货物出库方法和装置以及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及物流技术领域，特别涉及一种货物出库方法和装置以及计算机可读存储介质。

背景技术：

在现代仓库中，货架或者货位上的商品被搬运机器人等运输车搬运到工作站的拣选工位。在拣选工位处通过人工拣选完成订单中货物的出库。一个工作站可以同时拣选多个订单，一个订单中包括一种或多种商品。这种模式的仓库被称为货到人模式的仓库。

图1为货到人模式的仓库的场景示意图。如图1所示，在货到人模式仓库中，包括商品存储区11、工作站12和运输车13。商品存储区11中存包括若干储位，每个储位可以放置一个货架；运输车13可以将商品存储区11中的货架搬运到工作站12进行人工拣选。由于在货到人模式中，涉及多个不同的执行主体，因此如何进行排产、即制定生产计划十分关键。

相关技术主要采用一体式的排产方式来分配出库任务，即通过使用求解器求解线性规划问题来同时确定运输车、货架、工作站之间的匹配关系。

技术实现要素：

发明人发现，现有技术中的一体式的排产方式具有较高的计算复杂度。

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：如何在保证出库效率的前提下降低排产的复杂度。

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种货物出库方法，包括：获取工作站的待出库货物；计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本；将出库成本最低的货架确定为工作站的可出库货架，并确定可出库货架上的出库货物；根据运输成本为工作站的可出库货架分配运输车，以便运输车将可出库货架运输到工作站。

在一个实施例中，根据工作站的待出库货物的货物种类和货物数量、每个货架上的货物种类和货物数量、每个货架与工作站的距离、货架的类型成本计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本。

在一个实施例中，采用以下公式计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本：

其中，j为货架标识，cj为货架j的出库成本，sj为货架j上存放的工作站的待出库货物的集合，s为sj中的货物，rs为工作站的待出库货物中货物s的数量，qs为货架j上货物s的数量，α为大于0的参数，lj为货架j到工作站的距离，τj为货架j的货架的类型成本。

在一个实施例中，货架的类型包括在储位货架、回库中货架、待回库货架，其中，回库中货架和待回库货架的类型成本低于在储位货架的类型成本。

在一个实施例中，如果可出库货架的类型为回库中货架或待回库货架，为该可出库货架分配其当前所在的运输车。

在一个实施例中，工作站有多个；根据运输成本为工作站的可出库货架分配运输车包括：根据未分配的运输车的总量、每个工作站对应的已分配的运输车的数量、可出库货架的确定顺序确定每个工作站的待分配运输车的可出库货架；根据运输成本为每个工作站的待分配运输车的可出库货架分配运输车。

在一个实施例中，将以下公式作为目标函数求解xij，以确定为工作站的可出库货架分配的运输车：

其中，i为运输车标识，j为货架标识，dij表示运输车i与货架j之间的距离；xij的取值为1或0，1表示由运输车i运输货架j，0表示不由运输车i运输货架j。

根据本发明实施例的第二个方面，提供一种货物出库装置，包括：待出库货物获取模块，被配置为获取工作站的待出库货物；出库成本计算模块，被配置为计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本；可出库货架确定模块，被配置为将出库成本最低的货架确定为工作站的可出库货架，并确定可出库货架上的出库货物；运输车分配模块，被配置为根据运输成本为工作站的可出库货架分配运输车，以便运输车将可出库货架运输到工作站。

在一个实施例中，出库成本计算模块进一步被配置为根据工作站的待出库货物的货物种类和货物数量、每个货架上的货物种类和货物数量、每个货架与工作站的距离、货架的类型成本计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本。

在一个实施例中，出库成本计算模块进一步被配置为采用以下公式计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本：

其中，j为货架标识，cj为货架j的出库成本，sj为货架j上存放的工作站的待出库货物的集合，s为sj中的货物，rs为工作站的待出库货物中货物s的数量，qs为货架j上货物s的数量，α为大于0的参数，lj为货架j到工作站的距离，τj为货架j的货架的类型成本。

在一个实施例中，货架的类型包括在储位货架、回库中货架、待回库货架，其中，回库中货架和待回库货架的类型成本低于在储位货架的类型成本。

在一个实施例中，如果可出库货架的类型为回库中货架或待回库货架，为该可出库货架分配其当前所在的运输车。

在一个实施例中，工作站有多个；运输车分配模块进一步被配置为根据未分配的运输车的总量、每个工作站对应的已分配的运输车的数量、可出库货架的确定顺序确定每个工作站的待分配运输车的可出库货架；根据运输成本为每个工作站的待分配运输车的可出库货架分配运输车。

在一个实施例中，运输车分配模块进一步被配置为将以下公式作为目标函数求解xij，以确定为工作站的可出库货架分配的运输车：

其中，i为运输车标识，j为货架标识，dij表示运输车i与货架j之间的距离；xij的取值为1或0，1表示由运输车i运输货架j，0表示不由运输车i运输货架j。

根据本发明实施例的第三个方面，提供一种货物出库装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行前述任意一种货物出库方法。

根据本发明实施例的第四个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现前述任意一种货物出库方法。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：本发明将排产过程进行了拆分，首先根据货架的出库成本为工作站分配可出库货架，再根据运输成本为工作站的可出库货架分配运输车，从而可以将排产问题转换为两段式的求解问题，降低了计算的复杂度，同时也保证了出库效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为货到人模式的仓库的场景示意图。

图2为本发明货物出库方法一个实施例的流程图。

图3为本发明货架分配方法的一个实施例的流程图。

图4a为本发明货物出库方法的另一个实施例的流程图。

图4b为本发明待分配运输车的可出库货架的选择方法的一个实施例的流程图。

图5为本发明货物出库装置的一个实施例的结构图。

图6为本发明货物出库装置的另一个实施例的结构图。

图7为本发明货物出库装置的又一个实施例的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2为本发明货物出库方法一个实施例的流程图。如图2所示，该实施例的货物出库方法包括步骤s202～s208。

在步骤s202中，获取工作站的待出库货物。

工作站的待出库货物是指分配给工作站的订单中的货物。

一个工作站可能需要同时拣选多个订单中的货物。在进行排产时，可以从货物维度进行处理。在一个实施例中，可以将多个订单中的货物进行提总处理，即，统计该工作站的所有订单中同一种货物的数量。在出库时暂时不区分各个货物所属的订单，从而可以对货物进行集中处理，提高处理效率。

当然，根据需要，也可以以订单为单位进行处理。

在步骤s204中，计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本。

根据需要，可以从一个或多个方面衡量出库成本。出库成本例如可以包括距离成本、出库频次成本、货架类型成本等等。

在步骤s206中，将出库成本最低的货架确定为工作站的可出库货架，并确定可出库货架上的出库货物。

出库货物可以根据待出库货物的种类和数量、可出库货架上货物的种类和数量来确定。例如，对于同种货物，如果可出库货架上的数量小于待出库货物的数量，则可以将可出库货架上的该种货物全部确定为出库货物；否则，可以将可出库货架上与待出库货物相同数量的货物确定为出库货物。

在步骤s208中，根据运输成本为工作站的可出库货架分配运输车，以便运输车将可出库货架运输到工作站。

在确定了工作站和货架之间的对应关系后，可以为这二者分配运输车。

运输成本例如可以考虑运输车的距离成本。

在上述实施例中，在获取了待出库货物之后，在确定新的可出库货架之前，可以查看这些待出库货物是否可以追加到出库货架中，出库货架是指已经分配了运输车、并且货架的当前目的地为工作站的货架。即，可以查看该工作站的出库货架上的货物除了已有的出库货物以外，是否能够满足本次待出库货物的出库需求。如果能够满足，将待出库货物追加为该出库货架的出库货物；如果不能够满足，再执行步骤s204～s208的过程。从而可以提高出库效率。

上述实施例的方法将排产过程进行了拆分，首先根据货架的出库成本为工作站分配可出库货架，再根据运输成本为工作站的可出库货架分配运输车，从而可以将排产问题转换为两段式的求解问题，降低了计算的复杂度，同时也保证了出库效率。

下面示例性地介绍一种出库成本的计算方法。

在一个实施例中，可以根据工作站的待出库货物的货物种类和货物数量、每个货架上的货物种类和货物数量、每个货架与工作站的距离、货架的类型成本计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本。

工作站的待出库货物的货物种类和货物数量、货架上的货物种类和货物数量可以衡量货架能够满足待出库货物的出库任务的程度。如果货架上的货物种类与待出库货物的货物种类重合度高，并且对于同类货物、货架上的货物数量很多，则货架的出库成本会比较低，因为可以使工作站采用更少的货架完成出库任务。

货架与工作站的距离可以影响出库时长，因此货架与工作站的距离越近、出库成本越低。

货架的类型成本是指不同类型的货架对出库效率的影响程度。货架的类型例如包括在储位货架、出库中货架、回库中货架、待回库货架等等。

在储位货架是指位于储位的、没有安排生产的货架；出库中货架是指已安排生产但是没有结束出库任务的货架；回库中货架是指已结束出库任务、处于回到储位途中的货架；待回库货架是指已结束出库但未接到回库任务的货架，即可能仍然位于工作站的货架。

根据需要，本领域技术人员还可以采用其他方法划分货架的类型，这里不再赘述。

由于待回库货架和回库中货架当前已位于运输车上，并且已结束了前一个出库任务，因此这类货架可以随时进入下一个出库任务，并且也无需为这类货架额外分配运输车，从而这类货架可以具有更低的类型成本。

根据具体的业务需求，还可以进一步为待回库货架和回库中货架设置不同的类型成本，这里不再赘述。根据需要，也可以不限制待回库货架和回库中货架的类型成本低于在储位货架和出库中货架的类型成本，这里不再赘述。

出库中货架由于没有结束出库，所以这种货架的人工拣选和货架排队等待的时间均不确定。为了不影响后续出库的效率，可以将出库中货架设置为具有较高的类型成本。

在一个实施例中，可以采用公式(1)计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本：

在公式(1)中，j为货架标识，cj为货架j的出库成本，sj为货架j上存放的工作站的待出库货物的集合，s为sj中的货物，rs为工作站的待出库货物中货物s的数量，qs为货架j上货物s的数量，α为大于0的参数，lj为货架j到工作站的距离，τj为货架j的货架类型的成本。

max(rs-qs,0)表示货架上的货物s越多、出库成本越小。而当货架上的货物s的数量已经超过了待出库货物中货物s的数量时，货架上的货物s的数量不再对出库成本造成影响。

可以为不同类型的货架设置不同数值的类型成本τj，例如将在储位货架的τj设置为5、回库中回家的τj设置为1等等。

在仓库中一般有多个工作站。本发明的实施例可以为多个工作站依次分配可出库货架。下面参考图3描述本发明一个实施例的货架分配方法。

图3为本发明货架分配方法的一个实施例的流程图。如图3所示，该实施例的货物出库方法包括步骤s302～s316。

在步骤s302中，获取工作站列表。

在步骤s304中，查看工作站列表中的首个工作站。

在步骤s306中，判断当前查看的工作站是否有待出库货物。

如果有，执行步骤s308；如果没有，执行步骤s316。

如果当前查看的工作站已没有待出库货物，即待出库货物为空，则为下一个工作站分配可出库货架。

在步骤s308中，查看当前是否有可用货架。

在一个实施例中，可用货架包括在储位货架、待回库货架和回库中货架。

如果有，执行步骤s310；如果没有，则结束流程。

在一个实施例中，如果每个工作站放置可出库货架的空间有限，例如只有预设数量的货架排队位，则该实施例的方法还可以包括判断当前是否有空闲的货架排队位。如果有，执行步骤s310，如果没有，则结束流程。

在步骤s310中，计算每个可用货架对于当前查看的工作站的待出库货物的出库成本。

在步骤s312中，将出库成本最低的货架确定为工作站的可出库货架，并确定可出库货架上的出库货物。

在步骤s314中，将出库货物从当前查看的工作站的待出库货物中扣除，以更新待出库货物。

然后，执行步骤s306，以根据剩余的待出库货物继续确定可出库货架。

在步骤s316中，查看工作站列表中的下一个工作站。

然后执行步骤s306，为下一个工作站确定可出库货架。

通过上述实施例的方法，能够依次为仓库中的每个工作站分配可出库货架，以满足各个工作站的分拣和出库需求。

在确定了工作站的可出库货架后，可以根据运输成本为每个可出库货架分配运输车。

在一个实施例中，如果可出库货架的类型为回库中货架或待回库货架，为该可出库货架分配其当前所在的运输车的运输成本小于为其分配其他运输车的运输成本。即，可以为回库中货架或待回库货架直接分配其当前所在的运输车，从而无需额外分配运输车，提高了计算效率和出库效率。

对于其他类型的运输车，则可以采用其他方式确定运输成本。

在某些时候，运输车的数量可能小于未分配运输车的可出库货架的数量。本发明的实施例可以选择性地为可出库货架分配运输车。下面参考图4a描述本发明另一个实施例的货物出库方法。

图4a为本发明货物出库方法的另一个实施例的流程图。如图4a所示，该实施例的方法包括步骤s402～s406。

在步骤s402中，确定每个工作站的可出库货架。

可出库货架的确定方式可以参考前述实施例，这里不再赘述。

在步骤s404中，在已确定的多个工作站的多个可出库货架中，确定待分配运输车的可出库货架。

在一个实施例中，可以首先根据未分配的运输车的数量、每个工作站对应的已分配的运输车的数量确定每个工作站的待分配运输车的可出库货架，再根据可出库货架的确定顺序为每个工作站的待分配运输车的可出库货架分配运输车。

例如，可以优先为已分配的运输车的数量最少的工作站分配运输车，以使分配的运输车运输该工作站的可出库货架。

在步骤s406中，为待分配运输车的可出库货架分配运输车。

在确定了工作站和相应的可出库货架之后，可以开始为可出库货架分配运输车，以便运输车将可出库货架运送至相应的工作站。

在一个实施例中，出库成本可以使用所有待分配的运输车到相应可出库货架的总距离之和来确定，确定目标是使这些运输车行驶的总距离最短。

在一个实施例中，可以将公式(2)作为目标函数求解xij，以确定为工作站的可出库货架分配的运输车：

其中，i为运输车标识，j为货架标识，dij表示运输车i与货架j之间的距离；xij的取值为1或0，1表示由运输车i运输货架j，0表示不由运输车i运输货架j。

该问题可以使用线性规划的方式求解，本领域技术人员可以参考现有技术中的求解方式，这里不再赘述。

在求解后，可以查看所有值为1的xij，将值为1的xij所对应的运输车i分配给货架j。

在分配运输车时，除了考虑运输成本以外，还可以综合地考虑各个工作站的出库需求以及可出库货架的出库成本来进行分配。

本领域技术人员应当清楚，上述为可出库货架分配运输车的方式并不限于图4a对应的实施例，根据需要，这些方法可以应用于本发明的任意一个实施例，这里不再赘述。

在步骤s404中的确定待分配运输车的可出库货架时，可以采用轮流为各个工作站确定待分配运输车的可出库货架的方式。下面参考图4b描述本发明一个实施例的待分配运输车的可出库货架的选择方法。

图4b为本发明待分配运输车的可出库货架的选择方法的一个实施例的流程图。如图4b所示，该实施例的运输车分配方法包括步骤s4042～s4048。

在步骤s4042中，将每个工作站的未分配运输车的可出库货架按照工作站确定可出库货架时的确定顺序排列。

在步骤s4044中，选择首个工作站中的首个可出库货架，确定为待分配运输车的可出库货架。

在该实施例中，已被选择的货架被确定为待分配运输车的货架，并且不再参与后续的选择过程。

在步骤s4046中，判断已选择的货架数量是否已经达到空闲运输车的数量。

如果没有，执行步骤s4048；如果有，则结束流程。

在步骤s4048中，选择下一个工作站的未选择的可出库货架中排列在最前的可出库货架，并确定为待分配运输车的可出库货架。

如果已到达最后一个工作站，则重新回到首个工作站。即，定义最后一个工作站的下一个工作站为首个工作站。

然后，执行步骤s4046。

之后，可以采用前述实施例的方法为选择的可出库货架分配运输车。

例如，工作站a、b、c和d对应的可出库货架如表1所示，1～9为可出库货架的标识。设每个工作站对应的可出库货架是按照每个工作站中可出库货架的确定顺序排列的。

表1

如果空闲运输车的数量为6，则采用本实施例的方法所确定的需要分配运输车的货架依次为1、4、6、7、2、5。

通过上述实施例的方法，能够均匀地为各个工作站分配运输车、并优先为出库成本低的货架分配运输车，从而提高了整个仓库的出库效率。

下面参考图5描述本发明一个实施例的货物出库装置。

图5为本发明货物出库装置的一个实施例的结构图。如图5所示，该实施例的货物出库装置50包括：待出库货物获取模块51，被配置为获取工作站的待出库货物；出库成本计算模块52，被配置为计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本；可出库货架确定模块53，被配置为将出库成本最低的货架确定为工作站的可出库货架，并确定可出库货架上的出库货物；运输车分配模块54，被配置为根据运输成本为工作站的可出库货架分配运输车，以便运输车将可出库货架运输到工作站。

在一个实施例中，出库成本计算模块52进一步被配置为根据工作站的待出库货物的货物种类和货物数量、每个货架上的货物种类和货物数量、每个货架与工作站的距离、货架的类型成本计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本。

在一个实施例中，出库成本计算模块52进一步被配置为采用以下公式计算每个货架对于工作站的待出库货物的出库成本：

其中，j为货架标识，cj为货架j的出库成本，sj为货架j上存放的工作站的待出库货物的集合，s为sj中的货物，rs为工作站的待出库货物中货物s的数量，qs为货架j上货物s的数量，α为大于0的参数，lj为货架j到工作站的距离，τj为货架j的货架的类型成本。

在一个实施例中，货架的类型包括在储位货架、回库中货架、待回库货架，其中，回库中货架和待回库货架的类型成本低于在储位货架的类型成本。

在一个实施例中，货架的类型包括回库中货架和待回库货架；如果可出库货架的类型为回库中货架或待回库货架，为其分配其当前所在的运输车。

在一个实施例中，工作站有多个；运输车分配模块54进一步被配置为根据未分配的运输车的总量、每个工作站对应的已分配的运输车的数量、可出库货架的确定顺序确定每个工作站的待分配运输车的可出库货架；根据运输成本为每个工作站的待分配运输车的可出库货架分配运输车。

在一个实施例中，运输车分配模块54进一步被配置为将以下公式作为目标函数求解xij，以确定为工作站的可出库货架分配的运输车：

其中，i为运输车标识，j为货架标识，dij表示运输车i与货架j之间的距离；xij的取值为1或0，1表示由运输车i运输货架j，0表示不由运输车i运输货架j。

图6为本发明货物出库装置的另一个实施例的结构图。如图6所示，该实施例的装置600包括：存储器610以及耦接至该存储器610的处理器620，处理器620被配置为基于存储在存储器610中的指令，执行前述任意一个实施例中的货物出库方法。

其中，存储器610例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(bootloader)以及其他程序等。

图7为本发明货物出库装置的又一个实施例的结构图。如图7所示，该实施例的装置700包括：存储器710以及处理器720，还可以包括输入输出接口730、网络接口740、存储接口750等。这些接口730，740，750以及存储器710和处理器720之间例如可以通过总线760连接。其中，输入输出接口730为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口740为各种联网设备提供连接接口。存储接口750为sd卡、u盘等外置存储设备提供连接接口。

本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现前述任意一种货物出库方法。

本领域内的技术人员应当明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。