[發明專利]基于數字孿生的高密度立體倉庫庫位分配與調度方法

有效

• 申請號: 202011639292.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112875112B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 嚴都喜;劉強;賴苑鵬;趙榮麗;冷杰武
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B65G1/04
• 分類號: B65G1/04;B65G1/137
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 資凱亮

本發明公開了基于數字孿生的高密度立體倉庫庫位分配與調度方法。基于最短入庫與調度路徑原則進行入庫規劃，且入庫規劃的每一步都判斷是否與目標巷道已存儲貨物的出貨時間沖突，有效解決訂單擁堵和庫位分配與設備調度出現沖突的問題。本發明提供的基于數字孿生的高密度立體倉庫庫位分配與調度方法，利用實物仿真平臺提前獲取訂單信息進行庫位與設備的提前規劃，實現高密度立體倉庫數字化模型與現場實物設備之間的指令同步與信息傳輸，真實模擬實際的生產過程，使得仿真分析與驗證測試結果具有足夠的可信度和說服力，進而為真實的高密度立體倉庫庫位分配及設備調度提供有效指導，有助于分析解決庫位分配與設備調度中出現沖突以及訂單擁堵的問題。

技術領域

本發明涉及倉庫管理技術領域，特別是基于數字孿生的高密度立體倉庫庫位分配與調度方法。

背景技術

目前普通立體倉庫，需要兩個單排貨架中間使用一臺堆垛機來進行出入庫管理，比如5個單排貨架，必須要4臺堆垛機進行出入庫管理。而隨著物流行業的發展，出現了高密度立體倉庫。高密度立體倉庫是把貨架合并，中間的穿梭式貨架由穿梭車和堆垛機共同進行出入庫管理，兩側的單排貨架由相應堆垛機進行出入庫管理，可大大提高立體倉庫的空間利用率。

現有技術下的高密度立體倉庫，主要是通過管控系統內的相關離線規則對入庫訂單的庫位進行分配以及相關設備調度。最大的缺點在：(1)現有的系統基本處于實時響應訂單需求狀態，無法提前批量獲取訂單信息并進行庫位與設備的提前規劃，容易出現各種生產突發狀況導致無法按時完成生產任務，系統柔性差；(2)現有的系統缺乏高效的庫位分配與設備調度算法，也缺乏調度方案可行性與效率分析方法，容易導致設備無法及時響應出入庫需求造成訂單擁堵狀態；(3)現有設計方法未能將高密度立體倉庫的數字化模型與上層管控系統集成起來，無法實現“管控系統對高密度立體倉庫數字化模型進行下發生產指令驅動”的動態模擬運行測試；同時，無法實現高密度立體倉庫數字化模型與現場實物設備之間的指令同步與信息傳輸，無法真實模擬實際的生產過程，從而使得仿真分析與驗證測試結果不具有足夠的可信度和說服力。

發明內容

本發明的目的在于提出基于數字孿生的高密度立體倉庫庫位分配與調度方法，解決上述缺陷。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明公開了基于數字孿生的高密度立體倉庫庫位分配與調度方法，應用在由兩側的單一貨位貨架、中間的穿梭式貨架、中間穿梭式貨架與兩側單一貨位貨架之間的兩臺堆垛機與數輛穿梭車組成的高密度立體倉庫；所述高密度立體倉庫以立柱和橫梁為界限，分隔成一個個貨位，每個貨位具有唯一的貨架號、貨位號、層號作為標識；所述方法包括：

構建虛實同步且具有上層MES的實物仿真平臺；

從上層MES獲取入庫訂單數據，按入庫時間順序模擬入庫訂單投放，分配空閑堆垛機；

若入庫訂單為單貨物訂單，則檢索所有有空位且沒有任務序列的巷道，將檢索出的巷道按調度路徑長短從短到長進行排序，并按順序從中取出一個巷道判斷其是否為空巷道：

若是空巷道，則進一步判斷其是否為最后一個檢索結果；若不是最后一個檢索結果，則取出下一個檢索結果判斷其是否為空巷道；若是最后一個檢索結果，則確定入庫巷道為調度路徑最短的空巷道；貨位為該巷道入庫方向的第一個貨位，輸出入庫堆垛機、穿梭車、貨架號、層號和貨位號，實物仿真平臺進行入庫動作；

若不是空巷道，則進一步判斷入庫訂單出庫時間是否與該巷道已存儲的貨物訂單的出庫時間有沖突；若沖突，則取出下一個檢索結果判斷其是否為空巷道；若不沖突，則確定該巷道為入庫巷道，貨位為該巷道入庫方向最后一個貨物的后一個貨位；輸出入庫堆垛機、穿梭車、貨架號、層號和貨位號，實物仿真平臺進行入庫動作；

若入庫訂單為多貨物訂單，則判斷是否為入庫訂單的第一個貨物；