[發明專利]一種基于多層穿梭車系統的能效優化方法及系統

在審

• 申請號: 202010512690.4
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111709565A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王艷艷;劉紫薇;楊金橋;張榮旭
• 申請（專利權）人: 山東大學深圳研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/08;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

本發明公開了一種基于多層穿梭車系統的能效優化方法及系統，所述方法包括以下步驟：針對當前多層穿梭車系統，計算所述多層穿梭車系統的最大吞吐量；接收吞吐量要求，根據預先確立的穿梭車、轉載車和提升機的速度配置、旅行時間、吞吐量和能耗之間的相關關系，確定所需吞吐量要求下具有最小能耗的速度配置。本發明通過建立雙指令多層穿梭車系統(SBS/RS)的能效模型，能夠獲取在額定吞吐量要求下最為節能的速度和加速度配置參數，以指導SBS/RS實際的揀貨作業。

技術領域

本發明屬于自動化倉庫系統技術領域，尤其涉及一種基于多層穿梭車系統的能效優化方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

自動化倉庫設計不僅需要考慮系統的運行性能指標和經濟性能指標，還應考慮系統的能耗性能指標，以滿足自動化倉庫響應速度和綠色發展的要求。傳統的物流倉儲與揀選系統主要以人工揀選為主，由于電商的飛速發展，客戶的在線訂單結構逐漸呈現“小批量、多頻次”的特點。與傳統倉庫相比，自動化倉庫可以節省更多的空間，提高揀選作業效率，多層穿梭車系統(SBS/RS)因其較高的靈活性和魯棒性逐漸投入使用。

系統的揀選任務分為兩個階段：料箱出庫和料箱返庫。當客戶出庫訂單到達工作站臺時，系統自動識別相應的料箱。穿梭車將該料箱運輸至轉載車，轉載車再將其運輸至提升機，最終提升機將料箱運輸到工作站臺，操作順序在圖1中以虛線表示。返庫的料箱依次經傳送帶、提升機、轉載車和穿梭車返回原始儲位。穿梭車、轉載車和提升機沿著固定的路徑移動，并且重復執行加速、恒速和減速過程或重復執行加速和減速過程。

不跨層SBS/RS在自動化倉庫領域相對較新，相關研究較少。它與自動化存取系統(AVS/RS)有一些相似之處，因此本文也對AVS/RS的相關文獻進行了綜述。

Marchet等人(2011)在分析排隊網絡理論的基礎上，研究了不跨層單指令AVS/RS的旅行時間和等待時間。隨之，Marchet等人(2013)建立了仿真模型，用于估計設計變量對不跨層AVS/RS的投入成本和性能指標的影響，該研究發現巷道數和層數是影響系統性能的關鍵。Zou等人(2016)使用 Fork-Join排隊網絡對不跨層AVS/RS進行建模，并比較了并行和串行作業策略下AVS/RS的響應時間，得出在給定層數的情況下，并行作業優于串行作業策略的結論。上述模型均進行了系統性能評估，但是他們只考慮了單指令作業，即只考慮了取貨作業，而真實揀選作業通常是雙指令的，即存取作業同時進行的。

Lerher等人(2015)提出了用于評估不跨層SBS/RS吞吐量的數學模型，并表明SBS/RS的吞吐能力與提升機的吞吐性能乘以巷道數有很大關系。Roy 等人(2015)研究了單層AVS/RS設備停留點政策，并得出轉載車停靠在巷道末端、穿梭車停靠在裝卸點是最優的策略。Eder和Kartn ig(2016a)提出了基于提升機和穿梭車速度配置、貨架幾何比例和到達率的SBS/RS吞吐量評估模型，以確定SBS/RS的最佳貨架幾何比例。Lerher(2016a)提出了雙伸位SBS/RS吞吐量性能評估模型。Wang等人(2016)討論了多層穿梭車倉儲系統的取貨流程，構建了二級開放式排隊網絡，并根據開放排隊網絡求得了穿梭車的等待時間和提升機的空閑時間。Kriehn等人(2017)提出了一種考慮不同存儲策略和存取任務排序的SBS/RS吞吐量評估模型。D‘Antonio等人(2018)指出在AVS/RS未來的研究中應當考慮能量因素的影響。綜上所述，上述模型雖然同時考慮了單指令和雙指令作業，也為系統設計、主要系統性能評估提供了工具。但是，上述文獻主要考慮了系統的運行性能指標和經濟性能指標，忽視了能耗性能指標。