DE102014219933A1 - Method for controlling a material flow system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Materialflusssystems (110), wobei das Materialflusssystem über Module (112) zu einem Transport von Warenpaketen (114, 118, 128) verfügt und die Module (112) in dem Materialflusssystem (110) autonom untereinander kommunizieren. Hierbei erfolgt der Transport jedes Warenpakets (114, 118, 128) entlang eines Materialflussweges (116, 132) von einem Startmodul (120, 130) mittels Transportschritten zu einem Zielmodul (122, 134), wobei jeder Transportschritt eines bestimmten Warenpakets (114, 118, 128) einen ausgehenden Transport von einem ersten beteiligten Modul (112) und einen eingehenden Transport zu einem zweiten beteiligten Modul (112) aufweist. Erfindungsgemäß wird jeder Transportschritt des bestimmten Warenpakets (114, 118, 128) mit einem diskreten Zeitstempel versehen und der Transport der Warenpakete (114, 118, 128) derart erfolgt, dass für jedes bestimmte Warenpaket (114, 118, 128) aufeinanderfolgende Transportschritte monoton steigende Werte für den Zeitstempel annehmen und dass für jedes beteiligte Modul (112) der ausgehende Transport eines ersten bestimmten Warenpakets (114, 118) einen geringeren Wert, und nur im Fall eines Tandemtransports denselben Wert, für den Zeitstempel aufweist wie der Wert für den Zeitstempel für einen darauffolgend eingehenden Transport eines zweiten bestimmten Warenpakets (114, 128).The invention relates to a method for controlling a material flow system (110), the material flow system having modules (112) for transporting product packages (114, 118, 128) and the modules (112) autonomously communicating with one another in the material flow system (110). Here, the transport of each goods package (114, 118, 128) along a material flow path (116, 132) from a start module (120, 130) by means of transport steps to a destination module (122, 134), wherein each transport step of a particular commodity package (114, 118 , 128) comprises an outbound transport from a first participating module (112) and an inbound transport to a second participating module (112). According to the invention, each transport step of the particular goods package (114, 118, 128) is provided with a discrete time stamp and the goods packages (114, 118, 128) are transported in such a way that successive transport steps increase monotonically for each particular goods package (114, 118, 128) Accept values for the timestamp and that for each participating module (112), the outbound transport of a first specific commodity packet (114, 118) has a lower value, and only in the case of a tandem transport has the same value for the timestamp as the value for the timestamp for a subsequent incoming transport of a second specific merchandise package (114, 128).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Materialflusssystems, wobei das Materialflusssystem über Module verfügt, welche zu einem Transport von Warenpaketen eingerichtet sind, ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens durchzuführen, ein elektronisches Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist, und ein elektronisches Steuergerät mit dem elektronischen Speichermedium. The invention relates to a method for controlling a material flow system, the material flow system having modules adapted for transporting packages of goods, a computer program adapted to perform the steps of the method, an electronic storage medium on which the computer program is stored is, and an electronic control unit with the electronic storage medium.
Stand der TechnikState of the art
Neuere Entwicklungen wie elektronischer Handel oder eine zunehmend angestrebte Individualisierung von Produkten erfordern die Einführung von komplexen Materialflusssystemen, insbesondere um die hierdurch gestiegenen Anforderungen im Bereich der Intralogistik erfüllen zu können. Wünschenswert sind daher Materialflusssysteme, welche sich möglichst flexibel an sich verändernde Bedingen anpassen lassen, ohne hierdurch an Effizienz einzubüßen. Grundlegende Aufgaben, welche derartige Materialflusssysteme im Bereich der Intralogistik erfüllen sollten, umfassen insbesondere Transport, Zusammenfügen, Sortieren und Zwischenspeichern von Warenpaketen, wobei vor allem sogenannte „Plug and Work“-Materialflusssysteme, welche über eine dezentrale Steuerung der einzelnen Module verfügen, eingesetzt werden, um eine möglichst flexible Anpassung des Materialflusssystems an die sich ändernden Bedingungen zu ermöglichen.More recent developments, such as electronic commerce or the increasing individualization of products, require the introduction of complex material flow systems, in particular in order to be able to meet the increased requirements in the area of intralogistics. It is therefore desirable to have material flow systems which can be adapted as flexibly as possible to changing conditions without thereby sacrificing efficiency. Basic tasks which should be fulfilled by such material flow systems in the field of intralogistics include, in particular, the transport, assembly, sorting and buffering of product packages, in particular so-called "plug and work" material flow systems, which have a decentralized control of the individual modules, being used. to allow a flexible adaptation of the material flow system to the changing conditions.
Ein derartiges Materialflusssystem ist der sogenannte „FlexConveyor“, welcher beispielsweise aus der
Neben einer Unterbindung von Kollisionen zwischen verschiedenen Warenpaketen, welche zur gleichen Zeit in dem Materialflusssystem transportiert werden, sollte eine Steuerung in dem Materialflusssystem derart eingerichtet sein, um sogenannte „Deadlocks“ zu vermeiden, wobei der Begriff Deadlock einen Zustand des Warenpakets beschreibt, bei welchem sich das Warenpaket innerhalb einer Schleife in dem Materialflusssystem befindet und daher nicht zum gewünschten Zielmodul gelangen kann. Die Gefahr von Deadlocks kann nach Stephan H. Mayer, Development of a completely decentralized control system for modular continuous conveyors, Wissenschaftliche Berichte des Institutes für Fördertechnik und Logistiksysteme der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Ausgehend hiervon, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Steuerung eines Materialflusssystems bereitzustellen, wobei das Materialflusssystem über Module zu einem Transport von Warenpaketen verfügt, welches die aufgeführten Nachteile und Einschränkungen des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere soll das Verfahren in der Lage sein, die Steuerung des Materialflusssystems derart einzurichten, dass die oben genannten Probleme und Einschränkungen während des Betriebs des Materialflusssystems möglichst nicht auftreten. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Verfahren eine möglichst effiziente und Deadlock-freie Steuerung eines Materialflusses erlauben, welche derart eingerichtet ist, dass eine Synchronisierung der Module möglichst wenig störanfällig ist, um auch über längere Zeiträume einen koordinierten Materialfluss der Warenpakete über das gesamte Materialflusssystem zu erlauben. Darüber hinaus sollen ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens durchzuführen, ein elektronisches Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist, und ein elektronisches Steuergerät mit dem elektronischen Speichermedium bereitgestellt werden.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a method for controlling a material flow system, wherein the material flow system has modules for transporting packages of goods, which at least partially overcomes the disadvantages and limitations of the prior art. In particular, the method should be able to set up the control of the material flow system such that the above-mentioned problems and restrictions do not occur during operation of the material flow system as far as possible. In particular, the inventive method should allow the most efficient and deadlock-free control of material flow, which is set up so that a synchronization of the modules is as little susceptible to interference, to allow for longer periods a coordinated flow of goods packages over the entire material flow system. In addition, a computer program that is set up to perform the steps of the method, an electronic storage medium on which the computer program is stored, and an electronic control unit with the electronic storage medium are to be provided.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Materialflusssystems, ein Computerprogramm, ein elektronisches Speichermedium und ein elektronisches Steuergerät mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, welche einzeln oder in beliebiger Kombination realisierbar sind, sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.This object is achieved by a method for controlling a material flow system, a computer program, an electronic storage medium and an electronic control unit having the features of the independent patent claims. Advantageous developments, which can be implemented individually or in any combination, are shown in the dependent claims.
Im Folgenden werden die Begriffe "haben", "aufweisen", "umfassen" oder "einschließen" oder beliebige grammatikalische Abweichungen davon in nicht-ausschließlicher Weise verwendet. Dementsprechend können sich diese Begriffe sowohl auf Situationen beziehen, in welchen, neben den durch diese Begriffe eingeführten Merkmalen, keine weiteren Merkmale vorhanden sind, oder auf Situationen, in welchen ein oder mehrere weitere Merkmale vorhanden sind. Beispielsweise kann sich der Ausdruck "A hat B", "A weist B auf", "A umfasst B" oder "A schließt B ein" sowohl auf die Situation beziehen, in welcher, abgesehen von B, kein weiteres Element in A vorhanden ist (d.h. auf eine Situation, in welcher A ausschließlich aus B besteht), als auch auf die Situation, in welcher, zusätzlich zu B, ein oder mehrere weitere Elemente in A vorhanden sind, beispielsweise Element C, Elemente C und D oder sogar weitere Elemente. Hereinafter, the terms "having", "having", "including" or "including" or any grammatical variations thereof are used in a non-exclusive manner. Accordingly, these terms may refer to situations in which, in addition to the features introduced by these terms, there are no other features or to situations in which one or more other features are present. For example, the expression "A has B", "A has B", "A includes B" or "A includes B" can both refer to the situation in which, apart from B, there is no further element in A. (ie a situation in which A consists exclusively of B), as well as the situation in which, in addition to B, one or more further elements in A are present, for example element C, elements C and D or even further elements ,
Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „mindestens ein“ und „ein oder mehrere“ sowie grammatikalische Abwandlungen dieser Begriffe, wenn diese in Zusammenhang mit einem oder mehreren Elementen oder Merkmalen verwendet werden und ausdrücken sollen, das das Element oder Merkmal einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann, in der Regel lediglich einmalig verwendet werden, beispielsweise bei der erstmaligen Einführung des Merkmals oder Elementes. Bei einer nachfolgenden erneuten Erwähnung des Merkmals oder Elementes wird der entsprechende Begriff „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ in der Regel nicht mehr verwendet, ohne Einschränkung der Möglichkeit, dass das Merkmal oder Element einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann.It is further to be understood that the terms "at least one" and "one or more" and grammatical variations of these terms, when used and to be used in connection with one or more elements or features, are intended to provide the element or feature in a single or multiple way can usually be used only once, for example, at the first introduction of the feature or element. In a subsequent re-mention of the feature or element, the corresponding term "at least one" or "one or more" is generally no longer used, without limiting the possibility that the feature or element may be provided once or more than once.
Weiterhin werden im Folgenden die Begriffe „vorzugsweise“, „insbesondere“, „beispielsweise“ oder ähnliche Begriffe in Verbindung mit optionalen Merkmalen verwendet, ohne dass alternative Ausführungsformen hierdurch beschränkt werden. So sind Merkmale, welche durch diese Begriffe eingeleitet werden, optionale Merkmale, und es ist nicht beabsichtigt, durch diese Merkmale den Schutzumfang der Ansprüche und insbesondere der unabhängigen Ansprüche einzuschränken. So kann die Erfindung, wie der Fachmann erkennen wird, auch unter Verwendung anderer Ausgestaltungen durchgeführt werden. In ähnlicher Weise werden Merkmale, welche durch „in einer Ausführungsform der Erfindung“ oder durch „in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung“ eingeleitet werden, als optionale Merkmale verstanden, ohne dass hierdurch alternative Ausgestaltungen oder der Schutzumfang der unabhängigen Ansprüche eingeschränkt werden soll. Weiterhin sollen durch diese einleitenden Ausdrücke sämtliche Möglichkeiten, die hierdurch eingeleiteten Merkmale mit anderen Merkmalen zu kombinieren, seien es optionale oder nicht-optionale Merkmale, unangetastet bleiben.Furthermore, the terms "preferably", "in particular", "for example" or similar terms are used below in connection with optional features, without restricting alternative embodiments thereof. Thus, features introduced by these terms are optional features, and it is not intended by these features to limit the scope of the claims and, in particular, the independent claims. Thus, as those skilled in the art will recognize, the invention may be practiced using other embodiments. Similarly, features introduced by "in one embodiment of the invention" or by "in one embodiment of the invention" are to be understood as optional features without, however, being construed as limiting alternative embodiments or the scope of the independent claims. Furthermore, these introductory expressions are intended to combine all possibilities of combining the features thus introduced with other features optional or non-optional features, remain untouched.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Steuerung eines Materialflusssystems, wobei das Materialflusssystem über Module zu einem Transport von Warenpaketen verfügt. Hierbei wird unter den Begriffen „Modul“ oder „Fördermodul“ eine Einrichtung innerhalb des Materialflusssystems verstanden, welche dahingehend ausgestattet ist, um innerhalb eines Transportschrittes ein bestimmtes Warenpaket aufzunehmen (sogenannter „eingehender Transport“) und nach einer bestimmten Zeit das bestimmte Warenpaket wieder abzugeben (sogenannter „ausgehender Transport“). Um diese Aufgabe erfüllen zu können, ist jedes Modul mit mindestens einem Nachbarmodul verbunden, wobei die Verbindung derart ausgestaltet ist, dass das Warenpaket innerhalb des Transportschrittes von dem betrachteten Modul zu dem Nachbarmodul oder von dem Nachbarmodul zu dem betrachteten Modul transportiert wird. The present invention thus relates to a method for controlling a material flow system, wherein the material flow system has modules for transporting packages of goods. Here, the term "module" or "conveyor module" means a device within the material flow system, which is equipped to receive within a transport step, a specific package of goods (so-called "incoming transport") and after a certain time to deliver the particular package again ( so-called "outgoing transport"). In order to fulfill this task, each module is connected to at least one neighboring module, wherein the connection is configured such that the goods package is transported within the transport step from the considered module to the neighboring module or from the neighboring module to the module under consideration.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist hierbei das Modul derart eingerichtet, dass es so genannte „Tandemtransporte“ (engl. Batch Conveying) durchführen kann. Unter dem Begriff „Tandemtransport“ wird hierbei ein durch das Modul durchgeführter Transport verstanden, bei welchem dasselbe Modul innerhalb desselben Zeitfensters ein Warenpaket abgeben, d.h. einen ausgehenden Transport durchführen, kann und ein Warenpaket annehmen, d.h. einen eingehenden Transport durchführen, kann. Der Tandemtransport kann hierbei insbesondere derart erfolgen, dass innerhalb des Zeitfensters ein erstes Warenpaket auf einer ersten Seite des betrachteten Moduls, welches den Tandemtransport durchführt, an ein Nachbarmodul abgegeben wird und innerhalb desselben Zeitfensters auf einer zweiten, insbesondere der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite des betrachteten Moduls ein zweites Warenpaket, das von einem weiteren Nachbarmodul bereitgestellt wird, angenommen werden kann. Der Tandemtransport weist dadurch insbesondere einen erheblichen Vorteil auf, dass das betrachtete Modul nach einer Abgabe des ersten Warenpakets noch innerhalb desselben Zeitfensters ein zweites Warenpaket aufnehmen kann, ohne dass das betrachtete Modul über einen dazwischenliegenden Zeitraum unbesetzt bleiben muss. In a preferred embodiment, in this case, the module is set up in such a way that it can perform so-called "tandem transport" (English batch batching). The term "tandem transport" is here understood to mean a transport carried out by the module in which the same module within the same time window emits a package of goods, i. perform an outbound transport, and can accept a merchandise package, i. can carry out an incoming transport. The tandem transport can in this case in particular be such that within the time window, a first goods package on a first side of the considered module, which performs the tandem transport is delivered to a neighboring module and within the same time window on a second, in particular the first side opposite arranged second side of Module considered a second commodity package, which is provided by another neighbor module can be accepted. In particular, the tandem transport has a considerable advantage that the module in question can still receive a second package of goods within one and the same time window after delivery of the first package, without the module in question having to remain unoccupied for an intervening period of time.
Um die ihm gestellten Aufgaben erfüllen zu können, kann das Modul zum einen über Aktoren zum Transport der Warenpakete und zum anderen über Sensoren zur Erkennung von Warenpaketen verfügen. Insbesondere kann jedes Modul eine eigene Steuerung aufweisen, welche sowohl den Transport jedes Warenpakets, welcher über das betreffende Modul erfolgt, steuern kann als auch Anfragen bearbeiten und, basierend auf einer Bewertung der Anfragen, entsprechende Entscheidungen treffen kann. Hierzu kommunizieren die Module des Materialflusssystems autonom untereinander, wobei eine Ausgestaltung bevorzugt ist, bei welcher ein betreffendes Modul möglichst direkt mit möglichst allen seinen zugehörigen Nachbarmodulen kommunizieren kann. Auf diese Weise kann einerseits auf eine zentrale Kommunikationsstelle verzichtet werden und andererseits der für die Kommunikation innerhalb des Materialflusssystems erforderliche technische Aufwand möglichst gering gehalten werden.In order to be able to fulfill the tasks assigned to it, the module can have, on the one hand, actuators for transporting the product packages and, on the other hand, sensors for identifying packages of goods. In particular, each module can have its own controller, which can both control the transport of each package of goods that takes place via the relevant module, as well as edit requests and, based on an assessment of the requests, can make appropriate decisions. For this purpose, the modules of the material flow system autonomously communicate with each other, an embodiment is preferred in which a module concerned can communicate as directly as possible with all its associated neighboring modules as possible. In this way, on the one hand to dispense with a central communication point and on the other hand required for the communication within the material flow system technical effort to be minimized.
Unter dem Begriff „Materialflusssystem“ wird eine Einrichtung verstanden, welche den Transport von Warenpaketen über einzelne Module, über welche das Materialflusssystem verfügt, ermöglicht. Die einzelnen Module können hierbei in jeglicher Form zusammengeschlossen werden, wobei jedes Modul über mindestens ein Nachbarmodul verfügt. In dem Materialflusssystem gibt es hierzu drei Arten von Modulen, welche sich durch ihre Funktion unterscheiden können, ohne dass sie dadurch einen unterschiedlichen technischen Aufbau aufweisen müssen. Der Transport jedes Warenpakets erfolgt hierbei entlang eines Materialflussweges, ausgehend von einem „Startmodul“ oder „Quellmodul“, an welchem ein zum Transport vorgesehenes Warenpaket in das Materialflusssystem eintritt. Das dann in dem Materialflusssystem befindliche Warenpaket wird entlang des Materialflussweges schließlich zu einem „Zielmodul“ befördert, an welchem das Warenpaket nach erfolgtem Transport das Materiaflusssystem wieder verlässt. Die übrigen Module des Materialflusssystems, welche weder die Funktion des Startmoduls noch die Funktion des Zielmoduls aufweisen, sind zwischen dem mindestens einen Startmodul und dem mindestens einen Zielmodul des Materialflusssystems angeordnet und werden aufgrund ihrer Eignung zum Transport der Warenpakete auch als „Fördermodule“ bezeichnet. Eine sich aus den genannten Modulen und ihrer relativen räumlichen Anordnung in dem Materialflusssystem ergebende Topologie des Materialflusssystems kann in einer sogenannten „Adjazenzmatrix“ festgehalten werden. Hierbei kann jedes Modul des Materiaflusssystems durch Kommunikation mit den Nachbarmodulen die Topologie des Materialflusssystems erfragen und auf diese Weise selbst die Adjazenzmatrix erstellen. The term "material flow system" means a device which allows the transport of packages of goods via individual modules, which has the material flow system. In this case, the individual modules can be combined in any form, with each module having at least one neighboring module. For this purpose, there are three types of modules in the material flow system, which can differ in their function, without having to have a different technical structure as a result. The transport of each package of goods takes place here along a material flow path, starting from a "start module" or "source module", at which a goods package provided for transport enters the material flow system. The goods package then in the material flow system is finally transported along the material flow path to a "destination module" at which the goods package leaves the material flow system again after the transport has taken place. The remaining modules of the material flow system, which have neither the function of the start module nor the function of the target module, are arranged between the at least one start module and the at least one target module of the material flow system and are also referred to as "conveyor modules" because of their suitability for transporting the product packages. A topology of the material flow system resulting from said modules and their relative spatial arrangement in the material flow system can be recorded in a so-called "adjacency matrix". In this case, each module of the material flow system can obtain the topology of the material flow system through communication with the neighboring modules and in this way create the adjacency matrix itself.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Module des Materialflusssystems jeweils derart ausgestaltet, dass ihre zum Transport eingerichtete Oberfläche eine rechteckige Form, bevorzugt eine quadratische oder annähernd quadratische Form, aufweisen. Insbesondere durch diese Art der Ausgestaltung können die Module in dem Materialflusssystem derart angeordnet werden, dass es möglich ist, Warenpakete, ausgehend von einem bestimmten Modul, in drei oder vier Richtungen zu transportieren. Hierbei ist der sogenannte „GridSorter“ derart ausgestaltet, dass die darin eingerichteten Module ein möglichst dichtes, zusammenhängendes Netzwerk ausbilden, welches etwa in Form einer zweidimensionalen Matrix aus Fördermodulen, ausgestaltet sein kann. Auf diese Weise kann der „GridSorter“ über eine vergleichsweise hohe Flexibilität verfügen, insbesondere da der Materialflussweg eines bestimmten Warenpakets auf eine Vielzahl von Möglichkeiten festgelegt werden kann. Insbesondere durch die Steuerung des Materialflusssystems gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es hierbei möglich, die durch die Module ausgebildete Fläche für den Warentransport möglichst effizient zu nutzen, um auf diese Weise die Transportschritte für jedes Warenpaket innerhalb einer möglichst kurzen Zeit, in robuster Art und Weise und vor allem unter einer Vermeidung von Deadlocks durchzuführen. Hierbei bezeichnet der Begriff „robust“ eine Eigenschaft der Steuerung des Materialflusssystems, bei welcher eine Anzahl eines Auftretens von Fehlern in dem Materialflusssystem möglichst gering ist.In a particularly preferred embodiment, the modules of the material flow system are each configured such that their surface arranged for transport have a rectangular shape, preferably a square or approximately square shape. In particular, this type of embodiment, the modules can be arranged in the material flow system such that it is possible to transport packages of goods, starting from a particular module, in three or four directions. Here, the so-called "GridSorter" is designed such that in it equipped modules form a dense, cohesive network, which may be in the form of a two-dimensional matrix of conveyor modules, designed. In this way, the "GridSorter" can have a comparatively high degree of flexibility, in particular because the material flow path of a particular commodity package can be determined in a variety of ways. In particular, by controlling the material flow system according to the method according to the invention, it is possible to use the area formed by the modules for transporting goods as efficiently as possible in order in this way, the transport steps for each goods package within a shortest possible time, in a robust manner and especially under avoidance of deadlocks. Here, the term "robust" refers to a property of controlling the material flow system in which a number of occurrence of defects in the material flow system is as small as possible.
Das vorliegende Verfahren zur Steuerung des Materialflusssystems ist für den Transport einer Vielzahl von Arten von Warenpaketen geeignet. Hierzu gehören unverpackte Güter, mit einer Verpackung und/oder eine Umverpackung versehene Güter und/oder Güter, welche einzeln oder zusammen mit weiteren Gütern unverpackt, verpackt und/oder umverpackt auf einem Substrat, etwa einer Palette, angeordnet sind. Insbesondere um die Erkennung der Warenpakete zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn das Warenpaket über eine Kennzeichnung, etwa in Form eines ein- oder zweidimensionalen Codes, beispielsweise eines Barcodes oder eines Datamatrixcodes verfügt. Weitere hierfür geeignete Codes sind QR-Codes, Electronic Data Interchange (EDI) Codes, Radio-Frequency Identification (RF ID) Codes, Serial Shipping Container Codes (SSCC) oder weitere Kennzeichnungen. Insbesondere um sicherzustellen, dass das Warenpaket von dem ausgewählten Startmodul zu dem gewünschten Zielmodul gelangt, können die mindestens für diese Funktion vorgesehenen, vorzugsweise am Rand des Materialflusssystems angeordneten Module, über eine Kommunikation mit einem externen System verfügen, wobei das externe System dazu eingerichtet sein kann, um das Startmodul und das Zielmodul für den betreffenden Transport des ausgewählten Warenpaketes vorzugeben.The present method of controlling the material flow system is suitable for transporting a variety of types of commodity packages. These include unpackaged goods, goods provided with a packaging and / or an outer packaging and / or goods, which are arranged individually or together with other goods unpacked, packed and / or repackaged on a substrate, such as a pallet. In particular in order to facilitate the recognition of the product packages, it is advantageous if the product package has an identification, for example in the form of a one- or two-dimensional code, for example a barcode or a data matrix code. Other suitable codes include QR Codes, Electronic Data Interchange (EDI) Codes, Radio Frequency Identification (RF ID) Codes, Serial Shipping Container Codes (SSCC), or other markings. In particular, in order to ensure that the goods package arrives from the selected start module to the desired destination module, the modules provided at least for this function, preferably arranged at the edge of the material flow system, can have a communication with an external system, wherein the external system can be set up for this purpose to specify the start module and the destination module for the relevant transport of the selected goods package.
Wie bereits beschrieben, weist jeder Transportschritt eines bestimmten Warenpakets einen ausgehenden Transport von einem ersten, an dem betreffenden Transport beteiligten Modul und einen eingehenden Transport des bestimmten Warenpakets zu einem zweiten, an dem betreffenden Transport ebenfalls beteiligten Modul auf. Erfindungsgemäß wird jeder Transportschritt des bestimmten Warenpaketes mit einem diskreten Zeitstempel versehen. Hierbei kann sowohl jeder eingehende Transport als auch jeder ausgehende Transport als ein „Ereignis“ bezeichnet werden, welches folglich mit einem der diskreten Zeitstempel versehen wird. Unter dem Begriff „Zeitstempel“ wird eine Beziehung zwischen dem Transportschritt und einem Folgenglied einer monoton steigenden Folge verstanden. Als monoton steigende Folge kann hierbei die Abfolge der natürlichen Zahlen 1, 2, 3, ... eingesetzt werden; jedoch sind grundsätzlich alle monoton steigenden Folgen für diesen Zweck geeignet, solange ein bestimmtes Folgenglied der Folge einen höheren Wert im Vergleich zu einem vorangehenden Folgenglied der Folge aufweist. Hierbei ist es auch für die Wahl der Zahlen unerheblich, ob diese dem Dezimalsystem oder einem anderen Zahlensystem, wie beispielsweise dem Hexadezimalsystem, angehören. Demgemäß handelt es sich bei dem diskreten Zeitstempel um einen beliebigen Zahlenwert, dessen Absolutbetrag ohne Belang ist, wobei durch den jeweiligen Wert des Zeitstempels eine partielle Ordnung in einem verteilten System, wie es das hier vorliegende Materialflusssystem aus einzelnen Modulen darstellt, hergestellt werden kann. Das von
- 1. Aufeinanderfolgende Transportschritte eines bestimmten Warenpaketes weisen monoton steigende Werte für den Zeitstempel auf. Somit besitzt der Wert eines ersten Zeitstempels für einen ersten Transportschritt einen geringeren Wert als der zweite Zeitstempel für einen zweiten, späteren Transportschritt desselben Warenpakets.
- 2. Der ausgehende Transport eines ersten bestimmten Warenpakets auf einem beteiligten Modul weist höchstens denselben Wert für den Zeitstempel auf wie der Wert für den Zeitstempel für einen darauffolgend eingehenden Transport eines zweiten bestimmten Warenpakets. Hierbei kann der Zeitstempel für den ausgehenden Transport des ersten bestimmten Warenpakets auf dem beteiligten Modul jedoch nur dann denselben Wert für den Zeitstempel des darauffolgend eingehenden Transport des zweiten bestimmten Warenpakets auf demselben Modul aufweisen, wenn das Modul den oben beschriebenen Tandemtransport für die beiden Warenpakete bereitstellen kann. Sollte dies nicht der Fall sein, ist es erforderlich, dass der ausgehende Transport eines ersten bestimmten Warenpakets auf dem beteiligten Modul einen geringeren Wert für den Zeitstempel, das heißt einen früheren Zeitstempel, aufweist, wie der Wert für den Zeitstempel des darauffolgend eingehenden Transport eines zweiten bestimmten Warenpakets auf demselben Modul.
- 1. Successive transport steps of a particular commodity package have monotonically increasing values for the timestamp. Thus, the value of a first time stamp for a first transport step has a lower value than the second timestamp for a second, later transport step of the same commodity package.
- 2. The outbound transport of a first specific commodity packet on a participating module has at most the same value for the timestamp as the value for the timestamp for a subsequent incoming transport of a second particular commodity packet. In this case, however, the timestamp for the outgoing transport of the first specific merchandise package on the participating module can only have the same value for the timestamp of the subsequent incoming transport of the second specific merchandise package on the same module if the module can provide the tandem transport described above for the two merchandise packages , If this is not the case, it is necessary that the outbound transport of a first particular commodity packet on the participating module has a lower value for the timestamp, that is, an earlier timestamp, such as the value for the timestamp of the subsequent incoming transport of a second timestamp certain package of goods on the same module.
Die logische Uhr in jedem Modul schreitet somit mit jedem erfolgten Ereignis voran, wobei die Ereignisse in Bezug auf ein betreffendes Modul in derjenigen Reihenfolge erfolgen, welche durch ihre Zeitstempel festgelegt ist. Wie bereits erwähnt ist es hierbei nicht erforderlich, dass jeder Zeitschritt, welcher einen bestimmten Zeitstempel aufweist, gleich lang ist. Vielmehr wird durch das erfindungsgemäße Verfahren sichergestellt, dass jedes Ereignis, das heißt jeder ausgehende Transport von einem ersten beteiligten Modul und jeder eingehende Transport zu einem zweiten beteiligten Modul, in der gemäß den relativen Werten der Zeitstempel partiell festgelegten Reihenfolge ausgeführt wird. Dies kann insbesondere unabhängig von einer physikalischen Zeit erfolgen, d.h. es ist nicht erforderlich, dass ein Modul den sich durch die Ereignisse ergebenden Zeitablauf in physikalischen Einheiten, das heißt in Sekunden, Bruchteilen oder Mehrfachen davon, festlegen muss. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vielmehr eine vollständige Entkopplung des durch die Zeitstempel festgelegten Ablaufs der Ereignisse in dem Materialflusssystem, welche auch als logische Zeit bezeichnet werden kann, von einer externen, durch physikalische Abläufe vorgegebenen physikalischen Zeit. Auf diese Weise wird es möglich, den ansonsten besonders aufwändigen erforderlichen Koordinierungsaufwand zwischen der logischen Zeit in Materialflusssystem und der physikalischen Zeit außerhalb des Materialflusssystems zu vermeiden. Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Materialflusssystem definiert sich quasi selbst seine interne diskrete, logische Zeit, welche, unabhängig von einer extern herrschenden physikalischen Zeit, die Ereignisse innerhalb des Materialflusssystems steuert. The logical clock in each module thus precedes each event that has occurred, with the events relating to a respective module occurring in the order determined by their timestamps. As already mentioned, it is not necessary here for each time step, which has a specific time stamp, to have the same length. Rather, it is ensured by the method according to the invention that each event, that is to say each outgoing transport from a first participating module and every incoming transport to a second participating module, is executed in the order partially determined according to the relative values of the time stamps. This may in particular be independent of a physical time, i. it is not necessary for a module to specify the timing of the events in physical units, that is, in seconds, fractions or multiples thereof. Rather, the method according to the invention enables complete decoupling of the sequence of events in the material flow system defined by the time stamp, which can also be referred to as logical time, from an external physical time predetermined by physical processes. In this way it becomes possible to avoid the otherwise particularly complex necessary coordination effort between the logical time in the material flow system and the physical time outside the material flow system. The material flow system working with the method according to the invention defines itself quasi its internal discrete, logical time, which, independent of an externally prevailing physical time, controls the events within the material flow system.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt, sobald ein Warenpaket in das Materialflusssystem eintritt, ein Reservierungsverfahren für das bestimmte Warenpaket für den gesamten Materialflussweg von dem Startmodul zu dem Zielmodul, bevor nach Abschluss des Reservierungsverfahrens der Transport jedes Warenpakets entlang des Materialflussweges in einem Transportverfahren aus einzelnen Transportschritten durchgeführt werden kann. Insbesondere kann hierbei der Transport des bestimmten Warenpaketes solange erfolgen, bis sich das bestimmte Warenpaket an dem Zielmodul befindet. Für den Fall, dass ein Warenpaket auf einem leeren Startmodul in das Materialflusssystem eintritt, kann das Startmodul das Reservierungsverfahren starten, insbesondere indem es eine Reservierungsanfrage an ein Nachbarmodul des Startmoduls sendet. Die Reservierungsanfrage kann anschließend von den Nachbarmodulen an weitere voraussichtlich beteiligte Module, vorzugsweise in Richtung des vorgesehenen Zielmoduls, weitergeleitet werden. Die Reservierungsanfrage kann auf diese Weise derart von den beteiligten Modulen weitergeleitet werden, bis die Reservierungsanfrage das Zielmodul erreicht hat. Sendet auch das Zielmodul eine Bestätigung auf die Reservierungsanfrage, so kann die Bestätigung vorzugsweise zusammen mit den einzelnen Bestätigungen der beteiligten Module am insgesamt reservierten Materialflussweg zurück zum Startmodul geleitet werden.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, as soon as a goods package enters the material flow system, a reservation process for the particular goods package for the entire material flow path from the start module to the destination module takes place, after completion of the reservation process the transport of each goods package along the material flow path in a transport process can be carried out from individual transport steps. In particular, in this case, the transport of the specific package of goods can be carried out until the specific package of goods is located at the destination module. In the event that a goods package enters the material handling system on an empty startup module, the startup module may start the reservation process, in particular by sending a reservation request to a neighbor module of the startup module. The reservation request can then be forwarded by the neighboring modules to further modules which are likely to be involved, preferably in the direction of the intended destination module. The reservation request can thus be forwarded by the participating modules in such a way, until the reservation request has reached the destination module. If the destination module also sends an acknowledgment to the reservation request, the confirmation can preferably be routed back to the start module together with the individual confirmations of the modules involved in the total reserved material flow path.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann für das zum Transport vorgesehene bestimmte Warenpaket die Reservierung der beteiligten Module für die einzelnen Transportschritte erfolgen, indem für jeden bestimmten Transportschritt ein Wert für den Zeitstempel des Transportschritts reserviert wird. Hierbei wird der jeweils niedrigste Wert für den Zeitstempel reserviert, welcher zum einen den Wert für den letzten reservierten Zeitstempel für einen vorangehenden Transport übersteigt und für welchen zum anderen für den an diesem Transportschritt beteiligten Modul noch keine Reservierung vorliegt. Durch die erste Bedingung, dass der jeweils niedrigste, noch nicht vergebene Wert für den Zeitstempel reserviert wird, kann auf diese Weise die Reihenfolge der einzelnen Transportschritte für das bestimmte Warenpaket festgelegt werden. Durch die zweite Bedingung, dass nur ein Wert für den Zeitstempel reserviert wird, für welchen das an diesem Transportschritt beteiligte Modul noch keine anderweitige Reservierung vergeben hat, wird sichergestellt, dass keine Kollision zwischen zwei Warenpaketen, deren Materialflussweg über dasselbe Modul verläuft, auftreten kann. Auf diese Weise erfolgt die Reservierung eines bestimmten Moduls mit Zeitstempeln für den eingehenden Transport und für den ausgehenden Transport nur für Zeitfenster, welche über einen Zeitstempel verfügen, für den noch keine Reservierung vorliegt. Die in dem beteiligten Modul vorhandene logische Uhr, welche ebenfalls über einen Zeitstempel verfügt, kann hierbei sicherstellen, dass keine Reservierung für ein Zeitfenster erfolgt, welches im Bezug auf die Zeitstempel der partiellen Reihenfolge in dem Materialflusssystem in der Vergangenheit liegt. Diese vorteilhafte Bedingung spiegelt die durch das erfindungsgemäße Verfahren in die Steuerung des Materialflusssystems eingebrachte partielle Ordnung der Reihenfolge der einzelnen Transporte der Warenpakete wieder. In a particularly preferred embodiment, the reservation of the participating modules for the individual transport steps can be made for the particular goods package intended for transport by reserving a value for the timestamp of the transport step for each particular transport step. In this case, the lowest value for the time stamp is reserved, which firstly exceeds the value for the last reserved time stamp for a preceding transport and for which, on the other hand, there is no reservation for the module involved in this transport step. By the first condition that the lowest, not yet assigned value for the time stamp is reserved, the order of the individual transport steps for the particular goods package can be determined in this way. The second condition, that only one value for the time stamp is reserved, for which the module involved in this transport step has not yet assigned any other reservation, ensures that no collision can occur between two goods packages whose material flow path runs over the same module. In this way, the reservation of a particular module with timestamps for incoming transport and for outbound transport only for time windows that have a time stamp for which there is no reservation is present. The logical clock present in the participating module, which also has a time stamp, can hereby ensure that no reservation is made for a time window which is related to the time stamps of the partial order in the material flow system in the past. This advantageous condition reflects the partial order of the order of the individual transports of the product packages introduced by the method according to the invention into the control of the material flow system.
Es kann jedoch vorteilhaft sein, wenn das Startmodul nicht nur eine einzelne Reservierungsanfrage absendet, sondern mindestens zwei verschiedene Reservierungsanfragen in die Wege leitet und durch eine anschließende Bewertung der Bestätigungen der Reservierungsanfragen einen der möglichen Materialflusswege durch das Materialflusssystem auswählt. Hierbei kann vorteilhaft in die Bewertung mit einfließen, ob entlang eines bestimmten Materialflussweges eine Wartezeit auf einem der Module auftritt und ob die Wartezeit ggf. durch ein Vorsetzen des Zeitstempels des zugehörigen Transportschritts verkürzt werden kann. Unter dem Begriff „Wartezeit“ auf einem der Module wird ein Zeitfenster verstanden, in welchem sich die logische Uhr des beteiligten Moduls erhöht, das Warenpaket jedoch auf dem bestimmten Modul verbleibt, ohne dass in dem betreffenden Zeitfenster ein ausgehender Transport zu einem Nachbarmodul eintritt. Hieraus ergibt sich, dass ein bestimmter Materialflussweg, unter Berücksichtigung der Wartezeiten eine veränderte Bewertung erhalten kann. Aufgrund der in dem Materialflusssystem jedoch nur partiell vorhandenen Ordnung kann hierbei der Fall eintreten, dass zwischen einem niedrigeren Wert für den Zeitstempel eines eingehenden Transports auf ein bestimmtes Modul und dem höheren Wert für die logische Uhr des betreffenden Moduls eine Lücke auftreten kann, wobei das beteiligte Modul innerhalb der Lücke über keine weiteren Reservierungen verfügt. In diesem Fall kann der Zeitstempel des betreffenden Ereignisses auf den Wert der logischen Uhr des zugehörigen Fördermoduls gesetzt werden und die Reservierung für den Transport des bestimmten Warenpakets ohne Wartezeit erfolgen.However, it may be advantageous if the startup module not only posts a single reservation request, but initiates at least two different reservation requests and selects one of the possible material flow paths through the material flow system by a subsequent evaluation of the reservation request acknowledgments. In this case, it may be advantageous to include in the evaluation whether a waiting time on one of the modules occurs along a specific material flow path and whether the waiting time can possibly be shortened by presetting the time stamp of the associated transport step. The term "waiting time" on one of the modules is understood to mean a time window in which the logical clock of the participating module increases, but the goods packet remains on the specific module without an outgoing transport to a neighboring module occurring in the relevant time window. From this it follows that a certain material flow path, taking into account the waiting times, can receive a changed assessment. However, due to the order only partially present in the material flow system, it may be the case that there may be a gap between a lower value for the timestamp of an inbound transport to a particular module and the higher value for the logical clock of the particular module Module within the gap has no further reservations. In this case, the time stamp of the relevant event can be set to the value of the logical clock of the associated conveyor module and the reservation for the transport of the specific goods package without waiting time.
Sobald die oben beschriebene Bestätigung der Reservierungsanfrage schließlich wieder am Startmodul eintrifft, kann das Startmodul mit dem Transportverfahren für das bestimmte Warenpaket beginnen. Entsprechend kann der Transport des bestimmten Warenpakets erfolgen, nachdem für das bestimmte Warenpaket die Reservierung zumindest für einen Teil des Materialflussweges, vorzugsweise für den gesamten Materialflussweg, von dem Startmodul zu dem Zielmodul erfolgt ist. Wie bereits erwähnt, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn das Transportverfahren für ein Warenpaket, welches die Durchführung aller Transportschritte von dem Startmodul zu dem Zielmodul umfasst, möglichst unmittelbar nach Erhalt der Reservierungsbestätigung und, sofern zutreffend nach Durchführung der Bewertung von mindestens zwei Reservierungsbestätigungen erfolgen kann. Hierbei kann der Transport der Warenpakete vorzugsweise derart durchgeführt werden, dass jeweils derjenige Transportschritt zunächst ausgeführt wird, der den geringsten Wert für den Zeitstempel aufweist. Aufgrund der oben dargestellten Beziehung zwischen dem Wert für den Zeitstempel und einer zugehörigen monotonen Folge kann hierdurch sichergestellt werden, dass der Transport des Warenpakets in der reservierten Reihenfolge in dem Materialflusssystem erfolgt. Dies ist insofern von Bedeutung, wenn, wie in der Praxis üblich, mehr als ein Warenpaket über dieselben Zeitfenster auf demselben Materialflusssystem transportiert werden sollen. Ein entlang des reservierten Materialflussweges tatsächlich erfolgter Transport des bestimmten Warenpakets kann hierbei die logische Uhr der beteiligten Module jeweils auf den Wert der Zeitstempel für die tatsächlich erfolgten Transportschritte erhöhen. Auf diese Weise kann die logische Zeit in dem Materialflusssystem entsprechend der Reihenfolge der bereits abgearbeiteten Transportschritte angepasst werden und auf diese Weise weitere Transportschritte für weitere Warenpakete ermöglichen. Hierbei führt das beteiligte Modul einen eingehenden Transportschritt für ein bestimmtes Warenpaket erst dann aus, wenn kein Transportschritt für ein weiteres Warenpaket davor, also mit einem niedrigeren Wert für den Zeitstempel, vorgesehen ist.As soon as the above-described confirmation of the reservation request finally arrives at the start module again, the start module can begin the transport process for the particular goods package. Accordingly, the transport of the particular package of goods can take place after the reservation for the particular package has been made for at least part of the material flow path, preferably for the entire material flow path, from the start module to the destination module. As already mentioned, it can be particularly advantageous if the transport method for a goods package, which comprises carrying out all transport steps from the start module to the destination module, can take place as soon as possible after receiving the reservation confirmation and, if applicable, after carrying out the evaluation of at least two reservation confirmations , In this case, the transport of the goods packages can preferably be carried out in such a way that in each case the transport step which has the lowest value for the time stamp is first executed. By virtue of the above relationship between the value for the timestamp and an associated monotonic sequence, this can ensure that the transport of the commodity package is in the reserved order in the material flow system. This is important insofar as, as is customary in practice, more than one package of goods is to be transported on the same material flow system over the same time windows. A transport of the specific goods package which has actually taken place along the reserved material flow path can in this case increase the logical clock of the participating modules to the value of the time stamps for the actual transport steps that have actually taken place. In this way, the logical time in the material flow system can be adjusted according to the order of the already processed transport steps and in this way enable further transport steps for further product packages. In this case, the involved module only executes an incoming transport step for a specific goods package if no transport step is provided for another goods package before, that is, with a lower value for the time stamp.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, dass durch die Gesamtheit der Reservierungsverfahren für alle Warenpakete eine partielle Reihenfolge aller Transportschritte auf dem gesamten Materialflusssystem festgelegt wird. Wie bereits erwähnt ist die Reihenfolge aller Transportschritte deshalb nur partiell, weil vorzugsweise nur dort eine Reihenfolge der Transportschritte festgelegt wird, wo sich die Materialflusswege von zwei Warenpaketen überschneiden. In dem vorzugsweise auf das Reservierungsverfahren folgende Transportverfahren werden die Transportschritte dann entsprechend der festgelegten partiellen Reihenfolge abgearbeitet. Hierzu kann vor jedem einzelnen Transportschritt von einem ersten Modul zu einem zweiten Modul zwischen dem ersten Modul und dem zweiten Modul eine Kommunikation zur Freigabe des betreffenden Transportschritts stattfinden. Diese Kommunikation kann zusätzlich auch dazu eingesetzt werden, um in dem Materialflusssystem etwaige auftretende Fehlerquellen, beispielsweise durch Ausfall eines Moduls oder durch Liegenbleiben eines Warenpakets auf einem bestimmten Modul, berücksichtigen zu können.The method according to the invention makes it possible to set a partial sequence of all transport steps on the entire material flow system through the entirety of the reservation methods for all the packages of goods. As already mentioned, the order of all transport steps is therefore only partial, because preferably only there an order of the transport steps is determined, where the material flow paths of two product packages overlap. In the transport method preferably following the reservation procedure, the transport steps are then processed in accordance with the specified partial sequence. For this purpose, before each transport step from a first module to a second module between the first module and the second module, a communication to release the relevant transport step take place. In addition, this communication can also be used to be able to take into account any sources of error that may occur in the material flow system, for example due to the failure of a module or due to the fact that a goods package has been left on a specific module.
In einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm welches dazu eingerichtet ist um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die vorliegende Erfindung betrifft hierbei auch ein elektronisches Speichermedium, auf welchem ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist. Schließlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein elektronisches Steuergerät, welches ein elektronisches Speichermedium, auf welchem ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist, aufweist. In another aspect, the present invention includes a computer program which is set up to perform the steps of the method according to the invention. The present invention also relates here to an electronic storage medium on which such a computer program is stored. Finally, the present invention also relates to an electronic control unit which has an electronic storage medium on which such a computer program is stored.
Für den Betrieb des „GridSorters“ wurde erfindungsgemäß ein Zeitfenster-basiertes Reservierungsverfahren entwickelt, wobei jedes Modul nur ein bestimmtes Zeitfenster für ein bestimmtes Warenpaket entlang des vorgesehenen Materialflussweges reserviert. Auf diese Weise legt der „GridSorter“ eine Reihenfolge für die Transporte der einzelnen Warenpakete fest, deren Einhaltung eine Synchronisierung der einzelnen Module des Materialflusssystems untereinander erfordert. Nach Bestätigung der Reservierung erfolgt der Transport des bestimmten Warenpakets auf dem Materialflussweg, wobei sich die hierbei beteiligten Module zur Abarbeitung dieser Aufgabe autonom untereinander synchronisieren.For the operation of the "grid sorter", a time-window-based reservation method has been developed according to the invention, each module reserving only a specific time window for a specific goods package along the intended material flow path. In this way, the "GridSorter" determines an order for the shipments of the individual goods packages whose compliance requires a synchronization of the individual modules of the material flow system with each other. After confirmation of the reservation, the transport of the specific goods package takes place on the material flow path, wherein the involved modules autonomously synchronize with each other for the execution of this task.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere die Leistung und Robustheit der Steuerung eines Materialflusssystems mit bidirektional genutzten Modulen zu einem Transport von Warenpaketen erhöhen. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren den weitgehenden Ausschluss von sogenannten Deadlocks bereits im Reservierungsverfahren und im sich anschließenden Transportverfahren eines Warenpakets. Hierbei können Wartezeiten im Reservierungsverfahren mit berücksichtigt werden. Aufgrund der durch die logische Zeit eingeführte partielle Ordnung der Reihenfolge der einzelnen Transportschritte ist das erfindungsgemäße Verfahren robust gegenüber Schwankungen in der in dem betreffenden Materialflusssystem tatsächlich auftretenden Transportzeit für ein bestimmtes Warenpaket entlang eines konkreten Materialflussweges. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren eine mögliche Einbeziehung von Tandemtransporten erlauben. Die autonome Kommunikation der einzelnen Module in dem Materialflusssystem weist einen überschaubaren Kommunikationsaufwand während des Reservierungsverfahrens und einen begrenzten, nur noch lokal erforderlichen Kommunikationsaufwand während des Transportverfahrens auf. Eine zusätzliche Synchronisierung der Transporte der Warenpakete in dem gesamten Materialflusssystem stellt sich in dem vorliegenden Verfahren automatisch ein und erfordert daher keine zusätzliche Kommunikation zwischen den einzelnen Modulen des Materialflusssystems. In particular, the method according to the invention can increase the performance and robustness of the control of a material flow system with bidirectionally used modules for transporting packages of goods. In particular, the method according to the invention enables the extensive exclusion of so-called deadlocks already in the reservation process and in the subsequent transport process of a commodity package. Here, waiting times in the reservation process can be taken into account. Because of the partial order of the sequence of the individual transport steps introduced by the logical time, the method according to the invention is robust to fluctuations in the transport time actually occurring in the relevant material flow system for a specific goods package along a concrete material flow path. In addition, the method of the invention may allow for possible inclusion of tandem transports. The autonomous communication of the individual modules in the material flow system has a manageable communication effort during the reservation process and a limited, only locally required communication effort during the transport process. An additional synchronization of the shipments of the product packages in the entire material flow system is automatically established in the present method and therefore does not require any additional communication between the individual modules of the material flow system.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die Reservierung von Materialflusswegen für bestimmte Zeitfenster, wofür die einzelnen Module ein gemeinsames Zeitverständnis aufweisen müssen. Erfindungsgemäß wird die Synchronisierung nicht mehr an die physikalische Zeit gebunden, wodurch der Kommunikationsaufwand erheblich verringert werden kann und eine Störanfälligkeit aufgrund stochastischer Einflüsse auf die vorgesehenen Zeitabläufe entfallen kann. Erfindungsgemäß erfolgt vielmehr eine Synchronisierung des gesamten Materialflusssystems auf der Basis von logischer Zeit, welche die Ereignisstruktur der Transporte der Warenpakete über die Module des Materialflusssystems nutzt. Hierzu ist es ausreichend, wenn die Synchronisierung der Module in dem Materialflusssystem auf diejenigen Module beschränkt ist, die jeweils an einem bestimmten Transport beteiligt sind, wodurch insbesondere während des Transportverfahrens der Kommunikationsaufwand erheblich verringert ist.The inventive method thus allows the reservation of material flow paths for certain time windows, for which the individual modules must have a common understanding of time. According to the invention, the synchronization is no longer bound to the physical time, whereby the communication effort can be significantly reduced and a susceptibility to interference due to stochastic influences on the scheduled timings can be omitted. Rather, according to the invention, the entire material flow system is synchronized on the basis of logical time, which uses the event structure of the transports of the product packages via the modules of the material flow system. For this purpose, it is sufficient if the synchronization of the modules in the material flow system is limited to those modules that are each involved in a particular transport, which is significantly reduced in particular during the transport process, the communication effort.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Weitere Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, insbesondere in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Further details and features of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, in particular in conjunction with the dependent claims. In this case, the respective features can be implemented on their own or in combination with one another. The invention is not limited to the embodiments. The embodiments are shown schematically in the figures. The same reference numerals in the individual figures designate the same or functionally identical or with respect to their functions corresponding elements.
Im Einzelnen zeigen:In detail show:
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In den
In den vorliegenden Ausführungsbeispielen wurde für den Zahlenstempel eines jeden Transportschritts eine natürliche Zahl 1, 2, 3, ... ausgewählt. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, stattdessen eine andere beliebige Zahlenfolge einzusetzen, solange diese monoton ansteigende Folgenglieder aufweist. Wie bereits erwähnt, ist es hierbei auch unerheblich, ob die gewählten Zahlen dem Dezimalsystem, dem Hexadezimalsystem oder einem anderen Zahlensystem angehören. Wichtig ist vielmehr, dass die Reservierung für den ersten Materialflussweg
Weiterhin versucht in
Vielmehr kommuniziert gemäß
Erfolgt nun, wie in
In
Gemäß
In
Folglich erfolgt gemäß
Wie in
Der abschließende Transport des zweiten Warenpakets
In den
Weil die Warenpakete
Aufgrund dessen kann, wie in
Damit können, wie in
Wie in
Ein weiterer Tandemtransport
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 110110
- Materialflusssystem Material Flow System
- 112112
- Modul module
- 114114
- Warenpaket goods package
- 116116
- erster Materialflussweg first material flow path
- 118118
- erstes Warenpaket first goods package
- 120120
- erstes Startmodul first start module
- 122122
- erstes Zielmodul first target module
- 124124
- erstes Nachbarmodul first neighbor module
- 126126
- zweites Nachbarmodul second neighbor module
- 128128
- zweites Warenpaket second goods package
- 130130
- zweites Startmodul second start module
- 132132
- zweiter Materialflussweg second material flow path
- 134134
- zweites Zielmodul second target module
- 136136
- Tandemtransport tandem transport
- 138138
- drittes Nachbarmodul third neighbor module
- 140140
- viertes Nachbarmodul fourth neighbor module
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008059529 A1 [0003] DE 102008059529 A1 [0003]
- DE 102009031137 A1 [0003] DE 102009031137 A1 [0003]
- DE 102009033600 A1 [0003] DE 102009033600 A1 [0003]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Zaezilia Seibold, Thomas Stoll und Kai Furmans, Layout-optimized sorting of goods with decentralized controlled conveyor modules, Systems Conference (SysCon), 2013, IEEE International, S. 628–633, 2013 [0004] Zaezilia Seibold, Thomas Stoll and Kai Furmans, Layout-optimized sorting of goods with decentralized controlled conveyor modules, Systems Conference (SysCon), 2013, IEEE International, pp. 628-633, 2013 [0004]
- Universität Karlsruhe (TH), Band 73, Herausgeber Prof. Dr.-Ing. Kai Furmans, Universitätsverlag Karlsruhe, 2009, Kapitel 4.2.3, Seite 69–75 [0005] University of Karlsruhe (TH), volume 73, publisher Prof. Dr.-Ing. Kai Furmans, University of Karlsruhe, 2009, Chapter 4.2.3, pages 69-75 [0005]
- Leslie Lamport, Time, Clocks and the Ordering of Events in a Distributed System, Communications of the ACM 21.7, Seite 558–565, 1978 [0017] Leslie Lamport, Time, Clocks and the Ordering of Events in a Distributed System, Communications of the ACM 21.7, pages 558-565, 1978 [0017]
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Applications Claiming Priority (1)
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R082 | Change of representative |
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