一种核电厂单层立体仓库的作业动静线优化方法及系统与流程

本发明涉及立体仓库作业调度与物流优化，具体涉及一种核电厂单层立体仓库的作业动静线优化方法及系统。

背景技术：

1、核电产业对物资管理的安全性、可靠性和时效性要求极高。为满足大批量、多品类物资的高效仓储需求，配备了自动导引运输车（agv，automated guided vehicle）、堆垛机、有轨穿梭车（rgv，rail guided vehicle）、攀爬机器人等多种自动化设备的单层立体仓库被广泛应用。这类仓库在建成后，其建筑结构、功能区划分及货架布局通常已无法进行大规模物理改造。在此类布局固定的仓库中，如何规划和管理“入库-存储-拣选-出库”的完整物料流动路径（即动线），是一个核心挑战。传统的调度或规划方法容易导致不同流程（如入库与出库流）的动线在空间上交叠，自动化设备的运行路径与人工操作区域产生交叉，进而引发设备碰撞风险、作业路径干扰及整体效率下降等问题，存在安全隐患并影响仓储系统的稳定高效运行。

2、现有技术中，针对立体仓库的优化多集中于软件层面的任务调度算法，或者在仓库建设初期通过仿真模拟进行的布局优化。这些方案难以从根本上解决已固定物理空间内由硬性空间交叉带来的冲突问题。另有技术采用设置固定物理隔断来实现人车分流，但这种方法极大地牺牲了作业的灵活性，难以适应核电厂复杂多变的物流需求，且成本高、改动大。

3、因此，亟需一种在不改变仓库主体结构和货架布局的前提下，通过技术手段对多设备、多流程的作业动线进行系统性、软性优化的方法，以彻底解决或显著改善设备间的路径冲突问题，并提升作业安全性。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种适用于布局固定的核电厂单层立体仓库的作业动静线优化方法及系统。本发明能够在无法进行结构改造的条件下，通过智能化的空间管理与路径规划，实现多流程动线的物理分离或有序交汇，有效消除碰撞风险、减少作业干扰，从而显著提升整个仓储系统的作业效率与安全等级。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明的第一方面，提供了一种核电厂单层立体仓库的作业动静线优化方法，该立体仓库的物理布局与功能分区已固定，且部署有至少自动导引运输车（agv）和堆垛机两种自动化设备。该方法包括以下步骤：

4、s1：对仓库的固定功能分区进行分析，基于物料在入库、存储、拣选、出库流程中的流动逻辑，通过设置电子围栏、激光警示区或地面标识线中的一种或多种方式，在逻辑上划分并隔离人员操作区与自动化设备运行区；

5、s2：为所述agv规划不深入所述堆垛机核心作业区域的水平搬运动线；同时，在包含堆垛机和有轨穿梭车（rgv）的存储区域，规划所述堆垛机与所述rgv的作业路径在固定交接点交汇；

6、s3：在仓库的固定通道体系中，设定服务于不同物料流向的单向主干动线，以引导全局物料形成有序循环。

7、具体的，在步骤s1中，所述基于物料在入库、存储、拣选、出库流程中的流动逻辑，具体包括确定各功能区作为物料起点、中转点、终点的角色，以及物料在功能区之间流动的方向和交接节点。

8、具体的，在步骤s2中，所述存储区域还包括用于料箱存储的立库，其内部部署有攀爬机器人，所述方法还包括：

9、为所述攀爬机器人规划在专属货架导轨上的作业动线，并使所述攀爬机器人的取放货作业面与所述agv的物料接驳面在空间上分离。

10、进一步的，在步骤s2中，所述固定交接点为设置在托盘立库巷道端头的、配备有输送机的交接站，用于实现托盘在所述agv、所述rgv与所述堆垛机之间的可控转运。

11、具体的，在步骤s3中，所述单向主干动线的设定包括：将一条或多条主要通道规划为主要服务于入库物料的流动，将另一条或多条不同的主要通道规划为主要服务于出库物料的流动。

12、进一步的，在所述核电厂单层立体仓库的作业动静线优化方法中，所述立体仓库为地面载荷不低于5t/m²、防火等级为丙类的单层仓库。

13、本发明的第二方面，基于本发明同样的发明构思，提供了一种核电厂单层立体仓库的作业动静线优化系统，所述系统包括：

14、空间逻辑划分模块，用于基于仓库的固定布局和物料流程模型，生成电子围栏、激光警示区或地面标识线的虚拟或实际部署方案，以定义隔离区域；

15、设备路径规划模块，用于为agv、堆垛机、有轨穿梭车（rgv）和/或攀爬机器人规划专属作业路径，并确定不同设备路径间的交汇规则；

16、全局流向控制模块，用于在仓库的通道模型中设定并执行物料单向流动的主干动线逻辑。

17、进一步的，所述系统还包括设备协同控制模块，所述设备协同控制模块与所述空间逻辑划分模块、所述设备路径规划模块及所述全局流向控制模块通信连接，用于根据生成的路径和流向逻辑，向所述agv、所述堆垛机、所述rgv和/或所述攀爬机器人发送控制指令，并接收其状态反馈，以实现动态调度与避碰。

18、具体而言，所述设备协同控制模块作为整个优化系统的核心调度与执行中枢，其作用超越了简单的指令转发。该模块基于空间逻辑划分模块生成的隔离区域动态边界、设备路径规划模块制定的专属作业路径以及全局流向控制模块设定的单向主干动线逻辑，构建了一个‌实时、闭环的控制网络‌。它不仅向agv、堆垛机、rgv和攀爬机器人等自动化设备下发精确到点和序列的运动控制指令，更通过持续接收所有设备的实时状态反馈（如位置、速度、任务完成状态及可能的异常报警），实现对整个仓库作业流的动态感知与智能调控。在运行过程中，该模块会‌主动监控潜在路径冲突风险‌：例如，当agv因任务延迟可能导致其进入与堆垛机作业区域邻近的交叉路口时，模块可依据预设规则进行微秒级决策，动态调整agv的行驶速度或令其短暂等待，直至堆垛机完成当前存取循环并通过固定交接点，从而在严格遵守单向动线和专属路径的前提下实现无缝衔接。此外，对于攀爬机器人与agv在料箱区接驳面的协同，该模块负责精确同步两者的作业时序，确保取放货动作与物料转运在时空上完全分离，杜绝物理干涉。通过这种基于实时数据的动态调度与预判式避碰机制，设备协同控制模块将静态的路径规划与流向逻辑转化为安全、高效、柔性的实际作业，是确保“软件定义逻辑”能够在固定物理布局中可靠落地、最终达成降低碰撞风险、提升整体作业效率目标的关键技术保障。

19、本发明的第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现本发明第一方面提到了一种核电厂单层立体仓库的作业动静线优化方法的所有步骤。

20、本发明的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面提到了一种核电厂单层立体仓库的作业动静线优化方法的所有步骤。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

22、（1）安全性显著提升：通过软隔离与专属路径规划，从根本上减少了人员活动区与自动设备作业区、以及不同自动化设备之间的动线交叉，最大限度地规避了碰撞风险。

23、‌（2）作业效率明显提高：动静线的系统优化减少了设备的相互等待、紧急避让和路径寻优的复杂计算，使各物流环节间的衔接更为平滑流畅，降低了拥堵，提升了设备利用率和整体吞吐率。

24、‌（3）扩展性与适用性强：本发明基于“软件定义逻辑”和“固件（自动化设备）执行路径”的思想，方法本身无需对仓库硬件结构进行改造或拆装，适用于核电及其他行业具有固定布局特点的各类立体仓库，具备较高的普适性和灵活性。

25、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。