一种收发货一体的仓储转运系统的制作方法

1.本发明属于物流仓储技术领域，具体涉及一种收发货一体的仓储转运系统。


背景技术：

2.目前，仓储货物分拣是指根据出库单的要求或配送计划，将商品从拣货区或储存区拣取出来，并按一定的方式进行分类和集中的作业过程。但传统仓储转运系统的大部分工序都是通过人工实现，管理的智能化程度不高，或因为工作人员之间的拥挤，致使分拣拥堵，工作效率会更低，而且容易出错。


技术实现要素：

3.本发明为了解决上述问题，提出了一种收发货一体的仓储转运系统。
4.本发明的技术方案是：一种收发货一体的仓储转运系统包括仓储管理层、仓储任务解析层、出入库执行层和运维管理层；
5.仓储管理层用于获取生产任务，并将生产任务对应的仓储任务传输至仓储任务解析层；
6.仓储任务解析层用于对仓储任务进行任务解析和货码校验，生成出入库任务，并将出入库任务传输至出入库执行层；
7.出入库执行层用于执行出库任务和入库任务，完成仓储转运；
8.运维管理层用于对仓储管理层、仓储任务解析层和出入库执行层进行数据保存。
9.进一步地，仓储管理层根据生产任务生成仓储任务的方法为：
10.a1：利用仓储管理层获取生产任务计划表和仓储任务数据库；
11.a2：若生产任务计划表的任务数据和仓储任务数据库的仓储数据的相似阈值大于设定匹配阈值，则将仓储数据对应的仓储任务传输至仓储任务解析层，否则进入步骤a3；
12.a3：调整未匹配的生产任务计划表的权限信息，直至与仓储任务数据库的仓储数据匹配，并将仓储数据对应的仓储任务传输至仓储任务解析层。
13.进一步地，仓储任务解析层进行任务解析和货码校验的方法为：
14.b1：确定仓储任务的转运周期，并根据转运周期确定仓储任务的转运优先级；
15.b2：对仓储任务进行货码校验，确定货物信息；
16.b3：根据生产任务计划表和货物信息，将仓储任务划分为出库任务和入库任务，并将出入库任务和对应的转运优先级传输至出入库执行层。
17.进一步地，步骤b1中，仓储任务的转运优先级prei的计算公式为：
[0018][0019]
其中，p
max
表示仓储任务的最高优先级，p
min
表示仓储任务的最低优先级，t表示仓
储任务的周期，t
free
表示仓储任务转运周期的空闲时间，t
total
表示仓储任务转运周期的转运时间，n表示仓储任务的子任务数量，u表示中间优先级对应的仓储任务转运时间，u
max
表示最高优先级对应的仓储任务转运时间。
[0020]
进一步地，步骤b2包括以下子步骤：
[0021]
b21：提取仓储数据的任务标签，得到标签集合；
[0022]
b22：利用标签集合确定仓储任务中各个货物的货码；
[0023]
b23：匹配各个货物的目标货架；
[0024]
b24：将仓储任务中各个货物的货码、目标货架和任务标签作为货物信息。
[0025]
进一步地，步骤b23中，匹配各个货物的目标货架的具体方法为：根据标签集合确定仓储任务中各个货物的仓储起点和仓储终点，将仓储起点和仓储终点的连接线作为斜对角线，构建矩形仓储框，在矩形仓储框遍历各个货架节点，确定货物在各个货架节点的仓储时间、仓储转运距离和仓储成本，构建货物的仓储目标函数，根据货物的仓储目标函数确定目标货架。
[0026]
进一步地，步骤b23中，货物的仓储目标函数f
save
的表达式为：
[0027][0028]
其中，t
save
表示货架节点的仓储时间，pay1,pay2,
…
,paym表示货物在矩形仓储框中m条转运路线的仓储成本，x
ip
表示仓储起点在矩形仓储框的横坐标，x
iq
表示仓储终点在矩形仓储框的横坐标，y
ip
表示仓储起点在矩形仓储框的纵坐标，y
iq
表示仓储起点在矩形仓储框的纵坐标，ω
p
表示仓储起点的权重系数，ωq表示仓储终点的权重系数。
[0029]
进一步地，步骤b3包括以下子步骤：
[0030]
b31：在生产任务计划表中，将各个货物的仓储目标函数值从小到大排列，确定各个货物的编号，生成编号集合；
[0031]
b32：利用a
*
算法确定各个编号的出入库路径；
[0032]
b33：在编号集合中，遍历编号最小值至编号中间值，判断是否存在出入库路径小于仓储转运距离的编号，若是则进入步骤b34，否则遍历编号中间值至编号最大值，得到出入库路径最短的编号，并进入步骤b34；
[0033]
b34：判断步骤b33所得编号对应的目标货架是否空闲，若是将仓储任务划分为出库任务和入库任务，否则剔除目标货架不空闲的编号，并返回步骤b31。
[0034]
进一步地，出入库执行层包括入库单元、出库单元、核验单元和退库单元；
[0035]
入库单元用于根据出入库路径将货物装载至目标货架；
[0036]
出库单元用于根据出入库路径卸载货物；
[0037]
核验单元用于根据货物的货码和任务标签，核验货码是否与目标货架匹配，若是则完成仓储转运，否则将货物的货码和任务标签传输至退库单元；
[0038]
退库单元用于将与目标货架匹配不通过的货物退回至原货物处。
[0039]
本发明的有益效果是：
[0040]
(1)本发明综合考虑了货架的实际运载量、货物的转运时间、仓储成本以及转运距离，为整个转运过程提供科学合理的路线；
[0041]
(2)本发明通过构建仓储目标函数，降低仓储建模的模型复杂度，提高转运效率；
[0042]
(3)本发明确定仓储任务的优先级，保证货物及时到达目标货架，合理分配仓库容量。
附图说明
[0043]
图1为仓储转运系统的结构图。
具体实施方式
[0044]
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
[0045]
如图1所示，本发明提供了一种收发货一体的仓储转运系统，包括仓储管理层、仓储任务解析层、出入库执行层和运维管理层；
[0046]
仓储管理层用于获取生产任务，并将生产任务对应的仓储任务传输至仓储任务解析层；
[0047]
仓储任务解析层用于对仓储任务进行任务解析和货码校验，生成出入库任务，并将出入库任务传输至出入库执行层；
[0048]
出入库执行层用于执行出库任务和入库任务，完成仓储转运；
[0049]
运维管理层用于对仓储管理层、仓储任务解析层和出入库执行层进行数据保存。
[0050]
在本发明实施例中，仓储管理层根据生产任务生成仓储任务的方法为：
[0051]
a1：利用仓储管理层获取生产任务计划表和仓储任务数据库；
[0052]
a2：若生产任务计划表的任务数据和仓储任务数据库的仓储数据的相似阈值大于设定匹配阈值，则将仓储数据对应的仓储任务传输至仓储任务解析层，否则进入步骤a3；
[0053]
a3：调整未匹配的生产任务计划表的权限信息，直至与仓储任务数据库的仓储数据匹配，并将仓储数据对应的仓储任务传输至仓储任务解析层。
[0054]
在本发明实施例中，仓储任务解析层进行任务解析和货码校验的方法为：
[0055]
b1：确定仓储任务的转运周期，并根据转运周期确定仓储任务的转运优先级；
[0056]
b2：对仓储任务进行货码校验，确定货物信息；
[0057]
b3：根据生产任务计划表和货物信息，将仓储任务划分为出库任务和入库任务，并将出入库任务和对应的转运优先级传输至出入库执行层。
[0058]
在本发明实施例中，步骤b1中，仓储任务的转运优先级prei的计算公式为：
[0059][0060]
其中，p
max
表示仓储任务的最高优先级，p
min
表示仓储任务的最低优先级，t表示仓储任务的周期，t
free
表示仓储任务转运周期的空闲时间，t
total
表示仓储任务转运周期的转运时间，n表示仓储任务的子任务数量，u表示中间优先级对应的仓储任务转运时间，u
max
表示最高优先级对应的仓储任务转运时间。
[0061]
在本发明实施例中，步骤b2包括以下子步骤：
[0062]
b21：提取仓储数据的任务标签，得到标签集合；
[0063]
b22：利用标签集合确定仓储任务中各个货物的货码；
[0064]
b23：匹配各个货物的目标货架；
[0065]
b24：将仓储任务中各个货物的货码、目标货架和任务标签作为货物信息。
[0066]
在本发明实施例中，步骤b23中，匹配各个货物的目标货架的具体方法为：根据标签集合确定仓储任务中各个货物的仓储起点和仓储终点，将仓储起点和仓储终点的连接线作为斜对角线，构建矩形仓储框，在矩形仓储框遍历各个货架节点，确定货物在各个货架节点的仓储时间、仓储转运距离和仓储成本，构建货物的仓储目标函数，根据货物的仓储目标函数确定目标货架。
[0067]
在本发明实施例中，步骤b23中，货物的仓储目标函数f
save
的表达式为：
[0068][0069]
其中，t
save
表示货架节点的仓储时间，pay1,pay2,
…
,paym表示货物在矩形仓储框中m条转运路线的仓储成本，x
ip
表示仓储起点在矩形仓储框的横坐标，x
iq
表示仓储终点在矩形仓储框的横坐标，y
ip
表示仓储起点在矩形仓储框的纵坐标，y
iq
表示仓储起点在矩形仓储框的纵坐标，ω
p
表示仓储起点的权重系数，ωq表示仓储终点的权重系数。
[0070]
在本发明实施例中，步骤b3包括以下子步骤：
[0071]
b31：在生产任务计划表中，将各个货物的仓储目标函数值从小到大排列，确定各个货物的编号，生成编号集合；
[0072]
b32：利用a
*
算法确定各个编号的出入库路径；
[0073]
b33：在编号集合中，遍历编号最小值至编号中间值，判断是否存在出入库路径小于仓储转运距离的编号，若是则进入步骤b34，否则遍历编号中间值至编号最大值，得到出入库路径最短的编号，并进入步骤b34；
[0074]
b34：判断步骤b33所得编号对应的目标货架是否空闲，若是将仓储任务划分为出库任务和入库任务，否则剔除目标货架不空闲的编号，并返回步骤b31。
[0075]
在本发明实施例中，如图1所示，出入库执行层包括入库单元、出库单元、核验单元和退库单元；
[0076]
入库单元用于根据出入库路径将货物装载至目标货架；
[0077]
出库单元用于根据出入库路径卸载货物；
[0078]
核验单元用于根据货物的货码和任务标签，核验货码是否与目标货架匹配，若是则完成仓储转运，否则将货物的货码和任务标签传输至退库单元；
[0079]
退库单元用于将与目标货架匹配不通过的货物退回至原货物处。
[0080]
在本发明实施例中，仓储转运系统还可以利用现有系统完成，包括7大系统(mes、sap、wms、rfid、rcs、opc和提升机plc)生成执行任务；mes：制造企业生产过程执行管理系统；sap：运维数字化管理系统；wms：仓库管理系统；rfid：电子标签-射频识别系统；rcs：远程控制系统；opc：一个供下位机连接的中控机系统。
[0081]
根据从sap下发的采购订单触发生产任务给wms系统，由wms解析生产任务给rfid和agv系统去分开执行和校验；其中，agv系统负责搬运和定位，rfid系统负责对agv搬运物品进行货码校验。在产品到达收货区后由人工绑定物料和货架编码至wms系统触发任务，同时wms下发任务至agv系统，由agv系统调度agv小车执行搬运至指定库位的动作。此过程由生产流程决定，物料暂存库在生产车间3楼，生产原料由3楼经传送输送至2楼。
[0082]
收货：
①
如附件50节点，根据手持pda扫描货架编码(rfid芯片，表面刻蚀二维码，内置读写芯片)录入原料批次、数量、型号然后上传wms系统；绑码完成后，经输送线运输至提升机完成上架提升动作；
②
wms生成搬运任务，下发rcs系统，agv小车到指定等待位置等待货架，搬运至指定库位。
[0083]
发货：
①
mes生成生产工单，下发wms触发发货工单，再分配至opc和rcs各自分开执行；
②
rcs根据wms下发的库位起始点信息规划最短路径搬运至投料区，并精准定位；
③
opc服务器，上传缺料信号给wms，由wms再生成任务重复执行上述动作。
[0084]
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。