用于订单履行的仓库的制作方法

用于订单履行的仓库
1.本发明涉及一种用于订单履行的仓库，其具有产品存储库和至少一个订单履行层级，其中布置了拣选站并且从该产品存储库向拣选站供应物品以便根据权利要求1所分配的订单拣选到订单负载载体中。
2.拣选站的拣选性能受到许多因素的限制，例如操作员效率、人机工程学、订单/sku概况、商业规则等。
3.另一方面，随着技术变得更加复杂，从存储货架向拣选站馈送的存储和取回系统(诸如多层穿梭机)不断地提高取回性能。
4.拣选站的性能正成为货到人操作的限制因素。普遍的措施是增加拣选站的数量。
5.增加拣选站的数量需要更多的楼层空间以及连接存储和取回系统与拣选站的输送机。结果，这些有时将不适合给定的空间。
6.通过添加更多的层级来垂直扩展是一种常见的措施，但是它需要额外的楼层或者导致夹层楼层的额外构造。这两者都是以垂直空间和投资为代价实现的。甚至在一些国家，如日本，由于消防法规，这种夹层楼层是不可能的。
7.de 101 36 354 b4描述了一种拣选方法和用于拣选的拣选系统，其具有容器存储装置以及相关联的存储和取回机器，用于从容器存储装置中移除容器并将它们放置在容器存储装置中的存储库中，以往返于订单履行层级的至少两个拣选工作站；并且具有用于将容器分配给各个工作站的分配系统。容器货架的所选容器经由为每个工作站单独操作的所选存储和取回机器的存储和取回机器移动到拣选工作站，并且在工作站处处理容器之后，容器经由所选的输送机轨道返回到容器货架。虽然这允许通过专用输送机将物品有效地供应到拣选站，但它是耗费空间的。
8.因此，仍然需要在仓库中优化使用空间，尤其是垂直空间。
9.该目的通过权利要求1所述的仓库来实现。
10.根据本发明，已经认识到，如果每个订单履行层级具有至少一个另外的虚拟订单履行层级，其中，拣选站布置在与至少一个订单履行层级不同的高度处，则可以更有效地使用给定的垂直空间。
11.换言之，不需要通过实现另外的订单履行“楼层”或夹层构造来改变建筑物构造。本发明背后的思想是：使用给定的订单履行层级(楼层)，并且通过在相同的楼层但在不同的高度上添加虚拟订单履行层级来修改它，这意味着不仅拣选站而且相应的连接输送机系统都被布置在不同的高度上。
12.根据一个实施例，如果这些拣选站被布置在与该至少一个订单履行层级不同的高度处，这可以通过以下来实现：垂直地升高这些拣选站(尤其是通过使用升高的平台)来创建(定义)该虚拟订单履行层级。
13.每个订单履行层级，无论是真实的还是虚拟的，都可以具有用于供应和排出物品和/或订单的专用输送机系统。这些输送机系统可以彼此对接。还有可能具有共享的输送机系统，其共享来自不同层级(即订单履行层级的高度)的共用输送机和界面。
14.因此，被布置在一个或多个虚拟订单履行层级中的这些拣选站可以通过被布置在
与该第一连接输送机系统的高度不同的高度处的至少一个第二连接输送机系统被连接到该产品存储库上，以便从该产品存储库供应物品。
15.在优选实施例中，连接输送机系统是布置在产品存储库和订单履行区域以及其中的拣选站之间的连接输送机系统。
16.这可以包括但不限于连接输送机在所谓的前区中的布置。还可以将所述连接输送机系统布置成连接到：一个输送机环路，该输送机环路将产品从存储库运输到订单履行区域；和/或任何另外的输送系统，而不管这些产品从哪里(始发)被输送并且被运输到哪里(派送)。
17.在更优选的实施例中，连接输送机系统是交叉通道输送机，该交叉通道输送机沿分割前区域(前区)的存储库的前部的长度运行。
18.可替代地或另外地，该连接输送机系统可以连接到：一个输送机回路，该输送机回路将货物从存储库运输到订单履行区域；和/或任何输送系统，而不管货物从哪里(始发)被输送和运输到哪里(派送)。
19.连接输送机系统通常包括主输送机和从该主输送机分支出来的界面输送机，该主输送机与拣选站连接/对接。
20.该第一连接输送机系统可以被布置在拣选站下方，该拣选站布置在虚拟订单履行层级中。
21.可替代地，布置在该至少一个订单履行层级和虚拟订单履行层级中的拣选站可以通过共用的垂直可移动的连接输送机系统连接到该产品存储库，用以从该产品存储库供应物品，例如，然后该连接输送机系统可以例如使用界面输送机在专用输送机部分之间进行对接。相应的垂直可移动的输送机部分可以例如是斜坡，该斜坡在该至少两个层级之间被降低和升高或相应地倾斜。
22.根据另一种可能性，布置在所述虚拟订单履行层级中的所述拣选站通过至少所述第二连接输送机系统连接到所述产品存储库，用于从所述产品存储库供应物品，所述第二连接输送机系统布置成与所述第一连接输送机系统水平偏移。
23.当连接输送机系统水平偏移时，第二连接输送机系统和/或第一连接输送机系统围绕另一个层级中的相应拣选站弯曲，使得它们仍可以直接连接到相应拣选站。
24.根据本发明，拣选站可以被分组，以便以水平交错的方式(例如在相应通道的纵向方向上)在每一个层级中包括拣选站。以这种方式，相应组的至少两个拣选站水平地布置成共享空域，例如通过使用另一个层级中的相应拣选站的输送机部分上方的空域使拣选站的输送机部分在一个层级中，使得垂直地以及水平地实现了空间的紧凑和有效使用。
25.可替代地(或另外地)，根据本发明，每个订单履行层级具有至少一个另外的虚拟订单履行层级，其中连接到拣选站的连接输送机系统被布置在与该至少一个订单履行层级不同的高度处。这也更有效地利用了垂直空间。
26.换言之，这些连接输送机系统被垂直地堆叠以有效地使用空间并且同时增加吞吐量和可扩展性。
27.根据本发明的另一个实施例，还可能的是，连接到不同履行层级的拣选站沿连接输送机系统的主输送机在纵向上水平地分布(例如，相对于存储库货架在交叉通道方向上交错)。以这种方式，不再实现在另一个层级中使用在相应拣选站的输送机部分上方的空
域，从而不能实现空间的紧凑和有效使用。然而，由于其增加了连接输送机(例如，交叉通道输送机)的数量，同时存储库通道和拣选站的数量保持不变，其具有显著增加通过连接输送机(例如，交叉通道输送机)的材料流容量的益处，从而通过增加存储库通道和拣选站的数量提供了更大的可扩展性，而不会导致连接输送机系统上的交通拥塞。拣选站通常但不限于以交替的方式连接到每个交叉通道输送机层级(下连接输送机和上连接输送机交替地连接到拣选站)。
28.利用这个构思，第一连接输送机系统和第二连接输送机系统都是水平的，并且第一拣选站或第二拣选站(交替地)设置有升高的平台，或者第一连接输送机系统和第二连接输送机系统中的任一个或两者可以包括倾斜的和/或下倾的界面输送机，并且一些或全部拣选站可以位于楼层层级上。在存在多于两个连接输送机系统和层级(垂直布置的层级中的交叉通道输送机)的情况下，可以使用水平的、倾斜的和下倾的界面输送机。
29.倾斜/下倾界面输送机(用于连接到主连接输送机)和升高平台的组合是可能的，并且当使用两个订单履行层级并且存在三个连接输送机系统层级时，这是特别有用的。
30.换句话说，可以具有连接输送机层级和订单履行层级数量的不同组合。通常，在连接输送机层级和订单履行层级之间存在1：1的对应关系。然而，也可以是2：1布置或3：1布置或3：2布置。在这样的布置中，拣选站可以被连接多个连接输送机层级。拣选站可以是手动拣选站、自动拣选站或全自动拣选站。如果它们是全自动的，则优选地(但不限于)，至少一个订单履行层级和/或虚拟订单履行层级中的拣选站是机器人站。
31.在自动化仓库中，在货架和拣选站之间的所谓的前区域或前区中，存在在存储货架和拣选站之间的区域，其中存在许多连接输送机系统，并且横跨通道输送机，使得形成不容易被人类操作员进入或接近的区域。如果机器人拣选站位于这些区域中，这些区域仍然是有益的。这些不需要由操作员进入或退出。因此，根据本发明，机器人拣选站位于连接交叉通道输送机的产品存储库侧，在其自身的虚拟订单履行层级中具有专用连接输送机系统。
32.机器人拣选站也可以位于连接交叉通道输送机的产品存储库侧。然后，它们在至少一个订单履行层级或虚拟订单履行层级上具有共享的连接输送机系统。这允许利用由于多个连接输送机系统将货物供应到拣选站中的人员站而存在于拣选站的传统区域中的不可接近区域。
33.换句话说，本发明的特征可以概括地在于，不仅利用了拣选站被布置在其中的订单履行层级中的水平可用空间，而且还通过建立包括其自己的拣选站和连接输送机的虚拟订单履行层级来利用这些站上方(或下方)的自由垂直空域。这样做无需安装完整的附加楼层或夹层层级。
34.本发明的进一步的特征和细节从以下附图的描述中显而易见，其中：
35.图1示出了具有两个拣选站的拣选区域的示意性透视图，供一般参考；
36.图2a示出了根据本发明的拣选站的示意性平面图；
37.图2b示出了根据图2a的另一个拣选站的示意性透视图；
38.图3a、图3b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图；
39.图4a、图4b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图；
40.图5a、图5b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图；
41.图6a、图6b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图；
42.图7a、图7b示出了根据本发明的另一个拣选站的上层级和下层级的示意性平面图；
43.图8a、图8b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图；
44.图9a、图9b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图；
45.图10示出了根据图8的订单履行区域的透视图；
46.图11a、图11b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图；
47.图12a、图12b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图；
48.图13a、图13b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图；并且
49.图14a、图14b示出了根据本发明的另一个拣选站的示意性平面图和侧视图。
50.在图1中，示出了具有两个拣选站2的拣选区域1的示意性透视图，该拣选站在订单履行层级a通过输送机4连接到货架3。每个拣选站2对应于货架3的通道5，其中架子6在通道5之间与通道5相邻，并且经由输送机4在其前端处连接到布置在每个架子6的覆盖区内的负载载体垂直输送机7(例如，电梯或升降机)。架子由未示出的asrs机器(例如穿梭机)维护，其将负载投放到垂直输送机7上。
51.输送机4c是交叉通道输送机形式的连接输送机系统，该交叉通道输送机在货架3的前部的长度上延伸跨过所有通道5，并且可能延伸到未示出的包装区域。
52.输送机4a、4b桥接货架3和拣选站2，连接到入站产品负载载体输送机8a、8b和入站订单负载载体输送机9a、9b以及公共取走排出输送机10。负载载体本身例如可以是标准容器或托盘。
53.入站产品负载载体输送机8具有：第一输送部分8a，其沿(纵向或向下)通道方向的延伸通向该站；和第二输送部分8b，其与第一输送部分8a成90度定向，形成该站内的实际输送系统，以便向操作员11呈现具有要拣选的产品的负载载体。
54.入站订单负载载体输送机9具有：第一入站输送部分9a，其沿(纵向或向下)通道方向的延伸通向该站；和第二输送部分9b，其与第一入站输送部分9a平行布置，通过直角输送(rat)9c连接。
55.产品负载载体输送机部分8b和负载载体输送机部分9b彼此相交叉，并形成操作员的操作位置13和交叉14。交叉可以在宽角度范围内形成，但通常在60度和120度之间的范围内，优选90度。
56.公共取走排出输送机10布置在订单负载载体输送机部分9b的直接延伸中，并且在与产品负载载体输送机部分8b的交叉14处开始。
57.每个拣选站2可以包括显示器和控制器12，其用于操作员11的信息和控制。操作员也可以通过其它方式引导，例如通过光拣选、语音拣选和扩展/增强现实等。该拣选站也可以不具有任何这种方式，并且可以基于“文件(paper)”进行拣选。
58.产品负载载体输送机部分8b作为整体可以朝向操作位置13倾斜。
59.关于呈现的另一优化可以是倾斜拣选位置和/或放置位置。
60.供体位置的倾斜是通过倾斜输送机8b本身实现的，当产品负载载体从8a转移到8b时，允许产品负载载体倾斜。订单位置的倾斜可以通过主动倾斜机制(例如倾斜rat(直角输送))来完成，并且只有相应的放置位置可以倾斜(自适应倾斜)，从而向操作员提供所拣选
的物品被放置到何处的明确指示。
61.这些输送机是由控制器15控制的，以便根据订单履行的需要在相应的输送机8、9和10上提供通过拣选站2的产品和订单载体的同时且连续的输送流，其进而由与订单跟踪系统交互和对接的总体仓库管理系统(wms)来管理。显然，控制器也用于控制货架3和5内的总材料流以及从货架3和5到拣选站2和3的总材料流。
62.在下面的示意附图2至图10中，描述了根据本发明的类似拣选站2的设计和操作的变型，尤其是关于使用相对于订单履行层级a垂直间隔开的附加虚拟订单履行层级b，以便更好地使用空间。
63.在图2a、图2b和图3a、图3b中示出了订单履行区域1000，该订单履行区域1000包括如上关于图1所述的订单履行层级a以及另外的虚拟订单履行层级b，该虚拟订单履行层级b包括另外的拣选站20和连接输送机系统40，所有这些都在订单履行层级a上方垂直间隔开。
64.与图1中相同，拣选站2在订单履行层级a通过输送机4连接到货架3，并且另外拣选站20在虚拟订单履行层级b通过输送机40连接到货架3。如上所述，每个拣选站对应于货架3的通道5，其中架子6在通道5之间与通道5相邻，并且经由输送机4、40在其前端处连接到布置在每个架子6的覆盖区内的负载载体垂直输送机7(例如电梯或升降机)。架子由未示出的asrs机器(例如穿梭机)维护，其将负载投放到垂直输送机7上。
65.在这方面，虚拟订单履行层级b或多或少是订单履行层级a的复制品，并且被布置在其之上。
66.为了实现这一点，已经实现了将在下面描述的一些附加安装和改变。
67.输送机40c是交叉通道输送机，该交叉通道输送机在货架3的前部的长度上延伸跨过所有通道5，并且可能延伸到布置在输送机4c上方的未示出的包装区域。
68.输送机40a、40b桥接货架3和拣选站20，连接到入站产品负载载体输送机80a、80b和入站订单负载载体输送机90a、90b以及公共取走排出输送机100。使用直接位于上方的空间，将这些布置在层级a中的相应元件上方。
69.负载载体本身例如可以是标准容器或托盘。
70.为了同时服务输送机系统4和40，尤其是连接到货架3的输送机4a、4b和40a、40b，负载载体垂直输送机或as/rs 7可以用在一个实施例(未示出)中，该实施例具有复制的负载处理平台，其垂直间隔开以与两个订单履行层级a、b对准，以便能够同时从两个层级排出和/或接收物品。
71.拣选站20是手动11操作的或机器人r操作的。两个拣选站2、20(每个订单履行层级各一个)也以紧密的水平关系分组(见图3，其示出了手动拣选站2、20的相应组)，以产生包含许多拣选站的密集包装的履行区域。
72.通过使用立柱、升高的平台等使虚拟订单履行层级的所有元件升高来实现垂直间隔。
73.由于但不限于输送机的高度和输送机与负载载体之间的间隙，垂直偏移量略大于用作负载载体的容器的高度。
74.拣选站40中的操作位置130例如通过使用平台30升高。
75.为了允许人类操作员11分别接近平台30的操作位置130，如图2b或图3b中最佳示出的，可以升高入站产品负载载体输送机8a的部分，或者如果8a未升高，则可以提供越过。
如图2a所示，机器人操作的站20r不需要这样。
76.如图2和图3所示，虚拟订单履行层级b独立于订单履行层级a。仅共享空域，没有输送机系统。
77.负载载体的流动或路由通常与图1中描述的相同，分别适应于变化，如图3所示。负载载体的流动方向由箭头表示。
78.图4a、图4b中的实施例与图2和图3的实施例的不同之处在于，订单履行层级a、b中的拣选站2、20分别共享连接输送机系统4、40的部分。
79.首先，交叉通道输送机4c和40c是共享的(如图所示)，类似地，桥接输送机4a、4b和40a、40b(未示出)也是共享的。换言之，仅存在一个连接输送机系统4。
80.为了实现对两个层级的访问，入站产品负载载体输送机8a、8b和80a、80b共享公共入站垂直可移动开关50，并且入站订单负载载体输送机9a、9b和90a、90b共享公共入站垂直可移动开关52，其如箭头所示在不同的层级之间改变其排出。
81.同样地，取走排出输送机10和100共享公共出站垂直可移动开关51，其如箭头所示在不同层级之间改变其合并。
82.图5a、图5b中的实施例与图4中的实施例的不同之处在于，入站产品负载载体输送机8a、8b和80a、80b，入站订单负载载体输送机9a、9b和90a、90b以及取走排出输送机10和100被实现为还通过固定斜坡与相互交叉通道输送机4c对接。
83.为此，相应的斜坡61、62、63、64、65和66用于将负载载体从相应的连接输送机系统4的相互交叉通道输送机4c的入站供应和向其排出。
84.斜坡61下倾连接到输送机8a。斜坡62倾斜连接到输送机80a。斜坡63使用rat下倾连接到输送机10。斜坡64倾斜连接到输送机100上。斜坡65倾斜连接到输送机90上，并且斜坡66下倾连接到输送机9上。或者，斜坡61和66可以是倾斜的，而斜坡62和65可以是下倾的。
85.图6a、图6b与图5的不同之处在于，两个交叉通道输送机4c、40c直接在彼此上方或以一定水平偏移来实现，并且入站产品负载载体输送机8a由斜坡61连接，并且也由斜坡63连接取走排出输送机10。
86.下倾斜坡66连接到入站订单负载载体输送机9，该输送机9首先平行于输送机90运行，然后在到达层级a的相应高度之后，如虚线箭头所示位于下方。为了使分组拣选站保持紧凑，通过rat执行从斜坡66到入站输送机部分9a的连接。
87.图7a、图7b又示出了具有两个交叉通道输送机4c、40c的另一个拣选站实施方式，这两个交叉通道输送机4c、40c直接在彼此上方实现或具有一些水平偏移。上层级b仅包括用于拣选站20的连接输送机系统40，而下层级a仅包括用于拣选站2的连接输送机系统4，其中连接输送机8、9和取走输送机10蜿蜒地绕过上层级中的拣选站20。
88.图7a的上虚拟订单履行层级b具有与图2和图3类似的配置，其中它具有全部在相同层级中并且具有到交叉通道输送机40c的直的连接路径的连接输送机。
89.在图7b的下订单履行层级a具有类似于图2和图3的配置，然而与图2和图3的不同之处在于，入站产品负载载体输送机8蜿蜒地绕过层级b的拣选站20的操作位置130，如图所示。这允许人容易地接近，而不需要越过或升高的输送机部分(如上所述)。
90.入站订单负载载体输送机9和出站取走输送机10又依次绕过拣选站20，且同时绕过入站产品负载载体输送机8。
91.图8中所示的实施例基本上是图3中的实施例，其中订单履行层级b中的拣选站20由机器人r进行机器人操作。
92.在订单履行层级b的拣选站2可以是手动的、机器人的或两者，这意味着机器人r增加操作员11的工作。
93.在图9的另一个实施例中，层级a和b中的拣选站2和20与图8中的相同。
94.另外，第三订单履行层级c被添加到层级a之下，该层级a具有：机器人拣选站200，其由连接输送机系统400连接。应当理解，如图10所示，层级c也可以布置在层级a或层级b之上。
95.该站200位于交叉通道输送机4c、40c、400c的相对侧上，其位于彼此上方或具有一定水平偏移。因此，它被定位在连接输送机系统4、40和400与货架3之间，这可以在图10中看到。
96.在图10中，为了更好地理解，已省略了订单履行层级b。然而，也可以仅将层级a和c一起实现。
97.拣选站200具有其自己的用于产品负载载体的专用输送机800和用于订单负载载体的专用输送机900，以及用于取走的通过rat到交叉通道输送机400c的连接。
98.在拣选站200定位在交叉通道输送机4、40的相对侧上的方面，图11的实施例类似于图9的实施例。
99.然而，与之前相比，没有附加的订单履行层级c，而是拣选站200被布置在订单履行层级a内并且共享其连接输送机系统4。
100.图12至图14示出了本发明的实施例，其中拣选站沿着连接输送机系统的主输送机在纵向方向上水平地分布，并且或者连接到其自身层级的每个专用连接输送机系统和/或连接到其他层级的连接输送机系统。
101.在图12中示出了图3的替代方案，其中这两个拣选站不共享空域，而是以水平间隔开的方式沿着输送机4c、40c(见图12a)布置。否则安装与图3中的相同。
102.在图13中示出了图3的替代方案，其中订单履行层级a和b中的拣选站2、20再次共享空域，但是现在存在三个连接输送机系统4、40、400(类似于图9)。
103.因此，拣选站2、20与图3中的拣选站相同，但是现在具有不同的界面来连接输送机系统4、40、400，即输送机4c、40c、400c，其可以布置在相同或不同的层级上。
104.(从上到下)示出了三个示例i、ii和iii。
105.示例i具有与图3中相同的配置，使得其仅具有到布置在相同层级上的输送机40c、400c的界面，并且最下的输送机4c(在不同的不对应层级上)不连接到示例i的拣选站2、20。
106.在示例ii中，订单履行层级a和b被垂直地布置在连接输送机系统4、40、400(即输送机4c、40c、400c)的高度之间的高度处。另外，拣选站2、20再次(如在先前示例i中)仅连接到两个输送机4c、400c。由于高度差，对接拣选站2的输送机具有倾斜，而拣选站20的输送机具有下倾(从输送机4、400的角度来看)。例如，输送机8a、80a具有用于8a的倾斜和用于80c的下倾。
107.在示例iii中，总体布置与示例ii中的相同，不同之处在于下层两个连接输送机系统4、40(即输送机4c、40c)与拣选站2、20对接。
108.因此，由于高度差，输送机8a、80a(以及所有其他的输送机，例如9、90、10、100等)
仅具有下倾/倾斜。例如，两个输送机8a、80a在从4c、40c到拣选站2、20的运输方向上具有8a和80c的倾斜。
109.当然，图13的所有三个示例i、ii、iii可以在同一个实施例中组合，并且它可以取决于连接输送机4c、40c和400c之间的流量平衡。例如，图13示出了总共六个拣选站，并且两个拣选站连接到层级的每个连接输送机上，从而实现输送机流量的良好平衡。
110.在图14中，存在处于不同订单履行层级a、b、c的三个连接输送机系统4、40、400(类似于图13)，但是拣选站2、20、200被布置在相同的楼层层级，如以下将解释的。
111.在该实施例中，订单履行层级由连接输送机系统限定。
112.拣选站2、20、200各自仅连接到单个连接输送机系统4、40、400或相应的交叉通道输送机4c、40c、400c。
113.根据初始高度和布置(如图14b中最佳示出的)，对于实现连接界面输送机可能有几种变化。
114.使用两个连接输送机系统，如果拣选站2在相同的高度上(见示例i-输送机8a)，则界面输送机可以基本上是水平的，或者如果拣选站2*高于连接输送机(见i-替代输送机8*a)，则界面输送机可以是倾斜的(朝向拣选站)。可替代地，如关于示例iii所示，如果拣选站2#的高度较低，则连接界面输送机(参见示例iii-替代输送机8#a)可以下倾。
115.如果拣选站20布置在输送机4c、40c之间的层级(参见示例ii)，则连接输送机80a可以是下倾的或倾斜的(参见替代输送机80*a-示例ii)。
116.当从侧面观察所有这样的替代方案时，参见示例iv，变得清楚的是，如果拣选站200处于连接输送机系统40的订单履行层级b的层级上，则如果该站连接到输送机4c，则界面输送机可以是倾斜的，如果该站连接到40c，则界面输送机可以是水平的，或者如果该站连接到400c，则界面输送机可以是下倾的。
117.显然，根据仓库的需要，可以根据需要组合上述所有变体和版本。