CN117557181A - 一种厂区无人配送物料系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种厂区无人配送物料系统及方法，涉及无人车配送技术领域，系统包括云服务端、移动用户端、厂房用户端以及无人配送车。而无人配送物料方法包括排班调度、开始配送、装物料、卸物料、是否继续配送、回至起点等步骤。系统与生产管理系统对接物料计划，进行配送排班调度；采用安全地使用按钮方式让工人方便、快捷进行装卸货；通过建立通知体制和监控，让工人有充裕地时间进行准备和实时了解无人配送车配送情况；通过建立监控体制，让无人配送过程有痕追溯。本发明可实现厂区物料配送的快捷、高效配送。
Description
技术领域
本发明涉及无人车配送技术领域，更为具体地说是指一种厂区无人配送物料系统及方法。
背景技术
随着无人驾驶技术的发展，无人配送车越来越多地参与了厂区物料的配送。一般情况下，为了安全考虑，厂区内要求工人在工作时间内不能操作手机。而和园区生活配送无人车相比，厂区无人配送车往往会取消车上的操作屏、货柜等不必要的零部件，实现配送物料容量的最大化。在装、卸货物时无移动用户端和无人车操作屏的情况下，如何实现厂区物料配送的快捷、高效配送成为关注的问题。
公开号为CN114548772A的发明专利公开了“配送任务调度方法、装置、存储介质及电子设备”，先确定各配送任务对应的停靠点，并根据各对停靠点之间包含的若干有向路段的人工接管次数，确定各对停靠点之间的目标路径。之后，以最小化调度无人车的数量以及配送总时长为目标，以各配送限制条件为约束，根据各停靠点之间的目标路径、各配送任务对应的停靠点，构建最优解问题并解算，确定分配至各无人车的配送任务及配送顺序，并按照配送顺序控制各无人车执行任务。基于人工接管次数确定各停靠点之间的目标路径，进而通过构建最优解问题确定分配至各无人车的配送任务及其配送顺序，减少了任务配送过程中等待时间以及重复路径的行驶，节省了配送成本，提高了配送效率。该发明主要针对配送任务及配送顺序解决调度问题，但未提供厂区物料配送的快捷、高效的配送方案。
公开号为CN111447576A的发明专利公开了“通知信息发送方法、装置及无人车辆”，该方法包括：获取用户与运载交通工具的会和位置；预测用户到达会和位置的时间；根据运载交通工具当前位置、会和位置和预测的用户达到会和位置的时间，确定向用户发送通知信息。该发明解决了配送车和顾客中任一方等待时间太长的技术问题，但同样也没有提供厂区物料配送的快捷、高效的配送方案。
发明内容
本发明针对在装、卸货物时无移动用户端和无人车操作屏的厂区无人车配送场景，提出一种快捷、高效的厂区无人配送物料系统及方法。
本发明采用如下技术方案：
一种厂区无人配送物料系统，包括云服务端、移动用户端、厂房用户端以及无人配送车；
所述云服务端用于接收MES系统的生产物料计划并进行调度排班，对无人配送车的配送过程监控、紧急干预，以及根据业务需要通知客户；
所述移动用户端用于对无人配送车进行调度排班，对无人配送车的配送过程监控、紧急干预，查询配送历史；
所述厂房用户端用于向云服务端请求并接收无人配送车的配送信息，并显示在屏幕上，同时当开始配送、快到目的地、到达目的地时进行通知；
所述无人配送车包括通信模块、车身控制器、自动驾驶系统、按钮信号接收器以及录像拍照模块；所述无人配送车通过所述通信模块与所述云服务端通信连接，所述按钮信号接收器接收到按钮遥控器的按钮信号后转发给车身控制器，由车身控制器转发给所述自动驾驶系统，所述自动驾驶系统根据按钮信号控制车辆；所述录像拍照模块负责对无人配送车及其周围环境进行录像、对无人配送车周围及其装物料的部分进行拍照。
进一步地，上述云服务端与MES系统通信连接，该云服务端包括车辆管理模块、线路管理模块、调度排班模块、业务处理模块、实时监控模块、通知业务模块、通信管理模块以及紧急干预模块。
进一步地，上述厂房用户端与所述云服务端通信连接，该厂房用户端包括信息接收模块、信息显示模块以及配送提醒模块。
进一步地，上述无人配送车还包括车顶灯，所述自动驾驶系统根据按钮信号控制车辆，并发送车顶灯控制命令，所述车身控制器转发车顶灯控制命令到车顶灯。
一种厂区无人配送物料方法，包括上述一种厂区无人配送物料系统，具体步骤如下：
步骤1、排班调度
MES系统制定好生产物料计划后，同步给与云服务端；云服务端根据计划进行排班；根据排班，管理员在云服务端或者移动端设置调度策略；
步骤2、开始配送
云服务端下发调度任务给厂区无人配送车；无人配送车接收到任务信息后，前往配送起始点等待；无人配送车到达起点后，云服务端通知相关物料管理员；无人配送车的录像拍照模块进行拍照，并上传到云服务端；
步骤3、装物料
工人使用按钮遥控器触发暂停按钮，在MES系统操作设备执行物料出库操作后，往无人配送车上装物料；装物料完后，工人使用按钮遥控器触发离开按钮；自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照，云服务端通知厂房用户端无人配送已开始配送；
步骤4、卸物料
4.1当无人配送车到达目的站点时，云服务通知厂房用户端无人配送到达厂房站点，自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照；
4.2工人使用按钮遥控器触发暂停按钮，卸下无人配送车上的物料，并在MES系统操作设备执行物料入库操作；
4.3判断是否有物料需要运回起始站点，若有则工人在MES系统操作设备执行物料出库操作后，往无人配送车上装物料；
4.4装物料完后，工人使用按钮遥控器触发离开按钮，自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照；
4.5判断是否符合离开条件，若是进入步骤5；
步骤5、是否继续配送
若无人配送车需要继续前往下一厂房站点，则执行步骤4；否则执行步骤6；
步骤6、回到起点
6.1无人配送车回到起点后，云服务端通知相关物料管理员；
6.2判断是否需要卸下物料，若有则工人使用按钮遥控器触发暂停按钮，卸下无人配送车上的物料，并在MES系统操作设备执行物料入库操作；
6.3判断是否需要继续配送物料，若有则工人往无人配送车上装物料，触发离开按钮信号，无人配送车开始新一轮的配送。
具体地，上述步骤1的调度策略包括：1）到达出发站点及时间；2）到达目的站点等待时间；3）设置录像拍照模块的拍照频率；4）建立通知机制，在从起始站点出发时、快到达目的站点时、到达站点时、等待时间达到剩余阈值时通知厂房用户端。
进一步地，上述调度策略的步骤4）包括：在无人配送车运营过程中，厂房用户端与云服务端通信连接，当需要通知时，云服务端向厂房用户端推送通知信息，包括运营线路、站点、无人配送车位置、无人配送车物料区域的照片，厂房用户端接收到通知时以声或光方式提醒厂房物料管理员及相关人员；当厂房物料管理员在办公室值班使用移动通信设备时，云服务端向移动通信设备发送信息和/或通话。
上述步骤2和步骤4.1是按照设置的站点拍照频率进行拍照；步骤3以及步骤4.4则切换为非站点拍照频率进行拍照；每次拍照后上传到云服务端，云服务端将照片同步到厂房用户端和移动用户端。
进一步地，当自动驾驶系统接收到按钮遥控器的按钮信号后控制车顶灯，并向云服务端同步状态；当按钮信号为暂停信号时，车顶灯亮第一种颜色的灯光；当按钮信号为离开信号时，车顶灯亮第二种颜色的灯光。车顶灯状态定义可根据生产需要自定义。
进一步地，当无人配送车执行任务过程中出现异常状况影响正常运营时，云服务端则根据实际情况进行统一调度，用另外一辆无人配送车替代故障车继续执行或者直接终止。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明的厂区无人配送物料系统与生产管理系统（MES系统）对接物料计划，进行配送排班调度；采用安全地使用按钮方式让工人方便、快捷进行装卸货；通过建立通知体制，让工人有充裕地时间进行准备和实时了解无人配送车配送情况，故本发明可实现厂区物料配送的快捷、高效配送。而且，本发明还为厂区物料配送制定了监控体制，在提供便捷服务的同时方便对配送过程的追溯。
附图说明
图1为本发明的系统架构图。
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。对于公知的组件、方法及过程，以下不再详细描述。
本发明提供一种厂区无人配送物料系统及方法。参照图1，系统包括云服务端10、移动用户端20、厂房用户端30以及无人配送车40。
云服务端10：与MES系统1通信连接，接收MES系统的生产物料计划，并进行调度排班；对无人配送车配送的过程监控、紧急干预（暂停任务、解除无人配送车紧急制动状态、防撞条被触发状态）；根据业务需要通知客户等。该云服务端包括车辆管理模块11、线路管理模块12、调度排班模块13、业务处理模块14、实时监控模块15、通知业务模块16、通信管理模块17以及紧急干预模块18等。
移动用户端20：对无人配送车40进行调度排班，对无人配送车40的配送过程监控、紧急干预，查询配送历史等。该移动用户端包括实时监控模块21、紧急干预模块22、调度排班模块23、配送历史查阅24等。
厂房用户端30：与所述云服务端10通信连接，向云服务端请求并接收无人配送车的配送信息，并显示在屏幕上，以便相关人员能够实时了解配送进度；同时当开始配送、快到目的地、到达目的地时进行通知；该厂房用户端包括信息接收模块31、信息显示模块32以及配送提醒模块33。
无人配送车40：包括车顶灯41、通信模块42、车身控制器43、自动驾驶系统44、按钮信号接收器45以及录像拍照模块46。无人配送车40通过通信模块与云服务端10通信连接，按钮信号接收器45接收到按钮遥控器2的按钮信号后转发给车身控制器43，由车身控制器43转发给所述自动驾驶系统44，自动驾驶系统44根据按钮信号控制车辆；录像拍照模块46负责对无人配送车40及其周围环境进行录像、对无人配送车周围及其装物料的部分进行拍照。
按钮信号接收器接收按钮信号的过程如下：
（1）按钮遥控器通过蓝牙、红外线、WiFi近距离通信技术和按钮信号接收器连接。按钮遥控器可以为硬件或着APP模拟实现。
（2）按钮遥控器触发按钮。
（3）按钮信号接收器接收按钮遥控器的按钮按键信号。
（4）按钮信号接收器将按钮信号转发给车身控制器（或网关或域控制器）。
（5）车身控制器将按钮信号 转发给自动驾驶系统。
（6）自动驾驶系统判断是否接收到按钮信号；接收按钮信号需满足以下条件：①无人配送车在站点一定距离内（比如5米）；②无人配送车在执行配送任务；③按钮需持续触发超过一定时间，比如3秒，否则视为无效。
（7）接收按钮信号后，自动驾驶系统根据按钮信号控制车辆，并发送车顶灯控制命令。
按钮信号包括：暂停、离开两种；触发暂停按钮信号，则无人配送车在站点等待；触发离开按钮信号，则无人配送车离开站点。
触发离开按钮信号后在站点一定距离范围内再触发暂停按钮信号，则无人配送车会停下来暂停任务。
触发暂停按钮信号后，再触发暂停按钮信号，无人配送车取消暂停状态；
触发暂停按钮信号后，无人配送车自动驾驶系统才能接收离开按钮信号。
（8）车身控制器转发车顶灯控制命令到车顶灯。车顶灯状态定义可根据生产需要自定义。比如：
黄灯亮：接收到暂停信号；绿灯亮：接收到离开信号；红灯亮：无人配送车有故障。
（9）车顶灯响应控制命令。
以上系统的配送物料方法，参照图2，具体步骤如下：
步骤1、排班调度
MES系统制定好生产物料计划后，同步给与云服务端；云服务端根据计划进行排班；根据排班，管理员在云服务端或者移动端设置调度策略。
调度策略包括：
1）到达出发站点及时间。
2）到达目的站点等待时间。
厂区无人配送车到达目的地后，会等待一段时间，让工人前来处理。若这段时间内无人处理，则到达等待时间后无人配送车离开站点。如果工人触发暂停按钮信号，则无人配送车在目的地站点等待。
3）监控机制。
本发明为厂区物料配送制定了监控机制，在提供便捷服务的同时对配送过程的方便追溯。通过厂区无人配送车上的录像拍照模块在配送任务开始后进行录像和拍照相结合，实现对无人配送过程的留底。
拍照主要拍摄无人物流车的装物料的区域以及周围区域，需要设置拍照频率。拍照频率包括：①站点拍照频率：无人配送车停靠在站点的拍照频率；②非站点拍照频率：无人配送车在站点与站点之间的拍照频率。
特别地，当收到暂停按钮信号、离开按钮信号、无人配送车到达站点时自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照。
4）通知机制。
本发明针对厂区物料场景建立了通知机制，设置通知方式、提前通知的距离（或事件）、等待时间剩余阈值等。可在从起始站点出发时、快到达目的站点时、到达站点时、等待时间达到剩余阈值时通知厂房用户端。
①到达起点通知：通知相关人员无人配送车已到达起点，请物料管理员安排人员处理。
②从起始站点出发时通知：通知厂房用户端无人配送已开始配送以及配送的物料名称。厂房物料管理员会提前安排卸物料或需运回的物料等对应人员工具的准备。
③快到达目的站点时通知：通知厂房用户端无人配送车快到达目的站点，厂房物料管理员可安排人员、工具、需运回的物料到站点附近。提前通知可根据距离或者时间来判断。
④到达站点时通知：通知厂房用户端无人配送车到达目的站点，让厂房用户端的相关人员及时处理。
⑤等待时间达到剩余阈值时通知：当无人配送车到达目的站点后，剩余时间达到设置的阈值时会再次通知厂房用户端前来处理。
⑥未处理离开站点通知：当在等待过程中，没有接收到暂停按钮信号，则视为未处理。在等待时间内无人处理时，无人配送车离开站点，云服务端通知厂房用户端未有人前来处理，无人配送车已离开。
以上通知方式包括：
①厂房用户端通知：在无人配送车运营过程中，厂房用户端以一定的频率与云服务端通信。当需要通知时，云服务端向厂房用户端推送通知信息：包括运营线路、站点、无人配送车位置、无人配送车物料区域的照片等。当厂房用户端接收到通知时以声、光等方式显示提醒厂房物料管理员及相关人员。
②信息、通话通知：当厂房物料管理员在办公室值班使用移动通信设备时，云服务端向移动通信设备发送信息和/或通话。一般地，从起始站点出发时、快到达目的站点时通知可用信息通知；到达站点时、等待时间达到剩余阈值时采取信息和通话结合。
步骤2、开始配送
2.1云服务端下发调度任务给厂区无人配送车。
2.2无人配送车接收到任务信息后，前往配送起始点等待。
2.3无人配送车到达起点后，云服务端按照设置的通知方式通知相关物料管理员。
2.4录像拍照模块按设置的站点拍照频率进行拍照，并上传到云服务端。云服务端会将装物料区域的照片同步到厂房用户端和移动端。
步骤3、装物料
3.1工人使用按钮遥控器触发暂停按钮，在MES系统操作设备执行物料出库操作后，往无人配送车上装物料。
3.2自动驾驶系统接收到按钮信号后控制车顶灯，向云服务端同步状态。
3.3装完物料后，工人使用按钮遥控器触发离开按钮；自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照。
3.4云服务端按照设置的通知策略通知厂房用户端无人配送已开始配送。
步骤4、卸物料
4.1当无人配送车运行到距离目的站点一定时间或距离时，云服务按照设置的通知策略通知厂房用户端无人配送快到达厂房站点。
4.2当无人配送车到达目的站点时，云服务按照设置的通知策略通知厂房用户端无人配送到达厂房站点，自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照，拍照频率切换为站点拍照频率。
4.3工人使用按钮遥控器触发暂停按钮，卸下无人配送车上的物料，并在MES系统操作设备执行物料入库操作。
4.4判断是否有物料需要运回起始站点，若有则工人在MES系统操作设备执行物料出库操作后，往无人配送车上装物料。
4.5装物料完后，工人使用按钮遥控器触发离开按钮，自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照；拍照频率切换为非站点拍照频率。
如果等待时间达到设置的剩余阈值时，云服务按照设置的通知策略通知厂房用户端派人前来处理。
如果等待时间到了后仍无人前来处理，则无人配送车离开站点，云服务按照设置的通知策略通知厂房用户端。
4.6判断是否符合离开条件，若是进入步骤5；
步骤5、是否继续配送
若无人配送车需要继续前往下一厂房站点，则执行步骤4；否则执行步骤6；
步骤6、回到起点
6.1无人配送车回到起点后，云服务端按照设置的通知方式通知相关物料管理员；
6.2判断是否需要卸下物料，若有则工人使用按钮遥控器触发暂停按钮，卸下无人配送车上的物料，并在MES系统操作设备执行物料入库操作；
6.3判断是否需要继续配送物料，若有则工人往无人配送车上装物料，触发离开按钮信号，无人配送车开始新一轮的配送。若短时间内无新的配送，则工人触发暂停按钮，取消无人配送车暂停状态。
在无人配送车为非暂停状态或者执行配送中（从起点出发，回到起点前）时，云服务端可更新无人配送车的调度任务。
特别地，当无人配送车执行任务过程中出现异常状况影响正常运营时，则根据云服务端根据实际情况进行统一调度，用另外一辆无人配送车替代故障车继续执行或者直接终止等。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (10)
1.一种厂区无人配送物料系统，其特征在于：包括云服务端、移动用户端、厂房用户端以及无人配送车；
所述云服务端用于接收MES系统的生产物料计划并进行调度排班，对无人配送车的配送过程监控、紧急干预，以及根据业务需要通知客户；
所述移动用户端用于对无人配送车进行调度排班，对无人配送车的配送过程监控、紧急干预，查询配送历史；
所述厂房用户端用于向云服务端请求并接收无人配送车的配送信息，并显示在屏幕上，同时当开始配送、快到目的地、到达目的地时进行通知；
所述无人配送车包括通信模块、车身控制器、自动驾驶系统、按钮信号接收器以及录像拍照模块；所述无人配送车通过所述通信模块与所述云服务端通信连接，所述按钮信号接收器接收到按钮遥控器的按钮信号后转发给车身控制器，由车身控制器转发给所述自动驾驶系统，所述自动驾驶系统根据按钮信号控制车辆；所述录像拍照模块负责对无人配送车及其周围环境进行录像、对无人配送车周围及其装物料的部分进行拍照。
2.如权利要求1所述的一种厂区无人配送物料系统，其特征在于：所述云服务端与MES系统通信连接，该云服务端包括车辆管理模块、线路管理模块、调度排班模块、业务处理模块、实时监控模块、通知业务模块、通信管理模块以及紧急干预模块。
3.如权利要求1所述的一种厂区无人配送物料系统，其特征在于：所述厂房用户端与所述云服务端通信连接，该厂房用户端包括信息接收模块、信息显示模块以及配送提醒模块。
4.如权利要求1所述的一种厂区无人配送物料系统，其特征在于：所述无人配送车还包括车顶灯，所述自动驾驶系统根据按钮信号控制车辆，并发送车顶灯控制命令，所述车身控制器转发车顶灯控制命令到车顶灯。
5.一种厂区无人配送物料方法，包括如权利要求1至4任一所述一种厂区无人配送物料系统，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1、排班调度
MES系统制定好生产物料计划后，同步给与云服务端；云服务端根据计划进行排班；根据排班，管理员在云服务端或者移动端设置调度策略；
步骤2、开始配送
云服务端下发调度任务给厂区无人配送车；无人配送车接收到任务信息后，前往配送起始点等待；无人配送车到达起点后，云服务端通知相关物料管理员；无人配送车的录像拍照模块进行拍照，并上传到云服务端；
步骤3、装物料
工人使用按钮遥控器触发暂停按钮，在MES系统操作设备执行物料出库操作后，往无人配送车上装物料；装物料完后，工人使用按钮遥控器触发离开按钮；自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照，云服务端通知厂房用户端无人配送已开始配送；
步骤4、卸物料
4.1当无人配送车到达目的站点时，云服务通知厂房用户端无人配送到达厂房站点，自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照；
4.2工人使用按钮遥控器触发暂停按钮，卸下无人配送车上的物料，并在MES系统操作设备执行物料入库操作；
4.3判断是否有物料需要运回起始站点，若有则工人在MES系统操作设备执行物料出库操作后，往无人配送车上装物料；
4.4装物料完后，工人使用按钮遥控器触发离开按钮，自动驾驶系统通知录像拍照模块进行拍照；
4.5判断是否符合离开条件，若是进入步骤5；
步骤5、是否继续配送
若无人配送车需要继续前往下一厂房站点，则执行步骤4；否则执行步骤6；
步骤6、回到起点
6.1无人配送车回到起点后，云服务端通知相关物料管理员；
6.2判断是否需要卸下物料，若有则工人使用按钮遥控器触发暂停按钮，卸下无人配送车上的物料，并在MES系统操作设备执行物料入库操作；
6.3判断是否需要继续配送物料，若有则工人往无人配送车上装物料，触发离开按钮信号，无人配送车开始新一轮的配送。
6.如权利要求5所述的一种厂区无人配送物料方法，其特征在于：所述步骤1的调度策略包括：1）到达出发站点及时间；2）到达目的站点等待时间；3）设置录像拍照模块的拍照频率；4）建立通知机制，在从起始站点出发时、快到达目的站点时、到达站点时、等待时间达到剩余阈值时通知厂房用户端。
7.如权利要求6所述的一种厂区无人配送物料方法，其特征在于：所述调度策略的步骤4）包括：在无人配送车运营过程中，厂房用户端与云服务端通信连接，当需要通知时，云服务端向厂房用户端推送通知信息，包括运营线路、站点、无人配送车位置、无人配送车物料区域的照片，厂房用户端接收到通知时以声或光方式提醒厂房物料管理员及相关人员；当厂房物料管理员在办公室值班使用移动通信设备时，云服务端向移动通信设备发送信息和/或通话。
8.如权利要求5所述的一种厂区无人配送物料方法，其特征在于：所述步骤2和步骤4.1是按照设置的站点拍照频率进行拍照；所述步骤3以及步骤4.4则切换为非站点拍照频率进行拍照；每次拍照后上传到云服务端，云服务端将照片同步到厂房用户端和移动用户端。
9.如权利要求5所述的一种厂区无人配送物料方法，其特征在于：当自动驾驶系统接收到按钮遥控器的按钮信号后控制车顶灯，并向云服务端同步状态；当按钮信号为暂停信号时，车顶灯亮第一种颜色的灯光；当按钮信号为离开信号时，车顶灯亮第二种颜色的灯光。
10.如权利要求5所述的一种厂区无人配送物料方法，其特征在于：当无人配送车执行任务过程中出现异常状况影响正常运营时，云服务端则根据实际情况进行统一调度，用另外一辆无人配送车替代故障车继续执行或者直接终止。
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2024
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