订单分配方法及其分配系统与流程

本发明涉及智能仓库技术领域，具体涉及一种订单分配方法及其分配系统。

背景技术：

现今，网购早已走进普通人的生活，随着顾客对网上购物配送的接受时间越来越短，配送时间已经成为商品的重要属性。顾客期望商品越来快的到达自己手中，移动机器人实现系统(roboticmobilefulfillmentsystem)应运而生，比如亚马逊、京东等都已经实际运用了系统。

移动机器人拣选系统是一个智能的“货到人”的拣选系统。在该系统中，通过机器人在仓库中移动，将所需产品的货架移至工作台进行拣货。但是由于起步时间晚，移动机器人实现系统中现行的订单分配规则规划的机器人行驶路径不优，机器人移动中无用功较多，拣选效率不高，有待提出更好的方案。针对相关技术中订单分配策略导致拣选效率低，移动机器人无效行程较多的问题，目前还未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于解决现有拣选系统中移动机器人无效行程较多的问题，提供一种订单分配方法，该分配方法能大大降低机器人的无效行程，提高拣选效率。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

一种订单分配方法，包括：

接收来自商务端的订单；

获取电子商务端订单中的产品信息，并检索订单中的每种产品所在的货架在仓库中的准确位置；

按订单先后顺序将电子商务端订单依次分配给已完成或即将完成上一个订单的拣货台，与此同时将所述电子商务端订单中的产品分配至仓库中的空闲等待的机器人并获取所有分配了待取产品的机器人的位置信息；

空闲等待的机器人接收到待取产品所在货架的位置信息后，计算所有待取产品的机器人到所有已分配的待处理订单对应的拣货台的距离，并且所有分配了待取产品的机器人之间进行待取产品交换以使得所有分配了待取产品的机器人所需移动的总距离最短；

待取产品交换完成后，机器人将电子商务端订单所需要的产品所在的货架运送至相对应的拣货台处，拣货台处的工作人员取出产品，机器人再将货架送回至仓库中原存储位置处。

进一步地，所述产品信息包括：

所述电子商务端订单的产品的种类；

所述电子商务端订单的产品的名称；

所述电子商务端订单的产品的条形码；

所述电子商务端订单产品的数量；

所述所有分配了待取产品的机器人所需移动的总距离包括所有分配了待取产品的机器人到其分配的产品所在货架的距离与所有待取产品所在货架到对应拣货台的距离之和。

进一步地，检索产品存储的货架在仓储中的准确位置，包括：

事先建立仓库的二维空间坐标系，再记录每种产品所在货架的编号以及该编号的货架在仓库中的位置坐标，将产品信息与产品进仓库时所在的货架的位置信息匹配后储存，同时记录每个拣货台的编号以及具体位置坐标。

进一步地，机器人取送货架包括如下步骤：

s1：待取产品交换完成后，机器人接收待取产品所在货架的位置信息后由停驻点移动至产品所在的货架处，该移动距离符合曼哈顿距离；

s2：机器人抬起目标产品所在的货架，利用横向和纵向过道将货架移动至对应的拣货台处；

s3：拣货台处的工作台人员拣选订单需要的目标产品后，机器人再将货架移动至原存储位置储存。

进一步地，当机器人处于步骤s1中时，不再参与新的产品交换过程，直至其将准备搬运的产品搬运完成。

本发明的另一个目的是提供一种用于所述的订单分配方法的分配系统，包括：

拣货配送模块，包括拣货台、产品存放的货架以及用于将所述货架运送至所述拣货台的机器人；

订单接收模块，用于远程接受来自电子商务端的订单；

订单信息提取模块，其与所述订单接收模块通过电信号连接，用于提取电子商务订单中具体的产品信息；

位置检索模块，其与所述订单信息提取模块通过电信号连接，用于查找订单中产品所在的货架以及提取所在货架在仓库中的具体位置坐标；

信息处理模块，其与所述拣货台、所述机器人、所述订单接收模块、所述订单信息提取模块以及所述位置检索模块通过电信号连接，用于接收订单接收模块接收的订单，然后根据订单信息提取模块以及位置检索模块查找的信息将订单分配给已完成或即将完成上一个订单的拣货台，与此同时将电子商务端订单中的产品所在货架的具体位置信息分配给空闲等待的机器人；

计算模块，其与所述信息处理模块通过电信号连接，用于计算所有分配了待取产品的机器人到所有分配了待处理的订单对应的拣货台之间的距离，计算出该最短距离的最优方案并将该最优方案反馈给所述信息处理模块，所述信息处理模块接收该最优方案并控制所有分配了待取产品的机器人之间交换待取产品。

进一步地，还包括：

位置更新模块，其与所述机器人和所述信息处理模块通过电信号连接，用于实时更新每个机器人在仓库中的具体位置坐标并将该位置信息发送给所述信息处理模块；

阶段反馈模块，其与所述机器人和所述信息处理模块通过电信号连接，用于判断所述分配了待取产品匹配的机器人是否处在前往其分配的产品所在的货架的步骤中。

进一步地，所述位置更新模块实时确定机器人在仓库中的具体位置，方便对其进行路径规划、障碍物躲避以及路程计算。

进一步地，所述机器人上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述阶段反馈模块通过电信号连接，通过所述压力传感器判断所述机器人上是否有负载，无负载说明该机器人处在前往其分配的产品所在的货架的步骤中，否则处于搬运货架至拣货台或送回货架的步骤中，并将所述机器人所处步骤情况发送至所述阶段反馈模块。

进一步地，所述信息处理模块根据所述阶段反馈模块确定所述机器人是否处在前往储存对应产品的货架的步骤中，另外根据所述位置更新模块，规划所述机器人到所述电子订单中产品对应的目标货架之间的距离符合曼哈顿距离。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明通过计算所有分配了未处理产品的机器人所需移动的总距离最短的最优方案，再根据计算出的最优方案控制所有分配了未处理产品的机器人之间交换待取产品，从而保证了机器人无效行程最小，拣选效率大大提高。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的订单分配方法的流程图

图2为本发明的某个具体的仓库的平面结构图；

图3为本本发明一个具体实施例的订单分配方法的分配系统的框图。

具体实施方式

为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

现在随着网购的越来越盛行，人们希望网购配送时间越来越短，所以机器人挑选系统应运而生。移动机器人实现系统中现行的订单分配规则规划的机器人往往行驶路径不优，机器人移动中无用功较多，拣选效率不高。为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种订单分配方法及订单分配系统。

下面首先对本申请实施例提供的一种订单分配方法进行介绍。

图1是根据本申请一示例性实施例示出的一种订单分配方法的流程图，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：

在步骤101中，接收来自商务端的订单。客户在商务端下单后，商务端通过网络通讯的方式将订单发送过来，系统接收来自商务端的订单。

在步骤102中，获取电子商务端订单中的产品信息，并检索订单中的每种产品所在的货架在仓库中的准确位置。系统接收到来自商务端的订单后，将订单进行解析，解析出订单中包含的产品种类、产品名称、每种产品的数量以及每种产品的条形码，系统再根据其解析出来的产品信息查找该订单中的每种产品在仓库中的哪个货架上以及其对应的货架在仓库中的具体位置。为了便于系统查找货架在仓库中的具体位置，我们可以事先建立仓库的二维空间坐标系，并对仓库中的货架进行编号，同时将产品信息与产品所在的货架的编号匹配后储存，再记录各个不同编号的货架在在仓库中的位置坐标。与此同时，也要记录每个拣货台的编号以及各个不同编号的拣货台在该仓库二维坐标系中的具体位置坐标。

在步骤103中，按订单先后顺序将电子商务端订单依次分配给已完成或即将完成上一个订单的拣货台，与此同时将电子商务端订单中的产品分配至仓库中的空闲的机器人并获取所有分配了待取产品的机器人的位置信息。系统将订单中产品信息以及位置信息解析完成后，再将解析完成的订单分配给已完成或即将上一个订单的拣货台。在这里，不对刚开始处理订单的拣货台分配订单是为了防止在同一个拣货台发生订单混乱或者串单的问题。与此同时，系统将该分配给拣货台的订单中的产品、产品所在货架标号以及该货架的具体位置信息分配至仓库中空闲等待的机器人并获取这些机器人在仓库中的二维坐标信息。

在步骤104中，空闲的机器人接收到订单中的产品、该产品所在货架标号以及该货架的具体位置信息后，系统计算所有分配了待取产品的机器人到所有分配了待处理订单对应的拣货台的距离，并且所有分配了待取产品的机器人之间进行待取产品交换以使得所有分配了待取产品的机器人所需移动的总距离最短。在此处，所有分配了待取产品的机器人所需移动的总距离包括所有分配了待取产品的机器人到所有待取产品所在货架的距离以及该所有待取产品所在货架到已分配未处理订单对应的拣货台的距离。系统通过计算得出所有分配了待取产品的机器人所需移动的总距离最短的最优方案，系统根据计算出的最优方案控制所有分配了待取产品的机器人之间交换待取产品，从而保证了机器人无效行程最小，拣选效率较高。

在步骤105中，待取产品交换完成后，机器人将电子商务端订单所需要的产品所在的货架运送至相对应的拣货台处，拣货台处的工作人员取出产品，机器人再将货架送回至仓库中原存储位置处。在该步骤中，机器人取送货架包括如下步骤：

s1：待取产品交换完成后，机器人接收待取产品所在货架的位置信息后由停驻点移动至产品所在的货架处，该移动距离符合曼哈顿距离，这样可以保证机器人的无效行程最小，从而节省拣货时间；值得注意的是，一旦机器人处在该步骤中时，机器人不再参与新的待取产品交换过程，直至其将准备搬运的产品搬运完成。

s2：机器人抬起目标产品所在的货架，利用横向和纵向过道将货架移动至对应的拣货台处；

s3：拣货台处的工作台人员拣选订单需要的目标产品后，机器人再将货架移动至原存储位置储存，至此一个机器人完成了其分配的一个产品任务。

下面结合某个仓库的具体平面图对该订单分配方法进行详细说明。

见图2，图2展示的是某个具体的仓库的平面结构图。建立如图2所示的仓库二维坐标，在该实施例中可以以所有拣货台的底边连线为x轴，以平行于货架纵向排布方向且垂直于x轴的直线为y轴，x轴和y轴的交点为坐标原点。该坐标系建立好后，按顺序对每个货架和检索台进行编号，其中s1、s2、s3…si表示的是不同编号的货架，并根据建立的二维坐标系记录每个货架中心点的二维坐标，即si(xi,yi)。w1、w2、w3…wz表示的是不同的拣货台，记录每个拣货台中心点的二维坐标wi(xwi,ywi)。此外，在每种产品进仓库储存时，将产品的名称、种类、数量和条形码与对应的货架标号和二维坐标匹配后储存在系统中，便于后续系统查找和调用。

当客户在商务端下单后，商务端通过网络通讯的方式将订单发送过来，系统接收来自商务端的订单。

系统接收到来自商务端的订单后，将订单进行解析，解析出订单中包含的产品种类、产品名称、每种产品的数量以及每种产品的条形码，系统再根据其解析出来的产品信息查找该订单中的每种产品在仓库中的哪个货架上以及其对应的货架在仓库中的具体位置。系统将订单中产品信息以及位置信息解析完成后，再将解析完成的订单分配给已完成或即将上一个订单的拣货台。

例如，现在系统收到客户端10个订单，而现在只有2个拣货台已完成或即将完成上一个订单，则系统先将排在前面的2个订单分配给该两个即将完成上一个订单的拣货台，该两个拣货台为wj(xwj,ywj)和wn(xn,yn)，系统将第一订单分配给拣货台wj(xwj,ywj)，系统将第二个订单分配给拣货台wj(xwj,ywj)。经过系统的解析发现个订单中均包含两者产品，该两种产品分别在货架sh(xh,yh)和货架sk(xk,yk)上，该两种产品需要被送至拣货台wj(xwj,ywj)处。另一个订单包含一种产品，该产品在货架sm(xm,ym)上，该产品需要被送至拣货台wn(xn,yn)处。与此同时，系统将这三种产品匹配至仓库中空闲等待的机器人，匹配完成后，系统获取三个机器人的中心点在仓库中的二维坐标r1(x1,y1)，r2(x2,y2)，r3(x3,y3)，并计算其中任意两个机器人到拣货台wj以及另一个机器人到拣货台wn(xn,yn)的距离最短的最优方案，在此处，可以采用数的遍历方法对改最优方案进行求解，并根据最短距离的最优方案对机器人进行待取产品交换以使得三个机器人所需移动的总距离最短，从而保证机器人的无效行程最小，拣选效率高。

待取产品交换完成后，机器人将分配的待取产品所在的货架运送至相对应的拣货台处，拣货台处的工作人员取出产品，机器人再将货架送回至仓库中原存储位置处。在该步骤中，机器人取送货架包括如下步骤：

s1：待取产品交换完成后，例如，经过计算得出机器人r1和机器人r3运送第一个订单的两种产品至拣货台wj(xwj,ywj)、机器人r2送第二订单的产品到拣货台wn(xn,yn)为最优方案，三个机器人接收待取产品所在货架的位置信息后由停驻点移动至待取产品所在的货架处，该移动距离需符合如图2所示的曼哈顿距离，这样可以保证机器人的无效行程最小，从而节省拣货时间；值得注意的是，一旦机器人处在该步骤中时，机器人不再参与新的待取产品交换过程，直至其将准备搬运的产品搬运完成。

s2：三个机器人抬起各自目标产品所在的货架，利用横向和纵向过道将货架移动至各自对应的拣货台处，对于拣货台wj由于其分配的订单中含有两个产品，假如，货架sh离该拣货台距离更近，可以先让抬送货架sh的机器人先送货至拣货台wj，从而更进一步地节省时间；

s3：拣货台处的工作台人员拣选订单需要的目标产品后，机器人再将货架移动至原存储位置储存，至此一个机器人完成了其分配的一个产品任务。

图3是根据本申请示例性实施例示出的一种订单分配方法的分配系统的框图，如图3所示，所述系统可以包括：

拣货配送模块，该拣货配送模块包括用于打包订单的拣货台201、用于产品存放的货架以及用于将货架运送至拣货台201的机器人202。

订单接收模块203，用于远程接受来自电子商务端的订单。

订单信息提取模块204，其与订单接收模块204通过电信号连接，用于提取订单接收模块203收到的电子商务订单中具体的产品信息，该产品信息包括产品种类、产品名称、每种产品的数量以及每种产品的条形码。

位置检索模块205，其与订单信息提取模块204通过电信号连接，用于根据订单信息提取模块204解析的产品信息，查找每种产品所在的货架编号以及提取所在货架在仓库中的具体位置坐标。

信息处理模块206，其与拣货台201、机器人202、订单接收模块203、订单信息提取模块204以及位置检索模块205通过电信号连接。订单接收模块203接收订单后将信息反馈给信息处理模块206，信息处理模块206根据订单信息提取模块204以及位置检索模块205查找的信息将订单分配给已完成或即将完成上一个订单的拣货台201，与此同时将电子商务订单中的产品所在货架的具体位置信息分配给空闲等待的机器人202，信息处理模块206将分配了待取产品的空闲等待的机器人的信息反馈给位置检索模块205，位置检索模块205解析出分配了待取产品的空闲等待的机器人的位置坐标并将信息反馈给信息处理模块。

计算模块207，其与信息处理模块206通过电信号连接，用于接收信息处理模块206反馈的产品分配信息情况，包括产品所在货架位置信息、机器人202位置信息、拣货台201位置信息等，计算所有分配了待取产品的机器人到所有分配了未处理的订单对应的拣货台201之间的距离，计算出该最短距离的最优方案并将该最优方案反馈给信息处理模块206，信息处理模块206接收该最优方案并控制所有分配了待取产品的机器人之间交换待取产品。

位置更新模块208，其与机器人202和信息处理模块206通过电信号连接，用于实时更新每个机器人202所在的具体位置坐标并将该位置信息发送给信息处理模块206，实时检测机器人202在仓库中的具体位置，方便对其进行路径规划、障碍物躲避以及路程计算。

阶段反馈模块209，其与机器人202和信息处理模块206连接，用于判断待取产品匹配的机器人202是否处在前往储存对应产品的货架的步骤中。为了方便判断机器人202所处的阶段，机器人202上设置有压力传感器，该压力传感器202与阶段反馈模块209通过电信号连接，通过压力传感器判断机器人202上是否有负载，无负载说明该机器人202处在前往储存对应产品的货架的步骤中；否则，则其处于搬运货架至拣货台201或送回货架的步骤中，并将机器人202所处步骤情况发送至阶段反馈模块209。信息处理模块206根据阶段反馈模块209确定机器人202是否处在前往储存对应产品的货架的步骤中，另外根据所位置更新模块208，规划机器人202到电子订单中产品对应的目标货架之间的距离符合曼哈顿距离。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。