一种自动化仓储管理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于自动控制领域，特别涉及一种自动化仓储管理方法。
【背景技术】
[0002] 在传统的物流仓储作业中，零件的储存、管理、分拣、再加工、配送、信息数据管理 等都是人工进行的。在生产企业中，如机械、电子、电器等生产装配型企业，由于原料零部件 较多，仓储的管理尤为重要，在制造过程中，工件由多个工作站分别加工，各工作站存放有 相应的零部件，在传统的仓储中这些零部件均是由人工来进行存放的，耗费较多人力，工作 效率低。随着自动化技术的发展，自动化的仓储系统已成为现代化工厂不可缺少的重要部 分，仓储、运输、分拣、配送等自动化水平不断提高，对各个功能的统一管理运营，可以在很 大程度上降低了作业成本、减少对人工劳动力的依赖。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种自动化仓储管理方法。
[0004] -种自动化仓储管理方法，包括以下步骤：SlOO :接收新订单，将产品型号相同且 发货日期之差在设定的阈值范围之内的新订单与未完成订单进行合并，生成产能需求数 据；S200 :通过管理平台预先获取当前各车间尚未完成的产能数据Q、各车间每日最大产能 数据W、和订单完成日D，计算各车间可分配最大产能T，其中T = W* (D-R)，根据各车间可分 配最大产能T之比向各车间分配生产任务；S300 :通过工作站向各生产线下发分配生产任 务，根据各车间所分配的生产任务和仓储货架当前零件状况，生成仓储货架的零件需求单 并将其发送至管理平台，所述零件需求单中至少包含所需零件名称、和所需零件数目N，其 中：N= (M+Q/C)-Y，式中，M表示通过工作站向该生产线下发分配的生产任务数量，Q表示 该车间尚未完成的产能数据，C表示当前可投入生产的生产线条数，Y表示当前仓储货架上 零件的数量；S400 :根据零件需求单，向各仓储货架下发零件；S500 :接收工位的零件请求， 查找零件所存放的目标仓储货架的位置，获取各AGV的状态，向处于空闲状态且距离目标 仓储货架最近的AGV发送运送零件指令；其中所述获取各AGV的状态包括获取AGV充电状 态、忙碌状态、空闲状态和位置；S600 :AGV根据自身当前位置和目标仓储货架位置进行路 径规划；S700 :进行路径识别，按照规划路径到驱动AGV到达目标仓储货架；S800 :装载零 件到AGV上；S900 :获取工位坐标，根据工位坐标，进行路径规划，将零件运送至工位，更新 库存零件信息。
[0005] 可选的，所述管理平台包括用户管理模块，用于对用户的管理、维护和登录权限设 定；入库管理模块，用于对产品的入库管理；出库管理模块用于对产品的出库管理；订单模 块，用于实现对订单的管理；数据分析模块，用于对整个仓储管理系统中的数据进行分析和 处理。
[0006] 可选的，所述AGV包括主控制器以及与主控制器相连的(XD、驱动系统、陀螺仪、速 度传感器、第一红外传感器、第二红外传感器、RFID传感器、升降平台、GPS和无线通信模 块；所述CCD用于进行路径识别，使得AGV沿指定路径行进；驱动系统负责驱动AGV运动； 陀螺仪、速度传感器用于完成AGV的姿态控制；第一红外传感器用于检测AGV前方是否存在 障碍物；RFID传感器用于读取零件上RFID标签的信息；升降平台负责承载零件；第二红外 传感器安装于升降平台上，用于检测平台上是否存在零件；GPS用于AGV的定位；通过无线 通信模块AGV可以实现与工作站间的无线通信。
[0007] 可选的，所述步骤S600具体包括以下步骤：601 :获取车间路径的结构化网格图， 设定停靠点；602、设定集合K= IK1, K2，…，KJ为η个停靠点，进行最优路径分析时，从起 始停靠点K1出发，查找距离K i最近的停靠点K 2，得到路径LO^ K2) ;603、再从停靠点1(2出 发，查找距离K2最近的停靠点K 3，得到路径L (K2, K3) ;604、以步骤601和602的形式进行类 推，从停靠点K1 i出发，查找距离K1 i最近的停靠点K1，得到路径UV1 ^V1),直至得到L(Vn ^ Vn) ;605、得到遍历所有停靠点的路径：L =仏冗，K2)，L(K2, K3)，…，L(Kn i，Kn)};式中，η 为停靠点总个数，UV1 ^V1)表示两个停靠点之间的最短路径；S606 :比较各规划路径，向规 划路径最短的AGV下发已规划的路径并发送运送零件指令。
[0008] 可选的，所述步骤S700中的路径识别具体包括以下步骤：S701 :首先对采集的图 像进行滤波处理，过滤掉背景色；S702 :对滤波后图像的二值化处理，图像二值化公式如 下：
[0010] 其中f(x，y)表示输入图像，g(x，y)表示输出图像，T为二值化处理时选用的阈 值；
[0011] S703 :利用拉普拉斯算子对道路图像进行边缘增强，得到梯度图像；计算梯度图 像中灰度级最大值Imax和最小值Imin按式（3)计算区分特征目标与背景的阈值To ;To = (a*Imax+b*Imin)/K (3)
[0012] 式中，a为Imax权重值，b为Imin权重值，K为阈值调整值，其中a+b = I ;
[0013] S704 :对图像进行遍历，实现图像边界分割，利用Hough变换进行路径识别。
[0014] 可选的，所述步骤S700中的驱动AGV到达目标仓储货架具体包括以下步骤：S705 : 启动AGV驱动系统，获取当前车速V和与下一停靠点的距离S ;通过速度传感器可以获得到 AGV当前的车速，通过GPS获得当前AGV的位置；S706 :将距离S与设定距离Sf相减，获得 偏差el ;S707 :对偏差el进行PID调节，将调节结果与当前车速V相减，获得偏差e2 ;S708 : 通过模糊控制器对偏差e2进行模糊调节，获得电机转速给定值n' ;S709 :对给定值η'进行 限幅处理；S710 :驱动系统驱动电机运转，使得AGV从一个停靠点到达下一停靠点，最终到 达零件所处的目标仓储货架。
[0015] 可选的，所述步骤S800具体包括：当AGV到达仓储货架后，工作站将会给位于仓储 货架上的机械臂发送取货信号，机械臂通过舵机控制从货架处夹取零件，并通过安装在机 械臂前端的检测开关检测零件是否加紧，当检测开关传输加紧信号时，工作站给舵机发送 一个将零件送上AGV的升降平台的信号，机械臂将夹取的零件平稳地放置在升降平台上， 机械臂回归至初始位置；升降平台上布置有第二红外传感器，当零件已经放置在升降平台 上后，红外传感器的红外信号被遮挡，由此AGV主控制器判定零件已放置完毕。升降平台下 端设置有RFID传感器，用于读取零件RFID电子标签内的零件信息，包括零件的类别名称， 编号等，并将采集信息传送给主控制器，主控制器将采集到的信息与工作站发送的零件信 息进行比对，当二者一致时则判定零件放置正确，当不一致时则向工作站发送错误提示。
[0016] 可选的，所述步骤S900具体为：将各工位的位置坐标预存储于工作站中，当接收 到某一工位发出零件请求后，工作站从预存储的坐标中读出该工位坐标，并将这一坐标发 送给AGV，AGV在完成零件装载后，根据工作站发送的工位坐标重新进行由仓储货架到工位 的路径规划和路径识别，之后驱动AGV将零件运送至相应工位，在完成零件运送后，AGV通 过工作站将运送的零件信息发送至管理层的数据库，数据库更新库存零件信息。
[0017] 可选的，还包括:AGV的无线通信模块自工作站接收多个反馈信息，该反馈信息是 由工作站所传送，AGV发送给工作站的数据传送结果，AGV的主控制器分析反馈信息内容， 用以决定是否进行重传，这一反馈信息包含字符长度、和校验码，当接收到反馈信息中的字 符长度、和校验码与发送的信息相符时，AGV不再重传数据，反之，AGV通过无线通信模块重 传数据，当设定时长内未收到工作站的反馈信息时，AGV启动重传，重新向工作站发送数据。
[0018] 本发明的有益效果是：本发明可以对库内货品的种类、数量、生产属性、垛位等信 息作出清晰的数据库记录，以便在物流环节的各个阶段得到准确的货品数据和供应链信 息；AGV可及时的将零件信息向管理层报告，从而及时更新库存报告；本发明在很大程度上 降低了作业成本、更大限度的满足市场需求、减少对人工劳动力的依赖，从而加速了零件的 流通，提高了生产效率。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明自动化仓储管理系统的结构示意图；
[0020] 图2是本发明管理平台的结构示意图；
[0021] 图3是本发明车间的结构示意图；
[0022] 图4是本发明AGV的结构示意图；
[0023] 图5是本发明自动化仓储管理方法的流程图；
[0024] 图6是本发明车间的结构化网格图；
[0025] 图7是本发明路径识别结果；
[0026] 图8是本发明驱动系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全 部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发 明的主旨。
[0028] 如图1所示，本发明的自动仓储系统包括管理层、车间层和设备层，管理层由网络 服务器、管理平台、和数据库组成，车间层包含多个工作站，各工作站分别设置于不同的车 间内，设备层由设置于各车间内的具体设备组成，这些设备可以包含例如监控单元、自动导 引车（AGV)、通信单元、仓储货架、生产线等，管理层、车间层和设备层之间通过通信链路相 互通信，通信方式可以为有