(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810014205.3
(22)申请日 2018.01.08
(71)申请人 北京邮电大学
地址 100876 北京市海淀区西土城路10号
(72)发明人 沈静 马越 万修胜 赵志豪
武穆清 徐春秀 赵敏
(74)专利代理机构 北京风雅颂专利代理有限公
司 11403
代理人 陈宙
(51)Int.Cl.
B65G 1/137(2006.01)
G06Q 10/08(2012.01)
(54)发明名称一种服务于仓库管理的机器人智能货物出入库方法及系统(57)摘要本发明公开了一种智能货物入库选择储位算法和智能货物出库推荐储位策略切换方法。所述智能入库选择储位算法根据商品属性和储区策略计算待入库商品的推荐储位，使待入库商品能够获得最优储位，从而能够有效地利用储区 面积。所述智能出库推荐储位策略切换方法将批次时间优先算法，空间利用最优算法，能耗最优算法和出库耗时优先算法进行智能切换，避免了出库时仅考虑批次时间所造成的机器人能耗过大及空间利用率过低的情况的发生，以及仅考虑机器人使用数量时所造成的物品失效及回退数过大引起的仓储空间冗余问题，实现了整个机器人
仓管系统出库策略的最优。权利要求书2页 说明书6页 附图5页CN 108341204 A 2018.07.31
C N 108341204
A
1.一种服务于仓库管理的机器人智能货物出入库方法，其特征在于，
货物入库时根据智能入库方法确定待入库储位；
货物出库时根据智能出库方法确定待出库储位；
所述待入库储位或待出库储位被确定后，由机器人接收指令执行相应的入库或出库。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述智能入库方法包括根据货物属性、出库频率以及空闲储位数量选择高频区、中频区或低频区中的储位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据智能出库方法确定待出库储位包括以下步骤：
步骤一，判断是否满足时间条件，若满足时间条件，则跳至步骤二，否则跳至步骤三；
步骤二，对当前所需货物按照批次时间排序，选择批次时间靠前的货物所在的储位作为待出库储位；
步骤三，判断是否存在空间冗余，若存在空间冗余的储位较多，则跳至步骤四，否则跳至步骤五；
步骤四，对放置当前所需货物的储位按照货物余量进行排序，选择余量最小的储位作为待出库储位；
步骤五，判断当前机器人空闲比例，若机器人空闲比例低于一预定阈值，则跳至步骤六，否则跳至步骤七；
步骤六，对放置当前所需货物的储位按照货物需求量进行组合排序，选择回退数最小且使用机器人数最少的储位作为待出库储位；
步骤七，选择位于出库区较高频率区域的储位作为待出库储位。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤一中是否满足时间条件的判断公式为：
η时＝t*f<a
其中t表示货物剩余保质期，f表示货物出库频率，a为预设的小于1的常量，代表批次时间阈值，η时代表货物时间系数，η时小于a即满足时间条件，η时大于a即不满足时间条件。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤三中判断是否存在空间冗余的公式为：
其中，ε空为单个储位空间利用率，λ为人为指定的常量，取值范围为0-0.5，代表单个储位的空间冗余情况，ε空小于λ代表该储位空间利用率较低，N(ε空<λ)代表满足储位利用率条件的储位数，S代表系统中总的储位数，b为预设的小于1的常量，代表仓库空间利用率阈值，η空>b时即代表仓库存在空间冗余储位较多。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤五中机器人空闲比例的判断公式为：
其中，M空代表当前系统空闲机器人数量，M总代表系统中总的机器人数，c为预设的小于1的常量，代表仓库机器人空闲比例阈值，η机<c即代表仓库当前机器人空闲比例低于所述预
定阈值，η机>c则代表机器人空闲比例不低于所述预定阈值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定待出库储位后，还包括，机器人接收指令到达所述待出库储位，运送货物至待发区；
判断货物是否需要回退，需要回退则由仓库管理员手动捡货，机器人返回剩余货物至原储位，否则机器人返回停泊区；系统更新出库频率。
8.一种服务于仓库管理的机器人智能货物出入库系统，其特征在于，所述系统包括：
储位确定单元，其被配置为在货物入库时根据智能入库方法确定待入库储位，以及在货物出库时根据智能出库方法确定待出库储位；以及
多个机器人，被配置为在所述待入库储位或待出库储位被确定后，接收指令执行相应的入库或出库。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述储位确定单元具体被配置为根据货物属性、出库频率以及空闲储位数量智能选择高频区、中频区或低频区中的储位。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述储位确定单元还被配置为使用以下步骤确定待出库储位：
步骤一，判断是否满足时间条件，若满足时间条件，则跳至步骤二，否则跳至步骤三；
步骤二，对当前所需货物按照批次时间排序，选择批次时间靠前的货物所在的储位作为待出库储位；
步骤三，判断是否存在空间冗余，若存在空间冗余的储位较多，则跳至步骤四，否则跳至步骤五；
步骤四，对放置当前所需货物的储位按照货物余量进行排序，选择余量最小的储位作为待出库储位；
步骤五，判断当前机器人空闲比例，若机器人空闲比例低于一预定阈值，则跳至步骤六，否则跳至步骤七；
步骤六，对放置当前所需货物的储位按照货物需求量进行组合排序，选择回退数最小且使用机器人数最少的储位作为待出库储位；
步骤七，选择位于出库区较高频率区域的储位作为待出库储位。
一种服务于仓库管理的机器人智能货物出入库方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及仓库管理技术领域，具体地，涉及仓库管理机器人系统中智能入库选择储位方法和智
能出库推荐储位策略切换方法。
背景技术
[0002]近年来，我国电子商务发展迅速，2016年中国电子商务交易总量就已经达到26.1万亿，如京东商城、亚马逊、当当网以及淘宝等知名电子商务平台交易量都呈爆发式增长。这些以网购为主的电子商务平台每天甚至每小时都将会有数以万计的订单要处理，比如京东商城的日均处理订单量超四百万，在618这样的促销日，一天就要处理2500万个订单。订单数量的井喷式增长，给电商企业仓库管理系统带来了巨大的压力。然而由于人们的消费习惯改变，订单中的商品种类逐渐呈现多品种、少批量的特点，同时，顾客对从订单下达到收到货的时间要求越来越短，对网购体验的要求越来越高，这就对电子商务货物处理系统提出了更高要求，无疑给电商平台带来了更大的难度。
[0003]传统的电子商务企业处理订单时，货物的入库和出库基本上是依靠人工操作完成。一般来说，人工操作的误差率在千分之一左右，也就说如果按照前文所说的京东商城日均拣货量在四百万，那么每天将会有4000件订单出错。如此频繁的错误必将造成客户体验下降，电子商务企业也承受不起由退换货产生的成本损失。因此为了提高仓库管理系统订单处理效率和准确率，适应现代电子商务的快速发展，组建一套灵活、高效的智能自动化电子商务仓库管理系统势在必行。
[0004]随着科学技术的发展，机器人技术也髙速发展，应用领域也越来越广泛，从最初制造业中对于零
件的加工和对汽车的组装到现在无人汽车、物流、救灾及医疗方面等都有了大量研究和应用，越来越多的配送中心和物流仓库也开始使用机器人代替人工完成工作。[0005]在智能机器人仓库管理系统中，货物的入库和出库占用的劳动力最大，占用的资金最多，属于核心环节，直接影响着仓库管理系统的效率和客户服务水平。因此，设计出一种合理的仓库管理机器人系统出入库方法是提高物流效率、降低物流成本的重要途径，能给整个系统带来良好的运作效率和效益。目前现有的机器人仓库管理系统中，关于货物的出入库调度方法过于单一和简单，并且效率较低，无法满足日益增长的订单需求。针对上述问题，本发明设计了一种服务于仓库管理的机器人智能货物入库选择储位方法和智能货物出库推荐储位策略切换方法。
发明内容
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种应用于仓库管理机器人系统的智能货物入库选择储位方法及智能货物出库确定储位方法的设计方案，以解决仓库管理机器人系统中，由于物品属性以及仓库当前状态不同，需要采用不同推荐储位方法的问题，实现仓库管理系统的智能推荐储位功能。
[0007]基于上述目的本发明提供一种服务于仓库管理的机器人智能货物出入库方法，所
述方法包括：
[0008]货物入库时根据智能入库方法确定待入库储位；
[0009]货物出库时根据智能出库方法确定待出库储位；
[0010]所述待入库储位或待出库储位被确定后，由机器人接收指令执行相应的入库或出库。
[0011]进一步地，所述智能入库方法包括根据货物属性、出库频率以及空闲储位数量选择高频区、中频区或低频区中的储位。
[0012]进一步地，所述根据智能出库方法确定待出库储位包括以下步骤：
[0013]步骤一，判断是否满足时间条件，若满足时间条件，则跳至步骤二，否则跳至步骤三；
[0014]步骤二，对当前所需货物按照批次时间排序，选择批次时间靠前的货物所在的储位作为待出库储位；
[0015]步骤三，判断是否存在空间冗余，若存在空间冗余的储位较多，则跳至步骤四，否则跳至步骤五；
[0016]步骤四，对放置当前所需货物的储位按照货物余量进行排序，选择余量最小的储位作为待出库储位；
[0017]步骤五，判断当前机器人空闲比例，若机器人空闲比例低于一预定阈值，则跳至步骤六，否则跳至步骤七；
[0018]步骤六，对放置当前所需货物的储位按照货物需求量进行组合排序，选择回退数最小且使用机器人数最少的储位作为待出库储位；
[0019]步骤七，选择位于出库区较高频率区域的储位作为待出库储位。
[0020]进一步地，所述步骤一中是否满足时间条件的判断公式为：
[0021]η时＝t*f<a
[0022]其中t表示货物剩余保质期，f表示货物出库频率，a为预设的小于1的常量，代表批次时间阈值，η时代表货物时间系数，η时小于a即满足时间条件，η时大于a即不满足时间条件。[0023]进一步地，所述步骤三中判断是否存在空间冗余的公式为：
[0024]
[0025]其中，ε空为单个储位空间利用率，λ为人为指定的常量，取值范围为0-0.5，代表单个储位的空间冗余情况，ε空小于λ代表该储位空间利用率较低，N(ε空<λ)代表满足储位利用率条件的储位数，S代表系统中总的储位数，b为预设的小于1的常量，代表仓库空间利用率阈值，η空>b时即代表仓库存在空间冗余储位较多。
[0026]进一步地，所述步骤五中机器人空闲比例的判断公式为：
[0027]
[0028]其中，M空代表当前系统空闲机器人数量，M总代表系统中总的机器人数，c为预设的小于1的常量，代表仓库机器人空闲比例阈值，η机<c即代表仓库当前机器人空闲比例低于所述预定阈值，η机>c则代表机器人空闲比例不低于所述预定阈值。
[0029]进一步地，所述确定待出库储位后，还包括，机器人接收指令到达所述待出库储
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