KR20230057338A

KR20230057338A - 자동화된 저장 시스템을 동작시키는 컨테이너 핸들링 운반체의 경로화

Info

Publication number: KR20230057338A
Application number: KR1020237003167A
Authority: KR
Inventors: 토미 하텔란드; 토르가이르 릴레스코그; 베가르드 쉬레-아케르
Original assignee: 오토스토어 테크놀로지 에이에스
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2023-04-28
Also published as: NO20200927A1; CN116134399A; EP4150424A1; WO2022043404A1; US20240092581A1; US11866260B2; JP2023539550A; CA3184441A1; US20230183007A1

Abstract

자동화된 저장 및 회수 시스템에서 저장 컨테이너(106)를 핸들링하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 경로화 및 재경로화를 위한 방법, 제어 시스템(500), 및 컴퓨터 프로그램으로서, 자동화된 저장 및 회수 시스템은 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105) 내에 저장하기 위한 3-차원적인 저장 그리드 구조물(104)을 형성하는 골격 구조물(100)을 포함하고, 골격 구조물은 저장 컬럼(105) 위에 배열된 그리드-기반의 레일 시스템(108)을 포함하고, 레일 시스템(108)은 저장 컨테이너(106)를 핸들링하고 저장 컬럼(105)으로 그리고 그로부터 전달하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 이용 가능 경로를 제공하고, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 운반체를 그리드-기반의 레일 시스템의 제1 측방향(X)을 따라 이동시키도록 구성된 제1 세트의 휠, 및 운반체를 그리드-기반의 레일 시스템(108)의 제2 측방향(Y)을 따라 이동시키도록 구성된 제2 세트의 휠을 포함하고, 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)에 수직이고, 컨테이너 핸들링 운반체의 이동은 제어 시스템(500)에 의해서 제어되고, 제어 시스템은 어느 과제가 특정 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 의해 수행되는지, 과제를 수행하기 위한 목적지 위치, 및 어느 경로를 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 레일 시스템(108) 상에서 이동하는지를 결정한다. 방법은, 컴퓨터 프로그램을 실행할 때, 제어 시스템(500)에 의해서 수행되는 이하의 단계를 포함한다: 컨테이너 핸들링 운반체의 현재 위치로부터 목적지 위치에서의 할당 과제까지 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 레일 시스템(108) 상의 경로를 구축하고 할당하기 위해서, 제어 시스템(500)에서, 다수-에이전트 경로 찾기 알고리즘(MAPF)을 실행하는 단계(410); 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 설정 시간 간격 내에 할당 경로의 제1 부분 상에서 얼마나 멀리 이동할 수 있는지를 결정하는 단계(420)로서, 제1 부분은 목적지까지의 할당 경로보다 짧은, 단계(420); 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 설정 시간 간격 내에 이동할 수 있는 할당 경로의 제1 부분을 록킹하는 단계(430); 현재 위치로부터 할당된 록킹된 경로 상의 종료 위치까지 이동하도록 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 명령하는 단계(440); 상기 단계들을 반복하는 단계.

Description

자동화된 저장 시스템을 동작시키는 컨테이너 핸들링 운반체의 경로화

본 발명은, 저장 및 회수 시스템의 그리드-기반의 레일 시스템 상에서 주행하는 컨테이너 핸들링 운반체에 의해서 핸들링되는 저장 컨테이너를 위한 자동화된 저장 및 회수 시스템, 그리고 보다 구체적으로 레일 시스템 상의 이용 가능한 경로에 따라 컨테이너 핸들링 운반체를 경로화 및 재경로화하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

도 1은, 골격 구조물(100), 및 시스템(1)에서 동작하는, 로봇으로도 알려진, 컨테이너 핸들링 운반체(201)을 갖는, 전형적인 종래 기술의 자동화된 저장 및 회수 시스템(1)을 개시한다.

골격 구조물(100)은 직립 부재(102), 수평 부재(103), 및 직립 부재(102)와 수평 부재(103) 사이에서 행(row)으로 배열되는 저장 컬럼(105)을 포함하는 저장 부피를 포함한다. 이러한 저장 컬럼(105) 내에서, 빈(bin)으로도 알려져 있는 저장 컨테이너(106)가 서로 상하로 적층되어 적층체(107)를 형성한다. 부재(102, 103)는 전형적으로 금속, 예를 들어 압축 알루미늄 프로파일로 제조될 수 있다.

자동화된 저장 및 회수 시스템(1)의 골격 구조물(100)은 골격 구조물(100)의 상단부에 걸쳐 배열된 레일 시스템(108)을 포함하고, 레일 시스템(108) 상에서 복수의 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 동작되어 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105)으로부터 상승시키고, 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼 내로 하강시키며, 또한 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105) 위에서 운송한다.

레일 시스템(108)은 프레임 구조물(100)의 상단부에 걸친 제1 방향(X)으로 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 이동을 안내하도록 배열된 제1 세트의 평행 레일(110), 및 제1 방향(X)에 수직인 제2 방향(Y)으로 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 이동을 안내하기 위한, 제1 세트의 레일(110)에 수직으로 배열된, 제2 세트의 평행 레일(111)을 포함한다.

또한 도 1에는 제1 방향(X)의 제1 레일(110a), 제1 방향(X)의 제2 레일(110b), 제2 방향(Y)의 제1 레일(111a) 및 제2 방향(Y)의 제2 레일(111b)이 도시되어 있다. 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 저장 컬럼(105) 위에서 측방향으로, 즉 수평 X-Y 평면에 평행한 평면 내에서 이동한다.

사용되는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 유형은 당업계에 알려진 임의의 것, 예를 들어 1개 또는 2개의 저장 컬럼(105)을 커버하는 풋프린트(footprint)를 가지는 WO2014/090684A1 또는 WO2015/193278A1에서 개시된 자동화된 컨테이너 핸들링 운반체 중 하나일 수 있다. 레일 시스템(108)은 단일- 및/또는 이중-트랙 구성으로 배열될 수 있다.

저장 컨테이너(106)는, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 수직인 제3 방향(Z)을 형성하는 컬럼(105) 내에 저장된다. 레일 시스템(108) 내의 접근 개구부(112)를 통해서 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 저장 컨테이너(106)에 접근하고, 다시 말해서 레일 시스템(108)은 각각의 저장 컬럼(105)의 상단부 상의 각각의 접근 개구부(112)의 원주를 형성하는 골격 구조물(100) 상에 배열된다. 골격 구조물(100)의 직립 부재(102)는, 저장 컨테이너를 컬럼(105)으로부터 외부로 그리고 그 내부로 하강시키는 동안 저장 컨테이너를 안내하기 위해서 사용될 수 있다. 컨테이너(106)의 적층체(107)는 전형적으로 자가-지지형이다.

골격 구조물(100)의 저장 부피는 종종 그리드(104)로 지칭되고, 이러한 그리드 내의 저장 컬럼(105) 내의 가능한 저장 위치는 저장 셀로 지칭된다. 각각의 저장 컬럼(105)은 X- 및 Y-방향을 따른 위치에 의해서 표시될 수 있는 한편, 각각의 저장 셀은 X-, Y- 및 Z-방향을 따른 컨테이너 번호에 의해서 표시될 수 있다.

골격 구조물(100) 내에서, 컬럼(105)의 대부분은 저장 컬럼(105)이고, 즉 저장 컨테이너(106)가 적층체(107)로 저장되는 컬럼(105)이다. 그러나, 일부 컬럼(105)이 다른 목적을 가질 수 있다.

도 1에서, 컬럼(119 및 120)은 저장 컨테이너(106)를 드롭-오프(drop-off) 및/또는 픽업(pick up)하기 위해서 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 의해서 이용되는 특별한-목적의 컬럼이며, 이에 따라 저장 컨테이너(106)가 골격 구조물(100)의 외부로부터 접근될 수 있고 또는 골격 구조물(100)의 내외로 전달될 수 있는 접근 스테이션(미도시)으로 저장 컨테이너가 전달될 수 있다. 접근 스테이션은 일반적으로, 제품 아이템이 저장 컨테이너(106)로부터 제거되거나 그 내부에 배치되는 픽킹(picking) 또는 보관 스테이션이다.

당업계에서, 저장 컨테이너를 저장 시스템의 내외로 전달하기 위한 컬럼은 일반적으로 포트 컬럼(119, 120) 또는 전달 컬럼으로 지칭된다. 저장 컨테이너는, 일반적으로 포트 컬럼(119, 120)의 단부의 개구부에 위치되는 포트(119', 120')를 통해서, 즉 저장 컨테이너가 포트 컬럼(119, 120)에 진입 및 진출하는 곳에서 포트 컬럼(119, 120)으로 그리고 그로부터 전달된다. 포트가 또한 포트 컬럼(119, 120)의 중간-레벨 또는 지면 레벨과 같은 다른 위치에 위치될 수 있다.

접근 스테이션으로의 저장 컨테이너(106)의 운송 및 전달은 임의의 방향일 수 있고, 즉 수평, 틸팅, 및/또는 수직일 수 있다. 예를 들어, 저장 컨테이너(106)는 골격 구조물(100) 내에서 무작위적인 또는 지정된 컬럼(105) 내에 배치될 수 있고, 이어서 임의의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 의해서 픽업될 수 있고, 접근 스테이션으로의 추가적인 운송을 위해서 포트 컬럼(119, 120)으로 운송될 수 있다. '틸팅된'이라는 용어는 수평과 수직 사이의 일반적인 운송 배향을 가지는 저장 컨테이너(106)의 운송을 의미한다는 것에 주목하여야 한다.

도 1에서, 제1 포트 컬럼(119)은 예를 들어, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 접근 또는 전달 스테이션으로 운송하기 위한 저장 컨테이너(106)를 드롭-오프시킬 수 있는, 지정된 드롭-오프 포트 컬럼일 수 있고, 제2 포트 컬럼(120)은, 접근 또는 전달 스테이션으로부터 운송된 저장 컨테이너(106)를 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 픽업할 수 있는 지정된 픽업 포트 컬럼일 수 있다.

자동화된 저장 및 회수 시스템(1)을 동작시킬 때, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에는 명령어에 의해서 과제가 주어진다. 과제는 예를 들어 특정 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105)으로부터 회수하고 이를 접근 스테이션으로 추가적으로 운송하기 위해서 포트 컬럼(119)에 전달하기 위한, 또는 저장 컨테이너(106)를 하나의 저장 셀로부터 다른 저장 셀로 이동시키기 위한 것일 수 있다. 이는, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 그 현재 위치로부터 목표 위치까지 레일(111) 상에서 설정 경로를 따르도록 명령 받는다는 것을 의미한다.

도 1에 개시된 컬럼(105) 중 하나 내에 저장된 특정 저장 컨테이너(106)를 회수할 때, 컨테이너 핸들링 운반체(201) 중 하나가 과제 할당되고 저장 컨테이너(106)를 그 위치로부터 회수하도록 그리고 이를 포트 컬럼(119)의 포트(119')으로 운송하도록 명령을 받는다. 이러한 동작은, 컨테이너 핸들링 운반체(201)를, 저장 컨테이너(106)가 내부에 위치되는 저장 컬럼(105) 위의 위치로 이동시키는 것, 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 상승 장치(미도시)를 이용하여 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105)으로부터 회수하는 것, 그리고 저장 컨테이너(106)를 포트 컬럼(119)의 포트(119)로 운송하는 것을 포함한다.

목표 저장 컨테이너(106)가 적층체(107) 내에서 깊게 위치되는 경우에, 즉 목표 저장 컨테이너(106) 위에 하나의 또는 복수의 다른 저장 컨테이너(106)가 배치된 경우에, 동작은 또한, 목표 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105)으로부터 상승시키기 전에, 위에-배치된 저장 컨테이너를 일시적으로 이동시키는 것을 포함한다. 당업계에서 종종 "디깅(digging)"으로 지칭되는 이러한 단계는, 목표 저장 컨테이너를 드롭-오프 포트 컬럼(119)으로 운송하기 위해서 추후에 이용되는 동일한 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 이용하여, 또는 하나의 또는 복수의 다른 협력 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 이용하여 수행될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 자동화된 저장 및 회수 시스템(1)은, 저장 컨테이너를 저장 컬럼(105)으로부터 일시적으로 제거하는 과제를 위해서 특별히 지정된 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 가질 수 있다. 목표 저장 컨테이너(106)가 저장 컬럼(105)으로부터 제거되면, 일시적으로 제거된 저장 컨테이너(106)가 원래의 저장 컬럼(105) 내로 재배치될 수 있다. 그러나, 대안적으로, 제거된 저장 컨테이너(106)가 다른 저장 컬럼(105)으로 재배치될 수 있다.

저장 컨테이너(106)를 컬럼(105) 중 하나 내에 저장하고자 할 때, 컨테이너 핸들링 운반체(201) 중 하나는 저장 컨테이너를 접근 또는 전달 스테이션으로부터 전달하는 포트 컬럼(120)의 포트(120')로부터 저장 컨테이너(106)를 픽업하도록 그리고 이를 저장하고자 하는 저장 컬럼(105) 위의 위치로 운송하도록 명령을 받는다. 저장 컬럼 적층체(107) 내의 목표 위치에 또는 그 위에 배치된 임의의 저장 컨테이너가 제거된 후에, 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 저장 컨테이너(106)를 희망 위치에 배치한다. 이어서, 제거된 저장 컨테이너(106)는 저장 컬럼(105) 내로 다시 하강될 수 있거나, 다른 저장 컬럼으로 재배치될 수 있다.

컨테이너 핸들링 운반체들(201)이 서로 충돌하지 않고, 희망하는 저장 컨테이너(106)가 희망 시간에 희망 위치로 전달될 수 있도록, 각각의 저장 컨테이너(106)의 내용물의 참조뿐만 아니라, 골격 구조물(100) 내의 각각의 저장 컨테이너(106)의 위치, 및 저장 및 회수 시스템 상에서 동작하는 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 위치 및 이동이 제어 시스템(500)에 의해서 연속적으로 모니터링 및 제어된다.

전형적인 제어 시스템(500)의 예가 도 2에 도시되어 있다. 제어 시스템(500)은, 저장 및 회수 시스템(1) 상의 모든 이동 및 동작을 제어하기 위해서 동작 및 이동 명령어를 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201) 내의 운반체 제어기(230)에 송신하도록 구성된다. 제어 시스템(500)은 저장 컨테이너(106)를 저장 또는 회수하도록 각각의 운반체(201)에 명령한다. 각각의 운반체(201)의 현재 위치가 운반체(201)로부터 제어 시스템(500)으로 통신되고, 그에 따라 제어 시스템이, 운반체(150)의 대기 행렬(queuing) 또는 충돌이 없이 최적의 방식으로, 레일 시스템(108) 상의 모든 운반체(201)의 이동을 제어할 수 있게 한다.

도시된 예에서, 제어 시스템(500)은 마스터 제어기(220), 데이터베이스(210), 경로화 플래너(200), 및 명령어를 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 통신하기 위한 송신기/수신기(225)를 포함한다.

데이터베이스는 저장 컨테이너(106)의 위치뿐만 아니라, 어떠한 저장 컨테이너(106)가 임의의 시간에 핸들링되는지, 즉 어떠한 저장 컨테이너(106)가 저장 그리드(104) 내에서 회수 또는 저장되는지를 계속 추적한다. 경로화 플래너(200)는 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 최적의 경로를 찾도록 구성된다.

마스터 제어기(220)는 데이터베이스(210) 및 경로화 플래너로부터의 정보를 조율하도록 그리고 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 대한, 예를 들어 어떠한 저장 컨테이너를 핸들링할 지 그리고 경로화 플래너(200)로부터의 입력에 따라 레일 시스템(108) 상의 어떠한 경로를 따를 지에 대한 동작 명령어를 생성하도록 구성된다.

제어 시스템(500)은 중앙 컴퓨터와 통신하고, 중앙 컴퓨터에서 지시 및 과제가 제어 시스템(500)으로 송신된다.

자동화된 저장 및 회수 시스템(1)은 일반적으로, 저장 컨테이너를 하나의 위치로부터 다른 위치로 전달하는 복수의 컨테이너 핸들링 운반체(201)와 함께 동작한다. 더 큰 저장 및 회수 시스템은, 제어 시스템(500)으로부터 송신되는 명령어를 수신하는 것에 의해서 과제가 각각 할당되고 주어지는 수백 개의 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 가질 수 있다. 과제는, 예를 들어, 특정 저장 컨테이너(106)를 이러한 저장 컨테이너가 위치된 저장 컬럼(105)으로부터 획득하는 것, 설정된 방향으로 설정된 거리를 운행하는 것에 의해서 경로를 따르는 것, 저장 컨테이너(106)를 포트(119')에 전달하는 것 등일 수 있다.

과제를 수행하도록 그리고 현재 위치로부터 목표 목적지까지 특정 경로를 따르도록 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 명령하는 제어 시스템(500)에 의해서 명령어가 주어진다. 전반적인 목적은 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 최적의 경로 및 서로 충돌하지 않을 경로들을 찾는 것이다. 최적의 경로는 일반적으로, 동일 시간 프레임 내에서 다른 경로와 충돌하지 않을 가장 짧은 경로이다.

(다수-에이전트 경로 찾기(Multi-agent pathfinding)(MAPF) 알고리즘이 컴퓨터 과학 분야에서 알려져 있고, 충돌하지 않고, 그리고 동시에 모든 에이전트의 경로 길이의 합과 같은 비용 함수를 최적화하면서, 현재 위치로부터 목표 위치로의 다수의 에이전트를 위한 경로를 찾는 문제를 해결하기 위해서 이용될 수 있다.

저장 및 회수 시스템(1)에서, 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 에이전트를 나타낸다. 그러나, MAPF 알고리즘의 대부분은, 새로운 과제에 따라 새로운 경로를 만들기 전에 과제를 수행되는, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 현재 위치로부터 최종 위치로 설정 경로를 따르는 계획된 과제를 완성하는 특정 시나리오를 해결하는 원-샷 알고리즘(one-shot algorithm)이다. 제1 할당 과제의 완료 전에 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 과제의 유형 또는 목표를 변경할 수 있는 경우에, 또는 저장 시스템 상에서 동작하는 새로운 능동 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 있는 경우에, 이러한 다수-에이전트 경로 찾기 알고리즘을 동적으로 변화되는 환경에 적응시키는 것은 간단하지 않다.

MAPF 알고리즘의 이용에 의해서, 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 동시에 경로화될 수 있으나, MAPF 알고리즘이 상당한 실행 시간을 가지기 때문에, 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 새로운 경로가 생성되는 동안 대기하여야 한다.

논문 ["Cooperative pathfinding", by David Silver in 2005 (www.aaai.org)]에서, 제한된 지역을 형성하는 슬라이딩 윈도우(sliding window)가 실시간 환경으로 해당 지역 내에서 비-충돌 경로를 찾기 위한 경로화를 위해서 이용된다. 그러나, 가능한 경로를 위한 협력적인 탐색은 현재의 윈도우에 의해서 특정되는 고정 깊이로 제한된다. 각각의 에이전트는 그 목적지를 위한 부분적인 경로를 탐색하고, 이어서 경로를 따르기 시작한다. 규칙적인 간격으로, 예를 들어 에이전트 그 부분적 경로의 중간에 있을 때, 윈도우가 정방향으로 이동되고 새로운 부분적 경로가 컴퓨팅된다. 이는, 협력적인 탐색이 슬라이딩 윈도우 내의 에이전트만을 고려한다는 것, 즉 제한된 지역을 형성하는 윈도우를 벗어난 다른 에이전트는 무시된다는 것을 의미한다. 에이전트를 위한 목적지까지의 방향을 찾기 위해서, 전체 깊이(full depth)의 추상적 탐색이 수행된다.

본 발명은, 컨테이너 핸들링 운반체의 현재 위치로부터 목적지까지의 완전한 경로를 찾지만 각각의 경로의 제1 부분만이 설정된 시간 프레임에서 록킹되는(locked), 경로화 방법을 제공한다. 이러한 방법은 시간 효율적인 경로화를 제공하고, 컨테이너 핸들링 운반체의 정지가 없이 재경로화가 수행될 수 있다.

본 발명의 목적은, 저장 및 회수 시스템의 레일 시스템 상에서 주행하는 동안 컨테이너 핸들링 운반체가 그 동작을 수행할 때, 컨테이너 핸들링 운반체의 개선된 경로화 및 재경로화 방식을 제공하는 것이다. 신규한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램은, 이전의 경로화가 제공하였던 것보다 많은, 모든 컨테이너 핸들링 운반체에 대한 경로 대안들을 제공한다.

이는, 현재 위치로부터 목표 목적지까지 이동하는 동안 가능한 한 빈번하게 컨테이너 핸들링 운반체를 경로화 및 재경로화하는 것 그리고 현재 위치로부터 목적지 위치에서의 과제까지 모든 컨테이너 핸들링 운반체에 대한 모든 경로를 고려하여 이를 수행하는 것에 의해서 달성된다.

본 발명의 방법에 따라, 컨테이너 핸들링 운반체의 경로는, 컨테이너 핸들링 운반체가 그 목적지를 향해서 이동하는 동안, 작동 중에(on the fly) 계산된다. 컨테이너 핸들링 운반체는 교통 상황의 변화에 맞춰 구성하기 위해서 새로운 경로를 따르도록 효율적으로 재경로화될 수 있고, 새로운 경로가 새로운 능동적 컨테이너 핸들링 운반체를 위해서 생성될 수 있다.

새로운 방법은 컨테이너 핸들링 운반체를 정지시키지 않고 모든 컨테이너 핸들링 운반체에 대한 새로운 경로를 찾는데 적은 시간을 필요로 하고, 모든 컨테이너 핸들링 운반체를 위한 더 많은 경로 대안들을 제공한다. 방법에 따라, 최종 목적지까지의 모든 컨테이너 핸들링 운반체를 위한 경로를 찾기 위해서 MAPF가 이용되나, 각각의 경로의 제1 부분 만이 설정 시간 간격 동안 록킹되며, 이는 David Silver에 의한 전술한 논문에서 설명된 바와 같이 전체 경로가 록킹되거나 슬라이딩 윈도우에 의해서 규정된 제한 지역 내의 운반체를 위한 경로 만이 평가되는 종래 기술과 대조적이다.

새로운 방법은 컨테이너 핸들링 운반체가 그 할당 경로를 따라서 이동할 때 더 많은 경로 대안들을 제공하는데, 이는, 커버된 각각의 경로의 부분이 새로운 경로뿐만 아니라 아직 록킹되지 않은 할당 경로의 부분에 대해서 해방되기(freed up) 때문이다.

본 발명의 방법은 유동적이고 끊임없이 변화되는 시스템을 제공하고, MAPF는 그러한 것을 허용할 뿐만 아니라, 경로가 더 짧은 시간 동안 차단되기 때문에, 이전의 플래닝 알고리즘에 비해서 여정 시간(journey time)을 단축시킬 수 있게 한다.

본 발명은 자동화된 저장 및 회수 시스템에서 저장 컨테이너를 핸들링하는 컨테이너 핸들링 운반체의 경로화 및 재경로화 방법에 의해서 규정되고, 자동화된 저장 및 회수 시스템은 저장 컨테이너를 저장 컬럼 내에 저장하기 위한 3-차원적인 저장 그리드 구조물을 형성하는 골격 구조물을 포함하고, 골격 구조물은 저장 컬럼 위에 배열된 그리드-기반의 레일 시스템을 포함하고, 레일 시스템은 저장 컨테이너를 핸들링하고 저장 컬럼으로 그리고 그로부터 전달하는 컨테이너 핸들링 운반체를 위한 이용 가능 경로를 제공하고, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체는 운반체를 그리드-기반의 레일 시스템의 제1 측방향(X)을 따라 이동시키도록 구성된 제1 세트의 휠, 및 운반체를 그리드-기반의 레일 시스템의 제2 측방향(Y)을 따라 이동시키도록 구성된 제2 세트의 휠을 포함하고, 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)에 수직이고, 컨테이너 핸들링 운반체의 이동은 제어 시스템에 의해서 제어되고, 제어 시스템은 어느 과제가 특정 컨테이너 핸들링 운반체에 의해 수행되는지, 과제를 수행하기 위한 목적지 위치, 및 어느 경로를 컨테이너 핸들링 운반체가 레일 시스템 상에서 이동하는지를 결정한다.

방법은 제어 시스템에 의해서 수행되는 이하의 단계를 포함한다:

a. 컨테이너 핸들링 운반체의 현재 위치로부터 목적지 위치에서의 할당 과제까지 컨테이너 핸들링 운반체를 위한 레일 시스템 상의 경로를 구축하고 할당하기 위해서, 제어 시스템에서, 다수-에이전트 경로 찾기 알고리즘(MAPF)을 실행하는 단계;

b. 컨테이너 핸들링 운반체가 설정 시간 간격 내에 할당 경로의 제1 부분 상에서 얼마나 멀리 이동할 수 있는지를 결정하는 단계로서, 제1 부분은 목적지까지의 할당 경로보다 짧은, 단계;

c. 컨테이너 핸들링 운반체가 설정 시간 간격 내에 이동할 수 있는 할당 경로의 제1 부분을 록킹하는 단계;

d. 현재 위치로부터 할당된 록킹된 경로 상의 종료 위치까지 이동하도록 컨테이너 핸들링 운반체에 명령하는 단계;

e. 단계 a) 내지 d)를 반복하는 단계.

방법의 일 실시형태에 따라, 단계 b)에서 설정 시간 간격의 상한선은, MAPF 알고리즘을 실행하기 위해서 그리고 구축된 경로를 따라 이동하도록 컨테이너 핸들링 운반체에 명령하기 위해서 제어 시스템이 사용하는 실행 시간에 상응할 수 있다. 이어서, 컨테이너 핸들링 운반체가 이러한 시간 간격 내에서 할당된 경로를 따라 레일 시스템 상에서 커버하는 거리는 록킹된 MAPF에 의해서 구축된 전체 경로의 일부일 것이다.

방법의 일 실시형태에 따라, 단계 b)에서 설정 시간 간격의 상한선은, 모든 컨테이너 핸들링 운반체가 현재 위치로부터 방향을 변경할 수 있는 가장 가까운 저장 컬럼 위에 위치되는 레일 시스템 상의 위치까지 이동하는 것에 대한 경과 시간에 상응할 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, 단계 b)에서 설정 시간 간격의 지속 시간은, 자동화된 저장 및/또는 회수 시스템의 크기 그리고 MAPF 알고리즘에 포함되는 컨테이너 핸들링 운반체의 수에 따라 설정될 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, 방법은 우선권이 주어지는 컨테이너 핸들링 운반체를 위한 할당 경로의 록킹된 부분을 연장시키는 단계를 포함할 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, 방법은, 명령어에 응답하지 않는 컨테이너 핸들링 운반체를 위한 할당 경로의 록킹된 부분을 연장시키는 단계를 포함할 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, 할당 경로의 록킹된 부분은 MAPF 알고리즘에 의해서 구축된 경로를 따라서 컨테이너 핸들링 운반체의 현재 위치로부터 목적지 위치에서의 과제까지 연장될 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, 록킹된 경로는 MAPF 알고리즘의 실행 중에 이용 가능 경로의 고려로부터 배제될 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, MAPF 알고리즘에 의해서 구축된 각각의 경로 사이의 간격이 할당 경로를 이동하는 컨테이너 핸들링 운반체의 유형에 맞춰 구성될 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, 목적지 위치에서 발생될 수 있는 대기 행렬 문제를 방지하도록, 컨테이너 핸들링 운반체의 이동이 제어될 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, 목적지 위치에서 대기 행렬 문제가 예상되는 경우에, 컨테이너 핸들링 운반체가 재지향될 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, 컨테이너 핸들링 운반체는, 컨테이너 핸들링 운반체가 존재하지 않거나 향해서 경로화되지 않은 위치 또는 경로로 재지향될 수 있다.

방법의 실시형태에 따라, 이송되는 현재의 하중 및 컨테이너 핸들링 운반체의 조건에 따라, 컨테이너 핸들링 운반체의 이동이 제어될 수 있다.

본 발명은 또한 자동화된 저장 및 회수 시스템에서 저장 컨테이너를 핸들링하는 컨테이너 핸들링 운반체의 경로화 및 재경로화를 제어하기 위한 제어 시스템에 의해서 규정되고, 자동화된 저장 및 회수 시스템은 저장 컨테이너를 저장 컬럼 내에 저장하기 위한 3-차원적인 저장 그리드 구조물을 형성하는 골격 구조물을 포함하고, 골격 구조물은 저장 컬럼 위에 배열된 그리드-기반의 레일 시스템을 포함하고, 레일 시스템은 저장 컨테이너를 핸들링하고 저장 컬럼으로 그리고 그로부터 전달하는 컨테이너 핸들링 운반체를 위한 이용 가능 경로를 제공하고, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체는 운반체를 그리드-기반의 레일 시스템의 제1 측방향(X)을 따라 이동시키도록 구성된 제1 세트의 휠, 및 운반체를 그리드-기반의 레일 시스템의 제2 측방향(Y)을 따라 이동시키도록 구성된 제2 세트의 휠을 포함하고, 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)에 수직이다. 컨테이너 핸들링 운반체의 이동은 제어 시스템에 의해서 제어되고, 제어 시스템은 어느 과제가 특정 컨테이너 핸들링 운반체에 의해 수행되는지, 과제를 수행하기 위한 목적지 위치, 및 어느 경로를 컨테이너 핸들링 운반체가 레일 시스템 상에서 이동하는지를 결정한다.

제어 시스템은 컨테이너 핸들링 운반체를 위한 최적의 경로를 찾기 위한 경로화 플래너, 저장 컨테이너를 계속 추적하기 위한 데이터베이스, 송신기/수신기에 연결된 마스터 제어기를 포함하고, 제어 시스템은 전술한 방법을 실행하도록 그리고 제어 명령어를 각각의 컨테이너 핸들링 운반체에 통신하도록 구성된다.

본 발명은 또한, 자동화된 저장 및 회수 시스템의 제어 시스템 내의 프로세서에 의해서 실행될 때, 자동화된 저장 및 회수 시스템 내에서 저장 컨테이너를 핸들링하는 컨테이너 핸들링 운반체의 효율적인 경로화 및 재경로화를 위해서 전술한 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해서 규정된다.

이하의 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 첨부된 것이다. 도면은, 단지 예로서 이제 설명할 본 발명의 실시형태를 도시한다.
도 1은 종래 기술의 자동화된 저장 및 회수 시스템의 골격 구조물의 사시도이다.
도 2는 자동화된 저장 및 회수 시스템에서 동작하는 컨테이너 핸들링 운반체를 제어하기 위한 제어 시스템의 예를 도시한다.
도 3은 자동화된 저장 및 회수 시스템의 컨테이너 핸들링 운반체의 효율적인 경로화 및 재경로화를 위한 방법의 상이한 단계들을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 이전의 그리고 새로운 경로에 따른 단순한 경로화 예를 도시한다.
참조
1 - 자동화된 저장 및 회수 시스템
100 - 골격 구조물
102 - 골격 구조물의 직립 부재
103 - 골격 구조물의 수평 부재
104 - 저장 그리드 구조물
105 - 저장 컬럼
106 - 저장 컨테이너
106' - 저장 컨테이너의 특정 위치
107 - 적층체
108 - 레일 시스템
110 - 제1 방향(X)의 평행 레일
110a - 제1 방향(X)의 제1 레일
110b - 제1 방향(X)의 제2 레일
111 - 제2 방향(Y)의 평행 레일
111a - 제2 방향(Y)의 제1 레일
111b - 제2 방향(Y)의 제2 레일
112 - 접근 개구부
119 - 제1 포트 컬럼
119' - 제1 포트
120 - 제2 포트 컬럼
120' - 제2 포트
200 - 경로화 플래너
201 - 컨테이너 핸들링 운반체
210 - 데이터베이스
220 - 마스터 제어기
225 - 송신기/수신기
230 - 운반체 제어기
X - 제1 방향
Y - 제2 방향
Z - 제3 방향
500 - 제어 시스템

이하의 설명에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더 구체적으로 설명할 것이다. 그러나, 도면은 본 발명을 도면에 도시된 청구-대상으로 제한하기 위한 것이 아님을 이해하여야 할 것이다.

골격 구조물(100)을 갖는 전형적인 종래 기술의 자동화된 저장 및 회수 시스템(1)이 도 1을 참조하여 '발명의 배경' 항목에서 앞서 설명되었다.

골격 구조물(100)은 임의의 크기일 수 있고, 도 1에 개시된 것보다 상당히 더 넓을 수 있고/있거나 더 길 수 있고/있거나 더 깊을 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 골격 구조물(100)은 700 x 700 저장 컬럼(105) 초과의 수평 범위 및 12개 초과의 적층된 저장 컨테이너(106)를 저장하기 위한 저장 깊이를 가질 수 있고, 저장 컨테이너(106)는 레일 시스템(108) 상에서 주행하는 수백 개의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 의해서 핸들링된다.

또한, 저장 그리드(104)는, 8개의 저장 컨테이너(106)의 적층체를 도시하는 도 1에 개시된 것보다 상당히 더 깊을 수 있다. 예를 들어, 저장 그리드(104)는 12개의 적층된 저장 컨테이너(106)를 유지하도록 설계될 수 있다.

컨테이너 핸들링 운반체(201)는 종래 기술에서 알려진 임의의 유형, 예를 들어 WO2014/090684 A1, NO317366 또는 WO2015/193278A1에서 개시된 자동화된 컨테이너 핸들링 운반체 중 임의의 하나일 수 있다.

골격 구조물(100)의 상단부에 걸쳐 배열된 레일 시스템(108)은, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 저장 컬럼(105)과 이들이 상호 작용하는 포트, 즉 저장 컨테이너(106)를 전달하거나 그로부터 회수하도록 명령을 받은 포트 사이에서 수평으로 이동할 수 있게 한다.

자동화된 저장 및 회수 시스템(1)은 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105) 내에 저장하기 위해 그리드-기반의 레일 시스템(108)과 함께 3-차원적인 저장 그리드 구조물(104)을 형성하는 골격 구조물(100)을 포함하고, 그리드-기반의 레일 시스템(108)은 저장 컬럼(105) 위에 배열되고, 레일 시스템(108)은 저장 컨테이너(106)를 핸들링하고 저장 컬럼(105)으로 그리고 그로부터 전달하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 이용 가능 경로를 제공하고, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 운반체를 그리드-기반의 레일 시스템의 제1 측방향(X)을 따라 이동시키도록 구성된 제1 세트의 휠, 및 운반체를 그리드-기반의 레일 시스템(108)의 제2 측방향(Y)을 따라 이동시키도록 구성된 제2 세트의 휠을 포함하고, 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)에 수직이고, 컨테이너 핸들링 운반체의 이동은 제어 시스템(500)에 의해서 제어되고, 제어 시스템은 어느 과제가 특정 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 의해 수행되는지, 과제를 수행하기 위한 목적지 위치, 및 어느 경로를 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 레일 시스템(108) 상에서 이동하는지를 결정한다.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 제어하기 위한 제어 시스템(500)의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 제어 시스템(500)은 마스터 제어기(220), 저장 컨테이너(106)를 계속 추적하기 위해서 사용되는 데이터베이스(210), 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 최적 경로를 찾기 위해서 사용되는 경로화 플래너(200), 및 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 명령어를 통신하기 위한 송신기/수신기(225)를 포함한다. 이러한 도면은, 경로화 플래너(200)가 데이터베이스(210)에 연결되는 것을 보여준다. 그러나, 이는, 경로화 플래너(200)가 마스터 제어기(220)로부터 모든 필요 정보를 수신할 수 있을 때, 그렇지 않을 수 있다.

제어 시스템(500)은 일반적으로 중앙 컴퓨터와 통신하고, 중앙 컴퓨터에서 지시 및 과제가 제어 시스템(500)으로 송신된다. 제어 시스템(500)은 또한 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201) 내의 운반체 제어기(230)와 더 통신하고, 경로화 플래너(200)로부터의 입력에 따라 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 교통 흐름을 제어한다. 통신은 바람직하게 무선으로, 예를 들어 무선 신호, 광 신호를 통해서 수행된다.

도 3은 자동화된 저장 및 회수 시스템(1)의 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 효율적인 경로화 및 재경로화를 위한 방법(400)의 상이한 단계들을 도시하는 흐름도이다.

방법의 제1 단계(410)는, 컨테이너 핸들링 운반체의 현재 위치로부터 목적지 위치에서의 할당 과제까지 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 레일 시스템(108) 상의 경로를 구축하고 할당하기 위해서, 제어 시스템(500)에서, 다수-에이전트 경로 찾기 알고리즘(MAPF)을 실행하는 단계이다.

예로서, 과제는 예를 들어 특정 저장 컨테이너(106)를 픽업하는 것 그리고 이를 다른 위치에 위치된 포트 컬럼으로 가져가는 것일 수 있다. 몇 개의 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 상이한 과제들 및 목적지 위치를 수신할 때, 레일 시스템 상에서 따르게 되는 경로들이 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 대해서 고유하고 그에 의해서 충돌을 방지하는 것이 중요하다.

도입부에서 언급한 바와 같이, MAPF는 많은 에이전트들의 교통 흐름을 충돌이 없이 동시에 제어하기 위해서 사용되는 경로를 찾기 위해서 이용된다. 본 경우에, 자동화된 저장 및 회수 시스템(1)에서, 에이전트는 컨테이너 핸들링 운반체(201)이다.

제어 시스템(500)의 상이한 모듈들이, 본원에서 설명된 방법의 상이한 단계들 모두를 실행하고 제어하는 하나의 중앙 제어 유닛으로서, 또는 서로 연결되어 제어 시스템(500)을 만드는 별도의 유닛들로서 구성될 수 있다. 별도의 모듈들에서, 도 2에서 예로서 도시된 바와 같이, 경로화 플래너(200)로 지칭되는 모듈은 컨테이너 핸들링 운반체의 현재 위치로부터 그 목적지까지 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 적절한 경로를 찾기 위해서 그리고 변화될 수 없는 경로의 제1 부분을 록킹하기 위해서 MAPF를 실행하는 것일 것이다. 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위해서 찾은 결과적인 경로는 마스터 제어기(220)로 통신되고, 마스터 제어기는, 송신기/수신기(225)를 통해서, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체를 구축된 경로를 따라 제어할 것이다.

MAPF는 그리드-기반의 레일 시스템(108) 상에서 동작하는 모든 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 경로를 찾기 위해서 이용될 수 있거나, 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 선택된 그룹을 위해서 이용될 수 있다.

예를 들어 수백 개의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 의해서 동작되는, 더 큰 자동화된 저장 및 회수 시스템(1)에서, 하나 이상의 컨테이너 핸들링 운반체(201)는, 특정 과제를 수행하도록 그리고 레일 시스템(108) 상의 미리 설정된 경로를 따르는 할당 지역에서 동작하도록, 지정될 수 있다.

다른 예에서, 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 제1 그룹이 레일 시스템(108)의 하나의 지역에서 하나의 MAPF에 따라 제어되는 한편, 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 제2 또는 추가적인 그룹은 레일 시스템(108)의 다른 지역에서 다른 MAPF에 따라 제어된다. 상이한 MAPF 알고리즘들이 상이한 컴퓨터 시스템들에 의해서 병렬로 실행되어 실행을 가속할 수 있다.

특정의 지정된 과제를 수행하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 예는, 예를 들어, 먼저 저장 컬럼(105) 내에 저장된 특정 저장 컨테이너(106) 위에 적층된 다른 저장 컨테이너(106)를 제거함으로써, 다른 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 의한 추가적 핸들링을 위해서 특정 저장 컨테이너(106)를 준비하는 디깅 운반체이다. 특정의 지정된 과제를 수행하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)는, 다른 컨테이너 핸들링 운반체(201)와 비교하여 상이한 이동 패턴 및 속력을 가질 수 있다. 그에 따라, 이들은 별도로 제어될 수 있거나, 이러한 차이를 고려하기 위해서 경로화 판단에서 조정이 이루어질 수 있다.

컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 경로는 방법의 제1 단계(410)의 실행 후에, 즉 MAPF 알고리즘의 실행 후에 구축되고 할당된다. 이러한 경로는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 현재 위치로부터 목적지 위치에서의 할당된 과제까지 연장된다.

방법의 다음 단계(420)는, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 설정된 시간 간격 내에 할당 경로의 제1 부분 상에서 얼마나 멀리 이동할 수 있는 지를 결정하는 것이다. 설정 시간 간격의 지속 시간은, 자동화된 저장 및 회수 시스템(1)의 크기 그리고 MAPF 알고리즘에 포함되는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 수에 따라 설정될 수 있다.

일 실시형태에 따라, 설정 시간 간격은, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 그 현재 위치로부터 가장 인접한 저장 컬럼(105) 위의 레일 시스템(108) 상의 위치까지 이동하기 위해서 사용하는 시간에 상응하는 시간 간격이다. 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 저장 컬럼(105) 위의 위치를 막 지난 경우에, 운반체가 다음의 가장 인접한 저장 컬럼에 도달할 때까지 운반체의 방향은 변경될 수 없을 것이다. 이어서, 시간 간격은, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가, 필요한 경우에 방향을 변경할 수 있는 가장 가까운 저장 컬럼(105)으로 이동하기 위해서 사용하는 시간일 것이다.

다른 실시형태에 따라, 설정 시간 간격은, 제어 시스템(500)이 MAPF 알고리즘을 실행하기 위해서 즉, 경로를 구축하기 위해서, 그리고 구축된 경로를 따라서 이동하도록 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 명령하기 위해서 사용하는 실행 시간에 상응한다. 이러한 것은 최적의 경로화 방식을 제공할 것인데, 이는, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 록킹된 경로의 종료에 도달할 때, 가능한 새로운 경로가 MAPF 알고리즘에 의해서 이미 구축되었을 수 있기 때문이다. 그에 따라, 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 새로운 운행 명령어를 수신하기 위해서 록킹된 경로의 종료에서 정지할 필요가 없고, 정지 없이 제1 할당 경로를 계속 따를 수 있거나 새로운 경로로 재경로화될 수 있다.

방법의 다음 단계(430)는, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 상기 설정 시간 간격 내에 이동할 수 있는 할당 경로의 제1 부분을 록킹하는 것이다. 이는, 경로의 이러한 부분이 변화될 수 없는 한편, MAPF에 의해서 구축된 할당 경로의 나머지는 록킹 경로의 종료 위치로부터 시작하는 새로운 경로로 변화될 수 있다는 것을 의미한다.

다음 단계(440)는 현재 위치로부터 할당된 록킹된 경로 상의 종료 위치까지 이동하도록 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 명령하는 것이다.

단계(410) 내지 단계(440)는, 운반체가 할당 과제를 완료할 때까지, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 대해서 반복된다. 방법이 반복될 때마다, 이는, 각각의 반복이 이전의 반복에서 MAPF에 의해서 구축된 경로로부터 컨테이너 핸들링 운반체(210)를 재경로화하는 것을 가능하게 하는 반복으로 볼 수 있다.

이러한 방법에 따라, 컨테이너 핸들링 운반체(201)는, 제1 할당 과제의 종료 전에 과제 또는 목표의 유형을 용이하게 변경할 수 있거나, 새로운 능동적 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 저장 시스템 상의 동작을 위해서 추가될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 우선권이 주어지는 경우에, 록킹된 경로가 연장된다. 이러한 것의 예는, 저장 컨테이너(106)를 컨테이너 핸들링 운반체(201)로부터 수용하기 위해서 준비된 것을 포트가 신호하는 때이다. 이러한 경우에, 운반체의 현재 위치로부터 포트까지 연장되는, 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 대해서 MAPF에 의해서 결정된 완전한 경로가 록킹되고, 할당 과제가 완료될 때까지, 예를 들어 저장 컨테이너를 포트에 전달할 때까지, 변경될 수 없다.

본 발명의 다른 실시형태에 따라, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 제어 시스템(500)으로부터의 명령어에 응답하지 않는 경우에, 록킹된 경로가 또한 연장된다. 이는 고장난 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 기인할 수 있다. 이는 록킹된 경로를 따라서 어딘 가에서 정지되었을 수 있거나, 록킹된 경로의 종료에서의 재경로화 명령어와 같은 명령어에 응답하지 않을 수 있다. 그러한 경우, 이는 그 할당 경로를 따라서 어딘 가로, 즉 록킹되지 않은 할당 경로의 부분으로 계속 이동할 수 있다. MAPF에 의해서 구축된 전체 경로를 록킹함으로써, 다른 컨테이너 핸들링 운반체가 그와 충돌하는 것이 방지될 것이다.

MAPF 알고리즘에 의해서 구축된 전체 경로, 즉 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 현재 위치로부터 목적지 위치에서의 과제까지를 포함하도록 록킹된 경로를 연장시키는 것에 의해서, 다른 컨테이너 핸들링 운반체(201)와의 발생 가능한 충돌이 방지된다. 이는, 예를 들어 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 우선권이 주어질 때 또는 할당된 컨테이너 핸들링 운반체(201)와의 상호 작용이 준비된 것을 포트가 신호할 때, 바람직할 수 있다.

방법의 일 실시형태에 따라, 록킹된 경로는 MAPF 알고리즘 내의 실행으로부터 배제된다. 일반적으로 우선권이 없이 동작하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)에서, 이는, 그들의 현재 위치가 MAPF 알고리즘에 대한 입력으로서 사용된다는 것, 즉 현재 위치가 록킹된 경로에 대한 종료 위치의 하나의 세트를 제공한다는 것을 의미한다. 우선권을 갖는 컨테이너 핸들링 운반체(201), 또는 고장난 컨테이너 핸들링 운반체(201)에서, 목적지 위치에서의 할당 과제까지의 전체 구축 경로가 MAPF 알고리즘 내의 추가적인 실행으로부터 배제된다.

우선권이 주어진 컨테이너 핸들링 운반체를 결정하는 것은 몇 개의 인자를 기초로 할 수 있다. 일부 과제는 다른 과제보다 성능에 더 많은 영향을 미친다. 저장 컨테이너(106)를 포트 내에 전달하도록 할당된 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 일반적으로, 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105)에 전달하도록 할당된 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 비해서, 우선한다. 최적의 경로는 일반적으로 우선권을 갖는 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위해서 먼저 생성된다. 경로 우선화 및 최적 경로 결정을 위한 상이한 경로화 알고리즘들이 있다. 이들은, 목적지에 도달하기 위한 시간 및 거리, 할당 과제의 우선권, 포트에서의 예상 대기 시간 등과 같은, 상이한 입력 매개변수의 세트를 갖는 비용 함수를 기초로 한다.

전술한 바와 같이, MAPF 알고리즘은, 현재 위치로부터 목적지 위치에서의 과제까지 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 레일 시스템(108) 상의 경로를 구축하고 할당하기 위해서 사용된다. MAPF 알고리즘에 대한 입력은, 레일 시스템(108)의 레이아웃, 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 동작, 그리고 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 현재 위치 및 목적지 위치이다.

방법의 일 실시형태에 따라, MAPF 알고리즘에 대한 부가적인 입력은, 여유(margin)를 가지고 충돌을 방지하기 위한 충분한 간격을 제공하기 위해서, 예를 들어 MAPF 알고리즘에 의해서 구축된 각각의 경로 사이에서 요구되는 간격이다. 요구되는 간격은 과제를 위해서 사용되는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 유형 및 목적지 위치에서의 과제까지의 경로에서 사용되는 레일의 유형에 맞춰 구성된다.

이중-트랙 레일 구성은, 2개의 컨테이너 핸들링 운반체가 2개의 인접한 저장 컬럼(105) 상의 레일들 상에서 서로를 통과할 수 있게 한다. 단일-트랙 레일 구성은 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 통과하지 못하게 하고, 방해가 되는 컨테이너 핸들링 운반체를 외측으로 이동시킬 수 없는 경우에, 2개의 통과하는 컨테이너 핸들링 운반체들(201) 사이에서, 적어도, 하나의 저장 컬럼의 풋프린트에 상응하는 통과 간격을 필요로 할 수 있다.

방법의 일 실시형태에 따라, 목적지 위치에서 발생될 수 있는 대기 행렬 문제를 방지하도록, 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 이동이 더 제어될 수 있다. 이는, 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 몇 개의 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 대략적으로 동일한 시간에 동일 포트에 도달할 것으로 예상되는 경우에, 이들은 등급화될 수 있고, 가장 낮은 등급의 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 운행 속력이 감소될 수 있거나, 이들은, 제1 등급의 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 포트에서 그 과제를 완료할 때까지, 외측으로 벗어난 위치에서 정지될 수 있다. 예상되는 대기 행렬 문제를 피하기 위한 다른 방법은, 예를 들어, 다른 목적지 위치에서 할당 과제를 끝내도록, 예를 들어 저장 컨테이너(106)를 다른 포트에 전달하도록, 컨테이너 핸들링 운반체를 재지향시키는 것이다.

가속도, 속력, 최대 하중과 같은 상이한 사양들을 갖는 상이한 컨테이너 핸들링 운반체들이 있다. MAPF 알고리즘에 대한 부가적인 입력은, 과제를 수행하도록 할당된 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 유형뿐만 아니라 운송되는 저장 컨테이너(106)의 중량을 기초로 하는 컨테이너 핸들링 운반체(201) 상의 현재 하중, 그리고 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 상태, 예를 들어 낮은 배터리, 마모 부품, 휠 그립(wheel grip) 등에 관한 상세 내용을 제공하기 위한 것일 수 있다. 그러한 부가적인 입력은, 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 이동을 제어하는 방법 및 운반체들 사이의 간격을 증가시켜야 할 필요가 있는 지의 여부에 영향을 미칠 수 있다.

도 4는 종래의 경로화 방법에 따라 경로가 구축되는 방법과 전술한 개선된 경로화 방법에 따라 경로가 구축되는 방법에 대한 간단한 예를 도시한다.

R1 및 R2는 컨테이너 핸들링 운반체 1 및 2의 현재 위치를 나타낸다. D1 및 D2는 컨테이너 핸들링 운반체 1 및 2에 대한 목적지 위치를 나타낸다.

이러한 예에서, R1에 위치되는 로봇 1은, R2에 위치되는 로봇 2가 과제를 수신하기 직전에 과제를 수신한다. 이전의 경로화 시스템에 따라, 로봇 1의 현재 위치(R1)로부터 그 목적지(D1)로 연장되는 경로가 만들어 지고 먼저 록킹될 것이다. 다음에, 로봇 2를 위한 경로가 만들어 질 것이고, 이는, 로봇 1의 구축된 록킹된 경로와 충돌하지 않도록 만들어 진다. 도 4에서 확인되는 바와 같이, 로봇 2를 위한 경로는 이동되는 거리와 관련하여 최적이 아닌데, 이는 그리드 공간(D1) 그리고 가능하게는 R1으로부터 D1까지 할당 경로 상의 가능한 임의의 다른 록킹된 그리드 공간을 피할 필요가 있기 때문이다.

본원에서 개시된 개선된 경로화 방법에 따라, 컨테이너 핸들링 운반체를 위해서 구축된 경로의 제1 부분만이 록킹되는 한편, 구축된 경로의 최근의 부분(last part)은 변화될 수 있는 플래닝된 경로이다. 이는, 컨테이너 핸들링 운반체가 록킹된 경로의 종료에 도달할 때, 그리고 MAPF 알고리즘이 다시 실행될 때, 운반체가 현재의 시작 위치로부터 록킹된 경로의 종료까지 새로운 경로를 따르도록 재경로화될 수 있다는 것을 의미한다.

그에 따라, 로봇 1을 위한 경로의 최근의 부분은 록킹되지 않을 것이고, 로봇 1이 제1 록킹된 부분의 종료에 아직 도달하지 않은 것으로 가정할 때, 로봇 2을 위한 경로가 MAPF 알고리즘에 의해서 구축될 때, 양 컨테이너 핸들링 운반체들을 위한 최적의 경로가 초래된다.

이러한 경로화의 새로운 방식은 유연하고 효율적이며, 주어진 컨테이너 핸들링 운반체가 할당 경로를 따라 이동하는 동안, 다수의 스테이지에서 할당된 목적지 위치까지의 모든 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 모든 경로를 고려한다.

본 발명은, 도 1을 참조하여 전술한 것과 같이, 자동화된 저장 및 회수 시스템(1) 내에서 저장 컨테이너(106)를 핸들링하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 효율적인 경로화 및 재경로화를 제어하기 위한 제어 시스템(500)에 의해서 추가적으로 규정된다.

도 2를 참조하여 제어 시스템(500)을 설명한다. 이는, 실행될 때 도 3을 참조하여 전술한 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 배열된 프로세서를 더 포함하고, 그에 의해서 자동화된 저장 및 회수 시스템(1) 내에서 저장 컨테이너(106)를 핸들링하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 효율적인 경로화 및 재경로화를 가능하게 한다. 컴퓨터 프로그램은 경로화 플래너(200) 내의 프로세서에서 실행될 수 있다.

Claims

자동화된 저장 및 회수 시스템에서 저장 컨테이너(106)를 핸들링하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 경로화 및 재경로화를 위한 방법으로서, 상기 자동화된 저장 및 회수 시스템은 상기 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105) 내에 저장하기 위한 3-차원적인 저장 그리드 구조물(104)을 형성하는 골격 구조물(100)을 포함하고, 상기 골격 구조물은 상기 저장 컬럼(105) 위에 배열된 그리드-기반의 레일 시스템(108)을 포함하고, 레일 시스템(108)은 상기 저장 컨테이너(106)를 핸들링하고 상기 저장 컬럼(105)으로 그리고 그로부터 전달하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 이용 가능 경로를 제공하고, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 상기 운반체를 상기 그리드-기반의 레일 시스템의 제1 측방향(X)을 따라 이동시키도록 구성된 제1 세트의 휠, 및 상기 운반체를 상기 그리드-기반의 레일 시스템(108)의 제2 측방향(Y)을 따라 이동시키도록 구성된 제2 세트의 휠을 포함하고, 상기 제2 방향(Y)은 상기 제1 방향(X)에 수직이고, 상기 컨테이너 핸들링 운반체의 이동은 제어 시스템(500)에 의해서 제어되고, 상기 제어 시스템은 어느 과제가 특정 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 의해 수행되는지, 상기 과제를 수행하기 위한 목적지 위치, 및 어느 경로를 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 상기 레일 시스템(108) 상에서 이동하는지를 결정하는, 방법에 있어서,
상기 방법은 상기 제어 시스템(500)에 의해서 수행되는 이하의 단계:
a. 상기 컨테이너 핸들링 운반체의 현재 위치로부터 목적지 위치에서의 할당 과제까지 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 상기 레일 시스템(108) 상의 경로를 구축하고 할당하기 위해서, 상기 제어 시스템(500)에서, 다수-에이전트 경로 찾기 알고리즘(MAPF)을 실행하는 단계(410);
b. 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 설정 시간 간격 내에 할당 경로의 제1 부분 상에서 얼마나 멀리 이동할 수 있는지를 결정하는 단계(420)로서, 상기 제1 부분은 목적지까지의 할당 경로보다 짧은, 단계(420);
c. 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 상기 설정 시간 간격 내에 이동할 수 있는 할당 경로의 제1 부분을 록킹하는 단계(430);
d. 현재 위치로부터 상기 할당된 록킹된 경로 상의 종료 위치까지 이동하도록 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 명령하는 단계(440);
e. 단계 a) 내지 단계 d)를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항에 있어서, 단계 b)에서 상기 설정 시간 간격의 상한선은, 상기 MAPF 알고리즘을 실행하기 위해서 그리고 구축된 경로를 따라 이동하도록 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 명령하기 위해서 상기 제어 시스템(500)이 사용하는 실행 시간에 상응하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 b)에서 상기 설정 시간 간격의 상한선은, 모든 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 현재 위치로부터 방향을 변경할 수 있는 가장 가까운 저장 컬럼(105) 위에 위치되는 레일 시스템(108) 상의 위치까지 이동하는 것에 대한 경과 시간인, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)에서 상기 설정 시간 간격의 지속 시간은, 상기 자동화된 저장 및/또는 회수 시스템의 크기 그리고 상기 MAPF 알고리즘에 포함되는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 수에 따라 설정되는, 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 우선권이 주어진 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 할당 경로의 록킹된 부분을 연장시키는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 명령어에 응답하지 않는 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 할당 경로의 록킹된 부분을 연장시키는 단계를 포함하는, 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 할당 경로의 록킹된 부분은 상기 MAPF 알고리즘에 의해서 구축된 경로를 따라서 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 현재 위치로부터 상기 목적지 위치에서의 과제까지 연장되는, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 록킹된 경로는, 상기 MAPF 알고리즘을 실행하는 중에, 이용 가능 경로의 고려로부터 배제되는, 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 MAPF 알고리즘에 의해서 구축된 각각의 경로 사이의 간격이 상기 할당 경로를 이동하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 유형에 맞춰 구성되는, 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 목적지 위치에서 발생 가능한 대기 행렬 문제를 피하도록, 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 이동이 제어되는, 방법.
제10항에 있어서, 상기 목적지 위치에서 대기 행렬 문제가 예상되는 경우에, 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 재지향되는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)는, 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 존재하지 않거나 향해서 경로화되지 않은 위치 또는 경로로 재지향되는, 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 이동이 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 유형, 이송되는 현재 하중, 및 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 상태에 따라 제어되는, 방법.
자동화된 저장 및 회수 시스템에서 저장 컨테이너(106)를 핸들링하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 효율적인 경로화 및 재경로화를 제어하기 위한 제어 시스템(500)이며, 상기 자동화된 저장 및 회수 시스템은 상기 저장 컨테이너(106)를 저장 컬럼(105) 내에 저장하기 위한 3-차원적인 저장 그리드 구조물(104)을 형성하는 골격 구조물(100)을 포함하고, 상기 골격 구조물(100)은 상기 저장 컬럼(105) 위에 배열된 그리드-기반의 레일 시스템(108)을 포함하고, 레일 시스템(108)은 상기 저장 컨테이너(106)를 핸들링하고 상기 저장 컬럼(105)으로 그리고 그로부터 전달하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 이용 가능 경로를 제공하고, 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)는 상기 운반체를 상기 그리드-기반의 레일 시스템의 제1 측방향(X)을 따라 이동시키도록 구성된 제1 세트의 휠, 및 상기 운반체를 상기 그리드-기반의 레일 시스템(108)의 제2 측방향(Y)을 따라 이동시키도록 구성된 제2 세트의 휠을 포함하고, 상기 제2 방향(Y)은 상기 제1 방향(X)에 수직이고, 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 이동은 제어 시스템(500)에 의해서 제어되고, 상기 제어 시스템은 어느 과제가 특정 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 의해 수행되는지, 상기 과제를 수행하기 위한 목적지 위치, 및 어느 경로를 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)가 상기 레일 시스템(108) 상에서 이동하는지를 결정하고,
상기 제어 시스템(500)은 상기 컨테이너 핸들링 운반체(201)를 위한 최적의 경로를 찾기 위한 경로화 플래너(200), 상기 저장 컨테이너(106)를 계속 추적하기 위한 데이터베이스(210), 송신기/수신기(225)에 연결된 마스터 제어기(220)를 포함하고, 상기 제어 시스템(500)은 제1항 내지 제13항에 따른 방법을 실행하도록 그리고 제어 명령어를 각각의 컨테이너 핸들링 운반체(201)에 통신하도록 구성되는, 제어 시스템(500).
자동화된 저장 및 회수 시스템(1)의 제어 시스템(500) 내의 프로세서에 의해서 실행될 때, 자동화된 저장 및 회수 시스템 내에서 저장 컨테이너(106)를 핸들링하는 컨테이너 핸들링 운반체(201)의 효율적인 경로화 및 재경로화를 위해서 제1항 내지 제13항에 따른 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 제품.