分发给AGV，AGV收到任务之后开始执行任务，每到一个子任务节点(子任务节点为任务完成且AGV离开起点的节点)，RCS都会调用一下柔性物流系统面向RCS的回调接口。柔性物流系统收到回调之后刷新任务状态，完成同步任务进度的操作，同时还会通过库位服务单元更新库位的空闲状态。此时上流MES也会获取当前的任务进度完成进度同步的操作。同时根据生产场景来与外部系统或者实体设备进行安全信号交互，来保证物料的安全搬运。每个物料的转移搬运都会根据所需的托盘来调度不同类型的agv。通过不断的物流，空盘回流，最终到达产线的终点。
物流设备执行任务时的具体工作流程如图4b所示，以第二标识信息为物流的编码为例。上流MES将任务下发给柔性物流系统中的MDS，MDS在接收到任务时会通过处理模块执行任务，在执行任务的过程中通过信号服务单元执行安全信号互锁策略进行安全信号处理。MDS会将安全信号写入PLC的相应数据块中，以使AGV可以安全处理物料，同时通过库位服务单元更新库位的空闲状态以便于下一个子任务的执行。MDS在接收到任务时还会启动柔性物流系统中的传感器以使传感器循环识别物料的编码，以保证物料信息可以随着任务流转。传感器在识别成功时，会将识别结果返回给MDS，MDS将识别结果存储，并在接收到RCS的回调后，将回调识别结果发送给上流MES以使MES根据任务状态。
综上所述，柔性物流系统可以通过库位服务单元确定库位的空闲状态，进而通过处理模块依据空闲状态、生产产量信息以及目标领域模型，自主生成与生产场景相适配的物料运输任，加快了准确的物料运输任务的生成效率。进而通过管控服务单元下发物料运输任务至确定的目标机器人控制系统，以使目标机器人控制系统在相应生产场景下调用目标物流设备执行该与生产场景相适配的物料运输任务，实现物料运输任务的全自动执行加快物流的效率的同时提高物流的准确性。还可以通过处理模块基于处理结果，更新物料运输任务，并通过信号服务单元在目标物流设备执行所述物料运输任务时执行相应安全信号互锁策略保证物料的安全运输。还可以通过管控服务单元还用于根据物料与托盘的第一标识信息相关联的第二标识信息监控物料的流向，进一步提高柔性物流系统的可靠性。
图5是本申请可选实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，该计算机设备上可以运行上述柔性物流系统，如图5所示，该计算机设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在计算机设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个计算机设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图5中以一个处理器10为例。
处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。
其中，所述存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使所述至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。
存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据一种小程序落地页的展现的计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。
该计算机设备还包括通信接口30，用于该计算机设备与其他设备或通信网络通信。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本申请实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。
虽然结合附图描述了本申请的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本申请的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性物流系统，其特征在于，所述柔性物流系统包括前端管控子系统以及后端管控子系统，所述后端管控子系统包括接口模块、场景模块以及处理模块；所述处理模块包括至少一个服务单元；
所述场景模块用于存储各个领域模型；所述领域模型用于指示在各个生产场景下执行物流管控任务时所需的物流场景信息；所述物流场景信息包括生产产量信息；
所述处理模块用于：
通过所述接口模块获取用户在所述前端管控子系统输入的配置信息；所述配置信息用于指示各个生产场景；
根据所述配置信息，在所述场景模块中选择目标领域模型；
根据所述目标领域模型以及所述生产产量信息，生成物流管控任务；
调用目标服务单元基于所述目标领域模型执行所述物流管控任务。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理模块还用于通过所述接口模块接收用户在前端管控子系统中输入的修改所述目标领域模型的指令，修改所述目标领域模型。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，后端管控子系统还包括场景插件；所述场景插件中包括各个定制化领域模型以及第一接口；
所述处理模块还用于当接收到所述后端管控子系统的启动指令时，加载所述场景插件，以通过所述第一接口将所述定制化领域模块加载至所述场景模块中；所述定制化领域模型为所述场景插件响应于用户输入的领域模型定制化指令所创建的领域模型。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柔性物流系统还包括至少一个库位，所述库位包括托盘；所述处理模块还包括管控服务单元以及库位服务单元；所述管控服务单元集成有至少一个机器人控制系统；
所述库位服务单元用于：
获取所述库位中托盘的第一标识信息；
根据所述第一标识信息，确定所述库位的空闲状态；
所述处理模块还用于根据所述空闲状态、生产产量信息以及目标领域模型，生成物料运输任务；
所述管控服务单元用于：
根据所述目标领域模型，确定目标机器人控制系统；
将所述物料运输任务发送至所述目标机器人控制系统，以使所述目标机器人控制系统调用目标物流设备执行所述物料运输任务。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述后端管控子系统还包括与各个机器人控制系统对应的回调接口；所述处理模块还包括信号服务单元；
所述处理模块还用于：
当监测到所述目标机器人控制系统调用目标回调接口时，获取所述目标物流设备对物料的处理结果；
根据所述处理结果，更新所述物料运输任务；
所述信号服务单元用于根据所述目标机器人控制系统与后端管理子系统之间总线协议的类型，确定并执行所述目标物流设备执行所述物料运输任务时所需的安全信号互锁策略；所述安全互锁策略用于指示物料可以被安全运输。
6.根据权利要求1-2以及4-5任一所述的系统，其特征在于，所述柔性物流系统还包括生产管控系统，所述生产管控系统通过所述接口模块与所述后端管控子系统连接；
所述处理模块还用于接收所述生产管控系统发送的物流管控命令；所述物流管控命令包括第一领域模型信息；
在场景模块中选择与所述第一领域模型信息相匹配第一领域模型；
根据所述第一领域模型以及所述物流管控命令，生成第一物流管控任务；
调用第一服务单元基于所述第一领域模型执行所述第一物流管控任务。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理模块还用于：
接收所述生产管控系统发送的第二物流管控任务；所述第二物流管控任务包括第二领域模型信息；
在场景模块中选择与所述第二领域模型信息相匹配第二领域模型；
调用第二服务单元基于所述第二领域模型执行所述第二物流管控任务。
8.根据权利要求1-2以及4-5任一所述的系统，其特征在于，前端管控子系统包括至少一个显示设备；
处理模块还用于通过接口模块向所述前端管控子系统发送物流管控任务的执行结果，以使所述前端管控子系统根据配置信息，在目标显示设备上显示目标格式的执行结果。
9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述托盘的第一标识信息与物料的第二标识信息相关联；所述管控服务单元还用于根据所述第一标识信息以及所述第二标识信息，监控物料的流向。
10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述库位服务单元还用于根据所述库位中物料的第二标识信息，更新所述库位的库位标签；所述库位标签用于指示所述库位中存储的物料以及所述库位匹配的产线。
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