货物布局方法和装置与流程
本发明涉及物流技术领域，特别涉及一种货物布局方法和装置。
背景技术：
目前，在仓储管理中采用多穿系统进行货物存放。一般地，多穿系统中包括若干多层立体货架，货架的每一层中有一个穿梭车，负责将该层的货物运送至货架前端的缓存位，再由多层立体货架的上下往复式提升机将货物运送至出库口，进行出库。出库口一般位于一层。
由于多穿系统对设备制造的精度和功能具有非常高的要求，目前，多穿系统的制造和货物布局设计方法均掌握在部分公司内部，尚未有公开的方案。从而，导致在仓储管理环节货物分布杂乱，降低了货物出库的效率。
技术实现要素：
本发明实施例所要解决的一个技术问题是：如何提高货物的出库效率。
根据本发明实施例的第一个方面，提供一种货物布局方法，包括：获取被分配到若干货架上的若干周转箱的出库时段和出库频次；将被分配到同一货架的同一出库时段的周转箱分配到货架的若干层，使得在同一货架上，不同层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和之间的差距小于预设值。
在一个实施例中，获取被分配到若干货架上的若干周转箱的出库时段和出库频次包括：统计每个库存量单位在每个出库时段的平均出库量，作为每个库存量单位在每个出库时段的计划出库量；依次查看每个出库时段的计划出库量，在当前查看的时段的计划出库量小于预设值、并且当前查看的时段的下一时段的计划出库量小于预设值时，将当前查看的时段的计划出库量移至下一时段；根据库存量单位的每个出库时段的计划出库量与每个存储单位的存储量确定库存量单位的每个出库时段的存储单位的数量；根据库存量单位的每个出库时段的存储单位的数量，将库存量单位分配到存储单位中，并将存储单位分配到周转箱中，其中，周转箱包括至少一个存储单位；根据周转箱中存储单位的出库时段和出库频次确定周转箱的出库时段和出库频次。
在一个实施例中，周转箱包括至少两个存储单位；将存储单位分配到周转箱中包括：获取同一出库时段的各个存储单位的出库频次；为同一出库时段的存储单位分配周转箱，使同一出库时段中所有周转箱的出库频差之和小于预设值，其中，周转箱的出库频差为周转箱中存储单位之间的出库频次之差的最大值。
根据本发明实施例的第二个方面，提供一种货物布局装置，包括：周转箱信息获取模块，被配置为获取被分配到若干货架上的若干周转箱的出库时段和出库频次；货物分层模块，被配置为将被分配到同一货架的同一出库时段的周转箱分配到货架的若干层，使得在同一货架上，不同层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和之间的差距小于预设值。
在一个实施例中，周转箱信息获取模块包括：平均出库量统计单元，被配置为统计每个库存量单位在每个出库时段的平均出库量，作为每个库存量单位在每个出库时段的计划出库量；计划调整单元，被配置为依次查看每个出库时段的计划出库量，在当前查看的时段的计划出库量小于预设值、并且当前查看的时段的下一时段的计划出库量小于预设值时，将当前查看的时段的计划出库量移至下一时段；存储单位的数量确定单元，被配置为根据库存量单位的每个出库时段的计划出库量与每个存储单位的存储量确定库存量单位的每个出库时段的存储单位的数量；周转箱分配单元，被配置为根据库存量单位的每个出库时段的存储单位的数量，将库存量单位分配到存储单位中，并将存储单位分配到周转箱中，其中，周转箱包括至少一个存储单位；周转箱信息确定单元，被配置为根据周转箱中存储单位的出库时段和出库频次确定周转箱的出库时段和出库频次。
在一个实施例中，周转箱包括至少两个存储单位；周转箱分配单元进一步被配置为：获取同一出库时段的各个存储单位的出库频次；为同一出库时段的存储单位分配周转箱，使同一出库时段中所有周转箱的出库频差之和小于预设值，其中，周转箱的出库频差为周转箱中存储单位之间的出库频次之差的最大值。
根据本发明实施例的第三个方面，提供一种货物布局装置，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布局方法。
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布局方法。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过令同一货架上，不同层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和之间的差距小于预设值，能够在同一时段中令每个层均匀地进行出库，避免了单一层在特定时段出库量过大导致货物堆积，从而提升了货物的出库效率。
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为本发明货物布局方法一个实施例的流程图。
图2为本发明货物布局方法另一个实施例的流程图。
图3a、3b分别为某sku在各个出库时段的初步的计划出库量和调整后的计划出库量示意图。
图4为本发明货物布局方法又一个实施例的流程图。
图5为本发明货物布局装置一个实施例的结构图。
图6为本发明货物布局装置另一个实施例的结构图。
图7为本发明货物布局装置的又一个实施例的结构图。
图8为本发明货物布局装置的再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1为本发明货物布局方法一个实施例的流程图。如图1所示，该实施例的方法包括：
步骤s102，获取被分配到若干货架上的若干周转箱的出库时段和出库频次。
周转箱是多穿系统在进行货物运输时的基本单位，周转箱中存储有待运输的货物。根据需要，周转箱中可以包括一个或多个存储单元，例如可以分为多个单元格，从而将不同种类的商品加以区分。
其中，每个存储单元存放相同的sku(stockkeepingunit，库存量单位)。目前，sku被引申为产品统一编号的简称，例如，即使对一种商品而言，具有不同的品牌、型号、花色、包装容量等属性的商品也为不同的sku。在周转箱中，可以在一个存储单元中放置相同的sku。
通常地，可以根据订单信息、客户要求等，确定某个订单中商品的出库时间。为了简化流程，节约成本，可以将sku按照出库时段进行划分，例如9:19、9:38出库的sku为9-10点出库时段，12:11、12:35出库的sku为12-13点出库时段等等。
从而，可以根据周转箱中的sku的出库时段确定周转箱的出库时段；当周转箱中包括两个以上存储单位时，周转箱的出库频次可以为周转箱中所有存储单位的出库频次中的最大值。
步骤s104，将被分配到同一货架的同一出库时段的周转箱分配到货架的若干层，使得在同一货架上，不同层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和之间的差距小于预设值。
例如，出库时段9-10点期间，待出库的周转箱出库频次分别为1、2、15、20，需要分布在同一货架的两个层上。如果将出库频次为1、2的周转箱放在a层、将出库频次为15、20的周转箱放在b层，则a层和b层在9-10点出库时段的周转箱的出库频次总和分别为3和35，这样会使b层的穿梭机在9-10点期间出库压力过大、甚至无法按时完成出库，而a层的穿梭机在9-10点期间又很空闲，因此，会使多穿系统的出库效率低下。
因此，发明人想到，对于被分配到同一货架的同一出库时段的周转箱，可以根据周转箱的出库频次分配层，并尽量使所有层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和尽量均匀。因此，可以使同一货架上，不同层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和之间的差距小于预设值。
因此，可以建立一个目标函数，如公式(1)所示。其中，k表示第k时段，
在一个实施例中，可以采用遗传算法等启发式算法求解该目标函数。以遗传算法为例，可以将每层中同一出库时段的周转箱的出库频次总和作为变量、不同层中同一出库时段的周转箱的出库频次总和的方差的最小值作为适应函数，即可以将公式(1)作为适应函数，采用遗传算法确定每层中同一出库时段的周转箱的出库频次总和。然后，再根据每层中同一出库时段的周转箱的出库频次总和确定分配到每层的周转箱。
在采用遗传算法求解时，可以设定目标函数的一个预设的值。当求得的解中出现使得适应函数小于该预设的值的变量时，即可将此次的求解作为结果，停止遗传算法的迭代过程。
从而，可以自动获取优化的搜索空间，自适应地调整搜索方向，获得能够使同一货架上，不同层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和之间的差距小于预设值的布局结果。
在另一个实施例中，可以首先确定在同一货架的同一出库时段中，每层的周转箱的平均出库频次总和，然后重复以下过程，直到同一货架的同一出库时段的所有周转箱均被分配到货架的层上：从同一货架的同一出库时段的未被选择的周转箱中选择若干周转箱，使选择的周转箱的出库频次之和与每层的周转箱的平均出库频次总和之间的差距在预设范围内，并将选择的周转箱分配到未被分配的层上。
例如，出库时段9-10点期间，待出库的周转箱出库频次分别为1、9、2、15、11、20，需要分布在同一货架的三个层上，则每层的周转箱的平均出库频次总和为19.3。设预设的差距为3，则可以挑选属于同一层的周转箱，令该层的周转箱的出库频次总和在16.3～22.3之间，最后，分配到各个层的周转箱的出库频次情况如下：出库频次为1和20的周转箱位于同一层，出库频次为9和11的周转箱位于同一层，出库频次为2和15的周转箱位于同一层。
此外，在进行选择时，还可以将周转箱按照从小到达的顺序排列，每次为某一层选择周转箱时，轮流查看并选择当前未被挑选的周转箱中频次最大的和最小的周转箱，直到选择的周转箱的出库频次之和达到预设值。
通过令同一货架上，不同层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和之间的差距小于预设值，能够在同一时段中令每个层均匀地进行出库，避免了单一层在特定时段出库量过大导致货物堆积，从而提升了货物的出库效率。
此外，该实施例还可以包括对货架的层上的周转箱进行位置分布的过程。在一个实施例中，在步骤s104之后，可以重复以下过程，直到同一货架的同一层上所有周转箱均被分配位置：在同一货架的同一层上的未被分配位置的周转箱中，将待分配的出库时段出库的周转箱平均分配到当前的空余位置中。即，令同一层的同一出库时段的周转箱尽量不要放置在一起。
如果将所有的周转箱按照时间顺序排序，那么某些时段出库的周转箱距离缓存位很近，穿梭机很快能够将周转箱运出；而某些时段出库的周转箱距离缓存位很远，每次取货，穿梭机都需要移动很长的距离，从而造成出库效率低下。
因此，通过上述实施例的方法，可以进一步地将同一层中同一出库时段的周转箱分散到不同的位置，使穿梭机在每个时段的移动距离较为均匀，提高了出库效率和穿梭机的利用率。
此外，本发明还可以对同一sku的划分过程进行改进，以进一步提升出库效率。下面参考图2描述本发明另一个实施例的货物布局方法。
图2为本发明货物布局方法另一个实施例的流程图。如图2所示，该实施例的货物布局方法包括：
步骤s202，统计每个库存量单位在每个出库时段的平均出库量，作为每个库存量单位在每个出库时段的计划出库量。
平均出库量可以是根据待布局的实际订单统计的，也可以是根据历史情况统计得出的。
例如，当对第二天出库的商品进行布局时，如果订单仍可能在不断产生中，那么仅统计第二天的订单会产生不准确的情况。因此，可以统计近期的一段时间内，每个库存量单位在每个出库时段的平均出库量。从而，形成初步的计划出库量。
步骤s204，依次查看每个出库时段的计划出库量，在当前查看的时段的计划出库量小于预设值、并且当前查看的时段的下一时段的计划出库量小于预设值时，将当前查看的时段的计划出库量移至下一时段。
如果某sku在当前查看的时段的计划出库量过小，例如还不到一个存储单元的一半，那么在订单没有对出库时限进行严格要求的情况下，可以将该sku在当前查看时段的计划出库量后移到下一个时段。
但是，如果当前查看的时段的下一时段的计划出库量大于预设值，即，下一时段的计划出库量已经很多，那么可以不将该sku在当前查看时段的计划出库量后移到下一个时段，以保持每个时段的出库量尽量均匀。
图3a、3b分别为某sku在各个出库时段的初步的计划出库量和调整后的计划出库量示意图。在图3a和3b中，横坐标为出库时段，纵坐标为该时段的计划出库量。设决定是否调整该时段的计划出库量的预设值为8。
以13点为例，13点的出库量为1，则可以将其移至14点出库。调整后，14点的出库量由7变为8，并且8不小于预设值，则14点的出库量已确定，可以继续查看15点的出库量。
再以9～11点为例，9点和10点的出库量被累加到11点，此时11点的出库量为6。虽然，此时11点的出库量未达到预设值，然而因为12点的出库量已经超过了预设值，为了防止12点的出库量过高，可以不对11点的出库量进行后移，将11点的出库量确定为6。
步骤s206，根据库存量单位的每个出库时段的计划出库量与每个存储单位的存储量确定库存量单位的每个出库时段的存储单位的数量。
例如，可以将确定的每个出库时段的计划出库量除以每个存储单位的存储量，对商进行取整后，确定每个出库时段的存储单位的数量。
步骤s208，根据库存量单位的每个出库时段的存储单位的数量，将库存量单位分配到存储单位中，并将存储单位分配到周转箱中。
其中，周转箱包括至少一个存储单位。
即，可以进行装箱操作。从而，每个周转箱都具有了出库时间和出库频次的属性。
步骤s210，根据周转箱中存储单位的出库时段和出库频次确定周转箱的出库时段和出库频次。
步骤s212，将被分配到同一货架的同一出库时段的周转箱分配到货架的若干层，使得在同一货架上，不同层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和之间的差距小于预设值。
步骤s212的具体实施方式可以参考步骤s104。
通过采用上述方法，能够将对出库量较少的时段中的sku进行合并出库，并且能够将待出库的sku尽量均匀地分布在各个出库时段，从而提高了空间利用率，也提升了出库效率。
发明人发现，当一个周转箱包括两个以上的存储单位时，如果同一周转箱中的一个存储单位中的sku需要频繁出库，即使其他存储单位中的sku在该时段的出库频次较小，那么也需要随之频繁出库，造成了资源的浪费。因此，发明人对存储单元进行拼箱的方案进行了改进。下面参考图4描述本发明又一个实施例的货物布局方法。
图4为本发明货物布局方法又一个实施例的流程图。如图4所示，该实施例的货物布局方法包括：
步骤s402，获取同一出库时段的各个存储单位的出库频次。
步骤s404，为同一出库时段的存储单位分配周转箱，使同一出库时段中所有周转箱的出库频差之和小于预设值。
其中，周转箱的出库频差为周转箱中存储单位之间的出库频次之差的最大值。
可以建立一个目标函数，例如如公式(2)所示。其中，
与图1实施例的求解方法类似，本领域技术人员可以根据需要选择不同的方法对公式(2)进行求解。
在一个实施例中，可以将同一出库时段中每个周转箱的出库频差作为变量、将同一出库时段中所有周转箱的出库频差总和的最小值作为适应函数，采用遗传算法确定每个周转箱的出库频差，并根据每个周转箱的出库频差确定每个周转箱中的存储单位。
在另一个实施例中，可以将存储单位按照出库频次的大小进行排序；将排序后的若干连续的存储单位分配到同一个周转箱，其中，若干连续的存储单位的数量等于每个周转箱中的存储单位的数量。
通过采用上述实施例的方法，可以使同一周转箱中的不同存储单元的出库频次尽量一致，提高了货物出库的效率。
下面参考图5描述本发明一个实施例的货物布局装置。
图5为本发明货物布局装置一个实施例的结构图。如图5所示，该实施例的货物布局装置包括：周转箱信息获取模块51，被配置为获取被分配到若干货架上的若干周转箱的出库时段和出库频次；货物分层模块52，被配置为将被分配到同一货架的同一出库时段的周转箱分配到货架的若干层，使得在同一货架上，不同层的同一出库时段的周转箱的出库频次总和之间的差距小于预设值。
其中，货物分层模块52可以被配置为：将每层中同一出库时段的周转箱的出库频次总和作为变量、不同层中同一出库时段的周转箱的出库频次总和的方差的最小值作为适应函数，采用遗传算法确定每层中同一出库时段的周转箱的出库频次总和，并根据每层中同一出库时段的周转箱的出库频次总和确定分配到每层的周转箱；或者，确定在同一货架的同一出库时段中，每层的周转箱的平均出库频次总和；重复以下过程，直到同一货架的同一出库时段的所有周转箱均被分配到货架的层上：从同一货架的同一出库时段的未被选择的周转箱中选择若干周转箱，使选择的周转箱的出库频次之和与每层的周转箱的平均出库频次总和之间的差距在预设范围内，并将选择的周转箱分配到未被分配的层上。
下面参考图6描述本发明另一个实施例的货物布局装置。
图6为本发明货物布局装置另一个实施例的结构图。如图6所示，该实施例的货物布局装置还可以包括：位置分配模块63，被配置为重复以下过程，直到同一货架的同一层上所有周转箱均被分配位置：在同一货架的同一层上的未被分配位置的周转箱中，将待分配的出库时段出库的周转箱平均分配到当前的空余位置中。
其中，周转箱信息获取模块51还可以包括：平均出库量统计单元611，被配置为统计每个库存量单位在每个出库时段的平均出库量，作为每个库存量单位在每个出库时段的计划出库量；计划调整单元612，被配置为依次查看每个出库时段的计划出库量，在当前查看的时段的计划出库量小于预设值、并且当前查看的时段的下一时段的计划出库量小于预设值时，将当前查看的时段的计划出库量移至下一时段；存储单位的数量确定单元613，被配置为根据库存量单位的每个出库时段的计划出库量与每个存储单位的存储量确定库存量单位的每个出库时段的存储单位的数量；周转箱分配单元614，被配置为根据库存量单位的每个出库时段的存储单位的数量，将库存量单位分配到存储单位中，并将存储单位分配到周转箱中，其中，周转箱包括至少一个存储单位；周转箱信息确定单元615，被配置为根据周转箱中存储单位的出库时段和出库频次确定周转箱的出库时段和出库频次。
其中，周转箱可以包括至少两个存储单位，此时，周转箱的出库频次为周转箱中所有存储单位的出库频次中的最大值。
当周转箱包括至少两个存储单位时，周转箱分配单元614可以进一步被配置为：获取同一出库时段的各个存储单位的出库频次；为同一出库时段的存储单位分配周转箱，使同一出库时段中所有周转箱的出库频差之和小于预设值，其中，周转箱的出库频差为周转箱中存储单位之间的出库频次之差的最大值。
其中，周转箱分配单元614还可以进一步被配置为：获取同一出库时段的各个存储单位的出库频次；将同一出库时段中每个周转箱的出库频差作为变量、将同一出库时段中所有周转箱的出库频差总和的最小值作为适应函数，采用遗传算法确定每个周转箱的出库频差，并根据每个周转箱的出库频差确定每个周转箱中的存储单位；或者，将存储单位按照出库频次的大小进行排序，将排序后的若干连续的存储单位分配到同一个周转箱，其中，若干连续的存储单位的数量等于每个周转箱中的存储单位的数量。
图7为本发明货物布局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以及耦接至该存储器710的处理器720，处理器720被配置为基于存储在存储器710中的指令，执行前述任意一个实施例中的货物布局方法。
其中，存储710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8为本发明货物布局装置的再一个实施例的结构图。如图8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830、网络接口840、存储接口850等。这些接口830，840，850以及存储器710和处理器720之间例如可以通过总线860连接。其中，输入输出接口830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840为各种联网设备提供连接接口。存储接口850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布局方法。
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。
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