一种针对大批量订单的商品拣货方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及涉及仓储技术领域，特别是涉及一种针对大批量订单的商品拣货方法、装置及系统。

背景技术

对于电商仓库来说，其特点是：(1)所需要处理的客户订单数量非常大，每天可能要处理数百万个订单；(2)仓库的货架数量也非常多，可以达到数千个货架；(3)商品种类数也非常多，最高可达数十万甚至更多；

如果是采用“潜伏式AGV和移动货架Pod”解决方案的场景来说，有以下特点：(1)拣货工作站的数目相对比较少，大约在几十个；(2)不同的订单之间，会有很多相同的商品；(3)同一个商品，一般会被同时放置在多个货架上；一个货架上，同样也会保存有多种商品；(4)一个订单，只会分配给一个拣货工作站，而且因为这样就不需要再进行合批(Re-batch)。

在拣货算法方面，现有技术基本上会采取这样的做法：(1)在仓库里面，首先对于工作站进行循环；(2)拿到当前的工作站，如果它还可以接收新的订单，那么1)就在整个未处理的订单池(Order Pool)进行搜索，找到最合适的订单；2)然后在整个仓库的货架里面，去寻找最合适的货架、货位、商品，生成拣货单(Picking Order)。

由此可见，整个算法分为3层嵌套循环：工作站→订单→货架，最终结果是解决这个问题：工作站W，拿到了订单O，然后分配到一个或者多个货架P1～Pn，然后系统会把这几个货架进行预占用，接下来会调度AGV把货架搬运到工作站，完成拣货任务。

这其中的问题是：在对工作站、订单、货架进行嵌套循环的时候，总的循环次数将会非常高，而且基本上都只能是单点运行，无法做到并发运行，从而使得系统的性能难以扩展，严重的时候会导致现场的业务活动无法正常开展，工人在工作站上等待AGV搬运货架，即所谓的“人等车”，无法及时完成订单履行任务。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可提升分拣效率，保证可及时履行订单的针对大批量订单的商品拣货方法、装置及系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明的针对大批量订单的商品拣货方法，所述方法包括：

将一批订单内的各订单分配至各工作站，得到对应于每个工作站的订单集合；

将货架分成多个货架集合，所述货架集合的数量不大于所述工作站的总数量；

将所有货架集合与所述工作站进行轮流匹配，使得在设定轮次后，每个所述货架集合与每个所述工作站都进行了匹配；其中，所述设定轮次等于所述工作站的总数量，且同一轮次中，各所述货架集合分别与不同的所述工作站匹配。

进一步地，所述将所有货架集合与所述工作站进行轮流匹配包括：

将所有所述工作站的编号生成第一有序数列，且所述第一有序数列的数列尾端若干编号与数列首端若干编号之间算是连续编号；

将所有所述货架集合的编号生成第二有序数列；

开始匹配，在每一个轮次将所述第二有序数列中各编号与第一有序数列中对应数目的连续编号一一匹配，直至到达所述设定轮次，且各轮次的匹配结果均不相同。

进一步地，所述在每一个轮次将所述第二有序数列中各编号与第一有序数列中对应数目的连续编号一一匹配，直至到达所述设定轮次包括：

设立偏移变量t，且所述偏移变量的初始数值为0，即t＝0；

从第一轮次开始，在每一轮次的匹配中，使所述第二有序数列的第一个编号与所述第一有序数列中的第t+1个编号匹配，两个有序数列中的其他序号依次匹配，然后使t＝t+1再进行下一轮次，直至到达所述设定轮次。

进一步地，所述将一批订单内的各订单分配至各工作站包括：

根据所述订单的至少一个维度的属性将各所述订单分配至适配的所述工作站。

进一步地，所述属性包括客户所在地区、订单的商品种类、订单的商品数量、订单类型。

进一步地，所述将所有货架集合与所述工作站进行轮流匹配之后还包括：

根据所述工作站的所述订单集合调度AGV搬运所述工作站当前匹配的所述货架集合内的货架至工作站所在位置。

进一步地，所述根据所述工作站的所述订单集合调度AGV搬运所述工作站当前匹配的所述货架集合内的货架至工作站所在位置包括：

统计所述工作站对应的所述订单集合内所有订单所包含商品的商品清单；

生成所述商品清单内各商品对应的货架的货架清单；

将所述货架清单与当前所述工作站所对应的所述货架集合所包含的货架编号对比，得到目标货架清单；

调度所述AGV将所述目标货架清单内的各货架搬运至所述工作站所在的位置。

进一步地，所述将货架分成多个货架集合包括：

将所有平分至设定数量的所述货架集合中，并判断是否有多余货架，是则将多余货架加入预设编号的所述货架集合中。

一种针对大批量订单的商品拣货装置，其包括：

订单分配模块，其用于将一批订单内的各订单分配至各工作站，得到对应于每个工作站的订单集合；

货架分组模块，其用于将货架分成多个货架集合，所述货架集合的数量不大于所述工作站的总数量；以及

匹配模块，其用于将所有货架集合与所述工作站进行轮流匹配，使得在设定轮次后，每个所述货架集合与每个所述工作站都进行了匹配；其中，所述设定轮次等于所述工作站的总数量，且同一轮次中，各所述货架集合分别与不同的所述工作站匹配。

一种针对大批量订单的商品拣货系统，其包括存储器与控制器，所述存储器内存储有可执行程序，所述控制器可运行所述可执行程序以实现上述的针对大批量订单的商品拣货方法。

有益效果：本发明的针对大批量订单的商品拣货方法、装置及系统，可使每一个工作站都获得了专有的订单集合，也获得了专用的货架集合，然后用它所专用的货架集合里面的货架的库存来满足它专有的订单池里面的订单，各工作站的分拣工作可并发运行，使得分拣系统的性能能得到较大的扩展，充分提高分拣效率，确保各订单能按时履行。

附图说明

附图1为针对大批量订单的商品拣货方法的流程示意图；

附图2为第一轮次工作站与货架集合的匹配关系图；

附图3为第二轮次工作站与货架集合的匹配关系图；

附图4为针对大批量订单的商品拣货装置的示意图；

附图5为针对大批量订单的商品拣货系统的构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明涉及的仓储环境如下，仓库内具有货架区，货架区具有很多可移动货架，仓库内还具有多个可搬运移动货架的AGV以及多个工作站，分拣员工在工作站内进行分拣作业，具体实施时，AGV根据工作站正在处理的订单对应的商品清单依次搬运储存有对应商品的货架至工作站，工作站的分拣员工待AGV搬运货架到达后，从货架上取下相应的商品，待分拣员工分拣完成，AGV再将货架搬运回货架区。

如附图1所示的针对大批量订单的商品拣货方法，所述方法包括如下步骤S101-S103：

步骤S101，将一批订单内的各订单分配至各工作站，得到对应于每个工作站的订单集合；

本步骤中，具体地将订单分配至各工作站的方式为：根据所述订单的至少一个维度的属性将各所述订单分配至适配的所述工作站。一般都会根据多个维度的属性将订单进行分组，所述属性包括但不限于是客户所在地区、订单的商品种类、订单的商品数量、订单类型等，如：可根据订单内商品重合率高于设定阈值而将多个订单分配至同一工作站，可根据客户所在地区信息将收货地在地域上较近(如：江浙沪、京津冀)的订单分配至同一工作站，也可以综合上述两个因素(订单内商品重合率与客户所在地区信息)对订单进行分配。根据上述属性进行分配订单，可使同一工作站内分到的订单的属性较为单一，工作站可将很多订单中相同的商品集中处理，AGV可一次性搬运载有这些商品的货架至工作站以满足这些类似订单，可减少为了同一商品往复搬运同一货架的次数，提升作业效率。本实施例中，仓库里面的工作站数量为m，把工作站记作W1、W2、W3、……、Wm，把每一个工作站所对应的订单集合，分别记作OS1、OS2、OS3、……、OSm。

步骤S102，将货架分成多个货架集合，所述货架集合的数量不大于所述工作站的总数量；

本步骤中，将货架分成多个货架集合的具体方法为：将所有平分至设定数量的所述货架集合中，并判断是否有多余货架，是则将多余货架加入预设编号的所述货架集合中。具体操作时，可先预设一个设定数量的数值，再用货架的总数除以设定数量，可以获知每个货架集合中货架的数量，再将货架进行分组，使得每个货架集合中均具备特定数量的货架，上述除法运算时若能整除则没有后续操作，若不能整除则将剩余货架加入预设编号(如第一组货架)的所述货架集合。本实施例中，货架被分为n个集合，而且n小于或者等于m，货架集合分别记作PS1、PS2、PS3、……、PSn。

步骤S103，将所有货架集合与所述工作站进行轮流匹配，使得在设定轮次后，每个所述货架集合与每个所述工作站都进行了匹配；其中，所述设定轮次等于所述工作站的总数量，且同一轮次中，各所述货架集合分别与不同的所述工作站匹配。

本步骤中，每一轮次匹配过程中，一个工作站只能占用一个货架集合，如此，可使分到货架集合的工作站最多，各工作站的分拣工作可并发运行，充分发挥分拣系统的能力。

具体地，上述步骤S103中所述将所有货架集合与所述工作站进行轮流匹配包括如下步骤S201-S203：

步骤S201，将所有所述工作站的编号生成第一有序数列，且所述第一有序数列的数列尾端若干编号与数列首端若干编号之间算是连续编号；

本步骤中，第一有序数列可以为W1、W2、W3、……、Wm，且该数列可以视作是一个环形数列，其中Wm-1、Wm、W1、W2四个序号视作是连续编号，依此类推，可得到很多跨过其首尾两端的连续编号。

步骤S202，将所有所述货架集合的编号生成第二有序数列；

本步骤中，第二有序数列可以为PS1、PS2、PS3、……、PSn。

步骤S203，开始匹配，在每一个轮次将所述第二有序数列中各编号与第一有序数列中对应数目的连续编号一一匹配，直至到达所述设定轮次，且各轮次的匹配结果均不相同。

具体地，上述步骤S203具体包括如下步骤S301-S302：

步骤S301，设立偏移变量t，且所述偏移变量的初始数值为0，即t＝0；

步骤S302，从第一轮次开始，在每一轮次的匹配中，使所述第二有序数列的第一个编号与所述第一有序数列中的第t+1个编号匹配，然后使t＝t+1再进行下一轮次，两个有序数列中的其他序号依次匹配，直至到达所述设定轮次。

本步骤中，具体地，在第一轮次的匹配中，t＝0，工作站与货架集合的匹配结果如下：

工作站W1，拿到货架集合PS(1+t)，此时因为t＝0，因此也就是PS1，然后开始对订单集合OS1进行处理。

工作站W2，拿到货架集合PS(2+t)，此时因为t＝0，因此也就是PS2，然后开始对订单集合OS2进行处理。

工作站W3，拿到货架集合PS(3+t)，此时因为t＝0，因此也就是PS3，然后开始对订单集合OS1进行处理……

工作站Wn，拿到货架集合PS(n+t)，此时因为t＝0，因此也就是PSn，然后开始对订单集合OSn进行处理。

如附图2所示为此时工作站W和货架集合PS的对应关系，其中m＝8，n＝6，t＝0。

上面的每一个处理，都是相互独立的，没有任何耦合，也就是说，可以采用计算机软件里面的多线程处理，这样可以大大加快整个程序的处理速度。其主要想法是，每一个工作站都获得了专有的订单集合，也获得了专用的货架集合，然后用它所专用的货架集合里面的货架的库存，来满足它专有的订单池里面的订单，找到最合适的订单，并且按照先进先出(FIFO-First In First Out)的规则，找到最合适的货架、货位、库存。

至此，等上面n个任务都结束之后，让t的值增加1，即t＝1，然后，再采用同样的算法进行匹配，匹配结果如下：

工作站W1，拿到货架集合PS(1+t)，此时因为t＝1，因此也就是PS2，然后开始对订单集合OS1进行处理。

工作站W2，拿到货架集合PS(2+t)，此时因为t＝1，因此也就是PS3，然后开始对订单集合OS2进行处理。

工作站W3，拿到货架集合PS(3+t)，此时因为t＝1，因此也就是PS4，然后开始对订单集合OS1进行处理……

工作站Wn，拿到货架集合PS(n+t)，此时因为t＝1，因此也就是PS(n+1)，然后开始对订单集合OSn进行处理。

如附图3所示为此时工作站W和货架集合PS的对应关系，其中m＝8，n＝6，t＝1。

上述附图2与附图3中，可将工作站所在的区域比作一个车轴，把货架集合所在的区域比作轮胎，轮胎围绕车轴进行旋转，最终要让每一个货架集合，都能跟每一个工作站匹配一次。

继续循环上面的处理过程，下表给出在所有的循环过程中，工作站W和货架集合PS的对应关系：

可以看出，循环的轮次数，正好等于工作站的数量，而且全部循环结束之后，每一个工作站都全部访问到了所有的货架集合，也就相当于考察了整个仓库的库存。

进一步地，上述步骤S103中所述将所有货架集合与所述工作站进行轮流匹配之后还包括如下步骤S401：

步骤S401，根据所述工作站的所述订单集合调度AGV搬运所述工作站当前匹配的所述货架集合内的货架至工作站所在位置。

进一步地，上述步骤S401中所述根据所述工作站的所述订单集合调度AGV搬运所述工作站当前匹配的所述货架集合内的货架至工作站所在位置包括如下步骤S501-S504：

步骤S501，统计所述工作站对应的所述订单集合内所有订单所包含商品的商品清单；

步骤S502，生成所述商品清单内各商品对应的货架的货架清单；

步骤S503，将所述货架清单与当前所述工作站所对应的所述货架集合所包含的货架编号对比，得到目标货架清单；

步骤S504，调度所述AGV将所述目标货架清单内的各货架搬运至所述工作站所在的位置。

通过上述步骤，可实现工作站匹配某货架集合期间，利用当前匹配的货架集合来满足订单中的一部分商品，在工作站在所有轮次匹配后，工作站可攒齐所有物品以使一批订单均分拣完毕。

本发明还提供了一种针对大批量订单的商品拣货装置600，如附图4所示为针对大批量订单的商品拣货装置600的程序模块示意图，在本实施例中，针对大批量订单的商品拣货装置600可以包括或被分割成一个或多个程序模块，一个或者多个程序模块被存储于存储介质中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本发明，并可实现上述针对大批量订单的商品拣货方法。本发明实施例所称的程序模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序本身更适合于描述针对大批量订单的商品拣货方法在存储介质中的执行过程。以下描述将具体介绍本实施例各程序模块的功能：

订单分配模块601，其用于将一批订单内的各订单分配至各工作站，得到对应于每个工作站的订单集合；

货架分组模块602，其用于将货架分成多个货架集合，所述货架集合的数量不大于所述工作站的总数量；以及

匹配模块603，其用于将所有货架集合与所述工作站进行轮流匹配，使得在设定轮次后，每个所述货架集合与每个所述工作站都进行了匹配；其中，所述设定轮次等于所述工作站的总数量，且同一轮次中，各所述货架集合分别与不同的所述工作站匹配。

基于上述针对大批量订单的商品拣货装置600实现上述针对大批量订单的商品拣货方法的流程在前文中已经详细介绍，此处不再赘述。

本发明还提供了一种针对大批量订单的商品拣货系统700，如附图5所示，其包括存储器701与控制器702，所述存储器701内存储有可执行程序，所述控制器702可运行所述可执行程序以实现上述的针对大批量订单的商品拣货方法。

本发明的针对大批量订单的商品拣货方法、装置及系统，可使每一个工作站都获得了专有的订单集合，也获得了专用的货架集合，然后用它所专用的货架集合里面的货架的库存来满足它专有的订单池里面的订单，各工作站的分拣工作可并发运行，使得分拣系统的性能能得到较大的扩展，充分提高分拣效率，确保各订单能按时履行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。