CN117808402A - 一种特种盐仓储系统的自动化仓储方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特种盐仓储系统的自动化仓储方法、装置，包括：获取特种盐仓储系统的出入库任务；利用预先构建的自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型，得到每个出入库任务的顺序控制步骤；根据所述顺序控制步骤控制特种盐仓储系统中的自动化设备执行所述出入库任务；其中，以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型；根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型。本发明能够提高特种盐仓储系统的出入库效率和自动化程度。

Description

一种特种盐仓储系统的自动化仓储方法、装置

技术领域

本发明涉及一种特种盐仓储系统的自动化仓储方法、装置，属于自动化仓储技术领域。

背景技术

随着社会生产的不断发展，传统的仓储作业自动化水平较低且运输效率低，已经无法满足现代仓储的效率和准确性的需求，尤其在特种盐行业，包装盐体积大、重量高、堆码和堆垛困难给传统的仓储作业带来了更多的挑战。目前，立体仓库、拣货装置、装卸装置、环形穿梭车(RGV)、空中分拣机器人(ASR)等自动化设备已广泛应用于特种盐行业中，在一定程度上解决了传统仓储作业带来的问题，但目前特种盐仓储系统对自动化设备的控制能力还存在不足，出入库效率有待提高，自动化设备的自动化程度也有待提高。

发明内容

本发明提供一种特种盐仓储系统的自动化仓储方法、装置，通过自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型对特种盐仓储系统的出入库流程进行合理规划，通过顺控技术控制自动化设备，实现出入库任务的自动化执行，达到提高出入库效率和自动化程度的目的。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的。

第一方面，本发明提供一种特种盐仓储系统的自动化仓储方法，包括如下步骤：

获取特种盐仓储系统的出入库任务；

利用预先构建的自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型，得到每个出入库任务的顺序控制步骤；

根据所述顺序控制步骤控制特种盐仓储系统中的自动化设备执行所述出入库任务；

其中，以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型；根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型。

结合第一方面，进一步的，所述出入库任务包括任务类型、货位信息和货物信息，所述任务类型包括出库和入库，所述货位信息为出入库任务涉及的货物在特种盐仓储系统的立体仓库中的三维坐标。

结合第一方面，进一步的，所述以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型，包括：

根据特种盐仓储系统的结构和工作流程，将每个出入库任务拆分为多道工序；

根据每个工序涉及的路径以及负责该工序的自动化设备的运行速度，计算出入库任务中每个工序的运输时间，得到每个出入库任务的总运输时间：

其中，T_i为第i个出入库任务的总运输时间，t_i,j为第i个出入库任务的第j个工序的运输时间，i∈{1,2,…,N}，N为出入库任务总数，j∈{1,2,…,O_i}，o_i为第i个出入库任务的工序总数；

根据所有出入库任务的总运输时间，以最小化运输时间为目标建立自动化仓储优化问题模型：

f＝min(max(T_i))

其中，f为自动化仓储优化问题模型。

结合第一方面，进一步的，出入库任务中通过RGV运输货物的运输时间的计算公式为：

其中，t_i,RGV为RGV运输第i个出入库任务的货物所需的运输时间，w₁、w₂分别为RGV运行时空载路程和负载路程的占比，C_RGV为RGV运输的总路程，V_RGV为RGV的空载速度，V_R'_GV为RGV的负载速度；

出入库任务中通过ASR运输货物的运输时间的计算公式为：

其中，t_i,ASR为ASR运输第i个出入库任务的货物所需的运输时间，l₀表示一个正方体货位的边长，(x_i,y_i,z_i)表示第i个出入库任务的货物的坐标，x₀表示入库缓冲区或出库缓冲区的位置，分别为ASR在x、y、z方向的空载速度，/>分别为ASR在x、y、z方向的负载速度。

结合第一方面，进一步的，所述自动化仓储优化问题模型的约束条件包括：

(1)设第i个出入库任务从0时刻开始运输，则第i个出入库任务的完工时间为其末道工序的运输完成时刻：

其中，为第i个出入库任务的第o_i个工序的运输完成时刻；

(2)每个出入库任务的每道工序必须分配到可执行该工序的自动化设备集中，且每道工序只能选择一台自动化设备运输：

其中，M_j为特种盐仓储系统中可执行第j个工序的自动化设备的总数，m_j为可执行第j个工序的第m个自动化设备，为工序决策变量，当第i个出入库任务的第j个工序由自动化设备m_j运输时，/>否则/>

(3)每台自动化设备同一时刻只能运输一个出入库任务：

其中，Y_i,j,m为自动化设备决策变量，当自动化设备m运输第i个出入库任务的第j个工序时，Y_i,j,m＝1，否则Y_i,j,m＝0，M为特种盐仓储系统中自动化设备的总数，

(4)同一个出入库任务的多道工序按顺序运输，且当前工序运输完成之后才可以运输下一道工序：

其中，PTS_i,j+1为第i个出入库任务的第j+1个工序的运输开始时间，PTS_i,j为第i个出入库任务的第j个工序的运输开始时间，为第i个出入库任务的第j+1个工序在自动化设备m_j上的运输时间；

(5)每台自动化设备在运输过程中忽略准备时间且运输的过程不可中断：

PTS_m,s+1＝PTE_m,s

其中，PTS_m,s+1为一个工序中第s+1个操作在自动化设备m上的运输开始时间，PTE_m,s为一个工序中第s个操作在自动化设备m上的运输结束时间。

结合第一方面，进一步的，所述根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型，包括：

初始化根据特种盐仓储系统中第一个RGV运输第一个任务的运输开始时间和运输结束时间，得到第一个时间窗；

在第一个时间窗的基础上对下一个RGV的时间窗进行更新，更新公式如下：

其中，表示第k+1个RGV运输第l个任务的运输开始时间，Δt为运输时间更新变量，/> 为第k个RGV运输第l个任务的运输开始时间，/>表示第k个RGV运输第l个任务的运输完成时间。

结合第一方面，进一步的，根据所述顺序控制步骤控制特种盐仓储系统中的自动化设备执行所述出入库任务，包括：

当执行入库任务时，根据货物信息中的货物初始坐标，利用叉车将待入库的货物送至仓库入口传送带处，通过传送带将货物送至入库设备内，利用叠装框机将货物送至叠装框机与RGV的缓冲区，根据货位信息判断货物所在库区，由顺序控制步骤中选中的RGV将货物送至所对应库区的RGV入库缓冲区处，通过顺序控制步骤中选中的ASR将货物送至指定货位；

当执行出库任务时，根据或为信息判断货物所在的库区，由顺序控制步骤中选中的ASR将货物送至对应库区的RGV出库缓冲区，通过顺序控制步骤中选中的RGV将货物送至叠拆框机与RGV的缓冲区，利用叠拆框机将货物送至出库设备处，通过出库设备将货物送至一体化装车平台，由一体化装车平台完成货物的装车。

第二方面，本发明提供一种特种盐仓储系统的自动化仓储装置，包括：

任务采集模块，用于获取特种盐仓储系统的出入库任务；

顺控规划模块，用于利用预先构建的自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型，得到每个出入库任务的顺序控制步骤；

任务执行模块，用于根据所述顺序控制步骤控制特种盐仓储系统中的自动化设备执行所述出入库任务；

所述顺控规划模块中，以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型；根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型。

结合第二方面，进一步的，所述顺控规划模块以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型，包括：

根据特种盐仓储系统的结构和工作流程，将每个出入库任务拆分为多道工序；

根据每个工序涉及的路径以及负责该工序的自动化设备的运行速度，计算出入库任务中每个工序的运输时间，得到每个出入库任务的总运输时间：

其中，T_i为第i个出入库任务的总运输时间，t_i,j为第i个出入库任务的第j个工序的运输时间，i∈{1,2,…,N}，N为出入库任务总数，j∈{1,2,…,O_i}，o_i为第i个出入库任务的工序总数；

根据所有出入库任务的总运输时间，以最小化运输时间为目标建立自动化仓储优化问题模型：

f＝min(max(T_i))

其中，f为自动化仓储优化问题模型。

结合第二方面，进一步的，所述顺控规划模块根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型，包括：

初始化根据特种盐仓储系统中第一个RGV运输第一个任务的运输开始时间和运输结束时间，得到第一个时间窗；

在第一个时间窗的基础上对下一个RGV的时间窗进行更新，更新公式如下：

其中，表示第k+1个RGV运输第l个任务的运输开始时间，Δt为运输时间更新变量，/> 为第k个RGV运输第l个任务的运输开始时间，/>表示第k个RGV运输第l个任务的运输完成时间。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供了一种特种盐仓储系统的自动化仓储方法、装置，针对特种盐仓储系统的出入库任务，通过自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型进行出入库流程规划，选取最佳的自动化设备，生成合理、高效的顺序控制步骤，最后通过顺控技术控制自动化设备实现出入库任务的自动化执行，本发明能够实现自动化设备之间的无缝衔接，有效提高特种盐仓储系统的出入库效率和自动化程度，同时能够提高特种盐仓储系统的空间利用率。本发明通过RGV防碰撞模型避免在执行出入库任务过程中RGV发生碰撞，能够有效提高自动化仓储的安全性。

附图说明

图1所示为本发明实施例中特种盐仓储系统的示意图；

图2所示为本发明实施例中自动化仓储方法的步骤示意图；

图3所示为本发明实施例中RGV防碰撞模型的时间窗示意图；

图4所示为本发明实施例中自动化仓储装置的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是：特种盐仓储系统的布局如图1所示，特种盐仓储系统主要包括立体仓库和设置在立体仓库旁边的环形RGV轨道，此外，特种盐仓储系统还包括用于传输货物的传送带，用于在两地之间运输货物的叉车，用于拆装货物框架的叠拆框机和叠装框机等。在立体仓库中每个格子表示一个货位，货位的坐标(x,y)分别表示货位的行数和列数，立体仓库一共包含X行、Y列货位，每个货位可以堆放多个规格相同的货物，每个货物的坐标表示为(x,y,z)，其中，z表示货物在货位内所在的层数。环形RGV轨道上有多辆RGV，每辆RGV运行方向相同，RGV之间不能相互越过，当且仅当在同一时间任意两辆RGV的运行路径发生交叉时，RGV会发生碰撞；在立体仓库与环形RGV轨道之间设置有多台ASR，用于在RGV和立体仓库的货位之间运输货物。在本发明实施例中，特种盐仓储系统包含两台ASR，每台ASR独立工作，且都有相互不交叉的工作区，每台ASR仅负责对本工作区的货物进行入库和出库。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细地说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例1

本实施例介绍一种特种盐仓储系统的自动化仓储方法，如图2所示，具体包括如下步骤：

步骤A、获取特种盐仓储系统的出入库任务。

出入库任务包括任务类型、货物信息、货位信息等内容，根据任务类型，出入库任务可以进一步分为出库任务和入库任务。特种盐仓储系统可以同时处理多个出入库任务，在本发明实施例中，为了简化流程，假设一个出入库任务只包含1个货物。

步骤B、利用预先构建的自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型，得到每个出入库任务的顺序控制步骤。

步骤B01、为了提高仓储系统的出入库效率，根据特种盐仓储系统的结构和工作流程，获取出入库流程，进而根据任务类型将每个出入库任务拆分成多道工序。

具体的：当需要执行入库任务时，根据货物初始坐标，由叉车将待入库的货物送至仓库入口传送带处，为工序1，通过传送带将货物送至入库设备内，为工序2，由叠装框机将货物送至叠装框机与RGV的缓冲区，为工序3，根据入库任务中的货位信息判断货物所在库区，由RGV将货物送至所对应库区的RGV入库缓冲区处，为工序4，通过负责该入库缓冲区的ASR将货物送至指定货位，为工序5；当需要执行出库任务时，根据待出库货物的货位判断该货物所在的库区，由负责该库区的ASR将货物送至对应库区的RGV出库缓冲区，为工序1，通过RGV将货物送至叠拆框机与RGV的缓冲区，为工序2，由叠拆框机将货物送至出库设备处，为工序3，通过出库设备将货物送至一体化装车平台，由一体化装车平台完成货物的装车，为工序4。

步骤B02、根据每个工序涉及的路径以及负责该工序的自动化设备的运行速度等，计算出入库任务中每个工序的运输时间，进而得到每个出入库任务的总运输时间。

在本发明实施例中，传送带、叠装框机、叠拆框机的工作时间一般不变，可以直接根据实际情况采集到。

通过RGV运输货物的运输时间(对应入库任务的工序4和出库任务的工序2)的计算公式为：

其中，t_i,RGV为RGV运输第i个出入库任务的货物所需的运输时间，w₁、w₂分别为RGV运行时空载路程和负载路程的占比，C_RGV为RGV运输的总路程，V_RGV为RGV的空载速度，V_R'_GV为RGV的负载速度，i∈{1,2,…,N}，N为出入库任务总数。

ASR将货物从缓冲区送至对应货位，并返回到原来的位置才算完成一次运输，通过ASR运输货物的运输时间(对应入库任务的工序5和出库任务的工序1)的计算公式为：

其中，t_i,ASR为ASR运输第i个出入库任务的货物所需的运输时间，包括负载运输时间和空载返回时间，l₀表示一个正方体货位的边长，(x_i,y_i,z_i)表示第i个出入库任务的货物的坐标，x₀表示入库缓冲区或出库缓冲区的位置， 分别为ASR在x、y、z方向的空载速度，/>分别为ASR在x、y、z方向的负载速度。

第i个出入库任务的总运输时间为：

其中，T_i为第i个出入库任务的总运输时间，t_i,j为第i个出入库任务的第j个工序的运输时间，j∈{1,2,…,O_i}，o_i为第i个出入库任务的工序总数。

步骤B03、以最小化运输时间为目标建立自动化仓储优化问题模型，表达式如下：

f＝min(max(T_i)) (4)

其中，f为自动化仓储优化问题模型。

在本发明实施例中，自动化仓储优化问题模型的约束条件包括：

(1)设第i个出入库任务从0时刻开始运输，则第i个出入库任务的完工时间为其末道工序的运输完成时刻：

其中，为第i个出入库任务的第o_i个工序的运输完成时刻。

(2)每个出入库任务的每道工序必须分配到可执行该工序的自动化设备集中，且每道工序只能选择一台自动化设备运输：

其中，M_j为特种盐仓储系统中可执行第j个工序的自动化设备的总数，m_j为可执行第j个工序的第m个自动化设备，为工序决策变量，当第i个出入库任务的第j个工序由自动化设备m_j运输时，/>否则/>

(3)每台自动化设备同一时刻只能运输一个出入库任务：

其中，Y_i,j,m为自动化设备决策变量，当自动化设备m运输第i个出入库任务的第j个工序时，Y_i,j,m＝1，否则Y_i,j,m＝0，M为特种盐仓储系统中自动化设备的总数，

(4)同一个出入库任务的多道工序按顺序运输，且当前工序运输完成之后才可以运输下一道工序：

其中，PTS_i,j+1为第i个出入库任务的第j+1个工序的运输开始时间，PTS_i,j为第i个出入库任务的第j个工序的运输开始时间，为第i个出入库任务的第j+1个工序在自动化设备m_j上的运输时间。

(5)每台自动化设备在运输过程中忽略准备时间且运输的过程不可中断：

PTS_m,s+1＝PTE_m,s (9)

其中，PTS_m,s+1为一个工序中第s+1个操作在自动化设备m上的运输开始时间，PTE_m,s为一个工序中第s个操作在自动化设备m上的运输结束时间。

步骤B04、根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型。

特种盐仓储系统中有多辆RGV，初始时刻，所有RGV运行在各自的轨道上。需要运输货物时，RGV依次按照RGV_k(k＝1,2,…,K)的顺序运行到环形RGV轨道上，且不同编号的RGV都沿着RGV环形轨道同向运行，此时的RGV不会发生碰撞。当RGV_k接收到入库任务时，RGV_k会在缓冲区处停下，并等待入库设备将货物送至RGV_k，装货完成后，RGV_k在沿着环形RGV轨道继续运行至入库缓冲区，并将货物通过自身传送带送至入库缓冲区，至此RGV_k完成了一个任务周期。

在装货、卸货的过程中，RGV_k在环形轨道上处于停止状态，如果此时位于RGV_k前后的其他RGV接收任务，开始沿RGV环形轨道运行，则会与停止状态的RGV_k发生碰撞。

只有RGV_k-1在任意运行周期接收任务的时刻早于RGV_k，且编号大于k的RGV本次接收任务的时刻早于编号小于k的RGV下一次接收任务的时刻时，RGV环形轨道上的多辆RGV才不会发生碰撞。

基于上述思想，本发明构建了基于时间窗的RGV防碰撞模型，如图3所示，若编号为1的RGV共运输了n个任务，则运输每个任务的开始时间和结束时间构成了一个时间窗，也称为一个任务周期。以编号为1的RGV运输的第n个任务为例，如果编号2的RGV不与其产生碰撞，则在分配出入库任务时，编号2的RGV每次运输的开始时间PTS_2,n必须在编号为1的RGV运输的开始时间PTS_1,n后面，否则编号2的RGV在缓冲区获取货物时可能会与编号为1的RGV发生碰撞；同时PTS_2,n也必须在编号为1的RGV运输的结束时间PTE_1,n之前，否则一旦编号1的RGV接收下一个任务，则编号2的RGV会与编号1的RGV发生路径重叠，进而容易发生碰撞。因此，编号2的RGV运输开始时间PTS_2,n应当在编号1的RGV的一个时间窗[PTS_1,n，PTE_1,n]内，如果编号2的RGV运输开始时间PTS_2n在PTS_1n前，则需要PTS_2n移动到PTS_1n后在再分配任务，如果PTS_2n在PTE_1n后，则为了防止发生碰撞，可令编号2的RGV空载一轮，将PTS_2,n移动到编号为1的下次运输的开始时间PTS_1,n+1后再分配任务。

基于上述内容，本发明提出了RGV防碰撞模型，首先，根据待处理的出入库任务随机生成初始化的RGV分配策略，得到初始化的RGV分配策略下每个RGV运输每个出入库任务的运输时间，其次，根据RGV环形轨道上第一个RGV运输第一个任务的运输开始时间和运输结束时间初始化第一个时间窗，最后，在第一个时间窗的基础上对下一个RGV的时间窗进行更新，并根据更新结果调整RGV分配策略。

时间窗的更新公式如下：

其中，表示第k+1个RGV运输第l个任务的运输开始时间，Δt为运输时间更新变量，/> 为第k个RGV运输第l个任务的运输开始时间，/>表示第k个RGV运输第l个任务的运输完成时间。

步骤B05、根据待处理的出入库任务，结合自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型，通过优化算法确定每个出入库任务中每个工序对应的自动化设备，进而得到每个出入库任务的顺序控制步骤。

在优化过程中，在不改变RGV运行机制且满足RGV防碰撞模型的前提下，通过分析当前RGV的运输时间和资源占用情况，按照零负载优先原则、最快空闲优先原则和低负载优先原则分配任务，且三个分配原则的优先级依次递减。零负载优先原则指的是在本轮任务分配时，如果还有没有分配到任务，则将任务分配给。最快空闲优先原则指的是如果本次任务为入库，而在缓冲区附近就有一辆没有分配任务的RGV，则优先分配给当前RGV。低负载优先原则指的是在分配任务时，会优先考虑将负载距离最短的任务分配给最近的RGV。

步骤C、根据顺序控制步骤控制特种盐仓储系统中的自动化设备执行出入库任务。

针对入库任务，由叉车将入库货物送至仓库入口传送带处，传送带负责将货物送至入库设备内，再由叠装框机将货物送至叠装框机与RGV的缓冲区，通过步骤B选中的RGV将货物送至所对应库区的RGV入库缓冲区处，通过步骤B选中的ASR将货物送至指定货位。

其中，通过叠装框机将货物送至叠装框机与RGV的缓冲区包括：

首先叠装框机内部传送带将两个规格相同、上下放置的货框送至入库设备处，并由叠装框机抓取上货框，待下货框通过传送带返回叠装框机后，叠装框机将上货框释放至入库设备处，并由入库设备将货物送至上货框内；然后叠装框机抓取上货框，同时下货框通过传送带到达入库设备处，入库设备将货物送至下货框；最后叠装框机将上货框和下货框堆叠成垛，再通过传送带将货物送至叠装框机与RGV的缓冲区。

叠装框机与RGV的缓冲区处设有环形RGV轨道，当RGV在叠装框机与RGV的缓冲区获取货物后，沿着环形RGV轨道运行，到达当前货物对应库区的RGV入库缓冲区后，RGV停止运行，并通过RGV自身传送带将货物送至RGV入库缓冲区。

针对出库任务，根据货物货位判断该货物所在的库区，利用步骤B选择的ASR将货物送至对应库区的RGV出库缓冲区，利用步骤B选择的RGV将货物送至叠拆框机与RGV的缓冲区后，再由叠拆框机将货物送至出库设备处，出库设备将货物送至一体化装车平台，由一体化装车平台完成货物的装车。

其中，根据叠拆框机将货物送至出库设备处包括：

货物到达叠拆框机与RGV的缓冲区后，根据前述叠装框机将货物送至叠装框机与RGV的缓冲区，此时的货物需要叠拆框机拆除货框并将货物送至出库设备处。首先叠拆框机内部传送带将货物送至出库设备处，叠拆框机抓取上货框，出库设备将下货框的货物取出，然后下货框通过传送带返回至叠拆框机处，叠拆框机释放上货框，出库设备取出上货框的货物，最后叠拆框机将上下货框堆叠，并通过设备运送至叠装框机处。

在出库设备将货物送至一体化装车平台之前，装车平台自动调节高度和宽度，以适应当前货物的位置和尺寸。当出库设备将货物送至一体化装车平台后，推板将货物送至链板前端，随后链板将货物送至集装箱内，完成货物的装车。

实施例2

与实施例1基于相同的发明构思，本实施例介绍一种特种盐仓储系统的自动化仓储装置，如图4所示，包括任务采集模块、顺控规划模块和任务执行模块。

任务采集模块用于获取特种盐仓储系统的出入库任务；顺控规划模块用于利用预先构建的自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型，得到每个出入库任务的顺序控制步骤；任务执行模块用于根据顺序控制步骤控制特种盐仓储系统中的自动化设备执行出入库任务。顺控规划模块中，以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型；根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型。

上述各模块的具体功能实现参考实施例1方法中的相关内容，不予赘述，特别指出的是：

顺控规划模块以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型，包括：

根据特种盐仓储系统的结构和工作流程，将每个出入库任务拆分为多道工序；

根据每个工序涉及的路径以及负责该工序的自动化设备的运行速度，计算出入库任务中每个工序的运输时间，得到每个出入库任务的总运输时间：

其中，T_i为第i个出入库任务的总运输时间，t_i,j为第i个出入库任务的第j个工序的运输时间，i∈{1,2,…,N}，N为出入库任务总数，j∈{1,2,…,O_i}，o_i为第i个出入库任务的工序总数；

根据所有出入库任务的总运输时间，以最小化运输时间为目标建立自动化仓储优化问题模型：

f＝min(max(T_i)) (12)

其中，f为自动化仓储优化问题模型。

顺控规划模块根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型，包括：

初始化根据特种盐仓储系统中第一个RGV运输第一个任务的运输开始时间和运输结束时间，得到第一个时间窗；

在第一个时间窗的基础上对下一个RGV的时间窗进行更新，更新公式如下：

其中，表示第k+1个RGV运输第l个任务的运输开始时间，Δt为运输时间更新变量，/> 为第k个RGV运输第l个任务的运输开始时间，/>表示第k个RGV运输第l个任务的运输完成时间。

实施例3

本实施例介绍一种特种盐仓储系统的自动化仓储系统，包括1套入库设备、4套RGV、2台ASR、1套出库设备、一套一体化装车平台、一套叠拆框机和一套叠装框机。

各部分的功能具体为：入库设备，主要负责将货物送至叠装框机处；入库时，ASR主要负责将货物从RGV入库缓冲区送至指定货位，出库时，ASR主要负责将货物送至对应库区的RGV出库缓冲区处；4套RGV都能沿着环形RGV轨道同向运动，主要负责将货物的运输；出库设备，主要负责将货物取出并送至一体化装车平台处；一体化装车平台，主要负责货物的出库装车，具体包括：在出库设备将货物送至一体化装车平台之前，装车平台自动调节高度和宽度，以适应当前货物的位置和尺寸；当出库设备将货物送至一体化装车平台后，推板将货物送至链板前端，随后链板将货物送至集装箱内，完成货物的装车；叠装框机，主要负责将货物送至叠装框机与RGV的缓冲区；叠拆框机，主要负责将货物送至出库设备处。

自动化仓储系统在出库设备处引入一体化装车平台，能够提升出库环节产品转运与装车效率。

综上实施例，本发明通过自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型进行出入库流程规划，为每个出入库任务的每一道工序选取最佳的自动化设备，生成合理、高效的顺序控制步骤，最后通过顺控技术控制自动化设备实现出入库任务的自动化执行，本发明能够实现自动化设备之间的无缝衔接，有效提高特种盐仓储系统的出入库效率和自动化程度，同时能够提高特种盐仓储系统的空间利用率。本发明通过RGV防碰撞模型避免在执行出入库任务过程中RGV发生碰撞，能够有效提高自动化仓储的安全性。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种特种盐仓储系统的自动化仓储方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取特种盐仓储系统的出入库任务；

利用预先构建的自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型，得到每个出入库任务的顺序控制步骤；

根据所述顺序控制步骤控制特种盐仓储系统中的自动化设备执行所述出入库任务；

其中，以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型；根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型。

2.根据权利要求1所述的自动化仓储方法，其特征在于，所述出入库任务包括任务类型、货位信息和货物信息，所述任务类型包括出库和入库，所述货位信息为出入库任务涉及的货物在特种盐仓储系统的立体仓库中的三维坐标。

3.根据权利要求1所述的自动化仓储方法，其特征在于，所述以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型，包括：

根据特种盐仓储系统的结构和工作流程，将每个出入库任务拆分为多道工序；

根据每个工序涉及的路径以及负责该工序的自动化设备的运行速度，计算出入库任务中每个工序的运输时间，得到每个出入库任务的总运输时间：

其中，T_i为第i个出入库任务的总运输时间，t_i,j为第i个出入库任务的第j个工序的运输时间，i∈{1,2,…,N}，N为出入库任务总数，j∈{1,2,…,O_i}，o_i为第i个出入库任务的工序总数；

根据所有出入库任务的总运输时间，以最小化运输时间为目标建立自动化仓储优化问题模型：

f＝min(max(T_i))

其中，f为自动化仓储优化问题模型。

4.根据权利要求3所述的自动化仓储方法，其特征在于，出入库任务中通过RGV运输货物的运输时间的计算公式为：

其中，t_i,RGV为RGV运输第i个出入库任务的货物所需的运输时间，w₁、w₂分别为RGV运行时空载路程和负载路程的占比，C_RGV为RGV运输的总路程，V_RGV为RGV的空载速度，V′_RGV为RGV的负载速度；

出入库任务中通过ASR运输货物的运输时间的计算公式为：

其中，t_i,ASR为ASR运输第i个出入库任务的货物所需的运输时间，l₀表示一个正方体货位的边长，(x_i,y_i,z_i)表示第i个出入库任务的货物的坐标，x₀表示入库缓冲区或出库缓冲区的位置，分别为ASR在x、y、z方向的空载速度，/>分别为ASR在x、y、z方向的负载速度。

5.根据权利要求3所述的自动化仓储方法，其特征在于，所述自动化仓储优化问题模型的约束条件包括：

(1)设第i个出入库任务从0时刻开始运输，则第i个出入库任务的完工时间为其末道工序的运输完成时刻：

其中，为第i个出入库任务的第o_i个工序的运输完成时刻；

(2)每个出入库任务的每道工序必须分配到可执行该工序的自动化设备集中，且每道工序只能选择一台自动化设备运输：

其中，M_j为特种盐仓储系统中可执行第j个工序的自动化设备的总数，m_j为可执行第j个工序的第m个自动化设备，为工序决策变量，当第i个出入库任务的第j个工序由自动化设备m_j运输时，/>否则/>

(3)每台自动化设备同一时刻只能运输一个出入库任务：

其中，Y_i,j,m为自动化设备决策变量，当自动化设备m运输第i个出入库任务的第j个工序时，Y_i,j,m＝1，否则Y_i,j,m＝0，M为特种盐仓储系统中自动化设备的总数，

(4)同一个出入库任务的多道工序按顺序运输，且当前工序运输完成之后才可以运输下一道工序：

其中，PTS_i,j+1为第i个出入库任务的第j+1个工序的运输开始时间，PTS_i,j为第i个出入库任务的第j个工序的运输开始时间，为第i个出入库任务的第j+1个工序在自动化设备m_j上的运输时间；

(5)每台自动化设备在运输过程中忽略准备时间且运输的过程不可中断：

PTS_m,s+1＝PTE_m,s

其中，PTS_m,s+1为一个工序中第s+1个操作在自动化设备m上的运输开始时间，PTE_m,s为一个工序中第s个操作在自动化设备m上的运输结束时间。

6.根据权利要求1所述的自动化仓储方法，其特征在于，所述根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型，包括：

初始化根据特种盐仓储系统中第一个RGV运输第一个任务的运输开始时间和运输结束时间，得到第一个时间窗；

在第一个时间窗的基础上对下一个RGV的时间窗进行更新，更新公式如下：

其中，表示第k+1个RGV运输第l个任务的运输开始时间，Δt为运输时间更新变量，/> 为第k个RGV运输第l个任务的运输开始时间，PTE_RGVk,l表示第k个RGV运输第l个任务的运输完成时间。

7.根据权利要求2所述的自动化仓储方法，其特征在于，根据所述顺序控制步骤控制特种盐仓储系统中的自动化设备执行所述出入库任务，包括：

当执行入库任务时，根据货物信息中的货物初始坐标，利用叉车将待入库的货物送至仓库入口传送带处，通过传送带将货物送至入库设备内，利用叠装框机将货物送至叠装框机与RGV的缓冲区，根据货位信息判断货物所在库区，由顺序控制步骤中选中的RGV将货物送至所对应库区的RGV入库缓冲区处，通过顺序控制步骤中选中的ASR将货物送至指定货位；

当执行出库任务时，根据或为信息判断货物所在的库区，由顺序控制步骤中选中的ASR将货物送至对应库区的RGV出库缓冲区，通过顺序控制步骤中选中的RGV将货物送至叠拆框机与RGV的缓冲区，利用叠拆框机将货物送至出库设备处，通过出库设备将货物送至一体化装车平台，由一体化装车平台完成货物的装车。

8.一种特种盐仓储系统的自动化仓储装置，其特征在于，包括：

任务采集模块，用于获取特种盐仓储系统的出入库任务；

顺控规划模块，用于利用预先构建的自动化仓储优化问题模型和RGV防碰撞模型，得到每个出入库任务的顺序控制步骤；

任务执行模块，用于根据所述顺序控制步骤控制特种盐仓储系统中的自动化设备执行所述出入库任务；

所述顺控规划模块中，以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型；根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型。

9.根据权利要求8所述的自动化仓储装置，其特征在于，所述顺控规划模块以最小化运输时间为目标得到自动化仓储优化问题模型，包括：

根据特种盐仓储系统的结构和工作流程，将每个出入库任务拆分为多道工序；

根据每个工序涉及的路径以及负责该工序的自动化设备的运行速度，计算出入库任务中每个工序的运输时间，得到每个出入库任务的总运输时间：

其中，T_i为第i个出入库任务的总运输时间，t_i,j为第i个出入库任务的第j个工序的运输时间，i∈{1,2,…,N}，N为出入库任务总数，j∈{1,2,…,O_i}，o_i为第i个出入库任务的工序总数；

根据所有出入库任务的总运输时间，以最小化运输时间为目标建立自动化仓储优化问题模型：

f＝min(max(T_i))

其中，f为自动化仓储优化问题模型。

10.根据权利要求8所述的自动化仓储装置，其特征在于，所述顺控规划模块根据出入库任务的时间窗构建RGV防碰撞模型，包括：

初始化根据特种盐仓储系统中第一个RGV运输第一个任务的运输开始时间和运输结束时间，得到第一个时间窗；

在第一个时间窗的基础上对下一个RGV的时间窗进行更新，更新公式如下：

其中，表示第k+1个RGV运输第l个任务的运输开始时间，Δt为运输时间更新变量，/> 为第k个RGV运输第l个任务的运输开始时间，/>表示第k个RGV运输第l个任务的运输完成时间。