订单处理与机器人任务编排的联合调度方法

技术领域

本发明涉及智能调度技术领域，具体涉及一种订单处理与机器人任务编排的联合调度方法。

背景技术

近年来，随着电子商务经济的快速发展，自主智能调度技术已广泛应用于仓储系统中。为了降低劳动力成本并实现更高的仓库拣选效率，“货到人”拣选系统得到了开发与应用。该系统中的作业流程为：首先各工作站收到系统指派的待处理订单列表和待拣选货架列表，然后待拣选的货架将被分给多台移动机器人，由移动机器人从存储区中搬运至对应的工作站。站内拣选人员根据该工作站收到的待处理订单列表对到站的货架进行货物拣选，拣选完成后货架将再由移动机器人搬运离开返回至存储区中。

在上述过程中，订单指派、货架指派和机器人任务分配交织决策，相关已有技术中，由于仅考虑三种策略分别独立优化或者仅考虑部分策略同时优化，调度性能不优，这导致了大量货架频繁出入工作站，最终会造成路径阻塞死锁等现象，极大地增加了时间成本，降低了拣选效率。

因此目前缺少一种高效的订单处理与机器人货架任务编排的联合调度方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了订单处理与机器人任务编排的联合调度方法，能够考虑订单指派、货架指派和机器人任务分配的联合优化，形成订单处理与机器人任务编排的联合调度。

为达到上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤；

步骤1：获取订单信息、货架信息、商品信息、工作站信息和移动机器人信息。

步骤2：建立关键货架集合，所述关键货架集合在满足全部订单的商品需求的同时，包含最少的货架数量且该集合内所有货架与全部工作站的总距离最小。

步骤3：生成货架向工作站的指派方案以及订单向工作站的指派方案。

步骤4：根据生成的货架指派方案，建立多移动机器人的货架任务初始分配方案和初始完工移动距离。

步骤5：对初始分配方案连续迭代执行

输出货架向工作站的指派方案、订单向工作站的指派方案以及最终的任务分配方案。

进一步，步骤1：获取订单信息、货架信息、商品信息、工作站信息和移动机器人信息，具体为：

对订单池内订单集合

对存储区内货架集合

建立货架间的距离矩阵

建立每个货架与工作站集合

建立移动机器人集合

进一步，在步骤1中，建立订单信息编码矩阵、货架信息编码矩阵、货架和工作站间的距离矩阵

初始时订单信息编码矩阵

进一步，步骤2，其具体过程为：

S201、初始时关键货架集合

S202、分别计算

S203、分别计算

S204、选择一个在

进一步，步骤3，具体为：计算

进一步，在步骤3中，具体过程为：

S301、定义关键货架索引顺序

S302、遍历订单集合

S303、遍历订单集合

S304、对

S305、执行

S306、根据

S307、定义已指派的订单集合

S308、选择一个在

S309、定义关键货架索引顺序

S310、重复执行步骤S308和S309，直至

S311、执行

进一步，步骤4，包括：根据得到的货架指派方案

进一步，步骤4中建立

S401、在

S402、计算每台移动机器人对第一个货架搬运任务

S403、将货架搬运任务

S404、执行

进一步，步骤5中每次任务交换的具体过程为：

S501、对各移动机器人完成自身被分配的货架搬运任务集合

S502、在

S503、记更新后的任务分配方案和完工移动距离为

有益效果：

本发明提供了订单处理与机器人任务编排的联合调度方法，本发明在订单和货架向工作站指派前构建了一个关键货架集合，显著降低了参与指派的货架数量，从而有效压缩搜索空间，提高了计算效率和质量，使本发明所提出的方法在订单、货架数量较多的大规模作业情形中仍可有效。本发明设计了订单和货架向工作站的同步指派方法，通过设计候选策略和引入三类集合作为核心的衡量准则，联合考虑订单需求和货架库存信息，同时将订单和关键货架向工作站进行指派，有效减少了货架进站次数。本发明在货架向工作站的指派方法中，考虑了货架与不同工作站的距离因素，这将有助于减少移动机器人完成全部货架搬运任务的完工移动距离，提高了系统的调度效率。 综上本发明考虑订单指派、货架指派和机器人任务分配的联合优化，形成订单处理与机器人任务编排的联合调度方法。

附图说明

图1为本发明提供的订单处理与机器人任务编排的联合调度方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明提供了订单处理与机器人任务编排的联合调度方法，具体包括如下步骤：

步骤1：获取订单信息、货架信息、商品信息、工作站信息和移动机器人信息。

定义订单池内订单集合

表1

每个订单需求的第

表2

建立货架间的距离矩阵

表3

步骤2：建立关键货架集合，所述关键货架集合在满足全部订单的商品需求的同时，包含最少的货架数量且该集合内所有货架与全部工作站的总距离最小；

计算关键货架集合

S201、初始时关键货架集合

S202、分别计算

S203、分别计算

S204、选择一个在

步骤3：生成货架向工作站的指派方案以及订单向工作站的指派方案。

生成订单和货架向工作站的指派方案，具体步骤如下：

S301、定义关键货架索引顺序

S302、遍历订单集合

S303、遍历订单集合

S304、对

S305、执行

S306、根据

S307、定义已指派的订单集合

S308、选择一个在

S309、定义关键货架索引顺序

S310、重复执行步骤S308和S309，直至

S311、执行

步骤4： 根据得到的货架指派方案

S401、在

S402、初始时定义移动机器人的索引顺序

S403、计算移动机器人

S404、执行

S405、执行

步骤5：设置最大迭代次数

本发明实施例中，步骤5中每次任务交换的具体步骤如下：

S501、对各移动机器人完成自身被分配的货架搬运任务集合

S502、在

S503、初始时定义移动机器人

S504、将

；

S505、执行

S506、更新

S507、将S501中的

输出

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。