货到人播撒拣选一体化工作站及其拣选方法与流程

本发明涉及物流仓储中的拣选技术领域，尤其涉及一种货到人播撒拣选一体化工作站及其拣选方法。

背景技术：

近年来，随着计算机和电子商务等的飞速发展，既给自动化物流仓储行业带来了迅速崛起的契机，也给仓储物流行业带来前所未有的挑战。

目前采用输送线供给货物的拣选模式主要采用货到人拣选站或播撒墙两种模式：

第一种是采用箱式立体库，料箱利用传输线传送到拣货员面前，拣货员根据订单来拣货，然后传输线又把料箱运回。拣选站通常分为单层（1货源对1订单，2货源对4订单等模式）或两层（2货源对4订单，2货源对6订单，如图7为3货源对3订单等模式）。此类模式通用性尚可，但是需区分订单箱供给层11和货源箱供给层12，所以货源箱工位和订单箱工位的数量、所在区域是固定的，无法根据不同的订单特征和订单需求进行动态调整，适应性较差，并且相对而言货源箱同时段供给的数量有限，拣选时所匹配的订单较少，每次货源供给到拣选站时，拣选多次的几率（订单平均重复拣选命中率）较低，因此货源箱出入箱式立库的次数较多，对立库的流量需求和输送线的流量需求较高，整体效率依赖货到人整体供给能力及调度方案，但是调度的刚性又较强，整体拣选效率不高。同时，由于需要提升供给能力及效率，如专利申请号为cn201610825164.7的分层货物拣选方法、系统，其相较于传统的拣选站提升了一定的拣选效率，采用双层的拣选站（如图7中的标号11为供给层，标号12为出货层），每层必须要设计独立的供给和出货输出输送线及缓存，整体工艺方案相对来说较为复杂，成本较高。

第二种为播撒墙处理订单的方法，播撒墙一般按照波次的订单客户数量设计，播撒前按照波次订单集货，播撒时将所有货源拣完，周转箱清空，播撒工艺一般用于b端或小b端（门店或便利店）集中批量供货，播撒墙一般用于业务形态较为固定，业务量波动不大的情况，不适用于b端或小b端需要快速响应的主动订货，通用性差。同时，由于播撒墙拣选模式需要工作人员将货物从输送线拣选到播撒墙（或相反），大量扭腰操作会造成劳动损伤，不利于员工的职业健康，劳动强度大。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述问题，提供一种自动化程度高、拣取效率高、劳动强度低、对箱式立库以及输送线流量需求低、成本较低、业务形态多样通用性强的货到人播撒拣选一体化工作站及其拣选方法。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种货到人播撒拣选一体化工作站，包括至少一拣选台、一输出换层提升机、输送线以及控制系统，其中：

输送线，包括用于供货和出货的一条主输送线、以及多条辅输送线；

主输送线，具有第一端和第二端；第一端用于从外界存取区输入货源箱；第二端通过换层提升机将输送线上的订单箱输出至外界；

拣选台，其上设置有多层货架，每层货架具有多个工位，工位包括货源箱工位和订单箱工位；

每层货架对应设置一输送线，其中一条为主输送线，其余为辅输送线；

控制系统，被设置成根据订单需求为拣选站动态分配货源箱工位和订单箱工位；响应于货源箱到达货源箱工位以及空订单箱到达订单箱工位，通过辅助装置下发拣选提示指令，以使拣选方根据拣选提示指令将货源箱的货品拣选至空订单箱内。

进一步的实施例中，还包括空箱缓存区，设置在拣选站的一侧，用于待拣选的空订单箱的缓存。

进一步的实施例中，

所述主输送线第一端通过一输入线体从外界存取区输入货源箱；

所述空箱缓存区设置在拣选站靠近主输送线第一端的一侧，并通过前述输入线体和一移载装置从外界输入空订单箱。

进一步的实施例中，所述辅助装置包括显示屏、电子显示标签、激光指示器以及语音播报器中的至少一种。

进一步的实施例中，所述拣选站至少一个工位设有移载机，移载机用于将货源箱和订单箱从输送线移送到拣选台、和/或从拣选台移送到输送线。

进一步的实施例中，所述拣选站每个工位均设有与控制系统电连接的箱位检测装置，用于检测货源箱和空订单箱到达工位的情况。

进一步的实施例中，还包括一与控制系统电连接的输入换层提升机，用于将空订单箱和货源箱从外界输入至各层输送线、和/或将空订单箱和拣选后的空货源箱在输送线之间换层。

根据本发明的改进，还提出一种拣选方法，其基于前述的货到人播撒拣选一体化工作站，该方法包括：

s100根据订单需求将全部或部分订单分配至拣选站；

s200为拣选站动态分配货源箱工位和订单箱工位；

s210从外界存储区调度货源箱至主输送线，并将货源箱输送至货源箱工位；

s220判断空订单箱是否到达订单箱工位，

s221如果是，控制系统通过辅助装置下发拣选提示指令；拣选方根据拣选提示指令将货源箱的货品拣选至其对应的空订单箱内；进入步骤s300；

s222如果否，补给空订单箱，重复步骤s220；

s300将完成拣选任务的订单箱通过输出换层提升机换层至主输送线，然后输出至外界；

上述步骤重复进行，直到完成订单的所有拣选任务。

根据本发明的改进，还提出一种拣选方法，其基于前述的货到人播撒拣选一体化工作站，该方法包括：

s400根据订单需求将全部或部分订单分配至拣选站；

s500为拣选站动态分配货源箱工位和订单箱工位；

s510从外界存储区调度货源箱至主输送线，并将货源箱通过输入换层提升机输送至货源箱工位；

s520判断空订单箱是否到达订单箱工位，

s521如果是，控制系统通过辅助装置下发拣选提示指令；拣选方根据拣选提示指令将货源箱的货品拣选至其对应的空订单箱内；进入步骤s600；

s522如果否，通过输入换层提升机补给空订单箱，重复步骤s520；

s600将完成拣选任务的订单箱通过输出换层提升机换层至主输送线，然后输出至外界；

上述步骤重复进行，直到完成订单的所有拣选任务。

进一步的实施例中，步骤s522的通过输入换层提升机补给空订单箱具体为：

s522-1通过输入换层提升机将空订单箱从外界输送至其分配的订单箱工位对应的输送线上或者通过输入换层提升机将拣选后的空货源箱作为新的空订单箱换层至其分配的订单箱工位对应的输送线上；

s522-2将空订单箱输送至订单箱工位。

本发明提出的货到人播撒拣选一体化工作站及其拣选方法，与现有技术相比，其显著的有益效果在于，

1）采用多层工作站共用一条主输送线，并且设置换层提升机，订单箱和货源箱均可以由换层提升机来实现输出，无需人工搬运或者每层设置一条输送线将订单箱和货源箱输出；可根据订单特征和订单需求动态调整货源箱位与订单箱位，相对于货源箱位与订单箱位数量固定的传统拣选站而言货源箱同时段可以供给的数量较多，拣选时所匹配的订单较多，大幅度增加了订单平均重复拣选命中率，减少了货源箱出入箱式立库的次数，降低了对自动化箱式立库系统的流量需求，自动化程度高、整体拣选效率得到了有效提升。

2）简化了输送机布局，采用一条主输送线，从一侧输入货源箱及空的订单箱，另一侧输出装有剩余货源的货源箱及满箱订单箱即可，无需每层都设计独立的供给和输出的输送线及缓存，对输送机的流量需求相对较低，降低了成本。

3）可根据订单特征和订单需求灵活分配货源箱位与订单箱位，增强了工作站订单适应能力；可兼容集中供货和客户订货两种模式，相较于播撒式拣选站无需预先确定业务形态和业务量，只需要根据目前的订单进行拣选即可，通用性强。

4）每个工作站自成一体，扩展时只需多加工作站即可，部署灵活，占地面积小，适用性与可集成性强。

5）相较于播撒式拣选站，符合人体工程学，不需要进行扭腰操作，大幅降低劳动强度。

综上所述，货到人播撒拣选一体化工作站及其拣选方法具有自动化程度高、拣取效率高、劳动强度低、成本较低、业务形态多样通用性强等优点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，在附图中：

图1为本发明较优实施例的货到人播撒拣选一体化工作站的整体结构示意图。

图2为本发明较优实施例的货到人播撒拣选一体化工作站的俯视图。

图3为本发明较优实施例的货到人播撒拣选一体化工作站的正视图。

图4为本发明另一较优实施例的货到人播撒拣选一体化工作站的整体结构示意图。

图5为本发明另一较优实施例的货到人播撒拣选一体化工作站的正视图。

图6为本发明较优实施例的货到人播撒拣选一体化工作站的拣选方法的流程示意图。

图7为现有技术中的货到人播撒拣选一体化工作站的示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。

现有的货到人播撒拣选一体化工作站，如图7所示，采用双层的拣选站（3货源对3订单等模式），但是需区分订单箱供给层和货源箱供给层（如图7中的标号11为供给层，标号12为出货层），所以货源箱工位和订单箱工位的数量、所在区域是固定的，无法根据不同的订单特征和订单需求进行动态调整，适应性较差，并且相对而言货源箱同时段供给的数量有限，拣选时所匹配的订单较少，每次货源供给到拣选站时，拣选多次的几率（订单平均重复拣选命中率）较低，货源箱出入箱式立库的次数较多，整体效率依赖货到人整体供给能力及调度方案，拣选效率不高；另外，由于每层必须要设计独立的供给和输出输送线及缓存，整体工艺方案相对来说较为复杂，成本较高。

如图1至图5所示，根据本发明的较优实施例，提出了一种货到人播撒拣选一体化工作站，包括至少一拣选台2、一空箱缓存区4、一输出换层提升机3、输送线、控制系统（wcs系统，附图中未示出）、一输入线体1及一输出线体5。在此简单阐述下订单类型，该工作站适合多货源箱对多订单箱（即从多个货源箱拣选货品至多个订单箱）、一货源箱对多订单箱（即从1个货源箱拣选货品至多个订单箱）以及多货源箱对一订单箱（即从多个货源箱拣选货品至一个订单箱）。

输送线包括用于供货和出货的一条主输送线6以及多条辅输送线7。

主输送线6，具有第一端和第二端。第一端通过一输入线体1从外界存取区（如箱式立库）输入货源箱。第二端通过输出换层提升机3将输送线上的订单箱输出至一输出线体5，然后输送至外界。

拣选台2，其上设置有多层货架2-1。每层货架2-1具有多个工位，工位包括货源箱工位8和订单箱工位9。货源箱工位8和订单箱工位9是由控制系统（wcs系统）根据订单需求动态分配的。

每层货架2-1对应设置一输送线，其中一条为主输送线6（主输送线6一般设置在符合人体工程学方便拣取的高度），其余为辅输送线7。

所述空箱缓存区4，设置在拣选站靠近主输送线6第一端的一侧，并通过前述输入线体1和一移载装置4-1从外界预先输入空订单箱；用于待拣选的空订单箱的缓存。如此，空箱缓存区4的空箱输入与主输送线6的货源箱输入共用同一输入线体1，充分利用线体资源，节约了成本。

控制系统，根据订单需求为拣选站动态分配货源箱工位8和订单箱工位9；响应于货源箱到达货源箱工位8以及空订单箱到达订单箱工位9，通过辅助装置2-4下发拣选提示指令，以使拣选方根据拣选提示指令将货源箱的货品拣选至空订单箱内。

前述辅助装置2-4，包括显示屏、电子显示标签、激光指示器以及语音播报器中的至少一种。在本实施例中，每个工位均设置有一前述辅助装置2-4，对应于每一工位的位置处都安装有指示灯、确认键和显示屏的一电子显示标签。

在本实施例中，所述拣选站每个工位均设有与控制系统电连接的箱位检测装置2-3，用于检测货源箱和空订单箱到达工位的情况并反馈至控制系统。在本实施例中，箱位检测装置2-3为压力传感器，当然本领域的技术人员也可以根据实际需要选择其它类型的传感器，如重量传感器、光电传感器等。

在一些优选的实施例中，如图1和图4所示，所述拣选站至少一个工位设有移载机2-2，移载机2-2用于将货源箱和订单箱从输送线移送到拣选台2、和/或从拣选台2移送到输送线，进一步降低劳动强度。如图1所示，在某些实施例中，拣选站的中间位置设置了2个移载机2-2（其中一个移载机2-2未示出），当实时需要的货源箱箱位数量小于或者等于2时，优先指定此两个中间位置为货源箱工位8，其余为订单箱工位9。如图4所示，在某些实施例中，每个工位均设有移载机2-2，虽然拣选站的成本有所增加，但是自动化程度更高，相应的拣选方劳动强度更低。

如图6所示，前述工作站的工作流程如下：

第一步，控制系统收到订单需求后，响应于订单需求将全部或部分订单分配至各个拣选站。同时根据订单为每个拣选站动态分配货源箱工位8和订单箱工位9，建立订单、货源箱标识、货源箱工位8、货源箱货品、订单箱标识、订单箱工位9、订单箱需拣货品之间的对应关系,前述货品包括货品标识和其对应的数量。

第二步，从箱式立库按订单序列调度货源箱至各个拣选站的主输送线6，并将货源箱输送至货源箱工位8（将货源箱输送至货源箱工位8，此作业可以由人工操作完成也可以通过控制系统控制移载机2-2完成）。货源箱到达货源箱工位8。同时控制系统通过箱位检测装置2-3判断空订单箱是否到达订单箱工位9，

a.如果是，表示货源箱与空订单箱均已准备就绪，控制系统发送拣选提示指令至货源箱工位8及订单箱工位9上的电子标签，并提示需要拣选的数量；拣选方（如工作人员）根据拣选提示指令按照订单箱工位9上电子标签提示的数量从对应的货源箱中拣取货品放入订单箱中，并按压电子标签确认完成当前拣选操作，重复操作直到本次所有命中该货源箱的订单箱完成拣选，控制系统将货源箱从货源箱工位8上调出拣选站。在某些实施例中，拣选后的货源箱如果已空，还可以当作新的空订单箱存储在空箱缓存区4，控制系统记录新的空订单箱标识以供后续当作空订单箱进行拣选。

b.如果否，则控制系统通过电子标签提示将空箱缓存区4上的空订单箱手工补充到对应的订单箱工位9上，并通过箱位检测装置2-3确认空订单箱补充完毕后，控制系统将此次补充的空订单箱与前述订单绑定。控制系统通过辅助装置2-4下发拣选提示指令；拣选方根据拣选提示指令将货源箱的货品拣选至其对应的空订单箱内，具体过程与上述步骤a相同，在此不再赘述。

第三步，当控制系统判定订单箱已装满或者该订单对应的货品已全部完成拣选后，工作站点亮对应工位电子标签提示工作人员将订单箱手工推至后方输送线上或者控制系统控制移载机2-2自动将订单箱输送至后方输送线上：然后通过输出换层提升机3将已完成拣选任务的订单箱转移至输出线体5上，输送线体将拣选完成的订单箱输送至外界。

值得一提的是，前述的货源箱与空订单箱的调度顺序（即到达货源箱工位与到达订单箱工位的顺序）在本技术方案中不作限定；可以先调度订单箱到订单箱工位，也可以先调度货源箱到达货源箱工位，当然，也可以根据实际需求如前述同时调度订单箱到订单箱工位、以及调度货源箱到达货源箱工位。

综上所述，其货源箱工位8数量及其在货架2-1上的位置不固定，现有技术中双层的拣选站（如4货源对4订单模式，即具有4个货格）的货格数量是固定的；而本方案提出的多层货架2-1的拣选站，假如有4层，每层4个工位，共计16个工位；如果订单为多货源箱少订单箱的订单（如14个货源箱对应2个订单箱），那么货源箱同时段供给的数量较多，拣选时所匹配的订单较多，大幅度增加了订单平均重复拣选命中率（此处重复拣选是指当货源箱完成1次拣选任务后，还有其它的订单箱命中这个货源箱，即同一货源箱给数个订单箱供货），减少了货源箱出入箱式立库的次数，提升了整体效率。另外，采用一条主输送线6，从一侧输入货源箱及将空的订单箱输入至空箱缓存区4，另一侧输出装有剩余货源的货源箱及订单箱即可，无需每层都设计独立的供给和输出的输送线及缓存，对输送机的流量需求相对较低，降低了成本。同时，如前述该工作站可根据订单特征和订单需求灵活分配货源箱位与订单箱位，增强了工作站订单适应能力；可兼容集中供货和客户订货两种模式，相较于播撒式拣选站无需预先确定业务形态和业务量，只需要根据目前的订单进行拣选即可，通用性强。

在一些优选的实施例中，如图4所示，还包括一与控制系统电连接的输入换层提升机10，用于将空订单箱和货源箱从外界输入至各层输送线、和/或将空订单箱和拣选后的空货源箱在输送线之间换层。如此，货源箱到达主输送线6第一端后，可以直接通过输入换层提升机10输送至其目标货源箱工位8所在层的输送线上；然后控制系统发送提示指令至辅助装置2-4（如电子标签）上，拣选方（如工作人员）将货源箱手工从后方输送线上拉至货源箱工位8上或者控制系统控制移载机2-2自动将货源箱从后方输送线上转移至货源箱工位8上。同理，空订单箱可以从外界空订单箱存储区或者空箱缓存区4直接通过输入换层提升机10输送至其目标订单箱工位9所在层的输送线上，然后控制系统发送提示指令至辅助装置2-4（如电子标签）上，拣选方（如工作人员）将空订单箱手工从后方输送线上拉至订单箱工位9上或者控制系统控制移载机2-2自动将将空订单箱从后方输送线上转移至订单箱工位9上。在某些实施例中，如果已完成拣选后的货源箱已空，还可以通过输入换层提升机10将原空货源箱换层至主输送线6第一端，并通过移载装置4-1将原空货源箱转移至空箱缓存区4，并且当作新的空订单箱存储在空箱缓存区4，控制系统记录新的空订单箱标识以供后续当作空订单箱进行拣选。

根据本发明的改进，如图6所示，还提出一种拣选方法，其基于前述的货到人播撒拣选一体化工作站，该方法包括：

s100根据订单需求将全部或部分订单分配至拣选站。具体为：控制系统收到订单需求后，响应于订单需求将全部或部分订单分配至各个拣选站。

s200为拣选站动态分配货源箱工位8和订单箱工位9。同时建立订单、货源箱标识、货源箱工位8、货源箱货品、订单箱标识、订单箱工位9、订单箱需拣货品之间的对应关系,前述货品包括货品标识和其对应的数量。

s210从箱式立库按订单序列调度货源箱至各个拣选站的主输送线6，并将货源箱输送至货源箱工位8。此作业可以由人工操作完成也可以通过控制系统控制移载机2-2完成。

s220通过箱位检测装置2-3判断空订单箱是否到达订单箱工位9，

s221如果是，控制系统通过辅助装置2-4下发拣选提示指令，拣选方根据拣选提示指令将货源箱的货品拣选至其对应的空订单箱内（具体步骤同前述工作站的工作流程a，在此不再赘述）。进入步骤s300。

s222如果否，补给空订单箱（具体步骤同前述工作站的工作流程b，在此不再赘述）。重复步骤s220。

s300将完成拣选任务的订单箱通过输出换层提升机3换层至主输送线6，然后输出至外界。具体步骤同前述工作站的工作流程第三步，在此不再赘述。

上述步骤重复进行，直到完成所有订单的所有拣选任务。

根据本发明的改进，还提出一种拣选方法，其基于前述的货到人播撒拣选一体化工作站，该方法包括：

s400根据订单需求将全部或部分订单分配至拣选站。具体为：控制系统收到订单需求后，响应于订单需求将全部或部分订单分配至各个拣选站。

s500为拣选站动态分配货源箱工位8和订单箱工位9。同时建立订单、货源箱标识、货源箱工位8、货源箱货品、订单箱标识、订单箱工位9、订单箱需拣货品之间的对应关系,前述货品包括货品标识和其对应的数量。

s510从箱式立库按订单序列调度货源箱至各个拣选站的主输送线6，并将货源箱通过输入换层提升机10输送至货源箱工位8。具体为：从箱式立库按订单序列调度货源箱至各个拣选站的主输送线6；货源箱到达主输送线6第一端后，可以直接通过输入换层提升机10输送至其目标货源箱工位8所在层的输送线上；然后控制系统发送提示指令至辅助装置2-4（如电子标签）上，拣选方（如工作人员）将货源箱手工从后方输送线上拉至货源箱工位8上或者控制系统控制移载机2-2自动将货源箱从后方输送线上转移至货源箱工位8上。

s520判断空订单箱是否到达订单箱工位9，

s521如果是，控制系统通过辅助装置2-4下发拣选提示指令；拣选方根据拣选提示指令将货源箱的货品拣选至其对应的空订单箱内（具体步骤同前述工作站的工作流程a，在此不再赘述）。进入步骤s600。

s522如果否，通过输入换层提升机10补给空订单箱（具体步骤同前述工作站的工作流程b，在此不再赘述）。重复步骤s520。

s600将完成拣选任务的订单箱通过输出换层提升机3换层至主输送线6，然后输出至外界。具体步骤同前述工作站的工作流程第三步，在此不再赘述。

上述步骤重复进行，直到完成订单的所有拣选任务。

在某些实施例中，如果工作站设有输入换层提升机10，步骤s522的通过输入换层提升机10补给空订单箱具体为：

s522-1通过输入换层提升机10将空订单箱从外界（空箱缓存区或者外界空箱存储区）输送至其分配的订单箱工位9对应的输送线上或者通过输入换层提升机10将拣选后的空货源箱作为新的空订单箱换层至其分配的订单箱工位9对应的输送线上。具体为：空订单箱可以从外界空订单箱存储区或者空箱缓存区4直接通过输入换层提升机10输送至其目标订单箱工位9所在层的输送线上。如果已完成拣选任务的货源箱已空，还可以通过输入换层提升机10将原空货源箱换层至主输送线6第一端，并通过移载装置4-1将原空货源箱转移至空箱缓存区4，然后当作新的空订单箱并通过输入换层提升机10输送至其目标订单箱工位9所在层的输送线上。

s522-2将空订单箱输送至订单箱工位9。拣选方（如工作人员）将空订单箱手工从后方输送线上拉至订单箱工位9上或者控制系统控制移载机2-2自动将空订单箱从后方输送线上转移至订单箱工位9上。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。