CN116664044A - 物料出入库调度系统 - Google Patents

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吴国量
吴艺君
陈宝国
黄飞云
范少文
李振果
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高炳程
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Abstract

本申请的实施例提供了一种物料出入库调度系统。该系统包括：包括AGV调度系统、仓库管理系统以及输送线系统；仓库管理系统用于货架管理；输送线系统用于采集工作台以及输送线的状态信息，AGV调度系统包括智能调度模块以及机器人控制系统，智能调度模块用于确定目标AGV设备及其对应的任务信息和搬运路径；机器人控制系统用于向各目标AGV设备发送对应的任务信息以及搬运路径，并且，智能调度模块还用于在各AGV设备执行任务时，根据各AGV设备的运动轨迹，对存在交通冲突的AGV设备进行搬运路径优化。本申请实施例的技术方案可以减少多台设备出现交通冲突的情况，进而提高物料出入库效率。

Description

物料出入库调度系统
技术领域
本申请涉及智能物流技术领域，具体而言，涉及一种物料出入库调度系统。
背景技术
随着技术的发展，智能物流越来越受到厂家的重视，而工厂内部的物流往往是通过AGV来完成的。而多台AGV设备协同作业，容易出现交通冲突而影响作业效率的情况发生，因此，如何减少多台AGV设备出现交通冲突的情况，进而提高AGV设备的作业效率成为了亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的实施例提供了一种物料出入库调度系统，进而至少在一定程度上可以减少多台设备出现交通冲突的情况，进而提高物料出入库效率。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种物料出入库调度系统，包括AGV调度系统、仓库管理系统以及输送线系统；
所述仓库管理系统用于货架管理，并向所述AGV调度系统发送货架状态信息；
所述输送线系统用于采集工作台以及输送线的状态信息，根据所述输送线的状态信息向所述输送线发送输送线调度指令，并向所述AGV调度系统发送工作台状态信息；
所述AGV调度系统包括：
智能调度模块，用于接收货物搬运指令以及由若干AGV设备上报的AGV状态信息，根据所述货物搬运指令、所述AGV状态信息、所述货架状态信息以及所述工作台状态信息，确定需完成任务的目标AGV设备及其对应的任务信息，并根据各所述目标AGV设备的AGV状态信息及任务信息，按照预先设定的路线规划策略，生成与各目标AGV设备对应的搬运路径；
机器人控制系统，用于向各所述目标AGV设备发送对应的所述任务信息以及所述搬运路径，以使各所述目标AGV设备按照对应的所述搬运路径完成与任务信息对应的搬运任务；
所述智能调度模块还用于在各所述AGV设备执行任务时，根据各所述AGV设备的运动轨迹，对存在交通冲突的AGV设备进行搬运路径优化。
基于前述方案，在本申请的一些实施例中，所述智能调度模块基于各所述AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定是否存在至少两个所述AGV设备同时经过同一路径点，若存在，则对同时经过同一路径点的所述AGV设备的搬运路径进行优化。
基于前述方案，在本申请的一些实施例中，所述智能调度模块基于各所述AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定未来各路段同时存在的AGV设备数量，若单个路段未来同时存在的AGV设备数量大于或等于预定阈值，则对在未来同时存在于该路段内的AGV设备的搬运路径进行优化。
基于前述方案，在本申请的一些实施例中，所述智能调度模块基于各所述AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定单个路段是否在同一时间存在相向而行的AGV设备，若存在，则对在同一路段相向而行的AGV设备的搬运路径进行优化。
基于前述方案，在本申请的一些实施例中，还包括接口模块，用以供用户系统定制和/或调用API接口，以实现对应信息传输，所述API接口包括WMS接口、MES接口以及ERP接口中的至少一个。
基于前述方案，在本申请的一些实施例中，还包括数据处理系统，用于存储系统运行数据，并对所述系统运行数据进行数据统计和/或分析，所述系统运行数据包括AGV状态信息、货架状态信息以及工作台状态信息中的至少一种。
基于前述方案，在本申请的一些实施例中，还包括显示装置，用于显示数据统计和/或数据分析结果。
基于前述方案，在本申请的一些实施例中，所述仓库管理系统包括存储货架管理系统和播种货架管理系统。
在本申请的一些实施例所提供的技术方案中，物料出入库调度系统包括AGV调度系统、仓库管理系统以及输送线系统，其中，仓库管理系统用于货架管理，并向所述AGV调度系统发送货架状态信息，所述输送线系统用于采集工作台以及输送线的状态信息，根据所述输送线的状态信息向所述输送线发送输送线调度指令，并向所述AGV调度系统发送工作台状态信息，AGV调度系统包括智能调度模块以及机器人控制系统，智能调度模块用于接收货物搬运指令以及由若干AGV设备上报的AGV状态信息，根据所述货物搬运指令、所述AGV状态信息、所述货架状态信息以及所述工作台状态信息，确定需完成任务的目标AGV设备及其对应的任务信息，并根据各所述目标AGV设备的AGV状态信息及任务信息，按照预先设定的路线规划策略，生成与各目标AGV设备对应的搬运路径；机器人控制系统用于向各所述目标AGV设备发送对应的所述任务信息以及所述搬运路径，以使各所述目标AGV设备按照对应的所述搬运路径完成与任务信息对应的搬运任务，并且，所述智能调度模块还用于在各所述AGV设备执行任务时，根据各所述AGV设备的运动轨迹，对存在交通冲突的AGV设备进行搬运路径优化，从而可以减少多台设备出现交通冲突的情况，进而提高物料出入库效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。在附图中：
图1为根据本申请的一个实施例的物料出入库调度系统的方框示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
图1为根据本申请的一个实施例的物料出入库调度系统的方框示意图。如图1所示，该物料出入库调度系统至少包括AGV调度系统、仓库管理系统以及输送线管理系统。
具体地，该仓库管理系统(Warehouse Management System，WMS)用于货架管理，其可以采集并存储货架的货架状态信息，该货架状态信息可以包括但不限于货架的位置信息、货架上所放置物料的名称、对应数量以及放置日期等。仓库管理系统可以向AGV调度系统发送工作台状态信息以备后续使用。在一示例中，仓库管理系统包括存储货架管理系统和播种货架管理系统，以分别对不同货架进行对应管理。
输送线系统用于采集工作台以及输送线的状态信息，每一输送线可以对应至少一个工作台，工作台可以用于物料分拣整理，输送线则可以用于对分拣后的物料进行输送。在一示例中，可以将工作台的工作台状态信息划分为空闲、正常、忙碌等等。由此，根据工作台的工作台状态信息可以便于后续任务的分配，例如可以优先启用空闲的工作台等等。输送线的输送线状态信息可以是进料、出料、停止等，当任务下发时，输送线系统可以根据输送线的状态信息意向输送线发送输送线调度指令，例如当前任务为进料，而输送线的输送方向为出料，则输送线系统可以向输送线发送输送线调度指令以改变输送线的工作状态。输送线系统还可以向AGV调度系统发送工作台状态信息以备后续使用。
AGV调度系统包括智能调度模块和机器人控制系统(RCS,Robots ControlSystem)，其中，智能调度模块用于接收货物搬运指令以及由若干AGV设备上报的AGV状态信息，即言，智能调度模块可以与仓库管理方的控制系统相通讯，该货物搬运指令由仓库管理方的控制系统根据用户需求进行生成并下发。在一示例中，仓库管理方可以在控制系统处编辑所需搬运的物料、数量等以生成货物搬运指令，并将该货物搬运指令发送至智能调度模块。
另外，智能调度模块还可以通过机器人控制系统接收由AGV设备上报的AGV状态信息，该AGV状态信息可以包括但不限于AGV设备的当前位置信息、工作状态、作业能力以及电量等。其中，AGV设备的工作状态可以用于表示该AGV设备是否处于任务中，可以优先启用未处于任务中的AGV设备，从而提高AGV设备的搬运效率，减少等待时间，作业能力则可以用于描述AGV设备的搬运能力，例如大件产品需要采用搬运能力强的AGV设备，小件产品则可以采用搬运能力较弱的AGV设备进行搬运等。
接着，智能调度模块可以根据货物搬运指令、AGV状态信息、货架状态信息以及工作台状态信息，确定需完成任务的目标AGV设备及其对应的任务信息。在一示例中，智能调度模块可以根据货物搬运指令，确定所需搬运的货物名称以及数量，通过查询货架状态信息，确定放置有对应货物的货架，若该货架所放置对应货物的数量不够，则可以确定另一放置有该货物的货架等等。由此，智能调度模块可以确定存储有该货物且数量满足搬运需求的货架的位置信息，并确定每一货架所需搬运的货物的数量。
接着，智能调度模块可以根据工作台状态信息确定可以用于执行该货物搬运指令的工作台，确定对应工作台的位置信息。然后基于前述信息，智能调度模块可以结合AGV状态信息，确定当前可用的目标AGV设备以完成搬运任务。在一示例中，智能调度模块可以选择距离所需搬运的货架的位置距离最近且处于空闲状态的若干AGV设备以作为目标AGV设备，从而节省搬运成本。
智能调度模块可以将搬运任务按照预先设定的任务划分策略，生成与各目标AGV设备分别对应的任务信息，该任务信息可以包括货架的位置、每一货架所需搬运的货物的名称、数量、对应工作台的位置信息等等，以实现多AGV设备的共同协作，提高作业效率。需要说明地，任务划分策略可以是由本领域技术人员根据在先经验预先设定的，例如搬运能力强的AGV设备可以承担更多的搬运数量等，从而可以保证搬运效率。
当确定目标AGV设备及其对应的任务信息之后，智能调度模块可以根据各目标AGV设备的任务信息以及AGV状态信息，按照预先设定的路线规划策略，生成与各目标AGV设备对应的搬运路径，以使各目标AGV设备可以按照对应的搬运路径完成与任务信息对应的搬运任务。其中，搬运路径可以是由若干连续的路径点所组成，具体地，仓库中的可行路径上可以设置有若干路径点，智能调度模块可以根据目标AGV设备的任务信息，确定搬运路径的起点(例如货架的位置)和终点(例如工作台的位置)，再基于目标AGV设备的当前位置信息，按照预先设定的路线规划策略进行路径规划，从而生成与各目标AGV设备对应的搬运路径。
机器人控制系统则可以将各目标AGV设备对应的任务信息、搬运路径向各目标AGV设备进行发送，以使各目标AGV设备可以按照对应的搬运路径完成与任务信息对应的搬运任务。
并且，智能调度模块还用于在各AGV设备执行任务时，根据各AGV设备的运动轨迹，对存在交通冲突的AGV设备进行搬运路径优化。即言，智能调度模块可以在各AGV设备执行任务时，实时获取各AGV设备的运动轨迹，该运动轨迹可以是AGV设备在未来预定时间范围内的运动轨迹，例如每一AGV设备在未来1min内的运动轨迹等等，该运动轨迹可以以路径点的形式呈现。由此，智能调度模块可以知晓每一AGV设备在未来某个时间点所经过的路径点，从而可以对AGV设备进行搬运路径优化，以防止AGV设备之间相互影响。
在本申请的一个实施例中，智能调度模块可以基于各AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定是否存在至少两个AGV设备同时经过同一路径点，若存在，则对同时经过同一路径点的AGV设备的搬运路径进行优化。其中，运动状态信息可以包括但不限于AGV设备当前的运动方向和运动速度。具体地，智能调度模块可以根据AGV设备当前的位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定各AGV设备在之后所经过的路径点以及经过该路径点的时间，可以确定同一路径点在同一时间点是否存在至少两个AGV设备经过，若存在，则智能调度模块可以对同时经过该路径点的AGV设备的搬运路径进行优化，以避免AGV设备同时经过该路径点，例如可以修改其中之一的AGV设备的搬运路径等等。应该理解的，若三个AGV设备同时经过一路径点，则可以修改其中之二的AGV设备的搬运路径，以此类推。
在本申请的一个实施例中，智能调度模块可以基于各AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定未来各路段同时存在的AGV设备数量，若单个路段未来同时存在的AGV设备数量大于或等于预定阈值，则对在未来同时存在于该路段内的AGV设备的搬运路径进行优化。具体地，为避免路径拥堵，智能调度模块可以基于各AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定未来各路段同时存在的AGV设备数量，若单个路段未来同时存在的AGV设备数量大于或等于预定阈值，则表示当前路段出现拥堵，将会影响AGV设备的作业效率和作业安全，因此，智能调度模块可以对未来同时存在于该路段内的AGV设备的搬运路径进行优化，从而减少相同时间存在于同一路段内的AGV设备的数量至小于预定阈值，避免该路段出现拥堵，进而提高了AGV设备的作业效率和作业安全。需要说明的，该预定阈值可以是由本领域技术人员根据在先经验预先设定的，例如预定阈值可以为3或者5等，以上数字仅为示例性举例，对此不作特殊限定。
在本申请的一个实施例中，智能调度模块基于各AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定单个路段是否在同一时间存在相向而行的AGV设备，若存在，则对在同一路段相向而行的AGV设备的搬运路径进行优化。具体地，智能调度模块可以基于各AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，从而确定各路段在同一时间是否存在相向而行的AGV设备，应该理解的，因作业环境的限制，相向而行的AGV设备可能出现死锁的情况，即相向而行的AGV设备因路径过窄无法绕行过对方，从而造成两台AGV设备无法继续动作。由此，智能调度模块若确定某一路段同时存在相向而行的AGV设备，则可以对AGV设备的搬运路径进行优化，例如可以对其中一AGV设备的搬运路径进行修改等，以保证AGV设备的正常作业。
在本申请的一个实施例中，物料出入库调度系统还包括接口模块，该接口模块用以供用户定制和/或调用API接口，以实现对应信息传输。即言，该接口模块可以提供预先设置的多个API接口，该API接口可以包括但不限于WMS接口、MES接口以及ERP接口中的至少一个。用户可以通过自身的管理系统调用该API接口以实现二者之间的信息传输，并且，该接口模块也可以提供接口定制功能，即用户可以通过该接口模块定制自身所需的API接口，以实现对应功能。由此，通过设置接口模块，同时提供开放标准的API和定制API，易于用户业务系统进行开发调用，为用户在智能仓储和智慧工厂场景中引入大规模移动机器人提供了坚实的基础。
在本申请的一个实施例中，物料出入库调度系统还包括数据处理系统，该数据处理系统用于存储系统运行数据，包括但不限于货架状态信息、工作台状态信息、AGV状态信息、货物搬运记录等等。数据处理系统还可以对系统运行数据进行数据统计和/或分析，以得到对应的统计和/或分析结果。例如根据AGV状态信息，可以确定AGV设备的空闲与作业时间占比，以确定是否需要新增或减少AGV设备；或者基于货架状态信息，确定货架的存储量与额定容量之比，从而确定货架是否足够等等。由此，通过数据分析模块的设置可以使用户更好的规划运营过程，提升物流效率。
在本申请的一个实施例中，物料出入库调度系统还包括显示装置，其可以显示数据统计和/或数据分析结果，其也可以用于显示系统运行状态，例如当前工作的AGV设备数量、当前执行的订单详情、仓库内的货物出入库统计等等。由此，通过显示装置的设置，便于管理人员及时了解系统的运行情况。
需要说明的，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。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以单独存在。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电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的系统。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的系统。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种物料出入库调度系统，其特征在于，包括AGV调度系统、仓库管理系统以及输送线系统；
所述仓库管理系统用于货架管理，并向所述AGV调度系统发送货架状态信息；
所述输送线系统用于采集工作台以及输送线的状态信息，根据所述输送线的状态信息向所述输送线发送输送线调度指令，并向所述AGV调度系统发送工作台状态信息；
所述AGV调度系统包括：
智能调度模块，用于接收货物搬运指令以及由若干AGV设备上报的AGV状态信息，根据所述货物搬运指令、所述AGV状态信息、所述货架状态信息以及所述工作台状态信息，确定需完成任务的目标AGV设备及其对应的任务信息，并根据各所述目标AGV设备的AGV状态信息及任务信息，按照预先设定的路线规划策略，生成与各目标AGV设备对应的搬运路径；
机器人控制系统，用于向各所述目标AGV设备发送对应的所述任务信息以及所述搬运路径，以使各所述目标AGV设备按照对应的所述搬运路径完成与任务信息对应的搬运任务；
所述智能调度模块还用于在各所述AGV设备执行任务时，根据各所述AGV设备的运动轨迹，对存在交通冲突的AGV设备进行搬运路径优化。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能调度模块基于各所述AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定是否存在至少两个所述AGV设备同时经过同一路径点，若存在，则对同时经过同一路径点的所述AGV设备的搬运路径进行优化。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能调度模块基于各所述AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定未来各路段同时存在的AGV设备数量，若单个路段未来同时存在的AGV设备数量大于或等于预定阈值，则对在未来同时存在于该路段内的AGV设备的搬运路径进行优化。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能调度模块基于各所述AGV设备的当前位置信息、运动状态信息以及搬运路径，确定单个路段是否在同一时间存在相向而行的AGV设备，若存在，则对在同一路段相向而行的AGV设备的搬运路径进行优化。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，还包括接口模块，用以供用户系统定制和/或调用API接口，以实现对应信息传输，所述API接口包括WMS接口、MES接口以及ERP接口中的至少一个。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，还包括数据处理系统，用于存储系统运行数据，并对所述系统运行数据进行数据统计和/或分析，所述系统运行数据包括AGV状态信息、货架状态信息以及工作台状态信息中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括显示装置，用于显示数据统计和/或数据分析结果。
8.根据权利要求其所属的系统，其特征在于，所述仓库管理系统包括存储货架管理系统和播种货架管理系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117078149A (zh) * 2023-10-12 2023-11-17 深圳市万邑通信息科技有限公司 一种基于人工智能的仓库货运路径规划系统
CN118707984A (zh) * 2024-08-27 2024-09-27 季华实验室 自动导向车调度方法、装置、电子设备及存储介质

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