用于商品仓储布局的方法、装置、电子设备和存储介质与流程

本发明涉及仓储物流领域，具体涉及用于商品仓储布局的方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

现代仓库中，货架或者货位上的商品经过人工、输送线或者搬运机器人和设备(如自动引导车AGV(automated guided vehicle)、穿梭车和堆垛机等)搬运到拣选工位，在拣选工位处通过人工或者拣选机器人拣选完成订单。考虑到如今仓库每日订单量越来越大，可以通过优化的商品布局来减少出库搬运次数和出库搬运距离来提高订单处理效率。假设一个订单中要求N种商品，如果这些商品在仓库中被放在不同的托盘或者周转箱中，则完成这个订单可能需要进行N次搬运。并且如果相互之间距离较远，则搬运的距离和时间也会很长，订单处理效率低。如果我们调整商品布局，让这些商品放在一处或者相距较近的几处，则搬运次数和距离少很多。

现在的商品布局方法包括随机存储和分区分类存放等。

随机存储：顾名思义，商品在仓库中的存放位置是随机的，好处在于可以避免热门商品集中存放造成仓库特定区域任务量大、拥堵。但是没有考虑订单和仓库布局等信息，因而缺乏针对性。

分区或分类存储：即根据商品种类进行分区域存放，一类商品放在同一区域。这便于管理，如果订单中的多种商品属于同一类别则出库搬运成本低，但是同样会造成热门商品处，即仓库局部工作量大。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：已有的商品布局方法很少利用订单信息和仓库布局信息，因而针对性差，可能出库频率高的商品被放在离拣选工位距离很远的位置。并且可能会造成局部区域工作量大，AGV搬运机器人拥堵，出库效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，根据本发明的第一方面，提供一种用于商品仓储布局的方法，包括：确定每个托盘上码放的商品和数量，所述托盘包括单一商品单独码放的托盘和多种商品混合码放的托盘；计算每个托盘的出库率；以及根据托盘的出库率来确定每个托盘的储位。

在一个实施例中，所述方法可以包括：针对单一商品单独码放的托盘，根据每种商品的库存要求总量和标准码盘量，确定需要的托盘数K，其中所述标准码盘量是托盘上能单独码放该商品的数量，K＝商品的库存要求总量/标准码盘量；以及针对K＞1的每种商品，单独码放的托盘数量X＝ceil(p*M)，其中ceil()是向上取整函数，M是K的整数部分，p取值在(0，1]的范围内。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：针对多种商品混合码放的托盘，计算商品相关度矩阵Q，其中元素Q(i，j)表示商品i和j的相关度，Q(i，j)＝预定时间段内商品i和商品j出现在同一集合单或同一订单中的数量/所述时间段内集合单或订单总数；以及在托盘上，从还有剩余量待码放的商品中选择相互之间相关度较高的商品进行码放，直到所有商品的剩余量都被码放，其中多种商品混合码放的托盘上的商品种类数量不超过S，S＞1。

在一个实施例中，其中，选择相互之间相关度较高的商品进行码放可以包括：选择一种商品，之后根据相关度矩阵Q选择一种跟它最相关的第二种商品，之后选择和这两种商品相关度之和最高的商品，以此类推，其中每种商品在一个托盘上的数量不超过其标准码盘量的r倍，r取值在[1/3，2/3]的范围内。

在一个实施例中，计算每个托盘的出库率可以包括：计算所述托盘上的每种商品的出库率C＝预定时间段内该商品的出库任务数量/所述时间段内总出库任务数量；根据每种商品的出库率C，计算所述托盘的出库率T。

在一个实施例中，计算托盘的出库率T可以包括：针对单一商品单独码放的托盘，托盘i的出库率Ti＝C*(1-q*i)，其中i＝1，2，…，X，其中q是常数，X是所述商品单独码放的托盘的数量；以及针对多种商品混合码放的托盘，该托盘的出库率T为其上所有商品的出库率的平均值。

在一个实施例中，确定每个托盘的储位可以包括：按照托盘的出库率大小将托盘分组；将出库率高的托盘组安排在离拣选工位更近的储位区域。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种用于商品仓储布局的装置，包括托盘确定单元、出库率计算单元和储位确定单元。托盘确定单元被配置为确定每个托盘上码放的商品和数量，所述托盘包括单一商品单独码放的托盘和多种商品混合码放的托盘。出库率计算单元被配置为计算每个托盘的出库率。储位确定单元被配置为根据托盘的出库率来确定每个托盘的储位。

在一个实施例中，所述托盘确定单元还可以被配置为：单一商品单独码放的托盘，根据每种商品的库存要求总量和标准码盘量，确定需要的托盘数K，其中所述标准码盘量是托盘上能单独码放该商品的数量，K＝商品的库存要求总量/标准码盘量；针对K＞1的每种商品，单独码放的托盘数量X＝ceil(p*M)，其中ceil()是向上取整函数，M是K的整数部分，p取值在(0，1]的范围内。

在一个实施例中，所述托盘确定单元还可以被配置为：计算商品相关度矩阵Q，其中元素Q(i，j)表示商品i和j的相关度，Q(i，j)＝在预定时间段内商品i和商品j出现在同一集合单或同一订单中的数量/所述时间段内集合单或订单总数；以及在托盘上，从还有剩余量待码放的商品中选择相互之间相关度较高的商品进行码放，直到所有商品的剩余量都被码放，其中多种商品混合码放的托盘上的商品种类数量不超过S，S＞1。

在一个实施例中，所述托盘确定单元还可以被配置为：选择一种商品，之后根据相关度矩阵Q选择一种跟它最相关的第二种商品，之后选择和这两种商品相关度之和最高的商品，以此类推，其中每种商品在一个托盘上的数量不超过其标准码盘量的r倍，r取值在[1/3，2/3]的范围内。

在一个实施例中，所述出库率计算单元还可以被配置为：计算所述托盘上的每种商品的出库率C＝预定时间段内该商品的出库任务数量/所述时间段内总出库任务数量；根据每种商品的出库率，计算所述托盘的出库率T。

在一个实施例中，所述出库率计算单元还可以被配置为：针对单一商品单独码放的托盘，托盘i的出库率Ti＝C*(1-q*i)，其中i＝1，2，…，X，其中q是常数，X是所述商品单独码放的托盘的数量；以及针对多种商品混合码放的托盘，该托盘的出库率T为其上所有商品的出库率的平均值。

在一个实施例中，所述储位确定单元可以被配置为：按照托盘的出库率大小将托盘分组；将出库率高的托盘组安排在离拣选工作更近的储位区域。

根据本发明的第三方面，还提供一种电子设备。所述电子设备包括：存储器，被配置为存储可执行指令；以及处理器，被配置为执行存储器中存储的可执行指令，以执行上述第一方面的方法。

根据本发明的第四方面，还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于被计算机执行，使得所述计算机执行上述第一方面的方法。

根据本发明实施例，因为将托盘分为单一商品单独码放的托盘和相关商品混合码放的托盘，并利用托盘的出库率来安排托盘的位置，能够使得对于一定量的订单，AGV搬运机器人的搬运次数尽可能少，搬运距离尽可能短，从而尽可能提高了订单处理效率。

附图说明

根据结合示例性附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其他细节、方面和优点将变得显而易见，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的基于AGV的自动化仓库的商品布局；

图2示出了根据本发明实施例的用于商品仓储布局的方法的流程图；

图3示出了根据本发明实施例的确定单独码放的托盘上的商品和数量的方法的流程图；

图4示出了根据本发明实施例的确定混合码放的托盘上的商品和数量的方法的流程图；

图5示出了根据本发明实施例的计算每个托盘的出库率的方法的流程图

图6示出了根据本发明实施例的仓库存储区的分区的示意图；

图7示出了根据本发明实施例的用于商品仓储布局的装置的示意框图；以及

图8示出了根据本发明实施例的电子设备的示意框图。

具体实施方式

以下对本发明的示例性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以有助于理解，应当将它们认为仅仅是示例性的。因此，本领域的技术人员应当认识到，可对本文描述的实施例做出各种修改和改变，而不脱离本发明的范围和精神。

我们考虑针对于下面描述的如图1所示商品布局100。图1示出了一种基于AGV的自动化仓库的商品布局100。其中，框110表示商品存储区，其中每一格表示一个储位，每一个储位上可以放一个托盘，托盘上可以放置一种或多种商品；框120表示AGV搬运机器人，每一个机器人可以搬运一个托盘到框130表示的拣选工位处由人工(也就是货到人模式)或者拣选机器人(全自动化)进行拣选。

通过针对性设计的商品布局方法存放货品，来尽可能减少AGV搬运机器人的搬运次数和距离。

根据本发明的实施例，所提供的用于商品仓储布局的方法可以包括：确定托盘上码放的商品种类和数量，其主要目标为减少搬运次数；确定托盘在仓库中的存放储位，其主要目标为减少搬运距离。

图2示出了根据本发明实施例的用于商品仓储布局的方法200的流程图。具体地，方法200包括：步骤201，确定每个托盘上码放的商品和数量，所述托盘包括单一商品码放的托盘和多种商品混合码放的托盘；在步骤202，计算每个托盘的出库率；以及步骤203，根据托盘的出库率来确定每个托盘的储位。

以下详细描述步骤201中确定托盘上码放的商品种类和数量的细节。其中，假设：

1.已知每一种商品在仓库中的要求存储总量；

2.已知每一种商品在托盘上的标准码盘量，即托盘上能单独码放该种商品的数量。

根据本发明的实施例，所述方法200考虑存在托盘上单一商品单独码放和多种商品混合码放的情况。

单独码放的优点在于，可以更好满足对于出库量较大的要求。比如一个出库任务要求一种商品出库100件，如果一个托盘上单独码放该种商品能放120件，则一次搬运即可完成该出库任务。如果是混合码放，一个托盘上可能只能放60件该种商品，则可能要搬运两个托盘才能完成该任务。

混合码放的优点在于，能更好的考虑商品间的相关性。比如有两条出库任务，第一条要求商品1出库10件，第二条要求商品2出库5件。如果有一个托盘混合码放两种商品，则一次搬运可以完成两个出库任务。

具体地，首先设定一个托盘上最多码放的商品种类数量S。如果S＝1则表示只考虑单独码放的情况，S＞1表示既考虑单独码放也考虑混合码放。S不宜过大，因为如果一个托盘上商品种类很多，则一种商品存放的数量可能较小，可能不能满足一次出库的要求，同时可能会产生蜂窝库存，增加管理成本等。

图3示出了根据本发明实施例的确定单独码放的托盘上的商品和数量的方法300的流程图。

在步骤301，根据每种商品的库存要求总量和标准码盘量，计算需要的托盘数K，即K＝商品的库存要求总量/标准码盘量；

在步骤302，记K的整数部分为M，对于K＞的每种商品，单独码放X＝ceil(p*M)盘，其中ceil()为向上取整函数，参数p取值在(0，1]，比如p＝0.7。

可以看出，某一个商品的一部分可以按照单独码放的方式码放在托盘上，从而适合大批量出库。另一部分可以按照混合码放的方式码放在托盘上，与其他相关性较高的商品混合码放，当相关商品需要同时出库时，可以减少托盘搬运次数

图4示出了根据本发明实施例的确定混合码放的托盘上的商品和数量的方法400的流程图。

在步骤401，首先计算商品相关度矩阵Q，其中元素Q(i，j)表示商品i和商品j的相关度，Q(i，j)＝在预定时间段内商品i和商品j出现在同一集合单或订单中的集合单(或订单)数量/所述时间段内集合单(或订单)总数。其中，集合单可以是一段时间内和/或一定区域内和/或特定类别商品的订单集合。

在步骤402，在托盘上，从还有剩余量待码放的商品中选择S种相互之间相关度较高的商品进行码放，直到所有商品的剩余量都被码放。可选地，可以先选择一种商品，之后根据相关度矩阵选择一种跟它最相关的第二种商品，之后在选择和这两种商品相关度之和最高的商品，以此类推。可选地，可以限制每种商品在混合托盘上的数量不超过其标准码盘量的r倍，例如，r取值在[1/3，2/3]的范围内，例如0.5。从而保证在混合托盘上码放足够种类的多种相关商品。

需要注意的是，步骤401可以在任何时候执行，只要在步骤402之前已经计算出商品相关度矩阵。例如，步骤401可以在预先计算好而存储在存储器中。

以下将详细描述计算托盘的出库率和确定托盘的储位。为了减少托盘的搬运距离，出库率高的商品可以尽量安排离拣选工位近的储位。

图5示出了根据本发明实施例的计算每个托盘的出库率的方法500的流程图。

在步骤501，计算托盘上的每种商品的出库率C，其中，C＝预定时间段内该商品的出库任务数量/所述时间段内总出库任务数量。其中，出库任务可以对应于预定时间段内(比如一个月)的集合单(或订单)数量或者对应于要出库的商品数量。备选地，出库任务还可以经由对集合单(或订单)的处理而产生，例如，将一段时间内产生的集合单(或订单)合并成出库任务。

在步骤502，根据每种商品的出库率C，计算每个托盘的出库率T。

a)托盘上只有一种商品，即该商品单独码放时，记该种商品单独码放的托盘为托盘1、托盘2、...、托盘i、...、托盘X。则托盘i的出库率T＝C*(1-q*i)，其中参数q为一个常数(如q＝0.05)。即一种商品的X个单独码放的托盘出库率递减，其目的是避免下面安排储位时靠近拣选工位的储位都被分配给少数的出库率高的商品。

b)对于托盘上混合码放的情况，该托盘的出库率T为其上所有商品的出库率的平均值。

图6示出了根据本发明实施例的仓库存储区的分区的示意图。对仓库存储区进行分区，分为P个区域，即将存储区的所有储位根据距离最近拣选工位的距离进行分类，使得每一类中的储位数量尽量相近。例如，如果要求每个分区中的储位数量不多于H且不少于L，则分区数量P满足：存储区储位总数/H＜＝P＜＝存储区储位总数/L。

如图6所示，假设我们将整个仓储区域600分为3个区域，四周都有拣选工位，则区域610中的储位离拣选工位最近，区域620其次，区域630最远。

根据托盘的出库率由大到小，同样对托盘进行分组，每组中的托盘在对应的储位区域。例如，出库率高的托盘组安排离拣选工位近的储位区域，比如出库率最高的一组放在图6所示的区域610，出库率第二最高的一组放在图6所示的区域620。然后，可以在相应的存储区域中随机选择托盘的储位。

根据上述本发明的实施例，可以有效减少出库搬运次数，减少出库和回库的搬运距离，提高订单的处理效率。

图7示出了根据本发明实施例的用于商品仓储布局的装置700的示意框图。装置700可以包括托盘确定单元701、出库率计算单元702和储位确定单元703。托盘确定单元701可以被配置为确定每个托盘上码放的商品和数量，所述托盘包括单一商品单独码放的托盘和多种商品混合码放的托盘。出库率计算单元702可以被配置为计算每个托盘的出库率。储位确定单元703可以被配置为根据托盘的出库率来确定每个托盘的储位。

在一个实施例中，托盘确定单元701还可以被配置为：针对单一商品单独码放的托盘，根据每种商品的库存要求总量和标准码盘量，确定需要的托盘数K，其中所述标准码盘量是托盘上能单独码放该商品的数量，K＝商品的库存要求总量/标准码盘量；针对K＞1的每种商品，单独码放的托盘数量X＝ceil(p*M)，其中ceil()是向上取整函数，M是K的整数部分，p取值在(0，1]的范围内，例如p＝0.7。

在一个实施例中，托盘确定单元701还被配置为计算商品相关度矩阵Q，其中元素Q(i，j)表示商品i和j的相关度，Q(i，j)＝预定时间段内商品i和商品j出现在同一集合单或同一订单中的数量/所述时间段内集合单或订单总数；以及在托盘上，从还有剩余量待码放的商品中选择相互之间相关度较高的商品进行码放，直到所有商品的剩余量都被码放，其中多种商品混合码放的托盘上的商品种类数量不超过S，S＞1。

在一个实施例中，托盘确定单元701还可以被配置为：选择一种商品，之后根据相关度矩阵Q选择一种跟它最相关的第二种商品，之后选择和这两种商品相关度之和最高的商品，以此类推，其中每种商品在一个托盘上的数量不超过其标准码盘量的r倍，r取值在[1/3，2/3]的范围内。

在一个实施例中，出库率计算单元702还可以被配置为：计算托盘上的每种商品的出库率C；以及根据每种商品的出库率，计算托盘的出库率T。

在一个实施例中，出库率计算单元702还可以被配置为：针对单一商品单独码放的托盘，托盘i的出库率T_i＝C*(1-q*i)，其中i＝1，2，...，X，其中q是一个常数，X是所述商品的单独码放的托盘的数量；以及针对多种商品混合码放的托盘，该托盘的出库率T为其上所有商品的出库率的平均值。

在一个实施例中，储位确定单元703可以被配置为：按照托盘的出库率大小将托盘分组；将出库率高的托盘组安排在离拣选工作更近的储位区域。

图8是示出根据本发明实施例的电子设备800的框图。电子设备800包括处理器806(例如，微处理器(μ例)、数字信号处理器(DSP)等)。处理器806可以是用于执行本文描述的流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。电子设备800还可以包括用于从其他实体接收信号的输入单元802、以及用于向其他实体提供信号的输出单元804。输入单元802和输出单元804可以被布置为单一实体或者是分离的实体。

此外，电子设备800可以包括具有非易失性或易失性存储器形式的至少一个可读存储介质808，例如是电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、和/或硬盘驱动器。可读存储介质808包括计算机程序810，该计算机程序810包括代码/计算机可读指令，其在由电子设备800中的处理器806执行时使得电子设备800可以执行例如上面结合图1至7所描述的流程及其任何变形。

计算机程序810可被配置为具有例如计算机程序模块810A～810E(仅作为示例，可以更多或更少)架构的计算机程序代码。因此，装置1000的计算机程序中的代码包括：模块810A，用于...。计算机程序中的代码还包括：模块810B，用于...。计算机程序中的代码还包括：模块810C，用于...，诸如此类。

尽管上面结合图8所公开的实施例中的代码手段被实现为计算机程序模块，其在处理器806中执行时使得电子设备800执行上面结合图1至7所描述的动作，然而在备选实施例中，该代码手段中的至少一项可以至少被部分地实现为硬件电路。

以上的详细描述通过使用示意图、流程图和/或示例，已经阐述了检查方法和系统的众多实施例。在这种示意图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下，本领域技术人员应理解，这种示意图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种结构、硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中，本发明的实施例所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而，本领域技术人员应认识到，这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中，实现为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或多个程序)，实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，实现为固件，或者实质上实现为上述方式的任意组合，并且本领域技术人员根据本公开，将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。此外，本领域技术人员将认识到，本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发，并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何，本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于：可记录型介质，如软盘、硬盘驱动器、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型介质，如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。

根据本公开各种实施例的模块或程序模块可以包括上述元件中的至少一个元件，并且可以省略一些元件，或可以添加其他额外的元件。可以通过顺序、并行、迭代或启发方式来执行由模块、程序模块或其他元件执行的操作。另外，一些操作可以按另一种顺序来执行，或者可以省略一些操作，或者可以增加其他操作。

尽管参考本公开各实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解：在不脱离由所附权利要求及其等同物、而非详细的说明书和实施例所限定的本公开的精神和范围的前提下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。