吊挂分拣系统出入库调度及库位分配方法

1.本发明属于物流仓储领域。


背景技术：

2.随着服装行业转向多品种、小批量、短周期的按单生产模式以及以消费者需求主导的服装生产模式，吊挂系统在服装产业的应用，从单纯的运输需求转向了更复杂的分拣需求。
3.目前，吊挂系统所存在的存储区的基本运行规则分为两种，一是对输入的悬挂件不进行排序，直接按照库位顺序入库，这会对后续的分拣出库效率造成影响；二是按照货物类别将悬挂件传输至不同的悬挂仓内，但缺少具体的方案指示，主要依靠人工决定库位，这会影响分拣效率，带来资源浪费。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种适用于服装生产的吊挂分拣系统出入库调度及库位分配方法，实现服装的高效入库和库位利用最大化，有效应对紧急订单库位不足的情况，并提高后续分拣和包装的效率。
5.所述吊挂分拣系统主要包括依次连通设置的一级分拣区和二级分拣区，作用分别是根据订单出库顺序进行一级分拣和二级分拣。其中，一级分拣区包括一级缓冲区和独立悬挂仓，二级分拣区包括二级缓冲区和分拣轨道。根据预设的吊挂结构，两级分拣区的不同功能为：一级分拣主要作用是按照货物品类或订单清单暂存预备打包的货物，二级分拣的主要作用是将货物分拣运输至对应打包台。
6.所述吊挂分拣系统出入库调度方法包括步骤：
7.s100中，成品悬挂件混流排列，通过缓冲区入库口进入一级缓冲区，在一级缓冲区环内按既定的顺序、方向持续移动回流，排队等待进行第一次分拣进入指定悬挂仓；
8.s200中，悬挂件在一级缓冲区中按既定的顺序、方向回流，经过入库口时，判断该悬挂件是否经过该入库口进入对应的独立悬挂仓，
9.s210如果是，将悬挂件逐一且有序的释放至一级分拣区的独立悬挂仓内，直至该悬挂仓的入库任务完成；
10.s220如果否，将悬挂件暂存在一级缓冲区，重复s200；
11.s300中，悬挂件在独立悬挂仓中既定的顺序、方向回流，经过独立悬挂仓出口时，判断该悬挂件是否需要进入二级分拣区等待二级分拣，
12.s310如果是，将悬挂件释放进入二级缓冲区；
13.s320如果否，将悬挂件暂存在独立悬挂仓内，重复s300；
14.s400中，悬挂件在二级缓冲区内既定的顺序、方向回流，经过二级分拣口时，判断该悬挂件是否需要进行二级分拣，
15.s410如果是，将悬挂件根据设定出口、并且逐一且有序的沿着卸货轨道释放至二
级分拣区的末端；
16.s420如果否，将悬挂件暂存在二级缓冲区，重复s400；
17.s500中，操作工将悬挂件从卸货轨道末端取下进行包装，并将空衣架挂回，空衣架沿汇总轨道完成回流，等待上货。
18.进一步地，所述独立悬挂仓为环形结构，有且仅有一个出库口和入库口，步骤s210中，将悬挂件逐一且有序的经过入库口释放至一级分拣区的独立悬挂仓内，直至该悬挂仓的入库任务完成，具体为：
19.s211判断当该悬挂件入库后，该独立悬挂仓是否完成今日入库任务：
20.s211-1如果是，
21.s211-1-0判断该独立悬挂仓内接下来是否有悬挂件需要进行二级分拣任务，
22.s211-1-1如果是，独立悬挂仓的传输轨道继续输送，悬挂件在独立悬挂仓中既定的顺序、方向回流；
23.s211-1-2如果否，独立悬挂仓的传输轨道停止输送，悬挂件静止储存在独立悬挂仓内；
24.s211-2如果否，
25.独立悬挂仓的传输轨道继续输送，悬挂件在独立悬挂仓中既定的顺序、方向回流，直至完成入库任务。
26.所述吊挂分拣系统，悬挂件进入独立悬挂仓的库位分配方法包括：
27.载有成品的悬挂件进入汇总轨道后，需要系统对悬挂件对接下来要进入的悬挂仓进行分配。具体步骤为：
28.s600中，接到订单后，mes系统根据订单内容、可分配资源和生产周期对订单进行排产，并将生产计划下达至各车间。
29.s700中，对每日生产订单中的每两种不同的货物之间进行关联度计算，每两种不同的货物之间的关联度r
kl
定义为同时包含输入悬挂件所对应的货物k和悬挂仓中的悬挂件所对应的货物l的订单数与总订单数的比值，即：
[0030][0031]
s800中，建立数学模型，为悬挂件分配合适的独立悬挂仓，假设独立悬挂仓总数为u，输入货物类型总数为k，悬挂仓中货物总数为l，gu为悬挂仓u的剩余容量，y
lu
为悬挂仓u中货物l的数量，需要建立目标函数和约束如下：
[0032][0033][0034]
[0035][0036][0037]
其中，式(2)为目标函数，求输入的送至悬挂仓u的属于k类货物的第i件悬挂件和独立悬挂仓中的悬挂件之间关联度的和的最大值；式(3)表示每件货物只能输送到一个悬挂仓里；式(4)表示输送到悬挂仓u的货物的数量之和不能超过悬挂仓u当前的剩余可用容量；式(5)用来确定输入的悬挂件所属的货物类型；式(6)为决策变量。
[0038]
s900中，根据订单或货物的特殊情况对悬挂件的储存仓位进行特殊调整，具体为：
[0039]
当某个订单不急于出库并需要在悬挂仓暂存时，或者货物属性特殊需要单独储存时，可指定一个或多个悬挂仓为该订单的专属悬挂仓，其他货物入库时不考虑该悬挂仓。
[0040]
由于吊挂系统处于实时运作的结构特殊性，本发明所涉及的悬挂仓为独立悬挂仓，各悬挂仓的输送线可根据实际需求保持静止或输送；此外，本说明书中所提的库位分配指悬挂仓分配，并非普遍意义上的具体某一个点位的库位，以上所述吊挂系统库位分配方式适用于该结构下全部悬挂仓。
[0041]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：分拣区设置成一级分拣区和二级分拣区，先是对吊挂分拣系统整体的结构和出入库调度方法进行介绍，然后将悬挂件根据货物关联度分配到不同的独立悬挂仓中，关联度高的货物更集中，为后续分拣任务的进行提供便利，缩短出库口的等件时间，大大提升了吊挂系统的分拣准确度和分拣效率。
附图说明
[0042]
图1是本发明的整体出入库调度逻辑示意图。
[0043]
图2是本发明中的吊挂系统库位分配逻辑示意图。
[0044]
图3是本发明吊挂分拣系统整体的布局示意图。
[0045]
图中所示：101-分拣区入口，102-一级缓冲区，201、202、203、204-入库口，301、302、303、304-独立悬挂仓，401、402、403、404-出库口，501-二级缓冲区，601分拣口，701-卸货轨道，801-空衣架汇总轨道。
具体实施方式
[0046]
首先对吊挂分拣系统的结构进行介绍：如图3所示，所述吊挂分拣系统包括一级分拣区和二级分拣区。其中，一级分拣区具体可分为：分拣区入口101，一级缓冲区102，入库口201-204，独立悬挂仓301-304，出库口401-404；二级分拣区具体可分为：二级缓冲区501，分拣口601，卸货轨道701，空衣架汇总轨道801。每个悬挂件上载有一件服装，并且每个悬挂件有唯一对应的rfid标签，含订单批次信息、货物型号、库位信息等。
[0047]
悬挂件在轨道内的基本运输流程为：悬挂件混流进入经过分拣区入口，进入一级缓冲区，并在一级缓冲区中按照既定的顺序和方向回流。当悬挂件经过入库口时，入库口上的读写器对悬挂件的rfid进行识别，并将信号传输给控制器，由控制器判断是否释放该悬挂件：若否，则悬挂件继续在一级缓冲区按既定顺序传输；若是，则释放悬挂件至目标独立
悬挂仓。悬挂件进入独立悬挂仓后，在悬挂仓内按需静止或沿传输轨道回流。在吊挂分拣系统运转过程中，mes系统将实时的出库清单和分拣任务下达至各出库口和分拣口的控制器。悬挂件流转至各出库口时，控制器需判断悬挂件接下来是否需要分拣：若否，则悬挂件继续在独立悬挂仓内按既定顺序传输；若是，则释放悬挂件进入二级缓冲区。悬挂件在二级缓冲区中按照既定的顺序和方向传输回流，悬挂件流转至各分拣口时，控制器需判断悬挂件接下来是否需要从该分拣口输出分拣：若否，则悬挂件继续在二级缓冲区内按既定顺序传输；若是，则沿卸货轨道释放悬挂件。
[0048]
结合图1、图3所示，一种适用于吊挂分拣系统的出入库调度方法包括步骤：
[0049]
s100中，成品悬挂件混流排列，通过缓冲区入库口101进入一级缓冲区102，在一级缓冲区102环内按既定的顺序、方向持续移动回流，排队等待进行第一次分拣进入指定悬挂仓。
[0050]
s200中，悬挂件从如图3所示从一级缓冲区102到独立悬挂仓301-304需要经过201-204这四个入库口，悬挂件经过每个入库口时，入库口上的rfid读写器都需要对悬挂件衣架上的rfid芯片进行读取，判断该悬挂件是否经过该入库口进入对应的独立悬挂仓，此处以悬挂件进入独立悬挂仓301为目标，
[0051]
s210如果是，将悬挂件逐一且有序的释放至一级分拣区的目标独立悬挂仓301内，直至该悬挂仓的入库任务完成；
[0052]
s211判断当该悬挂件入库后，独立悬挂仓301是否完成今日入库任务：
[0053]
s211-1如果是，
[0054]
s211-1-0判断独立悬挂仓301内接下来是否有悬挂件需要进行二级分拣任务，
[0055]
s211-1-1如果是，独立悬挂仓301的传输轨道继续输送，悬挂件在独立悬挂仓中既定的顺序、方向回流；
[0056]
s211-1-2如果否，独立悬挂仓301的传输轨道停止输送，悬挂件静止储存在仓内；
[0057]
s211-2如果否，
[0058]
独立悬挂仓301的传输轨道继续输送，悬挂件在独立悬挂仓中既定的顺序、方向回流，直至入库任务完成；
[0059]
s220如果否，将悬挂件暂存在一级缓冲区102中，重复s200。
[0060]
s300中，悬挂件在独立悬挂仓中既定的顺序、方向回流，经过独立悬挂仓出口时，判断该悬挂件是否需要进入二级分拣区501等待二级分拣，
[0061]
s310如果是，将悬挂件释放进入二级缓冲区501；
[0062]
s320如果否，将悬挂件暂存在独立悬挂仓内，重复s300。
[0063]
s400中，悬挂件在二级缓冲区501内既定的顺序、方向回流，经过二级分拣口时601，判断该悬挂件是否需要进行二级分拣，
[0064]
s410如果是，将悬挂件逐一且有序的沿着卸货轨道701释放至二级分拣区的末端等待操作工进行下一步加工；
[0065]
s420如果否，将悬挂件暂存在二级缓冲区501中，重复s400。
[0066]
s500中，操作工将悬挂件从卸货轨道701末端取下并进行包装，然后将空衣架挂回，空衣架沿汇总轨道801输送，完成回流，等待上货。
[0067]
所述吊挂分拣系统，悬挂件进入独立悬挂仓的库位分配方法包括：
[0068]
s600中，接到订单后，mes系统根据订单内容、可分配资源和生产周期对订单进行排产，并将生产计划下达至各车间，同时根据交单时间得到分拣任务，分拣任务内容包括：分拣批次、分拣品类、分拣数量，然后将分拣任务下达至各下位机。
[0069]
s700中，对每日生产订单中的每两种不同的货物之间进行关联度计算，每两种不同的货物之间的关联度r
kl
定义为同时包含输入悬挂件所对应的货物k和悬挂仓中的悬挂件所对应的货物l订单数与总订单数的比值，即：
[0070][0071]
s800中，建立数学模型，为悬挂件分配合适的独立悬挂仓，假设独立悬挂仓总数为u，输入货物类型总数为k，悬挂仓中货物总数为l，gu为悬挂仓u的剩余容量，y
lu
为悬挂仓u中货物l的数量，需要建立目标函数和约束如下：
[0072][0073][0074][0075][0076][0077]
其中，式(2)为目标函数，求输入的送至悬挂仓u的属于k类货物的第i件悬挂件和独立悬挂仓中的悬挂件之间关联度的和的最大值；式(3)表示每件货物只能输送到一个悬挂仓里；式(4)表示输送到悬挂仓u的货物的数量之和不能超过悬挂仓u当前的剩余可用容量；式(5)用来确定输入的悬挂件所属的货物类型；式(6)为决策变量。
[0078]
s900中，根据订单或货物的特殊情况对悬挂件的储存仓位进行特殊调整，具体为：
[0079]
当某个订单不急于出库并需要在悬挂仓暂存时，或者货物属性特殊需要单独储存时，可指定一个或多个悬挂仓为该订单的专属悬挂仓，其他货物入库时不考虑该悬挂仓。
[0080]
以上悬挂仓库位分配步骤结合实例如下：
[0081]
假设工作日要处理的订单如表1所示，当日需处理三个订单，订单1包含货物(1，2，3)，每种货物对应的种类分别为5、4、6，其包含的货物总数为15个。
[0082]
表1订单明细表
[0083][0084]
根据订单明细表和货物关联度的定义，利用公式(1)可以计算得到不同货物间的关联度如表2所示。
[0085]
表2货物关联度
[0086][0087]
假设当前有3个悬挂仓，每个悬挂仓的最大容量g＝20，每个悬挂仓的当前可用容量gu可结合表3库存情况表得出。
[0088]
表3库存情况表
[0089][0090]
如表3所示，悬挂仓4当前存有的货物种类为(4，5)，每种货物对应的数量分别为1、4，悬挂仓4中的货物总数为5，则g4＝20-5＝15。
[0091]
接下来需要对输入的悬挂件信息进行分析。假设每输入15个悬挂件为一个批次，则可随机生产当前批次的悬挂件对应的货物类型信息，例如(2，3，4，3，5，1，1，2，3，4，2，2，3，3，3)。根据式(2)至式(6)可得出当前批次悬挂件的分配结果如表4和表5所示。
[0092]
表4悬挂件分配结果
[0093][0094]
表5悬挂件分配汇总表
[0095][0096]
对比表3和表5可以看出，本发明上述的悬挂件库位分配方法可最大化为悬挂件按照其货物所属种类进行库位分配，该种情况下，无论使按订单或是产品种类进行拣选，都能大大提高拣选效率，节约拣选成本。
[0097]
由于吊挂系统处于实时运作的结构特殊性，本发明所涉及的悬挂仓为独立悬挂仓，各悬挂仓的输送线可根据实际需求保持静止或输送；此外，本说明书中所提的库位分配指悬挂仓分配，并非普遍意义上的具体某一个点位的库位，以上所述吊挂系统库位分配方式适用于该结构下全部悬挂仓。
[0098]
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。