一种穿梭车多策略结合车辆调度方法及系统与流程

本发明涉及自动化物流，具体涉及一种穿梭车多策略结合车辆调度方法及系统。

背景技术：

1、随着中国经济的快速发展，智能制造工程加快建设，众多新型自动化物流技术装备大范围应用，智能立体仓库有效管理的需求持续增长。基于业务需求和投资成本的不同，形成多种仓库的布局及设备共享，穿梭车可用于各类高密度储存方式的仓库，穿梭车通道可设计任意长，可提高整个仓库储存量，并且在操作时无需叉车驶入巷道，使安全性更高。在利用叉车无需进入巷道的优势，配合小车在巷道中的快速运行，有效提高仓库的运行效率。然而，现有穿梭车系统调度存在路径冲突和死锁，严重影响穿梭车作业效率，导致系统整体性能下降。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对目前现有穿梭车系统调度存在路径冲突和死锁，严重影响穿梭车作业效率，导致系统整体性能下降的问题，提供了一种穿梭车多策略结合车辆调度方法及系统，提高穿梭车作业的效率，适应和满足市场需求，同时整个系统模块化，各个模块各有司职，均可作为单独的应用分别部署在不同的主机上，通过消息总线进行信息交换，保证了系统不因系统规模的扩大而导致整体性能下降。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种穿梭车多策略结合车辆调度方法，包括以下步骤：

4、参数配置：根据总体平面布局图，配置项目系统参数数据，包括穿梭车设备、巷道、装卸货站台的数量和运行参数，以及控制模式、选用策略参数；

5、系统监控：根据后端提供的数据对设备状态、位置、任务信息进行实时展示，通过操作人员手动维护界面进行监控；

6、交通管理：对系统中的公共资源进行管控，穿梭车使用公共资源由基于优先级的交通规则进行调度，根据资源使用时间及建立的优先级决定避让规则，对穿梭车进行路径规划或排队等待；

7、任务调度：根据多种策略对任务进行调度；

8、车辆调度：根据穿梭车的实时控制状态及穿梭车的基础参数设定管理系统中的车辆；

9、通信管理：按照通讯协议使系统与设备间实时通讯。

10、进一步的，所述车辆调度还采用多种策略进行调度，包括：

11、穿梭车调度基本控制：先根据配置的策略找出最优任务，根据任务要求选取合适实时状态和基础属性配置的穿梭车执行任务，将任务下达至对应设备，并监控设备的执行过程；

12、不排序不换层时穿梭车调度控制：根据任务调度对任务进行排序；根据设备状况，按照任务顺序将不符合执行条件的任务筛除；查找是否需要立即执行的作业任务；判断当前层是否满足搬运条件，若符合则将任务下达至对应设备，并监控设备的执行过程，否则选用其他策略进行调度。

13、进一步的，所述车辆调度多种策略进行调度还包括：

14、多任务多层排序穿梭车调度控制：根据任务对应目标生产线线号对需要排序的任务进行分类并升序排序；取出巷道内所有线号对应任务的最小序号，根据当前层最小序号任务与巷道中最小序号任务的差值，确定当前层需要优先执行的任务，并将任务下达至对应设备，并监控设备的执行过程；

15、换层穿梭车调度控制：根据任务调度对任务进行排序；依次取出排序后的队列中的任务进行处理，处理的过程中判断任务是否允许执行，且当前层是否有穿梭车，有穿梭车情况下判断车辆状态，进行任务下达；对于当前层没有车的任务，需要找其他层的车来执行该任务，优先寻找没有任务的层数，再寻找有任务但穿梭车空闲的层数；找到其他层的穿梭车后需找到对于的换层提升机，并判断换层提升机的状态；提升机状态空闲时发起换层的请求，并移动车辆到等待位；交通管理收到换层请求后移动车辆至取车层；下达穿梭车上提升机指令，上提升机完成后向交通管理服务发送换层请求；交通管理收到换层请求后移动车辆至放车层；给穿梭车下达下提升机指令，穿梭车到达目标层后可正常下达搬运任务。

16、进一步的，所述任务调度的多策略包括：

17、优先级策略：根据优先级下达任务，值越大优先级越高，优先级相同时，再按照时间顺序下达；

18、距离策略：比较任务源地址位置与堆垛机当前位置，优先下达距离最近的任务；

19、顺序策略：按照任务顺序进行下达任务；

20、时间策略：根据任务生成时间下达任务；

21、权重策略：综合考虑任务由优先级、距离和时间因素，算出任务权重值，权重值高的任务优先下达；

22、复合策略：将任务分为站台到站台、站台到货位、货位到货位、货位到站台，根据堆垛机位置决定优先做哪类任务。

23、进一步的，还包括设备策略，包括：

24、对设备限定的作业范围，有任务需要执行时根据作业范围调度作业范围内的车辆；

25、优先执行有设备层的任务，优先把当前层任务执行完再考虑换层；

26、锁定等待：设置锁定时间，当前层没有任务时，如果设备空闲不超过设定时间，当前层车辆不可被其他层调用；

27、按照出入库业务分配固定数量车辆，入库集中在巷道中，可设置参数固定穿梭车数量进行入库任务；

28、紧急任务：接受上位系统对任务紧急度进行设置，紧急任务优先调度穿梭车执行；

29、换层锁定：在换层提升机空闲时才锁定换层。

30、进一步的，所述公共资源包括轨道、提升机和充电桩。

31、进一步的，所述穿梭车的实时控制状态包括空闲、故障和电量；所述穿梭车的基础参数包括速度和作业范围。

32、本发明还包括一种穿梭车多策略结合车辆调度系统，包括：

33、参数配置模块：根据总体平面布局图，配置项目系统参数数据，包括穿梭车设备、巷道、装卸货站台的数量和运行参数，以及特定控制参数；

34、系统监控模块：根据后端提供的数据对设备状态、位置、任务信息进行实时展示，通过操作人员手动维护界面进行监控；

35、交通管理模块：对系统中的公共资源进行管控，穿梭车使用公共资源由基于优先级的交通规则进行调度，根据资源使用时间及建立的优先级决定避让规则，对穿梭车进行路径规划或排队等待；

36、任务调度模块：根据多种策略对任务进行调度；

37、车辆调度模块：根据穿梭车的实时控制状态及穿梭车的基础参数设定管理系统中的车辆；

38、通信管理模块：按照通讯协议使系统与设备间实时通讯。

39、进一步的，所述车辆调度模块还采用多种策略进行调度，包括：

40、穿梭车调度基本控制单元：先根据配置的策略找出最优任务，根据任务要求选取合适实时状态和基础属性配置的穿梭车执行任务，将任务下达至对应设备，并监控设备的执行过程；

41、不排序不换层时穿梭车调度控制单元：根据任务调度对任务进行排序；根据设备状况，按照任务顺序将不符合执行条件的任务筛除；查找是否需要立即执行的作业任务；判断当前层是否满足搬运条件，若符合则将任务下达至对应设备，并监控设备的执行过程，否则选用其他策略进行调度。

42、进一步的，所述车辆调度模块多种策略进行调度还包括：

43、多任务多层排序穿梭车调度控制单元：根据任务对应目标生产线线号对需要排序的任务进行分类并升序排序；取出巷道内所有线号对应任务的最小序号，根据当前层最小序号任务与巷道中最小序号任务的差值，确定当前层需要优先执行的任务，并将任务下达至对应设备，并监控设备的执行过程；

44、换层穿梭车调度控制单元：根据任务调度对任务进行排序；依次取出排序后的队列中的任务进行处理，处理的过程中判断任务是否允许执行，且当前层是否有穿梭车，有穿梭车情况下判断车辆状态，进行任务下达；对于当前层没有车的任务，需要找其他层的车来执行该任务，优先寻找没有任务的层数，再寻找有任务但穿梭车空闲的层数；找到其他层的穿梭车后需找到对于的换层提升机，并判断换层提升机的状态；提升机状态空闲时发起换层的请求，并移动车辆到等待位；交通管理收到换层请求后移动车辆至取车层；下达穿梭车上提升机指令，上提升机完成后向交通管理服务发送换层请求；交通管理收到换层请求后移动车辆至放车层；给穿梭车下达下提升机指令，穿梭车到达目标层后可正常下达搬运任务。

45、与现有的技术相比本发明的有益效果是：

46、1、一种穿梭车多策略结合车辆调度方法及系统，提高穿梭车作业的效率，适应和满足市场需求，同时整个系统模块化，各个模块各有司职，均可作为单独的应用分别部署在不同的主机上，通过消息总线进行信息交换，保证了系统不因系统规模的扩大而导致整体性能下降；

47、2、一种穿梭车多策略结合车辆调度方法及系统，对系统中的轨道、提升机、充电桩等公共资源进行管控，每一个资源在一定时间内只能由一辆穿梭车使用，穿梭车使用资源的过程通过基于优先级的交通规则法进行调度，根据资源使用时间及建立的优先级来决定避让规则，对穿梭车进行路径规划，或者排队等待，避免路径冲突和死锁情况的出现；

48、3、一种穿梭车多策略结合车辆调度方法及系统，该控制系统具备换层换巷道功能，与换层换道设备配合，车辆可以调度到任意巷道，通过增减穿梭车的数量可方便地调节系统能力，柔性度高，灵活度好，能够更好协调目前方案中效率和成本的问题，前期生产量小的时候可以使用少量的穿梭车，整个立库存储率不变，后期生产量大之后直接增加穿梭车即可提高搬运效率，系统拓展性强；

49、4、一种穿梭车多策略结合车辆调度方法及系统，控制层略及各项控制参数可配置，可以根据客户不同的需求及现场实际情况进行调整，最大化满足客户需求，解决客户痛点。