一种集装箱装箱方法及其相关设备技术

本申请属于物流技术领域，公开了一种集装箱装箱方法及其相关设备，根据集装箱的尺寸以及各箱型的箱状货物的尺寸和数量，确定各箱型的箱状货物能够组成的货物堆

【技术实现步骤摘要】
一种集装箱装箱方法及其相关设备


[0001]本申请涉及物流
，具体而言，涉及一种集装箱装箱方法及其相关设备
。

技术介绍

[0002]目前，物流行业中，装卸车步骤仍然大量的使用人工，对于装载率（即对装载空间的填充率）要求高的集装箱海运更甚
。
现有的技术下，能满足装箱效率的自动装箱设备，往往要牺牲装载率；而满足装载率的自动装箱设备的装载效率却比人工装箱要低
。
[0003]当前广泛用于海运的集装箱为
20
寸集装箱，只能前后开门，所以没法使用龙门式自动装箱设备进行装箱，为此，本专利技术的专利技术人提出了一种自动装箱设备，如图9所示，包括拆垛运输载车
90
和装箱载车
91
；所述拆垛运输载车
90
包括拆垛机械臂
92
和伸缩传送带
93
；所述装箱载车
91
包括物料排列平台
94
和装箱机械手
95
；装箱载车
91
能够前后移动，伸缩传送带
93
随装箱载车
91
前后移动而伸缩，拆垛机械臂
92
用于把箱状货物放入伸缩传送带
93
，伸缩传送带
93
用于把箱状货物输送至物料排列平台
94
，物料排列平台
94
用于把箱状货物排列成排；装箱机械手
95
具有如图
10/>所示的夹爪组件
96
，所述夹爪组件
96
包括多个呈直线排布吸盘阵列模块
97
，各所述吸盘阵列模块
97
能够独立前后移动
。
[0004]这种自动装箱设备在工作时，把装箱载车
91
从集装箱的后门放入集装箱中，由拆垛机械臂
92
把箱状货物按需要的位姿放入伸缩传送带
93
，由伸缩传送带
93
送至物料排列平台
94
进行排列，然后根据排列成排的箱状货物的位姿调节夹爪组件
96
中各吸盘阵列模块
97
的前后位置并由装箱机械手
95
带动该夹爪组件
96
抓取成排的箱状货物进行装箱，从而能够提高装载效率
。
使用这种自动装箱设备需要预先生成合理的装箱方案（即各箱状货物在集装箱内的分布方案）才能保证较高的装载率
。
[0005]三维装箱是典型的
NP
‑
hard
问题，很难求出精确的全局最优解
。
求解这类问题的算法多为智能算法（如遗传算法
、
蚁群算法等传统的优化算法和基于深度强化学习的人工智能算法等），智能算法的优点是通用性好，装载率更高，但是缺点是针对现实中的诸多装箱要求（如摆放方向要求
、
叠放规则
、
以及垛型平稳性要求等），需要较高数学建模能力，另外还需要较大的计算资源或较长的计算时间才可以满足使用要求，因此实用性不高
。
[0006]为此，需要寻求一种集装箱装箱方法及其相关设备，能够提高集装箱的装载率，且算法高效
、
稳定性好
、
需要的计算资源少
。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于提供一种集装箱装箱方法及其相关设备，能够提高集装箱的装载率，且算法高效
、
稳定性好
、
需要的计算资源少
。
[0008]第一方面，本申请提供了一种集装箱装箱方法，用于把要求指定一面朝上放置的箱状货物装入后侧开门的集装箱，包括步骤：
A1.
获取装箱订单信息，所述装箱订单信息包括集装箱的尺寸以及待装箱的箱状货物的箱型
、
每个箱型的所述箱状货物的尺寸和数量；
A2.
根据所述集装箱的尺寸以及各箱型的所述箱状货物的尺寸，获取各箱型的所述箱状货物的最佳单层码放垛型和对应的层宽；
A3.
根据所述集装箱的尺寸
、
各箱型的所述箱状货物的尺寸和数量以及各箱型的所述箱状货物的所述最佳单层码放垛型，确定各箱型的所述箱状货物能够组成的货物堆
、
货物层和货物个体的数量，分别记为堆数
、
层数和个体数，并形成堆链表
、
层链表和个体链表；
A4.
基于优先填充货物堆顶部空隙的原则，根据所述堆链表
、
所述层链表
、
所述个体链表
、
各箱型的所述箱状货物的尺寸以及各箱型的所述最佳单层码放垛型和对应的所述层宽，确定各所述箱状货物的装箱位姿，得到装箱方案；
A5.
根据所述装箱方案进行装箱
。
[0009]该集装箱装箱方法，根据集装箱的尺寸以及各箱型的箱状货物的尺寸和数量，确定各箱型的箱状货物能够组成的货物堆
、
货物层和货物个体的数量，并形成堆链表
、
层链表和个体链表，在根据堆链表
、
层链表和个体链表对各货物堆
、
货物层和货物个体进行位置规划时，基于优先填充货物堆顶部空隙的原则进行规划，能够提高集装箱的装载率，而且，该集装箱装箱方法规划装箱方案的规划方法实际上是一种启发式装箱算法，具有算法高效
、
稳定性好
、
需要的计算资源少等优点
。
[0010]优选地，所述最佳单层码放垛型包括两列所述箱状货物，每列所述箱状货物沿所述集装箱的宽度方向排列，两列所述箱状货物前后分布；所述层宽为所述最佳单层码放垛型在所述集装箱的长度方向的尺寸
。
[0011]优选地，所述集装箱的尺寸和所述箱状货物的尺寸均包括长度
、
宽度和高度；步骤
A2
包括：
A201.
根据所述集装箱的宽度和所述箱状货物的长度，计算各箱型的所述箱状货物在所述集装箱宽度方向上的最大横向放置数量和对应的剩余宽度，记为横放数量和横向余量；
A202.
根据所述集装箱的宽度和所述箱状货物的宽度，计算各箱型的所述箱状货物在所述集装箱宽度方向上的最大竖向放置数量和对应的剩余宽度，记为竖放数量和竖向余量；
A203.
对比所述横向余量
、
所述竖向余量以及所述箱状货物的宽度和长度，确定各箱型的所述箱状货物的最佳单层码放垛型为第一预设垛型
、
第二预设垛型或第三预设垛型；
A204.
根据各箱型的所述箱状货物的长度和宽度计算对应的所述最佳单层码放垛型的所述层宽
。
[0012]优选地，所述第一预设垛型的其中一列所述箱状货物均为横向放置，另一列所述箱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种集装箱装箱方法，用于把要求指定一面朝上放置的箱状货物装入后侧开门的集装箱，其特征在于，包括步骤：
A1.
获取装箱订单信息，所述装箱订单信息包括集装箱的尺寸以及待装箱的箱状货物的箱型
、
每个箱型的所述箱状货物的尺寸和数量；
A2.
根据所述集装箱的尺寸以及各箱型的所述箱状货物的尺寸，获取各箱型的所述箱状货物的最佳单层码放垛型和对应的层宽；
A3.
根据所述集装箱的尺寸
、
各箱型的所述箱状货物的尺寸和数量以及各箱型的所述箱状货物的所述最佳单层码放垛型，确定各箱型的所述箱状货物能够组成的货物堆
、
货物层和货物个体的数量，分别记为堆数
、
层数和个体数，并形成堆链表
、
层链表和个体链表；
A4.
基于优先填充货物堆顶部空隙的原则，根据所述堆链表
、
所述层链表
、
所述个体链表
、
各箱型的所述箱状货物的尺寸以及各箱型的所述最佳单层码放垛型和对应的所述层宽，确定各所述箱状货物的装箱位姿，得到装箱方案；
A5.
根据所述装箱方案进行装箱
。2.
根据权利要求1所述的集装箱装箱方法，其特征在于，所述最佳单层码放垛型包括两列所述箱状货物，每列所述箱状货物沿所述集装箱的宽度方向排列，两列所述箱状货物前后分布；所述层宽为所述最佳单层码放垛型在所述集装箱的长度方向的尺寸
。3.
根据权利要求2所述的集装箱装箱方法，其特征在于，所述集装箱的尺寸和所述箱状货物的尺寸均包括长度
、
宽度和高度；步骤
A2
包括：
A201.
根据所述集装箱的宽度和所述箱状货物的长度，计算各箱型的所述箱状货物在所述集装箱宽度方向上的最大横向放置数量和对应的剩余宽度，记为横放数量和横向余量；
A202.
根据所述集装箱的宽度和所述箱状货物的宽度，计算各箱型的所述箱状货物在所述集装箱宽度方向上的最大竖向放置数量和对应的剩余宽度，记为竖放数量和竖向余量；
A203.
对比所述横向余量
、
所述竖向余量以及所述箱状货物的宽度和长度，确定各箱型的所述箱状货物的最佳单层码放垛型为第一预设垛型
、
第二预设垛型或第三预设垛型；
A204.
根据各箱型的所述箱状货物的长度和宽度计算对应的所述最佳单层码放垛型的所述层宽
。4.
根据权利要求3所述的集装箱装箱方法，其特征在于，所述第一预设垛型的其中一列所述箱状货物均为横向放置，另一列所述箱状货物均为竖向放置，且所述第一预设垛型包含的所述箱状货物的数量为，为所述横放数量，为所述箱状货物的竖放数量；所述第二预设垛型的两列所述箱状货物的一端的两个所述箱状货物以打星方式排布，其中一列所述箱状货物的剩余所述箱状货物均为横向放置，另一列所述箱状货物的剩余所述箱状货物均为竖向放置，且所述第二预设垛型包含的所述箱状货物的数量为；所述第三预设垛型的两列所述箱状货物的一端的两个所述箱状货物以打星方式排布，其中一列所述箱状货物的剩余所述箱状货物均为横向放置，另一列所述箱状货物的剩余所述箱状货物均为竖向放置，且所述第二预设垛型包含的所述箱状货物的数量为
。5.
根据权利要求3所述的集装箱装箱方法，其特征在于，步骤
A3
包括：
A301.
根据所述集装箱的高度和所述箱状货物的高度，计算各箱型的所述箱状货物在所述集装箱的高度方向上的最大堆叠数量；
A302.
根据各箱型的所述箱状货物的数量
、
各箱型的所述箱状货物的所述最...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑洎涛，曹艳波，马章宇，田兴志，蔡建军，王芳，季仲致，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：