[發明專利]一種機器人緊湊型存儲和檢索系統的配置方法

在審

• 申請號: 202110505318.5
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113312811A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 楊瑋;張子涵;吳瑩瑩;段毅林;馬偉
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06Q10/08;G06F111/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種機器人緊湊型存儲和檢索系統的配置方法，包括以下步驟；1)根據機器人緊湊型存儲、檢索系統的作業流程和共享存儲策略下機器人的運行規則，確定配置優化的目標及問題變量，建立系統的配置優化模型；2)使用多目標問題求解算法對步驟1)建立的模型進行優化求解，分別得到以平均行程時間排序和以成本排序的最優解集。本發明避免因為設計問題在后期頻繁改動產生浪費，降低了企業實施新型機器人緊湊型存儲和檢索系統的風險，具有較強實際應用價值。

技術領域

本發明涉及自動化倉儲系統配置技術領域，具體涉及一種機器人緊湊型存儲 和檢索系統的配置方法。

背景技術

高密度倉儲表現為兩方面，一是貨架高度不斷增大，以此來充分利用倉儲占 地面積；二是減少過道數量，從而可以在水平和垂直方向進行高密度存儲。作為 一種新興的自動化存取、貨到人拆零揀選解決方案，機器人緊湊型存儲和檢索系 統(Robotic compactstorage and retrieval system,RCSRS)在提高人工揀 選效率、訂單準確率以及貨位利用率等方面表現突出，研究其系統配置方案，能 夠進一步提升系統運作效率，降低企業投資成本，減少不必要的浪費。

在系統的配置優化方面，由于不同類型的自動化立體倉庫運行特性不同， 在模型建立時考慮的因素也不同，但是降本增效一直是企業進行系統設計的目標。 機器人緊湊型存儲和檢索系統由于出現較晚，國內的第一個該系統也于2020年 才正式投入使用，相關研究者針對該系統的配置問題研究均基于軟件仿真，或者 單純追求高效率，并未考慮系統成本問題。

發明內容

為了克服以上技術問題，本發明的目的在于提供一種機器人緊湊型存儲和 檢索系統的配置方法，該方法同時考慮了系統效率和成本，提供不同配置的系 統構建方案。企業可根據自身需求選擇配置方案，避免其因為前期倉庫設計問 題在后期頻繁改動產生的浪費，降低了企業實施新型機器人緊湊型存儲和檢索 系統的風險，具有較強實際應用價值。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種機器人緊湊型存儲和檢索系統的配置方法，包括以下步驟；

1)根據機器人緊湊型存儲、檢索系統的作業流程和共享存儲策略下機器人 的運行規則，確定配置優化的目標及問題變量，建立系統的配置優化模型；

2)使用多目標問題求解算法對步驟1)建立的模型進行優化求解，分別得到 以平均行程時間排序和以成本排序的最優解集。

所述步驟1)中機器人緊湊型存儲、檢索系統的作業流程分為出庫、揀選、 入庫三個環節；

根據系統的三階段作業流程可知，系統中機器人服從雙指令周期作業，即一 個任務周期內，機器人既在出庫環節執行一個取貨任務，又在入庫環節執行一個 存貨任務；因此，配置優化模型的一個目標是使得作業行程時間最短，將機器人 執行雙命令周期任務進行拆解，分別建立每一過程中的機器人行程時間模型：

(1)訂單到達后，若所有機器人都正忙，則需在訂單隊列中等待，否則將 訂單分配給任意空閑的機器人(訂單與機器人的分配是隨機的)，訂單等待時間 記為T_w；

(2)機器人接到指令，從駐留點(x_d，y_d)行駛至待揀選料箱所在地(x_r，y_r)， 此段時間記為T₁：

(3)假設目標料箱與工作站位置不重合，采用近似計算思想，機器人從駐 留點行駛至目標料箱所在位置(x_r，y_r)，可知最短距離為0，最長距離根據所處位 置不同，分為四種情況，具體分析如下：

①當目標料箱位于區域A中，即時，機器人最遠行駛 距離計算如下：