基于数字孪生的高密度立体仓库库位分配与调度方法技术

本发明专利技术公开了基于数字孪生的高密度立体仓库库位分配与调度方法。基于最短入库与调度路径原则进行入库规划，且入库规划的每一步都判断是否与目标巷道已存储货物的出货时间冲突，有效解决订单拥堵和库位分配与设备调度出现冲突的问题。本发明专利技术提供的基于数字孪生的高密度立体仓库库位分配与调度方法，利用实物仿真平台提前获取订单信息进行库位与设备的提前规划，实现高密度立体仓库数字化模型与现场实物设备之间的指令同步与信息传输，真实模拟实际的生产过程，使得仿真分析与验证测试结果具有足够的可信度和说服力，进而为真实的高密度立体仓库库位分配及设备调度提供有效指导，有助于分析解决库位分配与设备调度中出现冲突以及订单拥堵的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生的高密度立体仓库库位分配与调度方法
本专利技术涉及仓库管理
，特别是基于数字孪生的高密度立体仓库库位分配与调度方法。
技术介绍
目前普通立体仓库，需要两个单排货架中间使用一台堆垛机来进行出入库管理，比如5个单排货架，必须要4台堆垛机进行出入库管理。而随着物流行业的发展，出现了高密度立体仓库。高密度立体仓库是把货架合并，中间的穿梭式货架由穿梭车和堆垛机共同进行出入库管理，两侧的单排货架由相应堆垛机进行出入库管理，可大大提高立体仓库的空间利用率。现有技术下的高密度立体仓库，主要是通过管控系统内的相关离线规则对入库订单的库位进行分配以及相关设备调度。最大的缺点在：(1)现有的系统基本处于实时响应订单需求状态，无法提前批量获取订单信息并进行库位与设备的提前规划，容易出现各种生产突发状况导致无法按时完成生产任务，系统柔性差；(2)现有的系统缺乏高效的库位分配与设备调度算法，也缺乏调度方案可行性与效率分析方法，容易导致设备无法及时响应出入库需求造成订单拥堵状态；(3)现有设计方法未能将高密度立体仓库的数字化模型与上层管控系统集成起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于数字孪生的高密度立体仓库库位分配与调度方法，应用在由两侧的单一货位货架、中间的穿梭式货架、中间穿梭式货架与两侧单一货位货架之间的两台堆垛机与数辆穿梭车组成的高密度立体仓库；所述高密度立体仓库以立柱和横梁为界限，分隔成一个个货位，每个货位具有唯一的货架号、货位号、层号作为标识；其特征在于，所述方法包括：/n构建虚实同步且具有上层MES的实物仿真平台；/n从上层MES获取入库订单数据，按入库时间顺序模拟入库订单投放，分配空闲堆垛机；/n若入库订单为单货物订单，则检索所有有空位且没有任务序列的巷道，将检索出的巷道按调度路径长短从短到长进行排序，并按顺序从中取出一个巷道判断其是否为空巷道：/n...

【技术特征摘要】
1.基于数字孪生的高密度立体仓库库位分配与调度方法，应用在由两侧的单一货位货架、中间的穿梭式货架、中间穿梭式货架与两侧单一货位货架之间的两台堆垛机与数辆穿梭车组成的高密度立体仓库；所述高密度立体仓库以立柱和横梁为界限，分隔成一个个货位，每个货位具有唯一的货架号、货位号、层号作为标识；其特征在于，所述方法包括：
构建虚实同步且具有上层MES的实物仿真平台；
从上层MES获取入库订单数据，按入库时间顺序模拟入库订单投放，分配空闲堆垛机；
若入库订单为单货物订单，则检索所有有空位且没有任务序列的巷道，将检索出的巷道按调度路径长短从短到长进行排序，并按顺序从中取出一个巷道判断其是否为空巷道：
若是空巷道，则进一步判断其是否为最后一个检索结果；若不是最后一个检索结果，则取出下一个检索结果判断其是否为空巷道；若是最后一个检索结果，则确定入库巷道为调度路径最短的空巷道；货位为该巷道入库方向的第一个货位，输出入库堆垛机、穿梭车、货架号、层号和货位号，实物仿真平台进行入库动作；
若不是空巷道，则进一步判断入库订单出库时间是否与该巷道已存储的货物订单的出库时间有冲突；若冲突，则取出下一个检索结果判断其是否为空巷道；若不冲突，则确定该巷道为入库巷道，货位为该巷道入库方向最后一个货物的后一个货位；输出入库堆垛机、穿梭车、货架号、层号和货位号，实物仿真平台进行入库动作；
若入库订单为多货物订单，则判断是否为入库订单的第一个货物；
若不是入库订单的第一个货物，则按指定任务序列入库，依据任务序列输出入库堆垛机、穿梭车、货架号、层号和货位号，实物仿真平台进行入库动作；
若是入库订单的第一个货物，则检索所有有空位且没有任务序列的巷道，判断检索出的巷道是否存在空位大于入库订单货物数量的巷道；
若存在空位大于入库订单货物数量的巷道，则将空位大于入库订单货物数量的巷道按调度路径长短从短到长进行排序，并按顺序从中取出一个巷道判断其是否为空巷道；若是空巷道，则确定该巷道为入库巷道；货位为该巷道入库方向的第一个货位；输出入库堆垛机、穿梭车、货架号、层号和货位号，实物仿真平台进行入库动作；
若不是空巷道，则进一步判断入库订单出库时间是否与该巷道已存储的货物订单的出库时间有冲突；若冲突，则取出下一个空位大于入库订单货物数量的巷道判断其是否为空巷道；若不冲突，则确定该巷道为入库巷道，货位为该巷道入库方向最后一个货物的后一个货位；输出入库堆垛机、穿梭车、货架号、层号和货位号，实物仿真平台进行入库动作；
若不存在空位大于入库订单货物数量的巷道，则判断检索出的巷道是否存在满足入库订单货物数量条件的巷道集群，巷道集群是指巷道之间货架号与层号均需要相差3以内的多个巷道组成的集群；
若存在满足入库订单货物数量条件的巷道集群，则将满足入库订单货物数量条件的巷道集群按总调度路径长短从短到长进行排序，并按顺序从中取出一个巷道集群判断该入库订单出库时间是否与该巷道集群的巷道已存储的货物订单的出库时间有冲突；若不冲突，则将该巷道集群中的巷道按调度路径长短从短到长进行排序，入库订单按顺序地依据巷道的空位分割成若干个子订单，并给对应堆垛机、穿梭车安排该入库订单的任务序列；确定各个子订单对应的巷道作为入库巷道，各巷道的货位为该巷道入库方向最后一个货物的后一个货位，若巷道为空巷道，则货位为该巷道入库方向的第一个货位；依据任务序列输出入库堆垛机、穿梭车、货架号、层号和货位号，实物仿真平台进行入库动作；若冲突，则进一步判断该巷道集群是否为最后一个满足入库订单货物数量条件的巷道集群；若不是最后一个满足入库订单货物数量条件的巷道集群，则按顺序取出下一个满足入库订单货物数量条件的巷道集群判断该入库订单出库时间是否存在与该巷道集群的巷道已存储的货物订单的出库时间有冲突；若是最后一个满足入库订单货物数量条件的巷道集群，则将检索出的巷道按调度路径长短从短到长进行排序，按顺序从中取出一个巷道判断该入库订单出库时间是否与该巷道已存储的货物订单的出库时间有冲突；若冲突，则按顺序取下一个检索出的巷道判断该入库订单出库时间是否与该巷道已存储的货物订单的出库时间有冲突；若不冲突，则确定入库巷道为该巷道，入库订单按照该巷道的空位分割出一个子订单，并给对应堆垛机、穿梭车安排该子订单的任务序列，货位为该巷道的入库方向最后一个货物的后一个货位，若该巷道为空巷道，则货位为该巷道的第一个货位；再判断检索出的剩余的巷道是否存在巷道空位大于剩余入库订单货物数量，若不存在，则取出下一个检索出巷道判断该入库订单出库时间是否与该巷道已存储的货物订单的出库时间有冲突；若存在，则将剩余巷道按照调度路径长短从短至长进行排序，按顺序从中取一个剩余巷道判断该入库订单出货时间是否与该巷道已存储的货物订单的出库时间冲突，若冲突，则取下一个剩余巷道判断该入库订单出货时间是否与该巷道已存储的货物订单的出库时间有冲突；若不冲突，则确定入库订单剩余货物的入库巷道为该剩余巷道，给对应堆垛机、穿梭车安排该入库订单剩余货物的任务序列，货位为该巷道的入库方向最后一个货物的后一个货位，若该巷道为空巷道，则货位为该巷道的第一个货位，依据任务序列输出入库堆垛机、穿梭车、货架号、层号和货位号，实物仿真平台进行入库动作；
若不存在满足入库订单货物数量条件的巷道集群，则将检索出的巷道按调度路径长短从短到长进行排序，按顺序从中取出一个巷道判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：严都喜，刘强，赖苑鹏，赵荣丽，冷杰武，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44