JP7084538B2 - 棚の管理方法およびシステム、ピッキングエリアと在庫ピッキングシステム - Google Patents

棚の管理方法およびシステム、ピッキングエリアと在庫ピッキングシステム Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、出願日が２０１８年０６月０６日であり、出願番号が２０１８１０５７７６２８．６、さらに出願日が２０１９年４月２９日であり、出願番号が２０１９１０３５４３４３．０であり、発明名称は「棚の管理方法およびシステム、ピッキングエリアと在庫ピッキングシステム」である中国出願特許を基に提出するものであり、当該中国特許出願の優先権を主張し、当該中国特許出願の全ての内容を参考のため本出願に援用する。
本出願は物流の自動化分野に関し、特に棚の管理方法およびシステム、ピッキングエリアと在庫ピッキングシステムに関する。
物流自動化技術は著しく成長しており、ロボットによるＧ２Ｐ（ＧｏｏｄＳ Ｔｏ ＰｅｒＳｏｎ）システムとその強い柔軟性ならびに低コストという利点があるため、西洋先進国における倉庫業界で広く普及している。従来の倉庫作業では、棚が固定されるため、作業員は指定の保管場所まで歩いて行き作業しなければならなかった。ロボットによるＧ２Ｐシステムは従来の作業方法とは異なり、棚を移動ロボットがワーキングステーションまで搬送し、キューイングするため作業員はワーキングステーションで操作するだけで歩く必要が無くなったことにより、ロボットによるＧ２Ｐは作業員の作業効率を大幅に高めた。
ロボットによるＧ２Ｐシステムにおいて、移動棚は多面的に貨物を保管できる。例えば、前後左右４面いずれもが保管場所となるが、人が操作する場合は一度に１面しか操作できないため、棚を回転させ、操作面を作業員へ向けなければならない。同時に、ピッキング効率を高めるため、ワーキングステーションに複数の棚を設置するが、作業員は一度に１つの棚しか操作できないため、ロボットは操作する前の棚を携帯したまま、ワーキングステーションでキューイングし、作業員が操作するのを待たなければならない。
ロボットによるＧ２Ｐシステムは固定のキューイングエリアを設け、操作面を回転させるための操作面回転エリアを固定化すると同時に操作面回転エリアへの円弧進入方式を採用している。しかしながら、固定のキューイングエリア内に収容できるロボット数には限りがあるため、収容されないロボットは通路に留まり、他のロボットの経路を塞いでしまう。さらにキューイング経路が比較的固定されることもあり、経路のデッドロックを起こしやすく、操作面回転エリアの固定化は効率向上のボトルネックになり易く、複数ロボットが操作面を回転させたい場合、キューイングしているロボット等は操作面回転エリアが空くまで待つため、流動性が悪くなる。回転エリアへの円弧進入は棚間のスペースが大きくなければならないため、倉庫全体のスペース利用率向上に役立たない。
したがって、本出願は少なくとも１つの前記問題を解決し、システムピッキング効率を高める棚の管理方法およびシステムを提供する。
本出願における１つの技術的解決手段として、棚の管理方法を提供する。前記管理方法は、
ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースが有るか否かを予測するステップと、
ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースが有ると予測した場合、前記ワーキングステーションに割り当てられた未搬送の棚から１つ棚を選択し、移動ロボットに選択した棚を搬送させるように制御するステップと、
前記移動ロボットが選択した棚と連結した後、選択した棚を必要とする全てのワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースが有るか否かを改めて予測するステップと、
全ての前記ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースが有ると予測した場合、前記移動ロボットに選択した棚を空きスペースが有ると予測したワーキングステーションのキューイングエリアへ搬送させるように制御し、前記移動ロボットが選択した棚を空きスペースが有ると予測したワーキングステーションのキューイングエリア周辺の想定エリア内に搬送した場合、空きスペースが有ると予測したワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースができているか否かを決定するステップと、
前記空きスペースが有ると予測したワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースがあると決定した場合、前記移動ロボットを空きスペースが有ると予測したワーキングステーションのキューイングエリアへ進入させるように制御するステップとを含む。
一実施例では、前記方法はさらに、全ての前記ワーキングステーションキューイングエリア内に空きスペースが無いと予測した場合、前記移動ロボットをその場でキューイングして待機するように制御するステップを含む。
一実施例では、前記方法はさらに、前記空きスペースが有ると予測したワーキングステーションのキューイングエリア内にまだ空きスペースができていない場合、前記移動ロボットに周辺の設定エリア内における移動数を設定より少なくさせ、他の移動ロボットの経路を邪魔しない位置でキューイングして待機するように制御し、または前記移動ロボットに選択した棚を必要とするもう１つのワーキングステーションへ搬送させるように制御するステップを含む。
一実施例では、前記方法はさらに、前記移動ロボットを空きスペースが有ると予測したワーキングステーションのキューイングエリアへ進入させるように制御した後、前記移動ロボットの前方に空きスペースができているかをリアルタイムで判断し、前記移動ロボットの前方に空きスペースができていると決定した場合、前記移動ロボットを前方の空きスペースに移動させるように制御し、前記移動ロボットの前方にまだ空きスペースができていない場合、前記移動ロボットをその場で待機させるように制御するステップを含む。
一実施例では、ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースが有るか否かを予測するステップは、ワーキングステーションへ棚を搬送中の移動ロボット数が前記ワーキングステーションキューイングエリアの容量より小さい場合、前記ワーキングステーションのキューイングエリア内には空きスペースが有ると決定するステップと、前記ワーキングステーションへ棚を搬送中の移動ロボット数が前記ワーキングステーションキューイングエリアの容量より大きいまたは等しい場合、前記ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースができるまでの時間を計算し、その時間が新しい移動ロボットが前記ワーキングステーションのキューイングエリアまで到着する時間より短い場合、前記ワーキングステーションのキューイングエリア内には空きスペースが有ると決定するステップを含む。
一実施例では、前記方法はさらに、前記移動ロボットが選択した棚を搬送する走行経路において、前記移動ロボットに選択した棚の周辺環境をリアルタイムで探測させるように制御するステップと、前記選択した棚の周辺環境が回転できる条件を満たすと探測した場合、前記移動ロボットに選択した棚に対して回転操作を行うように制御するステップを含む。
一実施例では、前記移動ロボットが選択した棚を搬送する走行経路において、前記移動ロボットに選択した棚の周辺環境をリアルタイムで探測させるように制御し、前記選択した棚の周辺環境が回転できる条件を満たすと探測した場合、前記移動ロボットに選択した棚に対して回転操作を行うように制御する。
一実施例では、前記移動ロボットが選択した棚を搬送する走行経路において、前記移動ロボットに選択した棚の周辺環境をリアルタイムで探測させるように制御するステップは、前記移動ロボットが選択した棚を搬送する走行経路において、前記移動ロボットに前方経路ポイント周辺の所定範囲内のセルが占用されるか否かを探測させるように制御し、前方経路ポイントの周辺の所定範囲内のセルに移動するよう申請した場合、前記前方経路ポイントを回転ポイントさせるように制御するステップと、前記移動ロボットが所定の回転ポイントに到着した場合、前方経路ポイント周辺の所定範囲内のセルを占有し、回転エリアとするが、前記前方経路ポイント周辺の所定範囲内のセルを未だ占有できていない場合、前記移動ロボットに走行を続けるように制御するステップとを含む。
一実施例では、前記選択した棚の周辺環境が回転できる条件を満たすと探測した場合、前記移動ロボットに選択した棚に対して回転操作を行うように制御するステップは、前記移動ロボットが前記空きスペースが有ると予測したワーキングステーションキューイングエリアの操作ポジションに到着する前、且つ前記移動ロボットが選択した棚を搬送する走行経路上にて前記選択した棚を回転させていない場合、前記移動ロボットに空きスペースが有ると予測したワーキングステーションのキューイングエリア内に対応するワーキングステーションの回転エリアへ進入して前記選択した棚に対して回転操作を行うように制御するステップを含む。
一実施例では、前記方法はさらに、回転した前記選択した棚がさらに回転する必要が有る場合、前記移動ロボットのその場周辺の所定範囲内のセルを占有できるか否かを判断し、前記移動ロボットのその場周辺の所定範囲内のセルを占有できる場合、相応するセルを占有し回転エリアとし、前記移動ロボットのその場周辺の所定範囲内のセルを占有できない場合、前記移動ロボットに再度前記空きスペースが有ると予測したワーキングステーションのキューイングエリアへ進入させ、キューイングを続けさせて対応するワーキングステーションの回転エリアへ進入させるように制御するステップを含む。
一実施例では、前記移動ロボットに選択した棚に対して回転操作を行うように制御するステップは、前記回転エリア内において、前記移動ロボットに直線と折れ線による経路上で前記選択した棚に対して回転操作を行うように制御するステップを含む。
本出願におけるもう一つの技術的解決手段として、さらに棚の管理システムを提供する。前記方法は、
棚を搬送するように設定された、移動ロボットと、
商品の格納場所であり、移動ロボットが搬送できるように設定された、棚と、
棚を保管するように設定された、棚エリアと、
作業員の作業ポジションであるワーキングステーション、および作業員の作業ポジション付近に設置された、移動ロボットが棚を搬送しキューイングし、作業員がワーキングステーションのキューイングエリアで作業することを待つためのワーキングステーションのキューイングエリアを備える、ワーキングステーション・ワーキングステーションのキューイングエリアと、
移動ロボットを通信により接続し、前記棚の管理方法を実行するように設定された、サーバーと、を備える。
一実施例では、ワーキングステーションキューイングエリアのレイアウト方式は、ダブルワーキングステーション対称レイアウト方式、並列レイアウト方式、特定回転エリアを持たないキューイング方式うちの１つを含む。
一実施例では、前記ワーキングステーションキューイングエリアのレイアウト方式がダブルワーキングステーション対称レイアウト方式を含む場合、前記ワーキングステーションのキューイングエリアは、２つの回転エリアと前記２つの回転エリア四方をそれぞれ取り囲む２つのキューイング用通路を含み、この２つのキューイング用通路が部分的に重なり前記２つの回転エリア間に位置する通路エリアを形成し、且つ各キューイング用通路に入口ポジション、操作ポジション、複数の回転エリア進入ポジション、複数のキューイングリターンポジションおよび出口ポジションを設置し、ここで、操作ポジションとは移動ロボットが棚を搬送し、作業員の作業を待つポジションであり、回転エリア進入ポジションとは移動ロボットが前記キューイング用通路から前記回転エリアへの進入することを許すポジションであり、キューイングリターンポジションとは移動ロボットが前記回転エリアから前記キューイング用通路へ進入することを許すポジションであり、入口ポジションを前記通路エリア内に設置し、前記２つのキューイング用通路は１つの入口ポジションを共有する。前記２つのキューイング用通路上の回転エリア進入ポジション、キューイングリターンポジションおよび出口ポジションを前記通路エリアの両側に対称に設置する。
一実施例では、前記ワーキングステーションキューイングエリアのレイアウト方式が並列レイアウト方式を含む場合、ワーキングステーションのキューイングエリアは２つの回転エリアと前記２つの回転エリア四方をそれぞれ取り囲む２つのキューイング用通路を備え、各キューイング用通路に入口ポジション、操作ポジション、複数の回転エリア進入ポジション、複数のキューイングリターンポジションおよび出口ポジションを設置し、２つのキューイング用通路を並列設置する。ここで、操作ポジションとは移動ロボットが棚を搬送し、作業員の作業を待つポジションである。回転エリア進入ポジションとは移動ロボットが前記キューイング用通路から前記回転エリアへの進入することを許すポジションである。キューイングリターンポジションとは移動ロボットが前記回転エリアから前記キューイング用通路へ進入することを許すポジションである。
一実施例では、前記ワーキングステーションキューイングエリアのレイアウト方式が特定回転エリアを持たないキューイング方式を含む場合、ワーキングステーションのキューイングエリアはキューイング用通路を備え、且つキューイング用通路を回転エリアとする。前記キューイング用通路に操作ポジション、出口ポジションおよび複数の入口ポジションを設置し、前記複数の入口ポジションは前記操作ポジションと前記出口ポジション間に位置する。
一実施例では、出口ポジションに複数の方向を設定し、前記移動ロボットが操作完了後に前記棚を再度回転させる必要がある場合、前記移動ロボットは前記出口ポジションからワーキングステーションのキューイングエリア内に再度進入することもでき、前記出口ポジションからワーキングステーションのキューイングエリアを離れることもでき、または外部経路を通ってワーキングステーションのキューイングエリア内に再度戻ることもできる。
一実施例では、前記ワーキングステーションキューイングエリアのレイアウト方式が複数操作点レイアウト方式を含む場合、前記ワーキングステーションのキューイングエリアは複数操作ポジションを備える。複数操作ポジションは「一」文字に並び、各操作ポジションを入口ポジションと出口ポジションとする。操作ポジションとは移動ロボットが棚を搬送し、作業員の作業を待つポジションである。
一実施例では、前記移動ロボットは車輪駆動の小型車であり、前記棚を持ち上げるリフト機構を有する。
一実施例では、前記リフト機構と小型車主体は独立して動作する。小型車が動作しなくても、リフトは上下し、小型車が動作しなくても、リフトは回転する。小型車主体とリフト機構をロックすると、同じ速度で回転し、小型車主体とリフト機構はまた同時に異なる速度で回転する。
また、ロボットの自動在庫ピッキングシステムにおいて、Ｇ２Ｐは広く使用される方式である。ピッキングロボットに基づいており、ロボットはオーダーと在庫情報に基づき、ターゲットパレット／ターゲット在庫容器の下まで自動運転で進み、ターゲットパレット／ターゲット在庫容器をピッキングポイントまで持ち上げて搬送する。ピッキングポイントには配送が必要な貨物の保管場所情報を表示するモニター等のディスプレイ装置を設置し、ピッキング人員は表示に基づき必要な貨物を取り、指定の容器に置き、ピッキングタスクを完了する。ピッキングタスク完了後にロボットはパレット／在庫容器を指定位置に戻す。
前記Ｇ２Ｐ解決手段は全過程において人が歩く必要が無く、大幅にピッキング効率を高め、作業員の労働負荷を下げる。しかし、前記Ｇ２Ｐロボット解決手段は通常１つのピッキングポイントに１つのピッキング人員が対応する方式を採用しており、人がロボットを待つ空き時間が一定程度生じるためピッキング効率を高められない。
本出願はさらにピッキングエリア内でピッキングロボットがキューイングして待つ時間を減らし、ピッキング効率を高めるピッキングエリアを提供する。
本出願はさらに、ピッキングロボットがキューイングして待つ時間を減らし、ピッキング効率を高める在庫ピッキングシステムを提供する。
本出願は以下の技術的解決手段を採用し、
１つまたは複数のピッキングワーキングステーションを備え、各ピッキングワーキングステーションは２つのピッキング通路と２つのピッキング通路にそれぞれ位置する２つのピッキングポイントを備える、ピッキングエリアを含み、
各ピッキングポイントは、ピッキング主体にターゲット貨物をピッキングさせるように構成され、
各ピッキング通路は、ピッキングロボットを各ピッキングワーキングステーション内に進入させ、前記各ピッキングワーキングステーション内の各ピッキング通路上のピッキングポイントを通過させた後、前記各ピッキングワーキングステーションを離れさせる通行経路を提供する、ように構成される。
ピッキングエリアのオプション案として、２つの前記ピッキング通路はそれぞれＵ型であり、横並びまたは並列に設置する。２つの前記ピッキングポイントはそれぞれ２つの前記ピッキング通路Ｕ型底部に位置し、２つの前記ピッキング通路の前記Ｕ型開口部一端から離れて前記ピッキング主体が動くためのピッキングワークエリアを形成する。
一実施例では、２つの前記ピッキング通路を隣り合わせて設置する。
一実施例では、２つの前記ピッキングポイントを隣り合わせて設置する。
一実施例では、前記ピッキングワークエリア内に２面の対面したプットウォールを設置し、各プットウォール上に複数のオーダー容器を収容し、２つの前記ピッキングポイントは２つの前記プットウォールにより形成された延伸空間に位置する。
一実施例では、各前記ピッキングワーキングステーションにおける２つの前記ピッキング通路はそれぞれＵ型であり、比較的間隔を空けるように設置する。２つの前記ピッキングポイントはそれぞれ２つの前記ピッキング通路のＵ型側面に位置し、対面に設置する。２つの前記ピッキング通路間に前記ピッキング主体を動かすピッキングワークエリアが形成する。
一実施例では、２つの前記ピッキング通路は対面しており間隔を空けるように設置される。
一実施例では、２つの前記ピッキングポイントは対面しており間隔を空けるように設置される。
一実施例では、２つの前記ピッキング通路において１つは時計回り方向の通行経路を提供し、もう１つは反時計回り方向の通行経路を提供する。
一実施例では、各ピッキング通路は前記ピッキング通路の入口を形成する入口グリッドと前記ピッキング通路の出口を形成する出口グリッドを備え、前記入口グリッドと前記出口グリッドの通行幅は在庫容器の最大外径より大きい。
一実施例では、各ピッキング通路は前記Ｕ型両側面を形成する進入通路と出口通路を備え、前記出口通路は前記各ピッキング通路に隣接する別の前記ピッキングワーキングステーションの側に位置し、隣接する２つのピッキングワーキングステーションは前記出口通路を共有する。
一実施例では、前記ピッキングエリアは論理上二次元グリッドを備え、ここで、１つの二次元グリッドが１つの前記ピッキングポイントに対応する。
一実施例では、各ピッキング通路における前記各ピッキング通路上のピッキングポイント上流に位置する前記二次元グリッドは前記ピッキングロボット通過および待機用エリアを形成する。
一実施例では、少なくとも１つの前記二次元グリッドの中心に前記ピッキングロボットがポジショニングする基準マークを備える。
在庫ピッキングシステムは、
複数在庫容器を格納するように設定された、在庫容器エリアと、
前記在庫容器を搬送するように設定された、ピッキングロボットと、
ピッキング主体が前記ピッキングロボットの搬送した前記在庫容器からターゲット貨物をピッキングするように設定された、ピッキングエリアとを含み、
前記ピッキングエリアが１つまたは複数のピッキングワーキングステーションを備え、各ピッキングワーキングステーションが２つのピッキング通路と２つのピッキング通路にそれぞれ位置する２つのピッキングポイントを備え、
各ピッキングポイントは、ピッキング主体が前記ターゲット貨物をピッキングするように設定され、
各ピッキング通路は、前記ピッキングロボットが前記各ピッキングワーキングステーションに入り、前記各ピッキングワーキングステーションにおける前記各ピッキング通路上のピッキングポイントを通過後に前記各ピッキングワーキングステーションを離れるための通行経路を提供するように設定される。
一実施例では、２つの前記ピッキング通路はそれぞれＵ型であり、横並びまたは並列に設置する。２つの前記ピッキングポイントはそれぞれ前記ピッキング通路のＵ型底部に位置する。２つの前記ピッキング通路が前記在庫容器エリアの一端から離れて前記ピッキング主体が動くためのピッキングワークエリアを形成する。
一実施例では、２つの前記ピッキング通路を隣り合わせて設置する。
一実施例では、２つの前記ピッキングポイントを隣り合わせて設置する。
一実施例では、前記ピッキングワークエリア内に２面の対面したプットウォールを設置し、各プットウォール上に複数のオーダー容器を収容する。２つの前記ピッキングポイントは２つの前記プットウォール間に位置する。
一実施例では、各ピッキングワーキングステーションにおける２つの前記ピッキング通路はそれぞれＵ型であり、比較的間隔を空けるように設置する。２つの前記ピッキングポイントはそれぞれ２つの前記ピッキング通路のＵ型側面に向かい合って設置され、２つの前記ピッキング通路間に前記ピッキング主体を動かすピッキングワークエリアを形成する。
一実施例では、前記ピッキングエリア内に位置する前記在庫容器のピッキング面は各ピッキング通路のＵ型側面と平行である。
一実施例では、２つの前記ピッキング通路において１つは時計回り方向の通行経路を提供し、もう１つは反時計回り方向の通行経路を提供する。
一実施例では、各ピッキング通路は前記ピッキング通路の入口を形成する入口グリッドと前記ピッキング通路の出口を形成する出口グリッドを備え、前記入口グリッドと前記出口グリッドの通行幅は在庫容器の最大外径より大きい。
一実施例では、各ピッキング通路は前記Ｕ型両側面を形成する進入通路と出口通路を備え、前記出口通路は前記各ピッキング通路に隣接する別の前記ピッキングワーキングステーションの側に位置し、隣接する２つのピッキングワーキングステーションは前記出口通路を共有する。
一実施例では、前記ピッキングエリアは論理上二次元グリッドを備え、ここで、１つの二次元グリッドが１つの前記ピッキングポイントに対応する。
一実施例では、各ピッキング通路における前記各ピッキング通路上のピッキングポイント上流に位置する前記二次元グリッドは前記ピッキングロボット通過および待機用エリアを形成する。
一実施例では、少なくとも１つの前記二次元グリッドの中心に前記ピッキングロボットがポジショニングする基準マークを備える。
本出願の実施例による前記棚のキューイングと回転方法のフローチャートである。 本出願の実施例によるオーダー要求に基づき、搬送ツールのために棚搬送経路を計画し、且つ前記搬送ツールの走行経路をリアルタイムに調整するフローチャートである。 本出願の実施例による前記棚の回転操作を行うフローチャートである。 本出願の実施例による前記棚の平面構造概略図である。 本出願の実施例による前記ダブルワーキングステーションの対称レイアウトの構造概略図である。 本出願の実施例による前記並列レイアウトの構造概略図である。 本出願の実施例による前記特定回転エリアを持たないキューイングの構造概略図である。 本出願の実施例による前記マルチ操作ポイントワーキングステーションの構造概略図である。 本出願の実施例による前記直線および円弧経路を採用して回転エリアで回転する概略図である。 本出願の実施例による前記棚の管理装置のブロック図である。 本出願の実施例による前記棚の管理システムのブロック図である。 本出願の実施例が提供する在庫ピッキングシステムの構造概略図である。 本出願の実施例が提供する在庫容器の構造概略図である。 本出願の実施例が提供するピッキングロボットの構造概略図である。 図１２におけるピッキングワーキングステーションの構造概略図である。 本出願の実施例が提供するピッキングワーキングステーションと在庫容器の構造概略図である。 本出願の実施例が提供するピッキングワーキングステーションと在庫容器の構造概略図である。 本出願の実施例が提供するピッキングワーキングステーションと在庫容器の構造概略図である。 本出願の実施例が提供する在庫ピッキングシステムの構造概略図である。 図１９におけるピッキングワーキングステーションと在庫容器の構造概略図である。
通路とは、フィールドにおけるロボットが棚を搬送する際に走行可能なエリアである。
ワーキングステーションのキューイングエリアとは、作業員の作業ポジション付近に設置され、ロボットが棚を搬送し当該エリア内においてキューイングし作業員が作業することを待つエリアである。
棚とは、移動ロボットによって搬送可能な正方形または長方形の棚である。棚は複数層に分けられ、各層の４つの方向（即ち棚の４面）いずれも保管場所を設置することができる。
図１に示すように、棚のキューイングと回転方法は以下のステップＳ１１０からＳ１４０を含む。
Ｓ１１０では、搬送タスクを割り当てると同時に、棚を搬送する搬送ツールに対してキューイングスケジューリングを行い、タスクが割り当てられた時点からキューイングスケジューリングを開始する。
Ｓ１２０では、オーダー要求に基づき、搬送ツールのために棚搬送経路を計画し、前記搬送ツールの走行経路をリアルタイムに調整する。
Ｓ１３０では、搬送タスクの割り当てから搬送タスク完了までの走行経路において、前記棚の周辺環境をリアルタイムで探測する。
Ｓ１４０では、前記棚の周辺環境が回転できる条件を満たすと探測した場合、棚に対して回転操作を行う。
好ましい実施形態として、搬送ツールは移動ロボットである。
好ましい実施形態として、搬送タスクを割り当てると同時に、移動ロボットに対してキューイングスケジューリングを行うステップは、ワーキングステーションのキューイングエリアの移動ロボットのタスク時間と数量をリアルタイムに監視し、前記ワーキングステーションのキューイングエリアの移動ロボットのタスク時間と数量に基づいて新たな移動ロボットを割り当てて棚をワーキングステーションに搬送するか否かを決定するステップを含む。もし、ワーキングステーションのキューイングエリアの移動ロボットのタスク時間と数量がフル稼働状態にある場合、新たな移動ロボットを割り当てず、即ち新たな搬送タスク割り当てを一時停止する。
好ましい実施形態として、前記搬送タスクを割り当てる際、優先度が高いまたは棚を回転する必要のない搬送ツールに対して優先的なキューイングスケジューリングを行うステップを含む。即ち棚に対して転面操作する必要のない移動ロボット、または優先度が高い移動ロボットは、操作ポジションから直近のセルに入る直近の経路を直接計画することができ、優先度の低いロボットは待つ。
好ましい実施形態として、搬送タスクを割り当てる際、棚の回転操作スケジューリングを減らすステップを含む。即ちワーキングステーションレイアウト方式が対称の場合である。図４に示すように、タスクを割り当てる際、ある棚のＲ面を作業員に提示する必要がある場合、第１ワーキングステーションにおいて棚に対して回転操作を行う必要があるが、第１ワーキングステーションとミラーリングした第ダブルワーキングステーションは棚に対して回転操作を行う必要がなく、生成した当該棚タスクのオーダーをダブルワーキングステーションに割り当てられることができる。
好ましい実施形態として、前記搬送タスクを割り当てる際、搬送タスクにおけるタスクの属性に基づいて搬送タスクに対応するワーキングステーションキューイング経路レイアウト方式を割り当てるステップを含む。
本出願の実施例の具体的な実現形態に基づき、ワーキングステーションキューイング経路レイアウト方式は、ダブルワーキングステーション対称レイアウト方式、並列レイアウト方式と特定回転エリアを持たないキューイング方式および複数操作ポイントレイアウト方式を含む。
図５に示すように、ダブルワーキングステーション対称レイアウトにおいて、１～１２セル間のエリアは回転エリアである。８または９セルは移動ロボットが作業員の操作を待つポジションである。１０セルはワーキングステーションのキューイングエリアの出口である。非回転棚移動ロボットの経路は、１→４→７→９または１２→５→７→９である。移動ロボットが棚を携帯して１１、１２、２または３セルから回転エリア内に入り、回転エリア内において棚の回転を完了し、回転エリアから５、６、８または９セルに入り、回転エリアからキューイングエリア内に戻り、具体的なセルはキューイングの空きスペースによって決定する。移動ロボットは４セルで回転することもでき、ワーキングステーションのキューイングエリアの２番目の回転ポイントとして複数移動ロボットの回転する必要がある時の効率を向上させる。４セルで回転する前にシステムは４セルの前後左右のセルをロックし、棚が安全に回転するように保証する。
図６に示すように、並列レイアウトでは１～１２はキューイング経路であり、時計回りキューイングであってもよく、反時計回りキューイングであってもよい。１～１２セルの間は回転エリアである。回転しない棚の移動ロボットの経路は１→４→６であり、または１２→５→６である。移動ロボットが棚を携帯して２、１１または１２セルから回転エリア内に入り、回転エリア内において棚の回転を完了し、回転エリアから３、５または６セルに入り、回転エリアからキューイングエリア内に戻る。６セルの位置において、移動ロボットは作業員の作業を待つ。１０セルはワーキングステーションのキューイングエリアの出口である。ワーキングステーションのキューイングエリアは隣接して設置してもよく、いくつかのセルを離して設置してもよい。ワーキングステーションのキューイングエリアの２番目の回転ポイントとして、移動ロボットは４セルで回転してもよく、複数移動ロボットの回転する必要がある時の効率を向上させる。４セルで回転する前に、システムは４セルの前後左右のセルをロックし、棚が安全に回転するように保証する。
図７に示すように、特定回転エリアを持たないキューイング方式では、操作ポジションは８セルにある。１０はワーキングステーションのキューイングエリアの出口である。１～８セルはいずれもワーキングステーションのキューイングエリアの棚の回転位置とする。移動ロボットが棚に対して回転操作を行う前に、システムが周りの前後左右４つのセルをロックし、他の移動ロボットが入るのを防ぎ、安全に回転するように保証する。特定回転エリアを持たないキューイング方式は２行５列のレイアウトに限らず、必要に応じて増減することができる。
好ましい実施形態として、図８に示すように、マルチ操作ポイントのワーキングステーション設計は直線型を採用し、移動ロボットは各操作ポイントを単独で出入りできる。このような操作位置では、移動ロボットが操作ポイントに到達する間にキューイングしてもう１つの移動ロボットを待つ必要がない。操作ポイントの数には制限がない。周りのセルが占用されていない場合、移動ロボットは操作ポイントで棚に対して回転操作を行うことができる。移動ロボットが操作ポイントに到達する間に移動ロボットは周りのセルに申請して棚回転タスクを完了させることができる。棚の操作時間に基づいて移動ロボットが棚を置くか、操作が完了するのを待つかを決定する。棚の操作時間が移動ロボットの次のタスクを実行する時間を超えた場合、移動ロボットは棚を置いて次のタスクの実行を続ける。棚の操作完了後、システムは移動ロボットを割り当てて棚を移動させる。
好ましい実施形態として、図５、図６および図７に示すように、ダブルワーキングステーション対称レイアウト方式、並列レイアウト方式および特定回転エリアを持たないキューイング方式においては、キューイングする移動ロボットが端から端までデッドロック状況を避ける。出口ポジション１０セルは複数方向を設定し、操作が終了後、再度棚に対して回転操作を行う必要がある場合、移動ロボットは出口ポジション１０セルから再度ワーキングステーションのキューイングエリア内に入ることができ、出口ポジション１０セルからワーキングステーションのキューイングエリアを離れることもでき、外部経路を通って再度ワーキングステーションのキューイングエリア内に戻る。
好ましい実施形態として、搬送タスク割り当てから完了までの過程で棚に対して回転操作を行う。即ち搬送タスクの割り当てから完了までの過程であり、リアルタイムに棚が位置する環境を検査し、棚が置かれた環境が回転条件を満たした時に回転する。
好ましい実施形態として、図２に示すように、オーダー要求に基づき搬送ツールのために棚搬送経路を計画し、前記搬送ツールの走行経路をリアルタイムに調整するステップは以下のステップＳ２１０からＳ２５０を含む。
Ｓ２１０では、ワーキングステーションのキューイングエリア空きスペースを予測する。
Ｓ２２０では、ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースがあると予測した場合、即ちワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースまたはワーキングステーションの存在可能性があると予測した場合、当該ワーキングステーションのキューイングエリア内における未搬送の棚から１つ選択し、１つの移動ロボットに割り当てて当該棚を移動させる。
Ｓ２３０では、移動ロボットが棚を取得した後（棚取得即ち移動ロボットが棚に連結したが棚をまだ搬送していない）、ワーキングステーションのキューイングエリアの空きスペースを再予測し、当該棚を必要とする全てのワーキングステーションを予測し、空きスペースがあると予測した場合は棚の搬送を開始し、空きスペースがないと予測した場合はその場でキューイングして待つ。
Ｓ２４０では、棚がワーキングステーションのキューイングエリア付近に到達した時、ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースができていない場合、移動ロボットの密度が低く、他の移動ロボットの経路を邪魔しない位置を選択してキューイングして待機し、またはもう１つの当該棚を必要とするワーキングステーションに棚を搬送し、ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースができた場合はワーキングステーションのキューイングエリア内に入る。
Ｓ２５０では、ワーキングステーションのキューイングエリアの前方に空きスペースができたとリアルタイムに判断すると、ワーキングステーションへ移動し、前方に空きスペースができていない場合、その場でキューイングして待つ。
好ましい実施形態として、ワーキングステーションのキューイングエリアの空きスペースを予測するステップＳ２１０は、目下あるワーキングステーションへ棚を搬送中の移動ロボットの数が（ワーキングステーションのキューイングエリア内にある移動ロボット数を含む）当該ワーキングステーションのキューイングエリアサイズより小さい場合、空きスペースがあると決定できる。目下あるワーキングステーションへ棚を搬送中の移動ロボットの数が当該ワーキングステーションのキューイングエリアサイズより大きいまたは等しい場合、ワーキングステーションのキューイングエリアの端にある移動ロボットが１つ空きスペースを開ける時間を計算し、その時間はその前方に並んでいる全ての移動ロボットが１ステップの移動時間と列の先頭の棚の停留操作時間の合計であり、この時間が新しい移動ロボットがワーキングステーションのキューイングエリア内に到達する時間より短い場合、空きスペースの可能性があると予測する。
好ましい実施形態として、もし前記棚の回転できる条件を満たすと探測した場合、棚に対して回転操作を行う。棚に対して回転操作を行う操作は、搬送の経路において回転させる方式と、ワーキングステーションのキューイングエリア内に設定された回転ポイントにおいて回転させる方式と、操作ポイントにおいて回転させる方式の３方式を含む。
好ましい実施形態として、図３に示すように、搬送タスクの割り当てから搬送タスク完了までの走行経路において、棚の周辺環境をリアルタイムで探測し、前記棚の回転できる条件を満たすことを探測された場合、棚に対して回転操作を行い、以下のステップＳ３１０からＳ３５０を含む。
ステップＳ３１０では、棚に対して回転操作を行う必要があるかどうかを決定し、回転が不要な場合は直接経路を優先して計画し、回転させる必要がある場合は、ステップＳ３２０に進む。
ステップＳ３２０では、移動ロボットが経路に沿って走行する過程において、前方経路ポイント付近のセルが占用されるか否かを探測し、前方経路周りの隣接するセルを同時に申請できる場合は、当該経路ポイントを回転ポイントとする。
ステップＳ３３０では、移動ロボットが所定の回転ポイントに到達する時、周りのセルを占用する。占用に成功した場合は棚の回転を行い、棚が回転した後に周りセルの占用を解放する。占有が成功しなければ走行を続ける。
ステップＳ３４０では、移動ロボットがワーキングステーションに到達する前に、経路において棚が回転していない場合はワーキングステーションに設定した回転エリア内に入り回転する。
ステップＳ３５０では、回転した棚がさらに回転する必要がある場合、その場で周りのセルを占用できるか否かを判断し、占用できればその場で回転させる。占用できなければ再度ワーキングステーションのキューイングエリア内に入り、キューイングし続けて設定した回転ポイントに入り棚に対して回転操作を行う。
好ましい実施形態として、図９に示すように、回転エリア内において直線と円弧との相接する経路または折れ線経路を採用して棚に対して回転操作を行う。特定回転エリア内に入る際、円弧セクション全体を採用すれば、棚の間の余裕を大きくする必要がある。直線と円弧との接線を採用すると、直線部分では棚は隣接する棚の角度と平行に保てる。折れ線経路を採用すると、棚は常に隣接する棚と平行する。直線プラス円弧方式または折れ線方式を採用すると、棚に正常に回転ポイントに入らせる際に純粋な円弧経路の状況下の棚と棚との間に残った隙間を減らし、同じ大きさのセルで、棚のサイズを大きくすることができ、倉庫スペースの利用率を高めることができる。
本出願におけるもう一つの技術的解決手段として、図１０に示すように、棚の管理装置を提供し、搬送タスクを割り当てると同時に、棚を搬送する搬送ツールに対してキューイングスケジューリングを行うように設定されたキューイングスケジューリングユニットと、オーダー要求に基づき、前記搬送ツールのために棚搬送経路を計画し、リアルタイムに前記搬送ツールの走行経路を調整するように設定された経路調整ユニットと、搬送タスクの割り当てから搬送タスク完了までの走行経路において、前記棚の周辺環境をリアルタイムで探測するように設定された環境探測ユニットと、前記棚の周辺環境が回転に適したことを探測した場合、棚に対して回転操作を行うように設定された回転操作ユニットと、を備える。
好ましい実施形態として、搬送ツールは移動ロボットである。
好ましい実施形態として、キューイングスケジューリングユニットは、リアルタイムにワーキングステーションのキューイングエリア内における搬送ツールのタスク時間と数量を監視し、ワーキングステーションのキューイングエリア内における搬送ツールのタスク時間と数量に基づいて新たな搬送ツールを割り当ててステーションに搬送するか否かを決定するように設定された搬送割り当てモジュールを備える。
好ましい実施形態として、キューイングスケジューリングユニットは、優先度の高いまたは棚を回転する必要がない搬送ツールに対して優先的なキューイングスケジューリングを行うように設定されたキュー挿入モジュールを備える。
好ましい実施形態として、キューイングスケジューリングユニットは、搬送タスクを割り当てる際、棚の回転操作のスケジューリングを減らすように設定された最適化スケジューリングモジュールを備える。
好ましい実施形態として、キューイングスケジューリングユニットは、搬送タスクにおけるタスクの属性に基づいて搬送タスクに対応するワーキングステーションキューイング経路レイアウト方式を割り当てるように設定されたキューイング経路レイアウト割り当てモジュールをさらに備える。
好ましい実施形態として、ワーキングステーションキューイング経路レイアウト方式は、ダブルワーキングステーション対称レイアウト方式、並列レイアウト方式と特定回転エリアを持たないキューイング方式および複数操作ポイントレイアウト方式を含む。
好ましい実施形態として、複数操作ポイントレイアウト方式において、搬送ツールが操作ポイントに到達する過程で、もう１つの搬送ツールをキューイングして待つ必要が無く、搬送ツールの周りのセルが占用されていない場合、搬送ツールは操作ポイントにて棚に対して回転操作を行うことができる。搬送ツールが操作ポイントに到達する経路過程において、搬送ツールは周りのセルに申請して棚回転タスクを完了させることができる。棚の操作時間に基づいて搬送ツール次の動作が棚を置くか、操作が完了するのを待つかを判断する。もし棚を操作する時間が搬送ツールの次のタスクを行うまでの時間を超える場合、搬送ツールは棚を置き、次のタスクを実行し続け、棚の操作完了を待って搬送ツールを再度割り当て棚を取る。もし棚を操作する時間が搬送ツールの次のタスクを行うまでの時間を超えない場合、搬送ツールは操作完了を待つ。
好ましい実施形態として、ダブルワーキングステーション対称レイアウト方式、並列レイアウト方式および特定回転エリアを持たないキューイング方式において、出口ポジションに複数の方向を設定する。もし操作完了するために再度棚を回転する必要がある場合、搬送ツールは出口ポジションからワーキングステーションのキューイングエリア内に再度進入することもでき、出口ポジションからワーキングステーションのキューイングエリアを離れることもでき、外部経路を通ってワーキングステーションのキューイングエリア内に再度戻ることができる。
好ましい実施形態として、回転操作ユニットは搬送タスク割り当てから搬送タスク完了までの過程において、棚が位置する環境をリアルタイムに検査し、棚が位置する環境回転できる条件を満たす場合、回転するリアルタイム検査モジュールを備える。
好ましい実施形態として、経路調整ユニットは、ワーキングステーションのキューイングエリア空きスペースを予測するように設定された予測モジュールと、ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースがあると予測した場合、当該ワーキングステーションのキューイングエリア内における未搬送の棚から１つ選択し、１つの搬送ツールを割り当てて当該棚を搬送するように設定された選択モジュールと、搬送ツールが棚を取得した後、ワーキングステーションのキューイングエリアの空きスペースを再予測し、当該棚を必要とする全てのワーキングステーションを予測し、空きスペースが有ると予測した場合は棚の搬送を開始し、空きスペースがないと予測した場合はその場でキューイングして待つように設定された評価モジュールと、棚がワーキングステーションのキューイングエリア付近に到達した時、ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースができていない場合、搬送ツールの密度が低く、他の搬送ツールを邪魔しない位置を選択してキューイングして待機し、またはもう１つの当該棚を必要とするワーキングステーションに棚を搬送し、ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースができた場合はワーキングステーションのキューイングエリア内に入る第１経路計画モジュールと、ワーキングステーションのキューイングエリアの前方に空きスペースができたとリアルタイムに判断すると、ワーキングステーションへ移動し、前方に空きスペースができていない場合、その場でキューイングして待つ判断モジュールと、を備える。
好ましい実施形態として、予測モジュールは、目下あるワーキングステーションへ棚を搬送中の搬送ツールの数が当該ワーキングステーションのキューイングエリアサイズより小さい場合、ワーキングステーションのキューイングエリア内に空きスペースがあると予測し、目下あるワーキングステーションへ棚を搬送中の搬送ツール数が当該ワーキングステーションのキューイングエリアサイズより大きいまたは等しい場合、ワーキングステーションのキューイングエリアの端にある搬送ツールが１つ空きスペースを開ける時間を計算し、その時間が新たに割り当てられた搬送ツールがワーキングステーションのキューイングエリア内に到達する時間より短い場合、空きスペースが存在すると予測するように設定される。
好ましい実施形態として、回転操作ユニットは、搬送の経路において回転させる方式と、ワーキングステーションのキューイングエリア内に設定された回転ポイントにおいて回転させる方式と、操作ポイントにおいて回転させる方式の３方式を含む。
好ましい実施形態として、環境探測ユニットは、探測モジュール、第１回転判断モジュール、第２回転判断モジュールおよび第３回転判断モジュールを備える。
搬送ツールが経路に沿って走行する過程において、前方経路ポイント付近のセルが占用されるか否かを探測し、前方経路周りの隣接するセルを同時に申請できる場合は、当該経路ポイントを回転ポイントとする。搬送ツールが所定の回転ポイントに到達する時、周りのセルを占用し、占用に成功した場合は棚の回転を行い、棚が回転した後に周りセルの占用を解放する。占有が成功しなければ走行を続ける。
搬送ツールがワーキングステーションに到達する前に、経路において棚が回転していない場合はワーキングステーションに設定した回転エリア内に入り回転する。回転した棚がさらに回転する必要が有る場合、その場で周りのセルを占用できるか否かを判断し、占用できればその場で回転させる。占用できなければ、再度ワーキングステーションのキューイングエリア内に入り、キューイングし続け、設定した回転ポイントに入り棚に対して回転操作を行う。
好ましい実施形態として、回転エリア内において直線と円弧との相接する経路または折れ線経路を採用して棚に対して回転操作を行う。
本出願におけるもう一つの技術的解決手段として、図１１に示すように、棚の管理システムを提供し、棚を搬送するように設定された、搬送ツールと、貨物の格納場所であり、搬送ツールにより搬送されるように設定された、棚と、棚を保管するように設定された、棚エリアと、本技術的解決手段における棚の管理方法を実行し、搬送ツールと棚に対してスケジューリングを行うように設定されたサーバーとを備える。
好ましい実施形態として、搬送ツールは移動ロボットである。
本出願の実施例に基づく具体的に実施形態では、移動ロボットは、車輪駆動の小型車であり、リフト機構を有し、直線走行、円弧走行およびその場回転する動作能力を有する。
好ましい実施形態として、リフト機構と小型車主体は独立して動作する。小型車が動作しなくても、リフトは上下し、小型車が動作しなくても、リフトは回転する。小型車主体とリフト機構をロックすると、同じ速度で回転し、小型車主体とリフト機構はまた同時に異なる速度で回転する。
好ましい実施形態として、作業員の作業ポジションであり、ワーキングステーションと作業員の作業ポジション付近に設置された搬送ツールが棚を搬送し、キューイングし作業員が作業することを待つワーキングステーションのキューイングエリアとをさらに備える。
本出願の技術的解決手段は以下の有益な効果を有する。
１、本出願の技術的解決手段として、全体的な効率を鑑み、全エリアキューイングストラテジャーを採用する。即ちタスクを割り当てると同時にロボットのキューイングスケジューリングを全エリア内に拡張し、キューイングはロボットにタスクを割り当てたらすぐに開始し、ワーキングステーションのキューイングエリアの移動ロボットのタスク時間と数量をリアルタイムに監視し、新たな移動ロボットを割り当てて棚をワーキングステーションに搬送するか否かを決定する。これにより固定のキューイングエリア内に収容できるロボット数には限りがあるという欠点を克服でき、同時に棚回転を１つタスクになるよう改善し、必要に応じて経路の回転ポイントを動的に設置したり、複数の位置で棚を回転させたりできるよう柔軟性を持つことができる。さらに、ワーキングステーションの対称設計により、棚回転タスクニーズを減らすことができる。これにより回転エリアの固定化がボトルネックなり易く、複数ロボットが操作面を回転させたい場合、キューイングしているロボット等は操作面回転エリアが空くまで待つため、流動性が悪くなるという欠点を克服できる。したがって、棚搬送効率を高めるという目的を達成できる。
２、キューイング経路複数の方向を追加し、デッドロックを避ける。
３、キューイングにはキュー挿入メカニズムがあり、優先度が高いまたは回転する必要がない棚にキュー挿入経路を設置し、さらに効率を高める。
４、ワーキングステーションエリア内に複数の操作ポイントを設置し、操作時間が長い棚に対してロボットはこれを置き、他の作業を続ける。操作完了後にロボットは再度棚を取りに行き、同時にもう１つ棚を補充するため効率がさらに高まる。
５、ワーキングステーション対称レイアウトは、タスクを割り当てる時に棚回転タスクの発生を避けるため、効率がさらに高まる。
６、回転エリア内において直線と円弧との相接する経路または折れ線経路を採用して棚に対して回転操作を行うと、棚に正常に回転ポイントに入らせる際に純粋な円弧経路の状況下の棚と棚との間に残った隙間を減らし、同じ大きさのセルで、棚のサイズを大きくすることができ、倉庫スペースの利用率を高めることができる。
説明すべきものとして、本文では、第１および第２などの関係用語は、１つのエンティティまたは操作を他のエンティティまたは操作と区別するために用いられ、必ずしもこれらのエンティティまたは操作の間にある実際の関係または順序を示すものではない。さらに、用語「含む」、「備える」、またはその他のいずれかの変形は、非排他的な含み、カバーすることを意図する。したがって、一連の要素を含むプロセス、方法、貨物、または機器は、それらの要素を含むだけでなく、明確にリストされていないその他の要素、またはそのようなプロセス、方法、貨物、または機器固有の要素も含まれる。より多くの制限がない条件下で、１つを含む・・・」という文によって限定された要素は、前記要素のプロセス、方法、貨物、または機器の中に他の同じ要素が含まれることを除外しない。
本明細書における複数の実施例はいずれも関連する方式を採用して説明し、複数の実施例との間で同様または類似する部分は互いに参照し、各実施例において重点的に説明した部分は別の実施例との相違点である。
フローチャート中の表示またはその他の方式に説明されたロジックおよび／またはステップは例えば、ロジック機構実現に用いる命令を実行できるシーケンスリストであると見なすことができ、コンピュータで読み取り可能な任意の媒体で具体化することができ、命令実行システム、装置または設備（例えばコンピュータに基づくシステム、プロセッサを含むシステムまたは他の命令実行システム、装置または設備から命令を受けて、実行するシステム）によって使用され、またはこれらの命令実行システム、装置または設備とグループみ合わせて使用する。本明細書において、「コンピュータ可読媒体」は、記憶、通信、伝送または伝送プログラムを含める命令実行システム、装置または設備、またはこれらの命令実行システム、装置または設備とグループみ合わせて使用される任意の装置であってもよい。コンピュータ可読媒体のより具体例（非網羅的リスト）は、１つまたは複数の配線を有する電気接続部（電子装置）と、ポータブルコンピュータカートリッジ（磁気装置）と、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）と、読み取り専用メモリ（Ｒｅａｄ－ＯｎＬｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）と、消去・編集可能読み取り専用メモリ（ＥｒａｓａｂＬｅ ＰｒｏｇｒａｍｍａｂＬｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＥＰＲＯＭ）またはフラッシュメモリと、光ファイバー装置およびコンパクトディス読み取り専用メモリ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ－ＯｎＬｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＣＤＲＯＭ）と、を備える。また、コンピュータ可読媒体は、その上で打印前記プログラムを印刷できる紙または他の適切な媒体であってもよい。なぜなら、例えば紙または他の媒体を介して光学的にスキャンし、編集、解釈または必要に応じて、他の適切な方法で処理することにより、電子方式で前記プログラムを獲得し、それをコンピュータのメモリに保存することができるからである。
本出願の複数の部分は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらのグループみ合わせで実装できることを理解されるべきである。
前記実施形態において複数ステップまたは方法は、メモリに格納され、適切な命令実行システムによって実行されるソフトウェアまたはファームウェアで実現されることができる。例えば、もしハードウェアによって実現される場合は、別の実施形態と同様、当技術分野で知られている以下の技術のいずれか１つまたはグループみ合わせによって実現することができる。つまり、データ信号にロジック機構を実現するためのロジックゲート回路を備えた離散ロジック回路であり、適切なグループみ合わせのロジックゲート回路を備えた特別な集積回路であり、プログラマブルゲートアレイ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂＬｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ 、ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦｉｅＬｄ ＰｒｏｇｒａｍｍａｂＬｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）などである。
理解されたいことは、用語「一」は「少なくとも１つ」または「１つまたは複数」と理解すべきであり、１つの実施例において、１つの要素の数は１つであってもよく、他の実施例においては、当該要素の数は複数であってもよく、用語「１」は数の制限として理解されるべきではない。
例えば「第１」、「第２」などの序数は複数のコンポーネントを説明するために使用されるが、ここでそれらのコンポーネントを制限しない。
この用語は、あるコンポーネントを別のコンポーネントと区別するためにのみ使用される。例えば、第１コンポーネントは第２コンポーネントと呼ぶことができ、同様に、第２コンポーネントは第１コンポーネントと呼ぶこともでき、本発明の概念の教示から逸脱することない。本明細書で使用される「および／または」という用語は、１つまたは複数の関連するリストされた項目のありとあらゆるグループの組み合わせを含む。
本明細書で使用される用語は多くの実施例を説明することのみを目的とし、限定することを意図するものではない。例えば本明細書で使用されるように、文脈が明らかに例外を示さない限り、単数形は複数形も含むことが意図される。さらに「含む」および／または「有する」という用語は当該明細書において使用される時に前記の特徴、数、ステップ、操作、コンポーネント、要素またはそのグループの組み合わせの存在を指定することが理解される。１つまたは複数のその他の特徴、数、ステップ、操作、コンポーネント、要素またはそのグループの存在または付け加えを排除するものではない。
本明細書で使用される用語は、専門用語および科学用語を含め、用語が別に限定されていない限り、当業者によって一般に理解される用語と同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で限定される用語は、関連技術の用語と同じ意味を持つことを理解されたい。
図１２は本出願の実施例における在庫ピッキングシステムの構造概略図である。図１２に示すように、本実施例は在庫ピッキングシステムを提供し、当該在庫ピッキングシステムは主に倉庫保管物流システムに応用され、オーダー貨物を在庫容器２０２からオーダーボックスまでの「Ｇ２Ｐ」式ピッキングに使用される。本実施例は当該在庫ピッキングシステムにおける「Ｇ２Ｐ」式ピッキング作業を例として当該在庫ピッキングシステムを説明しているが、本実施例における在庫ピッキングシステム貨物的ピッキング作業の実現に限らず、貨物積み込み、在庫棚卸等通常の倉庫保管物流操作を実現できることは明らかである。
図１２に示すように、本実施例における在庫ピッキングシステムは、在庫容器エリア２０、ピッキングエリア１０、共通通路３０およびピッキングロボット４０を備える。在庫容器エリア２０は在庫容器２０２を格納し、在庫容器２０２に貨物を保管する保管容器５０を設置し、保管容器５０に貨物を格納する。ピッキングエリア１０と在庫容器エリア２０を離して設置し、ピッキング主体はオーダー貨物をピッキングし、ピッキング後にオーダー貨物をオーダーボックスに格納させる。ピッキングロボット４０は在庫容器エリア２０における在庫容器２０２をピッキングエリア１０まで搬送する。またはピッキング済みの在庫容器２０２を在庫容器エリア２０まで戻す。共通通路３０を在庫容器エリア２０とピッキングエリア１０との間に設置し、ピッキングロボット４０を高速通行させ、ピッキングロボット４０が在庫容器エリア２０とピッキングエリア１０との間で走行させる。
オーダー管理センターは貨物取得オーダーを受信すると、オーダー管理センターはオーダー貨物がある在庫容器２０２は在庫容器エリア２０に位置することを決定し、ピッキングロボット４０を作動させる。オーダー管理センターはターゲット在庫容器２０２がある位置をピッキングロボット４０に送信する。ピッキングロボット４０は当該位置に基づき自律的にターゲット在庫容器２０２の底部まで移動し、当該ターゲット在庫容器２０２をピッキングエリア１０まで搬送する。ピッキングエリア１０のピッキング主体は貨物取得オーダーに基づき当該ターゲット在庫容器２０２におけるオーダー貨物をピッキングし、オーダーボックスに格納する。ピッキング済みの在庫容器２０２はピッキングロボット４０によりピッキングエリア１０から共同通路を走行して在庫容器エリア２０まで戻る。
図１２に示すように、ピッキングロボット４０が在庫容器エリア２０において在庫容器２０２を搬送でき、在庫容器エリア２０において走行できるよう、在庫容器エリア２０内に複数在庫容器群２０１を備え、隣接する２つの在庫容器群２０１との間にピッキングロボット４０が走行できる通路を形成する。在庫容器エリア２０に対する合理的、整合性ある計画を実行し、ピッキングロボット４０の走行障碍を減らすために、一実施例では、在庫容器エリア２０において在庫容器群２０１を列状に設置する。各行の在庫容器群２０１は少なくとも１つの在庫容器群２０１を備え、隣接する２行の在庫容器群２０１との間に第１方向に沿って設置された横向き通路２０４を形成する。各列の在庫容器群２０１は少なくとも１つの在庫容器群２０１を備え、隣接２列の在庫容器群２０１との間に第２方向に沿って設置された縦向き通路２０３を形成する。第１方向と第２方向は垂直であり、横向き通路２０４と縦向き通路２０３の交差点は形成「十」字路または「Ｔ」字路を形成する。
本実施例において、各在庫容器群２０１は全て少なくとも１つの在庫容器２０２を備え、在庫容器エリア２０の利用効率を高めるために、一実施例では、各在庫容器群２０１に複数在庫容器２０２を備え、複数在庫容器２０２は在庫容器群２０１を列状に設置する。
図１３は本出願の実施例が提供する在庫容器２０２の構造概略図である。図１３に示すように、在庫容器２０２は縦向きに間隔を空けて設置した複数スペーサ層２０２２および４つの着地支援柱２０２４を備える。各スペーサ層２０２２には数種の貨物を直接格納でき、貨物もまた在庫容器２０２内または在庫容器２０２上のフックまたはポール等のいずれか適切な方法により在庫容器２０２内部または外面に設置できる。在庫容器２０２のスペーサ層２０２２は保管容器５０を備えることもでき、当該保管容器５０は在庫容器２０２と離すこともでき、在庫容器２０２と一体化する構造を採用することもでき、保管容器５０に１つまたは複数の貨物を格納できる。
本実施例において、在庫容器２０２の開口方向は単一でよく、スペーサ層２０２２の奥行方向に沿って１つ貨物または保管容器５０を格納できる。別の一実施例において、在庫容器２０２開口方向は双方向でよく、在庫容器２０２はスペーサ層２０２２の奥行方向に沿って２つの貨物または保管容器５０を格納できる。即ち、各開口方向に１つ貨物または保管容器５０を格納する。また別の一実施例において、在庫容器２０２の開口方向は４方向でもよく、在庫容器２０２の４面に沿っていずれも貨物または保管容器５０を格納できる。
後続の説明を容易にするため、在庫容器２０２のスペーサ層２０２２に設置した保管容器５０を例として説明する。貨物を在保管容器５０に格納する。貨物が在庫容器２０２に直接格納されても、保管容器５０が在在庫容器２０２に格納されても、本実施例の在庫ピッキングシステムの作業に影響しないことは理解される。
後続のピッキング説明を容易にするため、本実施例では、在庫容器２０２の１つ開口部を保管容器５０を取得し、保管するピッキング面と呼ぶ。ピッキング主体は在庫容器２０２のピッキング面を介して在庫容器２０２における保管容器５０にある貨物を操作できる。即ち、開口部が双方向である在庫容器２０２は対面に設置された２つのピッキング面を備え、在庫容器２０２のいずれか１つのピッキング面に対応する保管容器５０に格納される可能性がある。開口方向が単一である在庫容器２０２は、１つのピッキング面を有し、ピッキング作業は当該ピッキング面に対応する保管容器５０に対してのみ行われる。開口方向が４方向である在庫容器２０２は、４つのピッキング面を有し、ピッキング作業は４つピッキング面のいずれか１つのピッキング面に対応する保管容器５０に対して行われる。
ピッキングロボット４０が在庫容器２０２を搬送し易くするため、本実施例において、ピッキングロボット４０による在庫容器２０２の搬送を例を挙げて説明する。図１４は本出願の実施例が提供するピッキングロボット４０の構造概略図である。図１２と図１４に示すように、ピッキングロボット４０は駆動機構４０２とリフト機構４０１を備え、当該駆動機構４０２により、ピッキングロボット４０はピッキングエリア１０、在庫容器エリア２０および共通通路３０にて移動できる。リフト機構４０１は在庫容器２０２を持ち上げ、在庫容器２０２を地面と接触しないように離すことにより在庫容器２０２を移動させる。ピッキングロボット４０が在庫容器２０２を搬送する際、ピッキングロボット４０は横向き通路２０４および／または縦向き通路２０３を通って搬送を待つ在庫容器２０２の底部まで移動する。リフト機構４０１頂部はパレットと接続しており、リフト機構４０１の動作はパレットを上昇させ在庫容器２０２の底部と接触させ、在庫容器２０２の支援柱２０２４を地面から離す。これにより、ピッキングロボット４０にターゲット在庫容器２０２全体を地面から持ち上げさせ、在庫容器２０２をターゲット位置まで移動させる。ピッキングロボット４０が在庫容器２０２を搬送した際、リフト機構４０１は動作し、パレットを下す。これにより在庫容器２０２を降ろし地面と接触させる。パレットが下降し続け在庫容器２０２から離れた後に、ピッキングロボット４０は駆動機構４０２により在庫容器２０２の底部から移動し、在庫容器２０２はピッキングロボット４０と分離する。
別の一実施例において、在庫容器２０２の搬送は潜入式でもよく、在庫容器２０２底部またはピッキングロボット４０頂部は在庫容器２０２とピッキングロボット４０を連結する連結装置を備える。ピッキングロボット４０は在庫容器エリア２０内の横向き通路２０４および／または縦向き通路２０３に沿って走行し、在庫容器２０２の底部まで走行し、連結装置により庫容器２０２とピッキングロボット４０との間で連結した後に、在庫容器２０２を引っ張り、ターゲット位置まで移動する。
また別の一実施例において、ピッキングロボット４０による在庫容器２０２の搬送は牽引式でもよい。ピッキングロボット４０は牽引機構により在庫容器２０２を連結し、ピッキングロボット４０の移動により在庫容器２０２を移動させる。別の実施例において、ピッキングロボット４０による在庫容器２０２の搬送は他の形式を採用してもよく、ここでは実施例に対して１つ１つ例を挙げない。
本実施例において、ピッキングロボット４０はパレットと接続した回転機構をさらに備え、回転機構はパレット回転させる。これによりピッキングロボット４０の走行方向を変えないという基礎のもと在庫容器２０２を回転させ、在庫容器２０２の搬送過程における方向を変更できる。即ち、本実施例において、ピッキングロボット４０の回転運動は在庫容器２０２の回転運動と分離してもよく、ピッキングロボット４０の運動は前進、後退、自律的な方向転換、カーブ等でもよい。且つ、ピッキングロボット４０が前進、後退、自律的な方向転換等の動作を行う際、在庫容器２０２の方向は変更しなくてよい。在庫容器２０２の方向を変更する必要がある場合、回転機構動作によりパレットを回転させ、在庫容器２０２の回転をする。
本実施例において、ピッキングロボット４０は自主ナビゲーション機能をさらに備える。自主ナビゲーションにおける二次元コードナビゲーションを例とすると、ピッキングロボット４０は、地面に設置した二次元コードマークを識別するように設定されたナビゲーション識別コンポーネントをさらに備える。ピッキングロボット４０は下向きのカメラをさらに備え、ピッキングロボット４０は下向きのカメラが撮影した二次元コード情報（他の地面上のマークでもよい）に基づき、ナビゲーションを行い、前方へ走行でき、制御システムが決定したルートに従い、制御システムが提示したターゲット在庫容器２０２下部まで走行できる。別の実施例において、ピッキングロボット４０は二次元コードナビゲーションを採用できる他、慣性ナビゲーション、即ち自己位置推定とマッピングの同時実行（ＳｉｍＵＬｔａｎｅｏＵＳ ＬｏｃａＬｉｚａｔｉｏｎ Ａｎｄ ＭａｐｐｉｎＧ、ＳＬＡＭ）、ナビゲーション等の別のナビゲーション方式も採用できる。また、同時に二次元コードナビゲーションと慣性ナビゲーション、ＳＬＡＭナビゲーションと二次元コードナビゲーション等の２種類またはそれ以上のナビゲーション方式を組み合わせることができる。
一実施例では、ピッキングロボット４０はスキャンヘッドが上向きのスキャナ装置４０３をさらに備える。図１４に示すように、ターゲット在庫容器２０２底部中央にラベルコード２０２３を設置し、ピッキングロボット４０がターゲット在庫容器２０２下部まで移動した後、上向きのスキャナ装置４０３によりラベルコード２０２３を正確に撮影し、ピッキングロボット４０がターゲット在庫容器２０２の下に位置することを確保し、ピッキングロボット４０がターゲット在庫容器２０２を安定して持ち上げ、搬送することを保証する。本実施例において、ラベルコード２０２３は二次元コードであり、スキャナ装置４０３はカメラである。別の実施例において、ラベルコード２０２３はバーコード、無線識別（Ｒａｄｉｏ ＦｒｅｑＵｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＦＲＩＤ）タグ等でもよく、スキャナ装置４０３のタイプとラベルコード２０２３のタイプは対応している。
本実施例において、ピッキングロボット４０による在庫容器２０２の搬送障害を軽減するために、本実施例では、各在庫容器群２０１はいずれも２列の在庫容器２０２を設置し、各列の在庫容器２０２には第２方向に沿って複数在庫容器２０２を横１列に並べて設置する。即ち、各在庫容器２０２はみな１つの縦向き通路２０３に面し、ピッキングロボット４０が当該在庫容器群２０１内の任意の在庫容器２０２を搬送する際、全ての当該在庫容器２０２が面した縦向き通路２０３を通って該在庫容器２０２の底部に入ることができ、在庫容器２０２を上昇させた後、当該在庫容器２０２を移動させて当該縦向き通路２０３に入ることより、在庫容器２０２の搬出を実現する。または在庫容器２０２を在庫容器群２０１の初期位置に戻す必要がある際、ピッキングロボット４０は在庫容器２０２を移動させ当該縦向き通路２０３通って初期位置に搬入し、在庫容器２０２のリセットを実現する。即ち、各在庫容器群２０１内に２列の在庫容器２０２を設置することにより避けるピッキングロボット４０が在庫容器２０２を搬送する際、当該在庫容器群２０１内の他の在庫容器２０２を干渉することを避け、搬送効率を高めることができる。別の一実施例において、各在庫容器群２０１内に２行の在庫容器２０２を設置することもでき、各列の在庫容器２０２は複数の在庫容器２０２を備える。即ち、在庫容器群２０１内の各在庫容器２０２はいずれも１つ横向き通路２０４に隣接し、ピッキングロボット４０は対応する横向き通路２０４を通ってターゲット在庫容器２０２を在庫容器群２０１に搬出または搬入することができる。別の実施例において、在庫容器エリア２０設置の緊密性を改善し、在庫容器２０２のスペースを節約するため、各在庫容器群２０１内に２列以上および２行以上の在庫容器２０２を設置することができる。この時、在庫容器群２０１内の一部の在庫容器２０２の周囲には在庫容器２０２を設置し、ターゲット在庫容器２０２を搬送する際、もう１つまたは複数のピッキングロボット４０を同時にスケジューリングしてターゲット在庫容器２０２側の在庫容器２０２を移動してからターゲット在庫容器２０２を搬送する必要がある。
在庫容器エリア２０の利用率を高めるため、在庫容器エリア２０のピッキングエリア１０の３つの端に隣接しないところに１つの在庫容器群２０１をそれぞれ設置する。ここで、在庫容器エリア２０は第１方向に沿って設置され、在庫容器エリア２０の端から遠く離れている在庫容器群２０１は１行の在庫容器２０２を備え、在庫容器エリア２０は第２方向に沿って設置された２つの端に２列の在庫容器２０２をそれぞれ設置し、当該行の在庫容器２０２の両端は当該２列の在庫容器２０２の両端にドッキングすることにより、在庫容器エリア２０がピッキングエリア１０に向いて開口し半閉鎖空間を形成する。
本実施例において、共通通路３０は第１方向に沿って設置され、ピッキングエリア１０と在庫容器エリア２０との間に位置する。ピッキングロボット４０は共通通路３０を通って在庫容器エリア２０に入り、またはピッキングエリア１０を出入りし、またはピッキングエリア１０と在庫容器エリア２０との間を移動する。そのため、共通通路３０において、ピッキングロボット４０の密度は在庫容器エリア２０とピッキングエリア１０におけるピッキングロボット４０の密度より大きい。ピッキングロボット４０の走行障害を減少するため、共通通路３０には障害物を設置しない。
本実施例において、共通通路３０は４本の第１方向に沿って設置された走行通路を備え、隣接する２本の走行通路にあるピッキングロボット４０の走行方向が相反することを許すことにより、ピッキングロボット４０が共通通路３０の走行過程における衝突を避け、同時に共通通路３０における交通量を緩和できる。別の実施例において、共通通路３０における走行通路の本数は２本であってもよく、６本またはそれ以上でもよく。一実施例では、共通通路３０おける走行通路の本数は偶数であり、ピッキングロボット４０は隣接する２本の走行通路における走行方向は対向している。
ピッキングエリア１０は在庫容器エリア２０側に設置され、ピッキングエリア１０は在庫容器エリア２０に向いて開口する。本実施例において、ピッキングは手動で行われる。即ち、ピッキング主体はピッキングエリア１０に搬送された在庫容器２０２におけるオーダー貨物をピッキングする。別の実施例において、自動ピッキング方式を採用することもできる。即ち、ロボットアームを使ってピッキングエリア１０に移動した在庫容器２０２におけるオーダー貨物をピッキングする。本実施例では手動ピッキングを例としてピッキングエリア１０のピッキング作業について説明する。
ピッキングエリア１０は第１方向に沿って並列設置された複数ピッキングワーキングステーション１を備え、各ピッキングワーキングステーション１では１つのピッキング主体によりオーダー貨物をピッキングする。本実施例において、ピッキングエリア１０内のピッキングワーキングステーション１の数量は必要に応じて自ら設置できる。
図１５は本出願の実施例が提供するピッキングワーキングステーションと在庫容器の構造概略図である。図１２と図１５に示すように、本実施例において、各ピッキングワーキングステーション１に２つのピッキングポイント１２２と２つのピッキング通路１２１を設置し、ピッキング通路１２１とピッキングポイント１２２を一つ一つ対応して設置し、各ピッキング通路１２１はピッキングロボット４０に対応するピッキングポイント１２２を走行させる経路を提供する。且つ、各ピッキングワーキングステーション１の２つのピッキングポイント１２２はいすれも同一ピッキング主体にターゲット貨物をピッキングさせることができる。
本実施例において、各ピッキングワーキングステーション１に２つのピッキングポイント１２２およびピッキングポイント１２２に対応するピッキング通路１２１を設置することにより、各ピッキング通路１２１はピッキングロボット４０を対応するピッキングポイント１２２に進入させ、同一ピッキング主体に２つのピッキングポイント１２２をピッキングさせることができる。ピッキング主体は１つのピッキングポイント１２２における在庫容器２０２がピッキング完了後、且つ当該ピッキング通路１２１から進入したピッキングロボット４０がまだ在庫容器２０２を当該ピッキングポイント１２２まで搬送していない場合、ピッキング主体は別のピッキングポイント１２２上にてピッキング待機中の在庫容器２０２をピッキングし、ピッキング主体の待機時間を減らし、ピッキング効率を高める。
本実施例において、ピッキング通路１２１は開口部が在庫容器エリア２０に面したＵ型であり、ピッキング通路１２１の入口と出口はいずれも在庫容器エリア２０に面する。一実施例では、ピッキング通路１２１は矩形配列に設置された二次元グリッド計画により形成され、ピッキング通路１２１の規則性を高める。これによりピッキングエリア１０全体の計画の整合性とレイアウト緊密性を高める。
本実施例において、ピッキングロボット４０の走行経路を減らし、ピッキングエリア１０のスペース利用率を高めるため、ピッキング通路１２１は第１方向に沿って２列並列に設置された二次元グリッドグループを計画敵に形成し、各列二次元グリッドグループは第２方向に沿って並列設置された複数二次元グリッド１２３を備える。ここで、１列の二次元グリッドグループは第２方向中心線に沿って当該Ｕ型通路の進入通路１２１１を形成し、進入通路１２１１と連結する共通通路３０の二次元グリッド１２３は入口グリッド１２３１とする。別の列の二次元グリッドグループは第２方向中心線に沿って当該Ｕ型通路の出口通路１２１２を形成し、出口通路１２１２と連結する共通通路３０の二次元グリッド１２３を出口グリッド１２３２とする。２列の二次元グリッドグループから離れた共通通路３０の末端二次元グリッド１２３の中心線は当該Ｕ型通路の方向転換用通路１２１３を形成し、方向転換用通路１２１３を第１方向に沿って設置し、方向転換用通路１２１３の両端はそれぞれ出口通路１２１２と進入通路１２１１の末端と接続する。ピッキングロボット４０が方向転換用通路１２１３と進入通路１２１１または出口通路１２１２との交差点まで走行する場合、自律的な方向転換を行い、ピッキングロボット４０の走行方向を変更する。
一実施例では、各列二次元グリッドグループはいずれも４つの二次元グリッド１２３を備え、ピッキングエリア１０のスペース利用率を高め、在庫ピッキングシステムの空間緊密性を高める。
本実施例において、二次元グリッド１２３は在庫ピッキングシステムのコントローラ内で仮想論理分割により形成でき、実際のフィールド内でグリッド分割により形成できる。ピッキングロボット４０に対するピッキング通路１２１走行のためのナビゲーションをより良い形で実現するため、本実施例において、少なくとも１つの二次元グリッドの中心にピッキングロボット４０がポジショニングできる基準マークを貼る。一実施例では、各二次元グリッド１２３の中心いずれにもピッキングロボット４０をナビゲーションする基準マークを貼る。一実施例では、基準マークは二次元コードであり、ピッキングロボット４０上に二次元コードをスキャンするカメラを設置する。二次元コードを用いたピッキングロボット４０のナビゲーションは当該分野における通常技術手段であり、本実施例ではこれの原理や具体的な操作の説明を繰り返さない。
本実施例において、ピッキングポイント１２２をピッキング通路１２１のＵ型底部に設置し、ピッキング通路１２１の在庫容器エリア２０から離れた一端にピッキング主体が動くためのピッキングワークエリア１１を設置する。スペース利用率とレイアウト緊密性を高めるために、一実施例では、同一ピッキングワーキングステーション１の２つのピッキング通路１２１を隣り合わせて設置する。且つ、ピッキング主体がピッキングポイント１２２に切り替える際の移動距離を減らすため、本実施例において、ピッキング通路１２１を形成する２列の二次元グリッドグループにおいて、底部に位置し、もう１つのピッキング通路１２１に隣接する二次元グリッドはピッキングポイント１２２を形成し、２つのピッキングポイント１２２を並列に隣り合わせて設置し、２つのピッキングポイント１２２との間の距離を減らす。別の実施例において、２つのピッキングポイント１２２を形成する二次元グリッドも間隔を空けて設置できる。本実施例において、各ピッキング通路１２１の出口通路１２１２はいずれも同一ピッキングワーキングステーション１の別のピッキング通路１２１に隣接する。即ち、本実施例において、ピッキングポイント１２２は出口通路１２１２と方向転換用通路１２１３の交差点の二次元グリッド１２３を占拠する。ピッキングロボット４０が進入通路１２１１と方向転換用通路１２１３を通ってピッキングポイント１２２まで走行する際、ピッキングポイント１２２にてピッキングロボット４０が搬送した在庫容器２０２はピッキング主体によりピッキングされる。ピッキング完了後、ピッキングロボット４０は出口通路１２１２に沿ってピッキングワーキングステーション１から移動する。
ピッキングロボット４０との間に、またはピッキングロボット４０が搬送した在庫容器２０２との間に接触干渉が生じることを避けるため、本実施例において、各二次元グリッド１２３は１つのピッキングロボット４０にのみ占拠される。ピッキング効率を高めるため、ピッキングポイント１２２にピッキングされたピッキングロボット４０が存在する際、ピッキング通路１２１の入口グリッド１２３１とピッキングポイント１２２との間の二次元グリッドはピッキングロボット４０を走行させ、待機させる待機エリアを形成し、各待機エリアはいずれも待機エリア内でピッキングポイント１２２への移動を待つ１つのピッキングロボット４０を収容する。且つ、ピッキングポイント１２２に位置するピッキングロボット４０がピッキング完了し、ピッキングポイント１２２から移された後、次に待機しているピッキングロボット４０は在庫容器２０２を搬送し、当該ピッキングポイント１２２まで移動し、ピッキングされることを待つ。ピッキング通路１２１の渋滞発生を避けるため、出口通路１２１２に対応する二次元グリッド１２３には、ピッキングポイント１２２が占拠する二次元グリッド１２３以外に待機中のピッキングロボット４０は存在させず、ピッキングロボット４０はピッキングされた後、直接出口通路１２１２を通ってピッキングワーキングステーション１から移動する。出口通路１２１２には停留するピッキングロボット４０は存在しないため、２つのピッキング通路１２１の出口通路１２１２を隣接して設置し、ピッキングロボット４０との間の走行干渉を減らすことができる。
本実施例において、ピッキング効率を高めるため、ピッキングワークエリア１１内において両面にオーダーコンテナを置くプットウォール１１２を設置する。プットウォール１１２の両面は対向して設置され、２つのピッキングポイント１２２は両面のプットウォール１１２が形成する空間の拡張側に位置し、プットウォール１１２に複数のオーダーボックスを保管するオーダー容器を設置する。当該設置方法は、ピッキングワークエリア１１内にてオーダーボックス保管数を増やすことができる。即ちピッキング主体が同時に処理できるオーダー量を増やす。
ピッキング主体のピッキングをより容易にするため、ピッキングワークエリア１１にモニターを設置する。モニターと在庫ピッキングシステムのコントローラは通信連携しており、当該ピッキングワーキングステーション１がピッキングしたオーダー情報とピッキング情報を表示し、ピッキング主体オーダー情報を参照して貨物のピッキングを容易にする。オーダー情報は少なくとも各貨物取得オーダーにおけるオーダー貨物の種類、各種オーダー貨物の数量、各種オーダー貨物に対応する在庫容器２０２および在庫容器２０２における位置を含む。ピッキング情報は現在のピッキング在庫容器２０２、現在のピッキング在庫容器２０２内のターゲット貨物の種類、各ターゲット貨物内の現在のピッキング在庫容器２０２の位置、現在のピッキング在庫容器２０２内の各ターゲット貨物のピッキング数量、各ターゲット貨物に対応する１つまたは複数のオーダーボックスのプットウォール１１２における位置等を含むことができる。
本実施例において、ピッキング主体は１回で１つのオーダーのみピッキングできる。即ち、各オーダーにおけるターゲット貨物が全てピッキングされた後、次のオーダーを再度ピッキングする。しかし通常は複数オーダーには異なる貨物が存在し、または複数オーダーに同一在庫容器２０２に位置する貨物が存在することから、ピッキング効率を高めるために、一実施例では、ピッキング主体は同時に複数オーダーに対してピッキングを実行できる。単一オーダーピッキングまたはマルチオーダー同時ピッキングのいずれも本分野の通常な技術手段であるため、本実施例では説明を繰り返さない。
本実施例において、在庫容器２０２を在庫容器エリア２０に置く際、在庫容器２０２のピッキング面２０２１はピッキングエリア１０に面し、在庫容器２０２のピッキング面２０２１はピッキングポイント１２２の作業面の方向と一致し、ピッキングポイント１２２の作業面はつまりピッキングポイント１２２に面するピッキングワークエリア１１の１面のである。即ち、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２をピッキングポイント１２２まで移動させる過程において、在庫容器２０２は回転して方向を変える必要が無い。即ち、ピッキング主体は貨物のピッキングを行うことができる。当該状況は次の場合に適用する。在庫容器２０２は対向する両側に開口部を有し、在庫容器２０２の各スペーサ層２０２２に第１方向に沿って少なくとも１つの保管容器５０を並列に設置でき、第２方向に沿っては保管容器５０を１つしか設置できない。または在庫容器２０２は四方に開口部を有するが、在庫容器２０２の各スペーサ層２０２２には保管容器５０を１つしか設置できない。
本実施例において、在庫容器２０２の第１方向に沿った長さはＬ０であり、在庫容器２０２の第２方向に沿った幅はＷ０であり、在庫容器２０２が在庫容器エリア２０において搬送されることを保証するため、横向き通路２０４の幅をＬ２＞Ｌ０をとし、縦向き通路２０３の幅をＷ２＞Ｗ０とする。在庫容器２０２がピッキングエリア１０において移動されることを保証し、ピッキングロボット４０の走行過程においての接触発生を避けるため、各二次元グリッド１２３の第１方向に沿った長さをＬ１＞Ｌ０とし、各二次元グリッド１２３の第２方向に沿った幅をＷ１＞Ｗ０とする。且つ、スペース利用率を高めるため、Ｗ１はＷ０より若干大きく、Ｌ１はＬ０より若干大きい。一実施例では、スペース利用率と経路計画の利便性を高めるため、各二次元グリッド１２３の大きさは異なる。
本実施例における在庫ピッキングシステムは在庫ピッキングシステムにおける複数コンポーネントの動作を制御する制御システムをさらに含む。制御システムはオーダー受信およびピッキングロボットとピッキングワーキングステーションに向けてオーダーを送信するオーダー管理センターを備える。
本実施例は前記在庫ピッキングシステムに応用するピッキング方法を提供する。本実施例におけるピッキング方法は以下のステップＳ１０１０からＳ１１２０を含む。
ステップＳ１０１０では、オーダー管理センターは貨物取得オーダーを受信し、貨物取得オーダーにおいてオーダー貨物に対応するターゲット在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における位置を分析し、同時に貨物取得オーダーに対応するターゲットピッキングワーキングステーション１を計画する。
ステップＳ１０２０では、オーダー管理センターはピッキングロボット４０をスケジューリングし、ピッキングロボット４０の初期設定位置およびターゲット在庫容器２０２の所在位置に基づき、ピッキングロボット４０の第１走行経路を計画する。
ステップＳ１０３０では、ピッキングロボット４０は第１走行経路に従いターゲット在庫容器２０２の底部まで走行する。
ステップＳ１０４０では、ピッキングロボット４０のリフト機構４０１の動作により、パレットはターゲット在庫容器２０２底部に接触し、ターゲット在庫容器２０２が地面から離れるまで上昇する。
ステップＳ１０５０では、制御システムはターゲットピッキングワーキングステーション１の２つのピッキング通路１２１におけるピッキングロボット４０の渋滞情况に基づき、ピッキングロボット４０が進入しなければならないターゲットピッキング通路１２１を決定する。
ステップＳ１０６０では、制御システムはターゲットピッキング通路１２１の入口グリッド位置およびターゲット在庫容器２０２位置により、ピッキングロボット４０の第２走行経路を計画する。
ステップＳ１０６０では、ピッキングロボット４０は第２走行経路に従いターゲットピッキング通路１２１入口グリッドまで走行し、この過程において、ターゲット在庫容器２０２には回転運動は発生せず、ピッキングロボット４０は前進、後退、自律的な方向転換等の動作を行うことができる。
ステップＳ１０７０では、ピッキングロボット４０は入口通路に従い第２方向に沿って入口通路末端まで前進し、自律的に９０°回転後方向転換用通路１２１３に沿ってピッキングポイント１２２まで走行する。
ステップＳ１０８０では、ピッキング主体はターゲット在庫容器２０２におけるターゲット貨物をピッキングする。
ステップＳ１０９０では、ピッキング完了後、ピッキングロボット４０が自律的に９０°回転後在庫容器２０２を出口通路１２１２に沿って出口グリッド１２３２まで移動させる。
ステップＳ１１００では、制御システムは出口グリッド１２３２とターゲット在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における位置に基づき、第３走行経路を計画し、ピッキングロボット４０は第３走行経路に従い、在庫容器２０２を在庫容器エリア２０まで戻す。
ステップＳ１１１０では、ピッキングロボット４０のリフト機構４０１の動作により、パレットは在庫容器２０２が地面に接触し、在庫容器２０２の底部から離れるまで下降する。
ステップＳ１１２０では、ピッキングロボット４０の駆動機構４０２の動作により、ピッキングロボット４０は在庫容器２０２底部から移動し、在庫容器２０２から離れる。
本実施例は、前記在庫ピッキングシステムを含む倉庫保管物流システムを提供する。
図１６は本出願の実施例が提供する在庫ピッキングシステムの構造概略図である。図１６に示すように、本実施例は在庫ピッキングシステムを提供し、当該在庫ピッキングシステムは主にオーダー貨物に対する「Ｇ２Ｐ」式ピッキングを実現し、積み込み、貨物棚卸等の通常の倉庫保管物流操作を実現できる。本実施例において、在庫ピッキングシステムは在庫容器エリア２０、共通通路３０、ピッキングエリア１０およびピッキングロボット４０を備える。ここで、在庫容器エリア２０、共通通路３０、ピッキングエリア１０およびピッキングロボット４０の配置は基本的に実施例と同じであるが、ピッキングワーキングステーション１におけるピッキング通路１２１の設置方法のみ異なるが、本実施例については実施例一と同じ構造であるためここでは説明を繰り返さない。
本実施例において、同一ピッキングワーキングステーション１では、各ピッキング通路１２１の進入通路１２１１を別のピッキング通路１２１と隣接するよう設置し、各ピッキング通路１２１の出口通路１２１２をもう１つのピッキングワーキングステーション１と隣接するよう設置する。
本実施例において、ピッキングエリアスペース利用率をさらに高めるため、隣接する２つのピッキングワーキングステーション１では、隣接する２つのピッキング通路１２１１は１つの出口通路１２１２を共用する。
本実施例において、隣接する２つのピッキングワーキングステーション１に１つのプットウォール１１２を共有させることができ、プットウォール１１２は開口部が両側にあり、各開口部にオーダー容器を設置する。または１つのピッキングワーキングステーション１のピッキングワークエリア１１内に１面のプットウォール１１２を設置でき、プットウォール１１２に対向してピッキングポイント１２２の間隔を空けて設置でき、ピッキング主体をプットウォール１１２とピッキングポイント１２２との間で活動させる。
図１７は本出願の実施例が提供する在庫ピッキングシステムの構造概略図である。図１７に示すように、本実施例は在庫ピッキングシステムを提供し、当該在庫ピッキングシステムは主にオーダー貨物に対する「Ｇ２Ｐ」式ピッキングを実現し、積み込み、貨物棚卸等の通常の倉庫保管物流操作を実現できる。本実施例において、在庫ピッキングシステムは在庫容器エリア２０、共通通路３０、ピッキングエリア１０およびピッキングロボット４０を備え、ここで、在庫容器エリア２０、共通通路３０、ピッキングエリア１０およびピッキングロボット４０の配置は基本的に実施例と同じであるが、在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における設置方法および二次元グリッド１２３の設置方法には差異があるが、本実施例については実施例一と同じ構造であるためここでは説明を繰り返さない。
本実施例において、在庫容器２０２は開口部が両側にあり、在庫容器２０２の開口部片側はピッキングエリア１０に面し、開口部のもう片側はピッキングエリア１０に背離する。在庫容器２０２の各スペーサ層２０２２の第２方向に沿って２列の保管容器５０を並列配置し、各列保管容器５０は少なくとも１つの保管容器５０を備える。即ち、在庫容器２０２は２つの対向するピッキング面２０２１を有し、各ピッキング面２０２１は対応する開口部側の保管容器５０に対してのみ貨物を保管したり取り出したりできる。この場合、もしターゲット貨物がピッキングエリア１０面したピッキング面２０２１に設置されれば、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２を搬送する際、在庫容器２０２を回転せずにピッキングできる。もしターゲット貨物がピッキングエリア１０に背離するピッキング面２０２１に設置されれば、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２をピッキングポイント１２２まで搬送する過程において、在庫容器２０２を１８０°回転しなければならず、ターゲット貨物に対応するピッキング面２０２１はピッキングワークエリア１１に面する。
本実施例において、在庫容器２０２の第１方向に沿った長さはＬ０であり、在庫容器２０２の第２方向に沿った幅はＷ０であり、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２を在庫容器エリア２０およびピッキングエリア１０に搬送し、他のピッキングロボット４０または在庫容器２０２との干渉接触発生を避けることを保証するため、横向き通路２０４の幅Ｌ２＞Ｌ０をとし、縦向き通路２０３の幅をＷ２＞Ｗ０とする。各二次元グリッド１２３第１方向に沿った長さＬ１＞Ｌ０とし、各二次元グリッド１２３の第２方向に沿った幅をＷ１＞Ｗ０とする。且つ、スペース利用率を高めるため、Ｗ１はＬ０より若干大きく、Ｌ１はＬ０より若干大きい。
本実施例において、各ピッキング通路１２１に在庫容器２０２が方向転換する回転エリアを設置する。在庫容器２０２がピッキングポイント１２２に移動するまでに方向転換しなければならないため、回転エリアは進入通路１２１１に対応する二次元グリッド１２３における１つとして形成される。一実施例では、各ピッキング通路１２１の入口グリッド１２３１は前記回転エリアを形成し、後続の二次元グリッド１２３の一致性を保証し、計画難度を減らし避けるピッキングロボット４０間の走行干渉を避ける。別の実施例において、進入通路１２１１の二次元グリッド１２３におけるいずれか１つの前記回転エリアを形成する。
本実施例において、在庫容器２０２が方向転換する際に当該回転エリア周囲のピッキングロボット４０の走行を干渉することを避け、ピッキングエリア１０の計画一致性を保持するため、回転エリア内に対応する二次元グリッド１２３の第１方向に沿った長さをＬ３とし、非回転エリア内に対応する二次元グリッド１２３の第１方向に沿った長さＬ３を一致させ、回転エリア内に対応する二次元グリッド１２３の第２方向に沿った幅を在庫容器２０２の最大外径より大きくさせる。即ち、

Figure 0007084538000001
本実施例において、経路セル計画の一致性を保証するため、出口グリッド１２３２と入口グリッド１２３１の大きさは同じである。即ち、出口グリッド１２３２においても在庫容器２０２を回転させ、回転した在庫容器２０２を元の方向に戻すことができる。即ち、本実施例において、各ピッキング通路１２１において二次元グリッド１２３の第１方向に沿った長さは一致するが、出口グリッド１２３２と入口グリッド１２３１の第２方向に沿った幅はピッキング通路１２１における他の二次元グリッド１２３の幅より大きい、これにより在庫容器２０２が方向転換するための空間を提供すると同時に、ピッキングエリア１０のスペース利用率を高める。
本実施例は在庫容器の両面ピッキングを実現するピッキング方法をさらに提供する。本実施例におけるピッキング方法は以下のステップＳ２０１０からステップＳ２１５０を含む。
ステップＳ２０１０では、オーダー管理センターは貨物取得オーダーを受信し、貨物取得オーダーにおいてオーダー貨物に対応するターゲット在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における位置を分析し、同時に貨物取得オーダーに対応するターゲットピッキングワーキングステーション１を計画する。
ステップＳ２０２０では、オーダー管理センターはピッキングロボット４０をスケジューリングし、ピッキングロボット４０の初期設定位置およびターゲット在庫容器２０２の所在位置に基づき、ピッキングロボット４０の第１走行経路を計画する。
ステップＳ２０３０では、ピッキングロボット４０は第１走行経路に従いターゲット在庫容器２０２の底部まで走行する。
ステップＳ２０４０では、ピッキングロボット４０はリフト機構４０１の動作により、パレットはターゲット在庫容器２０２底部に接触し、ターゲット在庫容器２０２が地面から離れるまで上昇する。
ステップＳ２０５０では、制御システムはターゲットピッキングワーキングステーション１の２つのピッキング通路１２１におけるピッキングロボット４０の渋滞情况に基づき、ピッキングロボット４０が進入しなければならないターゲットピッキング通路１２１を決定する。
ステップＳ２０６０では、制御システムはターゲットピッキング通路１２１の入口グリッドの位置およびターゲット在庫容器２０２の位置に基づき、ピッキングロボット４０の第２走行経路を計画する。
ステップＳ２０７０では、ピッキングロボット４０は第２走行経路に従いターゲットピッキング通路１２１入口グリッドまで走行し、この過程において、ターゲット在庫容器２０２には回転運動は発生せず、ピッキングロボット４０は前進、後退、自律的な方向転換等の動作を行うことができる。
ステップＳ２０８０では、制御システムはオーダー情報判断に基づき、当該ターゲット在庫容器２０２に対して両面ピッキングまたは単面ピッキングを行い、当該ターゲット在庫容器２０２に対するピッキングが単面ピッキングであり、ピッキング面２０２１がピッキングポイント１２２に背離していればステップＳ２０９０を実行する。当該ターゲット在庫容器２０２に対して単面ピッキングを行い、ピッキング面２０２１がピッキングポイント１２２に面していればステップＳ２１１００を実行する。
ステップＳ２０９０では、ピッキングロボット４０のパレット回転は、ターゲット在庫容器２０２を回転１８０°回転させた後に、ステップＳ２１００を実行する。
ステップＳ２１００では、ピッキングロボット４０は入口通路に従い１２１１の第２方向に沿って入口通路末端まで前進し、自律的に９０°回転した後に方向転換用通路１２１３に沿ってピッキングポイント１２２まで走行する。
ステップＳ２１１０では、ピッキング主体はターゲット在庫容器２０２におけるターゲット貨物をピッキングする。
ステップＳ２１２０では、ピッキング完了後、ピッキングロボット４０は自律的に９０°回転した後、ターゲット在庫容器２０２を出口通路１２１２に沿って出口グリッド１２３２まで移動させる。
ステップＳ２１３０では、制御システムは出口グリッド１２３２とターゲット在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における位置に基づき、第３走行経路を計画し、ピッキングロボット４０は第３走行経路に基づき、在庫容器２０２を在庫容器エリア２０まで戻す。
ステップＳ２１４０では、ピッキングロボット４０はリフト機構４０１の動作により、パレットはターゲット在庫容器２０２が地面と接触し、ターゲット在庫容器２０２底部を離れるまで下降する。
ステップＳ２１５０では、ピッキングロボット４０は駆動機構４０２の動作により、ピッキングロボット４０は在庫容器２０２底部から移動し、在庫容器２０２から離れる。
本実施例において、単面ピッキングした在庫容器２０２は、もし在庫容器２０２が入口グリッド１２３１にあり、方向転換を行えれば、在庫容器２０２は出口グリッド１２３２にて方向転換し在庫容器２０２の方向の初期位置に戻し、方向転換を行わなくても良い。この時、制御システムにおいて在庫容器２０２が面する位置を更新しなければならない。
両面ピッキングする在庫容器２０２は、本実施例において、ピッキングを１回完了した後、出口グリッド１２３２に進入し、方向転換後にもう１つのピッキング面２０２１をピッキングする。別の実施例において、ピッキングを１回完了した後、ピッキング通路１２１の入口グリッド１２３１に再度進入して、再度方向転換する。
本実施例において、回転エリアを設置することにより、在庫容器２０２に対する両面ピッキング操作を実現し、単独の回転エリア設置による空間の占用を減らし、構造緊密性とピッキングエリアのスペース利用率を高める。
本実施例は前記在庫ピッキングシステムを含む倉庫保管物流システムをさらに提供する。
図１８は本出願の実施例が提供する在庫ピッキングシステムの構造概略図である。図１８に示すように、本実施例は主にオーダー貨物に対する「Ｇ２Ｐ」式ピッキングを実現し、積み込み、貨物棚卸等の通常の倉庫保管物流操作を実現できる在庫ピッキングシステムを提供する。本実施例において、在庫ピッキングシステムは在庫容器エリア２０、共通通路３０、ピッキングエリア１０およびピッキングロボット４０を備える。ここで、在庫容器エリア２０、共通通路３０、ピッキングエリア１０およびピッキングロボット４０の配置は基本的に実施例２と同じであり、在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における設置方法および二次元グリッド１２３の設置方法には差異があるが、本実施例については実施例１と同じ構造であるためここでは説明を繰り返さない。
本実施例において、在庫容器２０２が在庫容器エリア２０にある際、在庫容器２０２のピッキング面２０２１は縦向き通路２０３に面するか、縦向き通路２０３に背離する。この時、在庫容器２０２のピッキング面２０２１ピッキングエリア１０に背離するため、ターゲット貨物がどのピッキング面２０２１に位置していても、在庫容器２０２を回転させて、ピッキング面２０２１をピッキングワークエリア１１に向ければならない。かつ、在庫容器２０２に対して両面ピッキングを行う必要がある際、１面からピッキングした後、在庫容器２０２を回転させ、在庫容器２０２の別の面からピッキングしなければならない。
本実施例において、在庫容器２０２を在庫容器エリア２０に保管する際、在庫容器２０２の第１方向に沿った長さをＬ０とし、在庫容器２０２の第２方向に沿った幅をＷ０とし、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２を在庫容器エリア２０まで正常に搬送することを保証するため、横向き通路２０４の幅Ｌ２＞Ｌ０をとし、縦向き通路２０３の幅をＷ２＞Ｗ０とする。在庫容器２０２が回転エリアにて回転することを保証するため、回転エリア内に対応する二次元グリッド１２３の第１方向に沿った長さをＬ３＞Ｗ０とし、第２方向に沿った幅を

Figure 0007084538000002
 とする。各ピッキング通路１２１は回転エリアを除いた二次元グリッド１２３の第１方向に沿った長さをＬ１＞Ｗ０とし、第２方向に沿った幅をＷ１＞Ｌ０とし、スペース利用率を高めるため、Ｗ１はＬ０より若干大きく、Ｌ１はＷ０より若干大きい。
本実施例は上記在庫ピッキングシステムに応用するピッキング方法を提供する。本実施例におけるピッキング方法は以下のステップＳ３０１０からステップＳ３０９０を含む。
ステップＳ３０１０では、オーダー管理センターは貨物取得オーダーを受信し、貨物取得オーダーにおいてオーダー貨物に対応するターゲット在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における位置を分析し、同時に貨物取得オーダーに対応するターゲットピッキングワーキングステーション１を計画する。
ステップＳ３０２０では、オーダー管理センターはピッキングロボット４０をスケジューリングし、ピッキングロボット４０の初期設定位置およびターゲット在庫容器２０２の所在位置に基づき、ピッキングロボット４０の第１走行経路を計画する。
ステップＳ３０３０では、ピッキングロボット４０は第１走行経路に従いターゲット在庫容器２０２の底部まで走行する。
ステップＳ３０４０では、ピッキングロボット４０はリフト機構４０１の動作により、パレットはターゲット在庫容器２０２底部に接触し、ターゲット在庫容器２０２が地面から離れるまで上昇する。
ステップＳ３０５０では、制御システムはターゲットピッキングワーキングステーション１の２つのピッキング通路１２１におけるピッキングロボット４０の渋滞情况に基づき、ピッキングロボット４０が進入しなければならないターゲットピッキング通路１２１を決定する。
ステップＳ３０６０では、制御システムはターゲットピッキング通路１２１の入口グリッド位置およびターゲット在庫容器２０２の位置に基づき、ピッキングロボット４０の第２走行経路を計画する。
ステップＳ３０７０では、ピッキングロボット４０は第２走行経路に従いターゲットピッキング通路１２１の入口グリッド１２３２まで走行し、この過程において、ターゲット在庫容器２０２には回転運動は発生せず、ピッキングロボット４０は前進、後退、自律的な方向転換等の動作を行うことができる。
ステップＳ３０８０では、制御システムはターゲット貨物のターゲット在庫容器２０２に対応するピッキング面２０２１の初期方向とピッキングポイント１２２の操作面との間の関係に基づき、在庫容器２０２回転角度を決定する。
ステップＳ３０９０では、ピッキングロボット４０のパレット回転は、在庫容器２０２を所定回転角度でパレットを回転させる。
本実施例において、ピッキングロボット４０は入口グリッド１２３１にて在庫容器２０２を方向転換させ、ピッキング面２０２１とピッキングポイント１２２の操作面を一致させる。別の実施例において、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２を共通通路３０に搬送する際、在庫容器２０２を方向転換させ、在庫容器２０２の１つのピッキング面２０２１とピッキングポイント１２２の操作面を一致させる。即ち、本実施例において、在庫容器２０２における、１つのピッキング面２０２１とピッキングポイント１２２の操作面を一致させるための初めての方向転換は共通通路３０において行ってもよく、ピッキング通路１２１の入口グリッド１２３１で行ってもよい。
ステップＳ３１００では、ピッキングロボット４０は入口通路に従い第２方向に沿って入口通路末端まで前進し、自律的に９０°回転した後、方向転換用通路１２１３に沿ってピッキングポイント１２２まで走行する。
ステップＳ３１１０では、ピッキング主体はターゲット在庫容器２０２におけるターゲット貨物をピッキングする。
ステップＳ３１２０では、ピッキング完了後、ピッキングロボット４０は自律的に９０°回転した後、在庫容器２０２を出口通路１２１２に沿って出口グリッド１２３２まで移動させる。
ステップＳ３１３０では、制御システムは当該ターゲット在庫容器２０２に対して両面ピッキングするか否かを判断する。ターゲット在庫容器２０２が両面ピッキングする場合、ステップＳ３１４０を実行し、ターゲット在庫容器２０２に対して両面ピッキングしない場合、Ｓ３１６０を実行する。
ステップＳ３１４０では、ピッキングロボット４０のパレット回転は、ターゲット在庫容器２０２を回転１８０°回転させる。
ステップＳ３１５０では、制御システムはターゲットピッキングワーキングステーション１の２つのピッキング通路１２１におけるピッキングロボット４０の渋滞情况に基づき、ピッキングロボット４０が再度進入しなければならないターゲットピッキング通路１２１を決定し、所在する出口グリッド１２３２からターゲットピッキング通路１２１の入口グリッド１２３１に進入した後、入口通路１２１２を通ってピッキングポイント１２２に進入してピッキングされることを決定する。ピッキング完了後、出口通路１２１２を通って当該ターゲットピッキング通路１２１の出口グリッド１２３２まで移動する。
ステップＳ３１６０では、ピッキングロボット４０のパレット回転は、在庫容器２０２を所定回転角度でパレットを回転させ、在庫容器２０２を初期方向に戻す。
本実施例において、ピッキング通路１２１の出口グリッド１２３２にて、在庫容器２０２を初期方向に戻す。別の実施例において、ピッキングロボット４０は在庫容器２０２をピッキングワーキングステーション１から移動させて共通通路３０に進入した後、在庫容器２０２を初期方向まで回転させる。
ステップＳ３１７０では、制御システムは出口グリッド１２３２とターゲット在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における位置に基づき、第３走行経路を計画する。ピッキングロボット４０は第３走行経路に従い在庫容器２０２を在庫容器エリア２０まで戻す。
ステップＳ３１８０では、ピッキングロボット４０はリフト機構４０１の動作により、パレットは在庫容器２０２が地面に接触し、在庫容器２０２の底部から離れるまで下降する。
ステップＳ３１９０では、ピッキングロボット４０の駆動機構４０２動作により、ピッキングロボット４０は在庫容器２０２底部から移動し、在庫容器２０２から離れる。
両面ピッキングする在庫容器２０２に対して、本実施例において、１回ピッキングした後、出口グリッド１２３２に進入して回転した後、もう１つのピッキング面２０２１をピッキングする。別の実施例において、１回ピッキングした後、ピッキング通路１２１における入口グリッドに再度進入した後、再度回転する。
本実施例において、回転エリアを設置することにより、在庫容器２０２に対する両面ピッキング操作を実現し、単独の回転エリア設置による空間の占用を減らし、構造緊密性とピッキングエリアのスペース利用率を高める。
本実施例は前記在庫ピッキングシステムを含む倉庫保管物流システムをさらに提供する。
図１９は本出願の実施例が提供する在庫ピッキングシステムの構造概略図であり、図２０は本出願の実施例が提供するピッキングワーキングステーションと在庫容器の構造概略図である。図１９と図２０に示すように、本実施例は在庫ピッキングシステムを提供し、当該在庫ピッキングシステムは主にオーダー貨物に対する「Ｇ２Ｐ」式ピッキングを実現し、積み込み、貨物棚卸等の通常の倉庫保管物流操作を実現できる。本実施例において、在庫ピッキングシステムは在庫容器エリア２０、共通通路３０、ピッキングエリア１０およびピッキングロボット４０を備える。ここで、在庫容器エリア２０、共通通路３０、ピッキングエリア１０およびピッキングロボット４０の配置は基本的に実施例と同じで、ピッキングエリア１０の設置方法のみ異なるが、本実施例については実施例一と同じ構造であるためここでは説明を繰り返さない。
本実施例において、在庫容器２０２には２つの対面に設置されたピッキング面２０２１を有し、２つのピッキング面２０２１の１つは縦向き通路２０３に面し、もう１つは隣接した縦向き通路２０３に背離する。在庫容器２０２の各スペーサ層２０２２は第２方向に沿って１つまたは並列して複数保管容器５０を設置できる。
本実施例において、各ピッキングワーキングステーション１は２つのピッキングポイント１２２と２つのピッキング通路１２１を備える。ピッキング通路１２２はＵ型であり、ピッキング通路１２２の入口と出口はいずれも在庫容器エリア２０に面する。２つのピッキング通路は比較的間隔を空けて設置され、２つのピッキング通路間にピッキング主体が動くためのピッキングワークエリア１１を形成する。ピッキングポイント１２２はピッキング通路１２１のＵ型の片側に位置し、ピッキングポイント１２２はピッキングワークエリア１１に面する。
当該設置方法において、ピッキングポイント１２２はピッキングワークエリア１１の片側に位置するため、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２を在庫容器エリア２０からピッキングポイント１２２まで搬送する際、在庫容器２０２回転する必要がない。即ち、在庫容器２０２のピッキング面２０２１をピッキングワークエリア１１に向かせることができ、ピッキング効率を高める、想定外の回転エリアを設置することによる空間拡大を避けることができる。且つ、ピッキングワークエリア１１の両側にいずれもピッキングポイント１２２とピッキング通路１２１を設置し、同一ピッキング主体に２つのピッキングポイント１２２をピッキングさせ、１つのピッキングポイント１２２にて在庫容器２０２をピッキングした後、当該ピッキング通路１２１から進入したマシン選択ロボットが在庫容器２０２を当該ピッキングポイント１２２まで搬送していない際、ピッキング主体は別のピッキングポイント１２２にてピッキング待機中の在庫容器２０２をピッキングでき、ピッキング主体の待機時間を減らし、ピッキング効率を高める。
一実施例では、２つのピッキング通路１２１における１つのピッキング通路１２１は時計回りに設置され、別のピッキング通路１２１は反時計まわりに設置される。即ち、２つのピッキング通路１２１の進入通路１２１１はいずれも当該ピッキング通路１２１が隣接するピッキングワークエリア１１の片側に位置する。または、２つのピッキング通路１２１の出口通路１２１２はいずれも当該ピッキング通路１２１が隣接するピッキングワークエリア１１の片側に位置する。当該設置方法において、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２を異なるピッキング通路１２１のピッキングポイント１２２まで搬送する際、ピッキングワークエリア１１に面するピッキング面２０２１は異なる。即ち、ターゲット貨物が在庫容器２０２上に対応するピッキング面２０２１の方向に基づき、２つのピッキング通路１２１から１つを選択してピッキングワーキングステーション１に進入して、在庫容器２０２をピッキングポイント１２２に位置させることができる場合、ターゲット貨物があるピッキング面２０２１はピッキングワークエリア１１の正面向いており、ピッキング者は容易にピッキングできる。両面ピッキングの在庫容器２０２に対するピッキングを容易にし、在庫容器２０２のピッキングロボット４０搬送過程おける方向転換を避け、ピッキング効率を高める。
本実施例において、ピッキングワーキングステーション１では、ピッキングワークエリア１１の在庫容器エリア２０に面する片側には、２つのピッキング通路１２１に繋がる連結通路１２４が設置され、連結通路１２４は論理分割により２つの二次元グリッドを形成できる。且つ、連結通路の２つの二次元グリッドは入口グリッド１２３１と出口グリッド１２３２に並列設置され、２つのピッキング通路１２１との間の連結を実現する。これにより、ピッキングロボット４０はピッキングワーキングステーション１から移動する必要が無く、同一ピッキングワーキングステーション１における２つのピッキング通路１２２との間の移動を実現できる。これにより、在庫容器２０２に対する両面ピッキング操作を実現する。
一実施例では、２つのピッキング通路１２１の進入通路１２１１はいずれも当該ピッキング通路１２１に隣接するピッキングワークエリア１１の片側に位置し、隣接する２つのピッキングワーキングステーション１に隣接する２つのピッキング通路１２１は１つの出口通路１２１２を共有する。当該設置方法において、ピッキングエリア１０におけるピッキングワーキングステーション１の配置緊密性を高める、空間を節約することができる。
一実施例では、各列二次元グリッドグループはいずれも４つの二次元グリッド１２３を備え、ピッキングエリア１０のスペース利用率を高め、在庫ピッキングシステムの空間緊密性を高める。一実施例では、進入通路１２１１の方向に沿って第３二次元グリッド１２３はピッキングポイント１２２を形成する。当該設置方法において、一方で前の２つの二次元グリッド１２３はピッキングロボット４０をピッキング通路１２１に進入させ、ピッキング通路１２１にて待機させ、高めるピッキング通路１２１にて待機中のピッキングロボット４０の数量を増やすために使用される。もう一方で、ピッキングポイント１２２の第２方向に沿った両側にプットウォール１１２の設置を容易にし、ピッキング主体はピッキング操作中に在庫容器２０２におけるターゲット貨物をプットウォール１１２のオーダーボックスから迅速に取得したり、オーダーボックスに保管したりできる。別の一実施例において、進入通路１２１１の入口グリッド１２３１末端から離れた二次元グリッド１２３はピッキングポイント１２２を形成できる。
在庫容器２０２の第１方向に沿った長さをＬ０とし、在庫容器２０２の第２方向に沿った幅はＷ０とし、在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における搬送を保証するため、横向き通路２０４の幅をＬ２＞Ｌ０をとし、縦向き通路２０３の幅をＷ２＞Ｗ０とする。在庫容器２０２がピッキングエリア１０で移動でき、ピッキングロボット４０の走行過程において接触が発生することを避けるため、各二次元グリッド１２３の第１方向に沿った長さをＬ１＞Ｌ０とし、各二次元グリッド１２３の第２方向に沿った幅をＷ１＞Ｗ０とする。且つ、スペース利用率を高めるため、Ｗ１はＷ０より若干大きく、Ｌ１はＬ０より若干大きい。
一実施例では、ピッキングエリア１０の計画一致性を高めるため、各二次元グリッド１２３いずれも同じとする。
一実施例では、ピッキングワークエリア１１に単面プットウォール１１２を設置し、プットウォール１１２は２つのピッキングポイント１２２との間に位置し、プットウォール１１２の方向は在庫容器エリア２０に背離し設置される。別の実施例において、ピッキングワークエリア１１に両面プットウォール１１２を設置でき、両面プットウォール１１２は対向するように設置でき、それぞれピッキングポイント１２２の第２方向に沿った両側に位置する。
本実施例において、在庫容器エリア２０では在庫容器２０２のピッキング面２０２１は縦向き通路２０３に面するか背離するため、在庫容器エリア２０では在庫容器２０２のピッキング面２０２１の初期方向はピッキングポイント１２２の操作面方向と同じになる。即ち、ピッキングロボット４０は在庫容器２０２を搬送する過程において、在庫容器２０２は方向転換する必要が無い。別の実施例において、在庫容器エリア２０における在庫容器２０２設置位置を限定する必要がなく、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２をピッキングワーキングステーション１まで搬送する前に、在庫容器２０２を方向転換させ、在庫容器２０２のピッキング面２０２１とピッキングポイント１２２の操作面を同じ方向に向かせることができる。
本実施例は、前記在庫ピッキングシステムに応用し、在庫容器２０２に対する両面ピッキングを実現するピッキング方法をさらに提供する。ピッキング方法は以下のステップＳ４０１０からステップＳ４０７０を含む。
ステップＳ４０１０では、オーダー管理センターは貨物取得オーダーを受信し、貨物取得オーダーにおいてオーダー貨物に対応するターゲット在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における位置を分析し、同時に貨物取得オーダーに対応するターゲットピッキングワーキングステーション１を計画する。
ステップＳ４０２０では、オーダー管理センターはピッキングロボット４０をスケジューリングし、ピッキングロボット４０の初期設定位置およびターゲット在庫容器２０２の所在位置に基づき、ピッキングロボット４０の第１走行経路を計画する。
ステップＳ４０３０では、ピッキングロボット４０は第１走行経路に従いターゲット在庫容器２０２の底部まで走行する。
ステップＳ４０４０では、ピッキングロボット４０のリフト機構４０１の動作により、パレットはターゲット在庫容器２０２底部に接触し、ターゲット在庫容器２０２が地面から離れるまで上昇する。
ステップＳ４０５０では、制御システムは当該ターゲット在庫容器２０２に対して両面ピッキングするか否かを判断する。ターゲット在庫容器２０２が両面ピッキングする場合、ターゲットピッキングワーキングステーション１における２本のピッキング通路１２１の渋滞状況に基づき、進入しなければならないターゲットピッキング通路１２１を決定する。ターゲット在庫容器２０２に対して両面ピッキングしない場合、ターゲット在庫容器２０２ピッキング面２０２１の方向に基づき、進入しなければならないターゲットピッキング通路１２１を決定する。
ステップＳ４０６０では、制御システムは、ターゲットピッキング通路１２１の入口グリッド位置およびターゲット在庫容器２０２の位置に基づき、ピッキングロボット４０の第２走行経路を計画する。
ステップＳ４０７０では、ピッキングロボット４０は第２走行経路に従いターゲットピッキング通路１２１の入口グリッド１２３２まで走行し、この過程において、ターゲット在庫容器２０２には回転運動は発生せず、ピッキングロボット４０は前進、後退、自律的な方向転換等の動作を行うことができる。
本実施例において、在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における初期方向はこのうち１つのピッキングポイント１２２の操作面の方向が一致している。これにより、在庫容器２０２を方向転換させる必要がない。別の実施例において、もし在庫容器２０２在庫容器エリア２０における初期方向が２つのピッキングポイント１２２の操作面の方向いずれとも一致しなければ、ピッキングロボット４０が在庫容器２０２をピッキングワーキングステーション１に進入させる前に、在庫容器２０２を方向転換させ、庫容器２０２のピッキング面２０２１のうちの１つのピッキングポイント１２２の操作面の方向を同じにできる。
ステップＳ４０８０では、ピッキングロボット４０は入口通路に従い第２方向に沿ってピッキングポイント１２２まで前進する。
ステップＳ４０９０では、ピッキング主体はターゲット在庫容器２０２におけるターゲット貨物をピッキングする。
ステップＳ４１００では、ピッキング完了後、ピッキングロボット４０は方向転換用通路１２１３と出口通路１２１２に沿って出口グリッド１２３２まで走行する。
ステップＳ４１１０では、制御システムは在庫容器２０２に対して両面ピッキングするか否かを判断する。ターゲット在庫容器２０２が両面ピッキングする場合、ステップＳ４１２０を実行し、ターゲット在庫容器２０２に対して両面ピッキングしない場合、Ｓ４１３０を実行する。
ステップＳ４１２０では、ピッキングロボット４０は連結通路１２４により別のピッキング通路１２１に進入し、ターゲット在庫容器２０２を対応するピッキングポイント１２２まで搬送し、ピッキング主体によりピッキングさせる。ピッキング完了後、出口通路１２１２を通って当該ターゲットピッキング通路１２１の出口グリッド１２３２でまで搬送する。
ステップＳ４１３０では、制御システムは出口グリッド１２３２とターゲット在庫容器２０２の在庫容器エリア２０における位置に基づき、第３走行経路を計画し、ピッキングロボット４０は第３走行経路に従いターゲット在庫容器２０２を在庫容器エリア２０まで戻す。
ステップＳ４１４０では、ピッキングロボット４０はリフト機構４０１の動作により、パレットは在庫容器２０２が地面に接触し、在庫容器２０２の底部から離れるまで下降する。
ステップＳ４１５０では、ピッキングロボット４０の駆動機構４０２動作により、ピッキングロボット４０は在庫容器２０２底部から移動し、在庫容器２０２から離れる。
本実施例は前記在庫ピッキングシステムを含む倉庫保管物流システムをさらに提供する。
１－ピッキングワーキングステーション
１０－ピッキングエリア
１１－ピッキングワークエリア
１２－ピッキング待機エリア
２０－在庫容器エリア
３０－共通通路
４０－ピッキングロボット
５０－保管容器
１１２－プットウォール
１２１－ピッキング通路
１２２－ピッキングポイント
１２３－二次元グリッド
２０１－在庫容器群
２０２－在庫容器
２０３－縦向き通路
２０４－横向き通路
４０１－リフト機構
４０２－駆動機構
４０３－スキャナ装置
１２１１－進入通路
１２１２－出口通路
１２１３－方向転換用通路
１２３１－入口グリッド
１２３２－出口グリッド
２０２１－ピッキング面
２０２２－スペーサ層
２０２３－ラベルコード
２０２４－支援柱

Claims (9)

  1. 複数在庫容器（２０２）を格納するように設定された、在庫容器エリア（２０）と、
    前記在庫容器（２０２）を搬送するように設定された、ピッキングロボット（４０）と、
    ピッキング主体が前記ピッキングロボット（４０）の搬送した前記在庫容器（２０２）からターゲット貨物をピッキングするように設定された、ピッキングエリア（１０）とを含み、
    前記ピッキングエリア（１０）が少なくとも１つのピッキングワーキングステーション（１）を備え、各ピッキングワーキングステーション（１）は、1組のピッキング通路である２つのピッキング通路（１２１）と前記1組の２つのピッキング通路（１２１）にそれぞれ位置する1組のピッキングポイントである２つのピッキングポイント（１２２）を備え、少なくとも１つのピッキングワーキングステーション（１）に少なくとも1組のピッキング通路および少なくとも1組のピッキングポイントが対応され、
    各ピッキングポイント（１２２）は、ピッキング主体が前記ターゲット貨物をピッキングするように設定され、
    各ピッキング通路（１２１）は、前記ピッキングロボット（４０）が前記各ピッキングワーキングステーション（１）に入り、前記各ピッキング通路（１２１）に位置するピッキングポイント（１２２）を通過後に前記各ピッキングワーキングステーション（１）を離れるための、通行経路を提供するように設置され、
    各ピッキングワーキングステーション（１）における1組のピッキング通路である前記２つのピッキング通路（１２１）はそれぞれＵ型であり、横並びまたは並列に、比較的間隔を空けて設置し、少なくとも1組のピッキング通路（１２１）それぞれに位置する対応の少なくとも1組のピッキングポイントのうちの1組または複数の組のピッキングポイント（１２２）はそれぞれＵ型のピッキング通路（１２１）の側面に設置され、少なくとも1組のピッキング通路（１２１）の間のエリアに前記ピッキング主体を動かすピッキングワークエリア（１１）を形成することを特徴とする在庫ピッキングシステム。
  2. 前記少なくとも1組のピッキング通路（１２１）それぞれに位置する1組のピッキングポイントである２つのピッキングポイント（１２２）はそれぞれＵ型の２つの前記ピッキング通路（１２１）の側面に向かい合って設置されることを特徴とする請求項１に記載の在庫ピッキングシステム。
  3. 前記ピッキングエリア（１０）内に位置する前記在庫容器（２０２）のピッキング面（２０２１）は各ピッキング通路（１２１）のＵ型側面と平行であることを特徴とする請求項１に記載の在庫ピッキングシステム。
  4. 前記1組のピッキング通路である２つのピッキング通路（１２１）において１つのピッキング通路（１２１）は時計回り方向の通行経路を提供し、別のピッキング通路（１２１）は反時計回り方向の通行経路を提供することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の在庫ピッキングシステム。
  5. 前記在庫容器エリア（２０）および前記ピッキングエリア（１０）は論理上二次元グリッドを備え、各Ｕ型の前記ピッキング通路（１２１）は前記ピッキング通路（１２１）の入口を形成する入口グリッド（１２３１）と前記ピッキング通路（１２１）の出口を形成する出口グリッド（１２３２）を備え、前記入口グリッド（１２３１）と前記出口グリッド（１２３２）の通行幅は在庫容器（２０２）の最大外径より大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の在庫ピッキングシステム。
  6. 各Ｕ型の前記ピッキング通路（１２１）は前記Ｕ型両側面を形成する進入通路（１２１１）と出口通路（１２１２）を備え、前記ピッキング主体に近いところには進入通路があり、前記ピッキング主体から離れるところに出口通路があり、
    隣接する２つのピッキングワーキングステーション（１）における２つのピッキング通路は、１つの前記出口通路（１２１２）を共有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の在庫ピッキングシステム。
  7. 前記在庫容器エリア（２０）およびピッキングエリア（１０）は論理上二次元グリッドを備え、前記ピッキングエリア（１０）における１つの二次元グリッドは１つ前記ピッキングポイント（１２２）に対応することを特徴とする請求項請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の在庫ピッキングシステム。
  8. 少なくとも１つの前記二次元グリッドの中心に前記ピッキングロボット（４０）がポジショニングするのに用いられる基準マークを備えることを特徴とする請求項７に記載の在庫ピッキングシステム。
  9. 各ピッキング通路における前記各ピッキング通路上のピッキングポイント上流に位置する前記二次元グリッドは前記ピッキングロボット通過および待機用エリアを形成することを特徴とする請求項７に記載の在庫ピッキングシステム。
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