一种物品迁移方案的生成方法、装置和系统与流程

本发明涉及物品排布技术领域，具体而言，涉及一种物品迁移方案的生成方法和装置。

背景技术：

目前，在物流、仓储、生产制造等行业，都会遇到货物的位置迁移或者重新排布；现有技术中，多个物品的排布规划一种是用来提高生产效率或者物流效率的重要手段，而物品迁移是多个物品排布规划核心的一个环节。

传统的物品迁移方案一般基于经验得出，这种方法至少具有以下缺陷：(1)对分析人员的经验要求高，不同的人往往会给出优劣不同的方案，主观性强；(2)当物品数目较多时，分析人员的工作量增加，效率降低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种物品迁移方案的生成方法和装置，以解决上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种物品迁移方案的生成方法，该方法包括：

接收用户输入的待迁移物品所处的当前位置的位置信息和目标位置的位置信息；

调用预先存储的规划模型；

基于所述待迁移物品所处的当前位置的信息、目标位置的信息和所述规划模型生成迁移方案。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述当前位置的位置信息包括：当前位置的位置编号和位置坐标；

所述目标位置的位置信息包括：目标位置的位置编号和位置坐标。

结合第一方面的第一种可能的实施方式第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，

所述规划模型包括：如公式(1)所述的迁移距离目标函数和如公式(2)、公式(3)所述的约束条件：

约束条件为：

其中，v为迁移距离目标函数，j为位置的集合，j为待迁移物品所处的当前位置的位置编号，j’为目标位置的位置编号，djj’为编号为j的位置与编号为j’的位置之间的距离；sj为第一变量，当原有排布中j位置存在物品时取1，否则取0；sj’为第二变量，当新排布中j’位置需放置物品时取1，否则取0；zjj’为决策变量，原有排布中j位置的物品迁移至新排布的j’位置时取1，否则取0。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述生成迁移方案，包括：

基于所述决策变量生成所述迁移方案。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述方法，还包括：输出所述迁移方案。

结合第一方面第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，所述输出所述迁移方案包括：

向用户显示所述迁移方案；

和/或，

向用户进行语音播报所述迁移方案。

结合第一方面第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式，其中，所述基于所述决策变量生成所述迁移方案，包括：

基于所述决策变量生成迁移效果图。

第二方面，本发明实施例还提供了一种物品迁移方案的生成装置，包括：

接收模块，用于接收用户输入的待迁移物品所处的当前位置的位置信息和目标位置的位置信息；

模型调用模块，用于调用预先存储的规划模型；

迁移方案生成模块，用于基于所述待迁移物品所处的当前位置的信息、目标位置的信息和所述规划模型生成迁移方案。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述迁移方案生成模块，用于基于迁移距离目标函数的决策变量生成所述迁移方案。

第三方面，本发明实施例还提供了一种物品排布系统，包括：如权第二方面所述的物品迁移方案的生成装置和物品排布机构；

所述物品排布机构用于获取所述物品迁移方案的生成装置所生成的迁移方案；并基于所述迁移方案对待迁移物品进行迁移。

本发明实施例提供的一种物品迁移方案的生成方法、装置及系统，采用用户输入的待迁移物品所处的当前位置的位置信息、目标位置的位置信息以及预先存储的规划模型，自动生成迁移方案，与现有技术中的根据人工经验生成迁移方案的方式相比效率较高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例一所提供的一种物品迁移方案的生成方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例一所提供的一种迁移效果图；

图3示出了本发明实施例二所提供的一种物品迁移方案的生成装置的结构示意图；

图4示出了本发明实施例三所提供的一种物品排布系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

考虑到现有技术中在物流、生产制造等领域中需要对物品进行排布，假定已知有n个可放置物品的位置，该位置可以是在地面上、某一平台上或者传送带上，该物品可以是货物、设备、元件、设施等物体，m(m<n)个相同的物品分别坐落在m个不同的位置，每个位置有且仅有一个物品，这是物品原有的排布方式；有时需要将物品的由原有的排布方式变换成另一种排布方式，该另一种排布方式为目标排布方式，该目标排布方式为已知的，此时需要得到一个迁移方案，使得m个物品由原有排布中的m个位置迁移至目标排布方式中的m个位置，此时都是由工作分析人员进行分析处理得到迁移方案，效率比较低；基于此，本发明实施例提供了一种物品迁移方案生成方法、装置和系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

本发明实施例提供了一种物品迁移方案的生成方法，参照图1所示，该方法包括如下步骤：

s101、接收用户输入的待迁移物品所处的当前位置的位置信息和目标位置的位置信息；

上述待迁移物品所处的当前位置信息包括：当前位置的位置编号和位置坐标，上述的目标位置的位置信息包括：目标位置的位置编号和位置坐标。

本领域技术人员应该清楚，该带迁移物品为多个，并且目标位置的信息为已知的。

s102、调用预先存储的规划模型；

本实施例中，该规划模型为预先存储的，该规划模型包括：迁移距离目标函数和约束条件，该迁移距离目标函数为以下公式(1)，

约束条件：

其中，公式(2)和公式(3)为目标函数的约束条件；

其中，上述v为迁移距离目标函数，j为排布方式中所有位置的集合，j为当前位置的位置编号，j’为目标位置的位置编号，djj’为编号为j的位置和编号为j’的位置之间的距离，sj为第一变量，当原有排布中j位置存在物品时取1，否则取0；sj’为第二变量，当新排布中j’位置需放置物品时取1，否则取0；zjj’为决策变量，原有排布中j位置的物品迁移至新排布的j’位置时取1，否则取0。

上述约束条件中，约束条件(1)表示若原有排布中位置j存在物品，则一定存在由j向外的迁移过程(包括原地迁移，即j和j’表示同一位置j＝j’)；约束条件(2)表示若新排布将在位置j’安排有物品，则在一定存在向j’的迁移过程(包括原地迁移)。

s103、基于待迁移物品所处的当前位置的信息、目标位置的信息和所述规划模型生成迁移方案。

进一步的，本实施例中基于上述的决策变量zjj’生成所述迁移方案；对于所有j∈j与j’∈j判断zjj’，如果zjj’＝1，则表示原有排布中位置j的物品需要迁移至新排布中的位置j’；若j与j’代表同一个位置(即j＝j’)，则表示原有排布中位置j的物品不需要迁移。

本实施例中以距离目标函数作为规划模型，使用该规划模型生成最终的迁移方案，使得总迁移距离最小，相对于现有技术中由工作人员进行分析得出迁移方案效率显著提高。上述规划模型是线性的，对该规划模型最优化求解，进而得到整体移动距离最小的迁移方案；通过本实施例中所提供的方法，达到了对一组物品进行迁移的效果，使得迁移总距离最小，节省了迁移的工作量，大大降低了迁移成本；在生成迁移方案过程中，解决了传统经验迁移方法，对分析人员的经验要求高，并且不容易得到全局最优方案的问题；此外本发明实施例可以在不要求分析人员具有任何经验的前提下，快速计算得到全局最优迁移方案，大大提高了制定迁移方案的效率、便利性与准确性。

为进一步说明该方法的积极效果，在实验和模拟阶段，首先在二维平面上随机生成10个位置点(即n＝10)，并编号为位置1、位置2……位置10。同时随机生成了两组物品排布方案，每个方案中均包含4个物品(即m＝4)。需要生成一种全局最优迁移方案，完成从第一排布方案向第二排布方案(目标排布方案)的转换，且该过程中保证迁移总距离最短。

其中，每两个位置之间距离使用欧氏距离，即两点之间的线段距离。

上述10个位置点的坐标分别为：位置1(17,42)、位置2(71,23)、位置3(61,1)、位置4(37,60)、位置5(40,87)、位置6(93,43)、位置7(40,47)、位置8(2,4)、位置9(71,57)、位置10(94,33)。

上述两个物品排布方案，其中第一排布方案中位置1、位置6、位置7、位置9放置有物品；第二个排布方案中位置2、位置4、位置5、位置7放置有物品。将这两个方案分别称之为原有物品排布与新物品排布。

下面按照本发明实施例中所提供的方法，将原有物品排布转换为新物品排布，并给具体迁移方案。

给出每两个位置j和j’之间的距离djj’，该距离可以通过两个位置的位置坐标计算得到，本例中使用欧氏距离来表示距离，并获得距离矩阵d＝{djj’}：

在实验阶段，以ampl环境为例，建立距离矩阵的数据文件1-2.dat，并在其中给出距离矩阵d＝{djj’}，格式如下表1所示：

表1

调用规划模型，该规划模型包括：目标函数和约束条件，该目标函数为公式(1):

上述的约束条件为公式(2)、公式(3)：

其中，目标函数与约束条件中的符号含义即为上文技术方案的符号表中所述。

基于上述数学规划模型，建立ampl环境下的模型文件1-2.mod，如下表2中所示，

表2

本例使用求解软件ampl进行求解，建立执行脚本文件1-2.sh，如下表3：

表3

在ampl环境下执行上述文件1-2.sh、1-2.mod以及1-2.dat，执行的计算系统为macbook，计算时间小于1秒。得到最优的目标函数值为99.78，以及集合ω的值，其中z14＝z62＝z77＝z95＝1，其他z＝0。即在原有物品排布中，位置1、位置6、位置9的物品需要分别迁移至位置4、位置2、位置5，位置7的物品保持不动。经过上述迁移即可实现新物品排布。

通过对比可以发现，传统经验方法所获得迁移方案的目标值均大于本方法得到的最小组内距离(该距离为99.78)，且迁移方案生成过程极其迅速，在实际的生产生活中能够大大提高工作效率。本方法的全局最优迁移方案的生成时间大大小于传统经验方法，结果也更优。因此本方法比传统经验方法能得到更佳的物品迁移方案。

优选地，上述实施例中所提供的方法，还包括：在得到迁移方案以后，输出该迁移方案。

上述迁移方案可以是迁移效果图，本实施例中通过上述的决策变量zjj’生成迁移效果图；该迁移效果图参照图2所示；输出该迁移方案可以是向用户显示该迁移效果图，该迁移效果图中通过箭头清楚地显示除了待迁移物品的迁移方式，比如物品从坐标为(17,42)的位置处，迁移至坐标为(37,60)位置处。

上述的输出迁移方案的方式，可以是包括：

向用户显示该迁移方案；例如，当该迁移方案为迁移效果图时，可以向用户显示该迁移效果图，用户通过该迁移效果图可以方便快捷的至到迁移方案；

和/或，

向用户进行语音播报该迁移方案；该语音播报的内容可以是采用tts语音播报的方式，向用户播报迁移方案，指导用户进行物品迁移。

实施例二

本发明实施例中提供了一种物品迁移方案的生成装置，该包括：

接收模块301，用于接收用户输入的待迁移物品所处的当前位置的位置信息和目标位置的位置信息；

上述待迁移物品所处的当前位置信息包括当前位置的位置编号和位置坐标，上述的目标位置的位置信息包括目标位置的位置编号和位置坐标。

模型调用模块302，用于调用预先存储的规划模型；

本实施例中，该规划模型为预先存储的，该规划模型包括：迁移距离目标函数和约束条件，该迁移距离目标函数为以下公式(1)，

约束条件：

其中，公式(2)和公式(3)为目标函数的约束条件；

其中，上述v为迁移距离目标函数，j为排布方式中所有位置的集合，j为当前位置的位置编号，j’为目标位置的位置编号，djj’为编号为j的位置和编号为j’的位置之间的距离，sj为第一变量，当原有排布中j位置存在物品时取1，否则取0；sj’为第二变量，当新排布中j’位置需放置物品时取1，否则取0；zjj’为决策变量，原有排布中j位置的物品迁移至新排布的j’位置时取1，否则取0。

上述约束条件中，约束条件(1)表示若原有排布中位置j存在物品，则一定存在由j向外的迁移过程(包括原地迁移，即j和j’表示同一位置j＝j’)；约束条件(2)表示若新排布将在位置j’安排有物品，则在一定存在向j’的迁移过程(包括原地迁移)。

迁移方案生成模块303，用于基于所述待迁移物品所处的当前位置的信息、目标位置的信息和所述规划模型生成迁移方案。

进一步的，本实施例中的迁移方案生成模块30基于上述的决策变量zjj’生成所述迁移方案；对于所有j∈j与j’∈j判断zjj’，如果zjj’＝1，则表示原有排布中位置j的物品需要迁移至新排布中的位置j’；若j与j’代表同一个位置(即j＝j’)，则表示原有排布中位置j的物品不需要迁移。

本发明实施例中所提供的一种物品迁移方案的生成装置，采用线性数学规划模型进行最优化求解，能够满足由一种排布方式变换成另一种排布方式过程中使被迁移物品的迁移总距离最小，大大降低了迁移成本，且效率高。

实施例三

本实施例中提供了一种物品排布系统，该系统包括：物品迁移方案的生成装置401和物品排布机构402；该物品排布机构402用于获取物品迁移方案的生成装置401所生成的迁移方案；并基于该迁移方案对待迁移物品进行迁移。

示例性地，上述的物品排布系统应用于物流分拣过程中，上述的物品排布机构可以是机械手；该机械手获取物品迁移方案的生成装置所生成的迁移方案以后，根据该迁移方案自动进行物品的迁移或者搬运，进而提高了效率和自动化程度。

本发明实施例中所提供的一种物品迁移方案的生成方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的物品迁移方案的生成装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。