一种一轨多堆垛机的调度方法与系统

技术领域

本发明涉及立体库的技术领域，特别是涉及一种一轨多堆垛机的调度方法与系统。

背景技术

自动化立体仓库，也叫自动化立体仓储，物流仓储中出现的新概念，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化:自动化立体仓库，是当前技术水平较高的形式。自动化立体仓库的主体由货架，巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作。堆垛起重机也称堆垛机，是立体仓库中最重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。堆垛机一般分为有轨式和无轨式，堆垛起重机的主要作用是在立体仓库的通道内来回运行，将位于巷道口的货物存入货架的货格，或者取出货格内的货物运送到巷道口。

现有立体库存储方案中，使用一轨一车较多，在集中入库、集中出库场景下，吞吐量受限于满负荷运行设备数量，此情况在中小型且库存周期较短的仓库或长路径巷道仓库体现尤为明显，单车负责一条巷道的出入库作业，顾此失彼，易造成生产节拍拖慢，达不到效率要求的问题。

因此基于现有设备使用情况分析，针对有轨式堆垛机提出一轨多车的实施方案，根据一定的调度规则及库存分配规则，自动分配执行设备，能够在同一巷道中提高库存出入库效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种采用同一巷道中设置一轨多堆垛机的技术方案，能够自动分配多台执行设备同时工作，提高巷道的入库、出库效率和吞吐率的一轨多堆垛机的调度方法与系统。

本发明的一种一轨多堆垛机的调度系统，包括：堆垛机组，堆垛机组包括多台堆垛机和作业站台；库区划分模块，库区划分模块用于将立体库的库位做区域划分，将库位区域分配给各个堆垛机；任务模块，任务模块根据订单制定出库任务单和入库任务单，出库任务单查找符合出库条件的库存的区域库位，入库任务单将货物分配至不同的区域库位；执行模块，执行模块接收任务单，根据任务单上区域库位的信息调度相应的堆垛机执行任务，并为执行同一订单的堆垛机设定相同的首级优先等级，为执行同一任务的堆垛机设定不同的次级优先等级；通讯模块，堆垛机之间通过通讯模块交互通信，根据执行任务的首级优先等级和次级优先等级确定避让规则；设备状态监控模块，监控堆垛机的故障情况，并将故障信息发送至库区划分模块。

优选的，多台堆垛机分别与多个作业站台绑定；通过灵活的绑定规则实现堆垛机和作业站台一一对应或多对一、一对多，能够有效提高堆垛机向作业站台的取货和放货效率，减少堆垛机和作业站台空闲时间。

优选的，库区划分模块将同一巷道中的库位区域至少分配给两台堆垛机；通过上述设置实现同一巷道中多台堆垛机同时工作，由原来的单线程作业，转变为多线程作业，提高了吞吐率。

优选的，库区划分模块在同一巷道中划分货位区域的方式为按列进行划分；按列划分的库位区域使每台堆垛机负责的库位区域更加集中，减少堆垛机的位移，同时减少多台堆垛机的干涉避让问题。

优选的，任务模块将空闲库位区域设定不同的优先等级，并将堆垛机两侧库位区域设定为高优先级，在制定入库任务单时，按照库位优先等级分配货物的库位区域；多个堆垛机在根据入库任务单执行时能够优先往堆垛机两侧区域存储，尽量减少两台堆垛机之间的避让行为，提高部分区域的库位的使用频率，降低中间有干涉区域库位的优先级，进一步提高库存周转效率。

优选的，执行模块制定任务单中各个库位区域的货物取放的顺序，多个堆垛机根据取放顺序进行调度；多个堆垛机领取到任务后，根据调度顺序进行货物的取放，能够有效避免相互干涉、拥堵，减少避让行为，提高工作效率。

优选的，设备状态监控模块将故障类型分为长期故障和短期故障，当堆垛机故障为长期故障时，设备故障信息发送至库区划分模块，库区划分模块将故障堆垛机负责的区域划归给同轨其他的堆垛机；实现了堆垛机调度的容错机制和设备故障下的应急处理机制，实现了库内动态划分库区及所属设备，可将公共区域的库位分配给可运行堆垛机，保证出入库工作顺利进行。

优选的，库区划分模块的域划归方式有自动方式和手动方式。

本发明的一种一轨多堆垛机的调度方法，包括：

一.根据立体库实际生产情况确定所需堆垛机数量，针对不同堆垛机设定绑定的出入库作业站台；

二.通过设定的堆垛机数量，将立体库的库位做区域划分，同巷道中的不同堆垛机分别负责N部分区域，划分方式为按列进行划分；

三.设定避让机制，两台堆垛机作业到中间交叉区域时，堆垛机之间交互通信通过对比优先级信息，使低优先级的堆垛机避让，高优先级的堆垛机继续行进；

四.针对入库行为，设定存储逻辑模型，优先往堆垛机两侧区域存储，尽量减少两台堆垛机之间的避让行为；

五.设定容错机制，当有堆垛机发生机械故障时，可自动/手动将故障堆垛机的负责区域划归到同轨堆垛机所负责范围。

优选的，出库流程为：

S1、生成出库订单；

S2、查找符合出库条件的库存的库位；

S3、判断匹配的堆垛机是否被占用，如果被占用则等待其空闲后确定执行；

S4、判断确定执行的堆垛机是否故障，如果故障则堆垛机下线，库位转让给无故障堆垛机，再次执行S3；

S5、绑定堆垛机和作业站台；

S6、出库任务执行。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1.通过在一个巷道内调度多台堆垛机，提高了巷道内的入库、出库效率；

2.由原来的单线程作业，转变为多线程作业，超过一台堆垛机同时作业，提高了吞吐率；

3.库内动态划分库区及所属设备，动态调整存储、出库模型规则，不断优化库内存储结构，充分提高库位利用率；

4.提高部分区域的库位的使用频率，降低中间有干涉区域库位的优先级，进一步提高库存周转效率。

附图说明

图1是本发明在出库时的流程示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明在划分库位区域的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

实施例1

如图2所示，堆垛机组，堆垛机组包括多台堆垛机和作业站台；多台堆垛机分别与多个作业站台绑定；库区划分模块，库区划分模块用于将立体库的库位做区域划分，将库位区域分配给各个堆垛机；库区划分模块在同一巷道中划分货位区域的方式为按列进行划分。

任务模块，任务模块根据订单制定出库任务单和入库任务单，出库任务单查找符合出库条件的库存的区域库位，入库任务单将货物分配至不同的区域库位；执行模块，执行模块接收任务单，根据任务单上区域库位的信息调度相应的堆垛机执行任务。

在具体实施时，通过灵活的绑定规则实现堆垛机和作业站台一一对应或多对一、一对多，能够有效提高堆垛机向作业站台的取货和放货效率，减少堆垛机和作业站台空闲时间；库区划分模块将同一巷道中的库位区域至少分配给两台堆垛机，按列划分的库位区域使每台堆垛机负责的库位区域更加集中，减少堆垛机的位移，同时减少多台堆垛机的干涉避让问题，实现同一巷道中多台堆垛机同时工作，由原来的单线程作业，转变为多线程作业，提高了吞吐率；任务模块将空闲库位区域设定不同的优先等级，并将堆垛机两侧库位区域设定为高优先级，在制定入库任务单时，按照库位优先等级分配货物的库位区域使得多个堆垛机在根据入库任务单执行时能够优先往堆垛机两侧区域存储，尽量减少两台堆垛机之间的避让行为；执行模块制定任务单中各个库位区域的货物取放的顺序，多个堆垛机根据取放顺序进行调度多个堆垛机领取到任务后，根据调度顺序进行货物的取放，能够有效避免相互干涉、拥堵，减少避让行为，提高工作效率。

实施例2

如图3所示，在实施例1的基础上，还包括设备状态监控模块，监控堆垛机的故障情况，并将故障信息发送至库区划分模块；设备状态监控模块将故障类型分为长期故障和短期故障。

在具体实施时，设备状态监控模块实时监控堆垛机的故障情况，当堆垛机发生故障时，及时发出检修报告，并判断故障类型，当堆垛机故障为长期故障时，设备故障信息发送至库区划分模块，库区划分模块通过自动方式或手动方式将故障堆垛机负责的区域划归给同轨其他的堆垛机，实现了堆垛机调度的容错机制和设备故障下的应急处理机制，实现了库内动态划分库区及所属设备，可将公共区域的库位分配给可运行堆垛机，保证出入库工作顺利进行。

实施例3

在实施例1的基础上，执行模块接收任务单，根据任务单上区域库位的信息调度相应的堆垛机执行任务，并为执行同一订单的堆垛机设定相同的首级优先等级，为执行同一任务的堆垛机设定不同的次级优先等级；通讯模块，堆垛机之间通过通讯模块交互通信。

在具体实施时，堆垛机领取任务后执行，当多个堆垛机的移动路线或作业区域有重合干涉时，多个堆垛机通过通讯模块通讯，首先对比首级优先等级，首级优先等级高的堆垛机优先执行，首级优先等级低的堆垛机进行避让；当首级优先等级相同时，对比次级优先等级，次级优先等级高的堆垛机优先执行，次级优先等级低的堆垛机进行避让，实现根据执行任务的首级优先等级和次级优先等级确定避让规则。

实施例4

一种一轨多堆垛机的调度方法，在具体实施时进行如下步骤：

一，根据立体库实际生产情况确定所需堆垛机数量，针对不同堆垛机设定绑定的出入库作业站台；

二.通过设定的堆垛机数量，将立体库的库位做区域划分，同巷道中的不同堆垛机分别负责N部分区域，划分方式为按列进行划分；

三.设定避让机制，两台堆垛机作业到中间交叉区域时，堆垛机之间交互通信通过对比优先级信息，使低优先级的堆垛机避让，高优先级的堆垛机继续行进；

四.针对入库行为，设定存储逻辑模型，优先往堆垛机两侧区域存储，尽量减少两台堆垛机之间的避让行为；

五.设定容错机制，当有堆垛机发生机械故障时，可自动/手动将故障堆垛机的负责区域划归到同轨堆垛机所负责范围。

如图1所示，本发明的一种一轨多堆垛机的调度方法与系统，其在工作时的出库流程为：

S1、生成出库订单；

S2、查找符合出库条件的库存的库位；

S3、判断匹配的堆垛机是否被占用，如果被占用则等待其空闲后确定执行；

S4、判断确定执行的堆垛机是否故障，如果故障则堆垛机下线，库位转让给无故障堆垛机，再次执行S3；

S5、绑定堆垛机和作业站台；

S6、出库任务执行。

本发明所实现的主要功能为：

1.通过在一个巷道内调度多台堆垛机，提高了巷道内的入库、出库效率；

2.由原来的单线程作业，转变为多线程作业，超过一台堆垛机同时作业，提高了吞吐率；

3.库内动态划分库区及所属设备，动态调整存储、出库模型规则，不断优化库内存储结构，充分提高库位利用率；

4.提高部分区域的库位的使用频率，降低中间有干涉区域库位的优先级，进一步提高库存周转效率。

本发明的一种一轨多堆垛机的调度方法与系统，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本发明的一种一轨多堆垛机的调度方法与系统的堆垛机、作业站台、通讯模块、设备状态监控模块为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可，而无需本领域的技术人员付出创造性劳动。

本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。