一种小件多对多上料与空箱回收控制系统的制作方法

本发明涉及仓库物流领域，具体的说是涉及一种小件多对多上料与空箱回收控制系统。

背景技术：

在物流配送上线场景中，小件上线与空箱回收一直是物流上线循环体系中的难题，尤其在汽车及汽车零部件制造企业内，由于上线品种较多，上线点位较多，上线频次较多，导致人工上线耗人耗时，为提高物流效率，降低物流成本，很多企业开始引进设备替代人工进行上线操作，但目前市场上常见的小件一对一和小件双层多对多送返双功能车由于效率要求高却并不能在相对复杂的应用场景中很好的完成任务，导致在相对复杂的场景中，自动化设备还需要人工进行辅助操作，更有甚者，自动化设备效率竟不如熟练的物流工人。

现今成熟的自动化小件配送控制系统无外乎包括以下两种种：

AGV系统进行调度：AGV系统一对一调度通常在小件一对一送货、取货的场景中应用，但是现场设备对接环境并非是统一理想的，这就要求AGV硬件设备针对不同的应用场景单独进行改造和开发，以满足不同的对接环境，即使在AGV上设计通用料道，也不能满足日益增长的订单出货需求，如果单靠增加设备数量一方面增加场地使用面积降低坪效，另一方面考虑到送货和回收空箱双功能，AGV调度系统逻辑复杂度也是几何倍的增加，多方面的限制，使得这种方式不具有通用性。

WCS系统进行调度控制：WCS系统多对多双层送料与回收双功能的应用，这种方式通常是WCS系统分别与AGV系统和料架PLC系统对接，WCS需要对两台设备的状态实时衔接，对两种设备多台车的状态实时监控，送货和回箱任务实时管理控制，这种方式一方面是通过无线AP进行信号传输，遇到货架较多区域或信号死角时不够稳定，另一方面料车双功能在作业繁忙时使用效率并不高。

本发明通过设计两个逻辑上相互对立的小件多对多上料控制系统和小件多对多空箱回收控制系统，降低了任务的耦合度；逻辑信号的传输直接从设备层面只进行一次对接，提高了效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有仓库物流系统不能在复杂环境下高效率工作的问题，提供一种能在复杂环境下高效工作的小件多对多上料与空箱回收控制系统。

本发明通过如下技术方案实现：一种小件多对多上料与空箱回收控制系统，其特征在于该控制系统包含两个逻辑上相互对立的小件多对多上料控制系统和小件多对多空箱回收控制系统，其中：

小件多对多上料控制系统包括以下控制步骤：

(1)上位业务系统发送补料任务给协调控制系统(CCS)；

(2)协调控制系统(CCS)接收到上位业务系统发出的补料任务，然后对已收到的任务进行排序，再将补料任务与自引导运输车(AGV)进行任务分配绑定，等待被绑定的自引导运输车(AGV)执行完前面的上料任务时，调度该自引导运输车(AGV)驮着料架行驶至待上料物料所在的上料区进行上料；

(3)自引导运输车(AGV)驮着料架行驶至待上料物料所在的上料区进行上料，自引导运输车(AGV)将自己的位置发送给协调控制系统(CCS)；

(4)协调控制系统(CCS)将自引导运输车(AGV)发来的位置信息发送给上位业务系统；

(5)上位业务系统收到协调控制系统(CCS)发来的位置信息，确认无误后，开始上料工作；上料完成后，上位业务系统将上料内容和上料完成信息发送给协调控制系统(CCS)；

(6)协调控制系统(CCS)接收到上位业务系统发送的上料内容和上料完成信息，协调控制系统(CCS)发送补料指令给完成上料的自引导运输车(AGV)；

(7)自引导运输车(AGV)行驶至补料指令规定的线边，自引导运输车(AGV)向料架控制系统发送位置补料信息；

(8)料架控制系统接收到自引导运输车(AGV)发来的位置补料信息，料架控制系统控制料架向指定位置进行补料工作，在当前位置补料完成后，料架控制系统向自引导运输车(AGV)发送补料结果；

(9)自引导运输车(AGV)收到料架控制系统发来的补料结果，然后检查其是否还有其他补料任务，如有其他补料任务，则执行步骤(7)，若没有其他补料任务，则向协调控制系统(CCS)发送完成全部上料信息；

(10)协调控制系统(CCS)接收到自引导运输车(AGV)发来的完成全部上料信息，将信息转发给上位业务系统；

(11)上位业务系统接收到协调控制系统(CCS)发来的上料完成信息，更新库存数据，结束本次补料任务；

小件多对多空箱回收控制系统包括以下控制步骤：

(a)线边回收列最后一个空箱接触传感器，触发回收信号，线边控制系统向协调控制系统(CCS)发送空箱回收指令；

(b)协调控制系统(CCS)收到线边控制系统的空箱回收指令，协调控制系统(CCS)通过计算获得空闲的最优路径的自引导运输车(AGV)；

(c)协调控制系统(CCS)将货位信息与自引导运输车(AGV)进行绑定，并向被绑定的自引导运输车(AGV)发送空箱回收任务；

(d)被绑定的自引导运输车(AGV)接收到协调控制系统(CCS)发出的空箱回收任务，自引导运输车(AGV)驮着空箱回收装置到达指定的线边，自引导运输车(AGV)向空箱回收装置发送回收空箱指令；

(e)空箱回收装置收到自引导运输车(AGV)的回收空箱指令，与线边进行二次精确对接，然后开始空箱回收作业，完成空箱回收作业后空箱回收装置向自引导运输车(AGV)发送完成信息；

(f)自引导运输车(AGV)将空箱回收作业完成信息转发给协调控制系统(CCS)；

(g)协调控制系统(CCS)接收到空箱回收作业完成信息后，判断是否要给该自引导运输车(AGV)分配新的空箱回收任务，若要分配新的空箱回收任务，则执行步骤(c)，若没有新分配的空箱回收任务，则执行步骤(h)；

(h)协调控制系统(CCS)向自引导运输车(AGV)发送卸料指令；

(i)自引导运输车(AGV)收到卸料指令后，移动到指定卸料区进行卸料工作，卸料完成后，向协调控制系统(CCS)发送卸货完成信息，完成本次回收空箱作业。

所述的小件多对多上料控制系统的第(2)控制步骤，采用多路归并算法将已收到的任务进行排序，采用贪心算法对补料任务与自引导运输车(AGV)进行任务分配绑定。

所述的小件多对多空箱回收控制系统的第(b)控制步骤，协调控制系统(CCS)使用蚂蚁算法计算获得空闲的最优路径的自引导运输车(AGV)。

所述的小件多对多上料控制系统中的料架控制系统通过PLC实现。

所述的小件多对多空箱回收控制系统的第(i)控制步骤，自引导运输车(AGV)收到卸料指令后,将卸料指令发送给空箱回收装置，由空箱回收装置执行卸料工作，空箱回收装置完成卸料工作后，将卸料完成信息发送给自引导运输车(AGV)，自引导运输车(AGV)将完成信息发送给协调控制系统(CCS)。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明系统功能性更强，时效高且无逻辑信号的传输直接从设备层面进行对接。

2、本发明由于送料多对多和回收空箱多对多，这两种业务分开处理，耦合性低等特点，整体效率得到大幅提升。

附图说明

图1是本发明一种小件多对多上料与空箱回收控制系统的小件多对多上料控制系统的流程示意图。

图2是本发明一种小件多对多上料与空箱回收控制系统的小件多对多空箱回收控制系统的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图一种小件多对多上料与空箱回收控制系统的技术方案做进一步的描述。

实施例1

如图1、图2所示，一种小件多对多上料与空箱回收控制系统，其特征在于该控制系统包含两个逻辑上相互对立的小件多对多上料控制系统和小件多对多空箱回收控制系统，其中：

小件多对多上料控制系统包括以下控制步骤：

(1)上位业务系统发送补料任务给协调控制系统(CCS)；

(2)协调控制系统(CCS)接收到上位业务系统发出的补料任务，然后对已收到的任务进行排序，再将补料任务与自引导运输车(AGV)进行任务分配绑定，等待被绑定的自引导运输车(AGV)执行完前面的上料任务时，调度该自引导运输车(AGV)驮着料架行驶至待上料物料所在的上料区进行上料；

(3)自引导运输车(AGV)驮着料架行驶至待上料物料所在的上料区进行上料，自引导运输车(AGV)将自己的位置发送给协调控制系统(CCS)；

(4)协调控制系统(CCS)将自引导运输车(AGV)发来的位置信息发送给上位业务系统；

(5)上位业务系统收到协调控制系统(CCS)发来的位置信息，确认无误后，开始上料工作；上料完成后，上位业务系统将上料内容和上料完成信息发送给协调控制系统(CCS)；

(6)协调控制系统(CCS)接收到上位业务系统发送的上料内容和上料完成信息，协调控制系统(CCS)发送补料指令给完成上料的自引导运输车(AGV)；

(7)自引导运输车(AGV)行驶至补料指令规定的线边，自引导运输车(AGV)向料架控制系统发送位置补料信息；

(8)料架控制系统接收到自引导运输车(AGV)发来的位置补料信息，料架控制系统控制料架向指定位置进行补料工作，在当前位置补料完成后，料架控制系统向自引导运输车(AGV)发送补料结果；

(9)自引导运输车(AGV)收到料架控制系统发来的补料结果，然后检查其是否还有其他补料任务，如有其他补料任务，则执行步骤(7)，若没有其他补料任务，则向协调控制系统(CCS)发送完成全部上料信息；

(10)协调控制系统(CCS)接收到自引导运输车(AGV)发来的完成全部上料信息，将信息转发给上位业务系统；

(11)上位业务系统接收到协调控制系统(CCS)发来的上料完成信息，更新库存数据，结束本次补料任务；

小件多对多空箱回收控制系统包括以下控制步骤：

(a)线边回收列最后一个空箱接触传感器，触发回收信号，线边控制系统向协调控制系统(CCS)发送空箱回收指令；

(b)协调控制系统(CCS)收到线边控制系统的空箱回收指令，协调控制系统(CCS)通过计算获得空闲的最优路径的自引导运输车(AGV)；

(c)协调控制系统(CCS)将货位信息与自引导运输车(AGV)进行绑定，并向被绑定的自引导运输车(AGV)发送空箱回收任务；

(d)被绑定的自引导运输车(AGV)接收到协调控制系统(CCS)发出的空箱回收任务，自引导运输车(AGV)驮着空箱回收装置到达指定的线边，自引导运输车(AGV)向空箱回收装置发送回收空箱指令；

(e)空箱回收装置收到自引导运输车(AGV)的回收空箱指令，与线边进行二次精确对接，然后开始空箱回收作业，完成空箱回收作业后空箱回收装置向自引导运输车(AGV)发送完成信息；

(f)自引导运输车(AGV)将空箱回收作业完成信息转发给协调控制系统(CCS)；

(g)协调控制系统(CCS)接收到空箱回收作业完成信息后，判断是否要给该自引导运输车(AGV)分配新的空箱回收任务，若要分配新的空箱回收任务，则执行步骤(c)，若没有新分配的空箱回收任务，则执行步骤(h)；

(h)协调控制系统(CCS)向自引导运输车(AGV)发送卸料指令；

(i)自引导运输车(AGV)收到卸料指令后，移动到指定卸料区进行卸料工作，卸料完成后，向协调控制系统(CCS)发送卸货完成信息，完成本次回收空箱作业。

所述的小件多对多上料控制系统的第(2)控制步骤，采用多路归并算法将已收到的任务进行排序，采用贪心算法对补料任务与自引导运输车(AGV)进行任务分配绑定。

所述的小件多对多空箱回收控制系统的第(b)控制步骤，协调控制系统(CCS)使用蚂蚁算法计算获得空闲的最优路径的自引导运输车(AGV)。

所述的小件多对多上料控制系统中的料架控制系统通过PLC实现。

在具体运行过程中，当上位业务系统需要执行补料任务时，则：

(1)小件多对多上料控制系统开始执行，上位业务系统发送补料任务给协调控制系统(CCS)；

(2)协调控制系统(CCS)接收到上位业务系统发出的补料任务，然后采用多路归并算法将已收到的任务进行排序，采用贪心算法对补料任务与自引导运输车(AGV)进行任务分配绑定，等待被绑定的自引导运输车(AGV)执行完前面的上料任务时，调度该自引导运输车(AGV)驮着料架行驶至待上料物料所在的上料区进行上料；

(3)自引导运输车(AGV)驮着料架行驶至待上料物料所在的上料区进行上料，自引导运输车(AGV)将自己的位置发送给协调控制系统(CCS)；

(4)协调控制系统(CCS)将自引导运输车(AGV)发来的位置信息发送给上位业务系统；

(5)上位业务系统收到协调控制系统(CCS)发来的位置信息，确认无误后，开始上料工作；上料完成后，上位业务系统将上料内容和上料完成信息发送给协调控制系统(CCS)；

(6)协调控制系统(CCS)接收到上位业务系统发送的上料内容和上料完成信息，协调控制系统(CCS)发送补料指令给完成上料的自引导运输车(AGV)；

(7)自引导运输车(AGV)行驶至补料指令规定的线边，自引导运输车(AGV)向料架PLC控制系统发送位置补料信息；

(8)料架PLC控制系统接收到自引导运输车(AGV)发来的位置补料信息，料架PLC控制系统控制料架向指定位置进行补料工作，在当前位置补料完成后，料架PLC控制系统向自引导运输车(AGV)发送补料结果；

(9)自引导运输车(AGV)收到料架PLC控制系统发来的补料结果，然后检查其是否还有其他补料任务，如有其他补料任务，则执行步骤(7)，若没有其他补料任务，则向协调控制系统(CCS)发送完成全部上料信息；

(10)协调控制系统(CCS)接收到自引导运输车(AGV)发来的完成全部上料信息，将信息转发给上位业务系统；

(11)上位业务系统接收到协调控制系统(CCS)发来的上料完成信息，更新库存数据，结束本次补料任务；

当线边需要空箱回收时，则：

(a)小件多对多空箱回收控制系统开始执行，线边回收列最后一个空箱接触传感器，触发空箱回收信号，线边控制系统向协调控制系统(CCS)发送空箱回收指令；

(b)协调控制系统(CCS)收到线边控制系统的空箱回收指令，协调控制系统(CCS)通过计算获得空闲的最优路径的自引导运输车(AGV)；

(c)协调控制系统(CCS)将货位信息与自引导运输车(AGV)进行绑定，并向被绑定的自引导运输车(AGV)发送空箱回收任务；

(d)被绑定的自引导运输车(AGV)接收到协调控制系统(CCS)发出的空箱回收任务，自引导运输车(AGV)驮着空箱回收装置到达指定的线边，自引导运输车(AGV)向空箱回收装置发送回收空箱指令；

(e)空箱回收装置收到自引导运输车(AGV)的回收空箱指令，与线边进行二次精确对接，然后开始空箱回收作业，完成空箱回收作业后空箱回收装置向自引导运输车(AGV)发送完成信息；

(f)自引导运输车(AGV)将空箱回收作业完成信息转发给协调控制系统(CCS)；

(g)协调控制系统(CCS)接收到空箱回收作业完成信息后，判断是否要给该自引导运输车(AGV)分配新的空箱回收任务，若要分配新的空箱回收任务，则执行步骤(c)，若没有新分配的空箱回收任务，则执行步骤(h)；

(h)协调控制系统(CCS)向自引导运输车(AGV)发送卸料指令；

(i)自引导运输车(AGV)收到卸料指令后，移动到指定卸料区进行卸料工作，卸料完成后，向协调控制系统(CCS)发送卸货完成信息，完成本次回收空箱作业。

上面结合附图和具体实施方式对本发明一种小件多对多上料与空箱回收控制系统进行了详细说明，但是本发明并不限于上面描述的内容，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本发明构思做出的各种变化，仍落在本发明的保护范围内。