(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 202011128782.9
(22)申请日 2020.10.20
(71)申请人 戴昊霖
地址 215600 江苏省苏州市张家港市杨舍
镇百家桥新村21幢106室戴昊霖
(72)发明人 戴昊霖
(74)专利代理机构 苏州市港澄专利代理事务所
(普通合伙) 32304
代理人 赵维达
(51)Int.Cl.
B07C 3/00(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种基于人工智能的物流包裹
分拣系统，包括，计划调度单元、实时优化控制单
元、故障诊断单元、本地控制单元和执行单元；所
述计划调度单元与所述实时优化控制单元连接，
所述故障诊断单元与所述计划调度单元连接，所
述故障诊断单元与所述实时优化控制单元连接，
所述故障诊断单元与所述执行单元连接，所述本
地控制单元与所述执行单元连接；通过基于人工
智能的物流包裹分拣系统的计划调度单元，物流
企业可以在节约大量人力和设备资源的情况下
按时完成订单任务，通过所述系统的故障诊断单
元和实时优化控制单元，物流企业可以在设备故
障和维护的状态下，既节省成本又能快速的按时
完成订单。权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 112191537 A 2021.01.08
C N 112191537
A
1.一种基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，包括，计划调度单元、实时优化控制单元、故障诊断单元、本地控制单元和执行单元；所述计划调度单元与所述实时优化控制单元连接，所述故障诊断单元与所述计划调度单元连接，所述故障诊断单元与所述实时优化控制单元连接，所述故障诊断单元与所述执行单元连接，所述本地控制单元与所述执行单元连接；
所述执行单元包括，识别装置、分类装置、输送口、输送装置和分拣道口；所述识别装置设置在所述输送口上，所述输送口与所述输送装置连接，所述分类装置设置在所述输送装置上，所述分拣道口与所述输送装置连接； 所述计划调度单元为多目标优化，其中所述目标为，在约束条件下分拣时间的最小化和所需资源的最小化，所述分拣时间为所需人员数量、输送口数量、识别装置速度、分类装置速度、输送装置速度的函数，所述所需资源为所述所需人员数量、所述输送口数量、所述识别装置速度、所述分类装置速度、所述输送装置速度的函数；通过求解最小化所述所需资源和所述分拣时间两个目标，得到所需人员数量、所述输送口数量、所述识别装置速度、所述分类装置速度、所述输送装置速度的最优值；
实时优化控制单元为实时优化控制，以所述计划调度单元给出的所述输送装置速度的最优值为初始设定值，根据所述识别装置的速度、所述分类装置的速度给出所述输送装置速度的过程设定值，并将设定值发送给所述本地控制单元。
2.如权利要求1所述的基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述故障诊断单元包括，故障诊断分析模块和故障诊断传感器，所述故障诊断传感器设置在所述识别装置、所述分类装置、所述输送装置上，分别测量数据；所述故障诊断传感器将所述测量数据发送给故所述障诊断分析模块，所述障诊断分析模块根据所述测量数据给出所述识别装置、所述分类装置、所述输送装置的故障状态的分析。
3.如权利要求2所述的基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述故障诊断单元根据所述识别装置、所述分类装置、所述输送装置的故障状态的分析，给出所述识别装置的速度上限值、所述分类装置的速度上限值、所述输送装置输送速度的上限值。
4.如权利要求3所述的基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述故障诊断单元以1-3天为周期，将所述识别装置的速度上限值、所述分类装置的速度上限值、所述输送装置输送速度的上限值发送给所述计划调度单元。
5.如权利要求3所述的基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述故障诊断单元以1-3小时为周期，将所述识别装置的实时速度上限值、所述分类装置的实时速度上限值、所述输送装置输送速度的
上限值发送给所述实时优化控制单元。
6.如权利要求1所述的基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述约束条件为，所述所需人员数量小于人员上限值、所述输送口数量小于输送口数量上限值、所述识别装置速度小于速度上限值、所述分类装置速度小于速度上限值、所述输送装置速度小于速度上限值。
7.如权利要求1所述的基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述计划调度单元会将所述识别装置速度、所述分类装置速度、所述输送装置速度的最优值发送给所述实时优化控制单元，所述实时优化控制单元会将所述最优值作为设定值初始值发送给所述本地控制单元。
8.如权利要求7所述的基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，根据所述故障诊断单元发送的所述识别装置的实时速度上限值、所述分类装置的实时速度上限值，所述实时优化控制单元给出所述输送装置速度的过程设定值，并将所述过程设定值发送给所述本地控制单元。
9.如权利要求1所述的基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述识别装置与所述本地控制单元通信连接，将包裹信息发送给所述本地控制单元；所述本地控制单元与所述分类装置数字IO连接，通过包裹信息控制所述分类装置。
10.如权利要求1所述的基于人工智能的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述输送装置与所述本地控制
单元数字IO连接控制所述输送装置的启停，所述输送装置与所述本地控制单元模拟IO连接控制所述输送装置的速度。
一种基于人工智能的物流包裹分拣系统
技术领域
[0001]本发明涉及物流分拣技术领域，具体涉及一种基于人工智能的物流包裹分拣系统。
背景技术
[0002]随着现代社会需求模式的改变，物流作为了“第三利润源泉”，在我国已经成为了一种产业。而随着物流作业环境改变，对作业需求增强，传统的作业模式已经不能满足物流服务功能需要，以配送中心的拣选作业为例，在作业人员、作业对象、作业位置等都在不断动态变化的情况下，作业调度难度增大，拣选系统的作业灵活性不强，整体效益不佳，为了满足上述作业功能需要，需要引入新的作业模式，以增强系统的适应性。
[0003]目前，我国大多配送中心仍然属于劳动密集型运作，其中分拣作业占据大部分资源，所以分拣作业是配送中心重要活动之一。而且分拣作业不仅仅影响物流成本，还对客户要求配送时间、准确率等有重要的影响。所以使得分拣系统的设计和管理规划变得越发重要。
[0004]虽然我国物流业起步晚，分拣作业还处于发展的阶段，分拣系统中人工作业的比例也较高，但是机械化、自动化、智能化成为现代分拣系统的主要特点与发展趋势。[0005]国内许多物流配送中心也开始结合自身特点、采用高技术含量的设备和系统来提高分拣配送效率。例如：采用高层立体货架和拆零商品拣选货架相结合的仓储系统和前移式蓄电池叉车、电动搬运车、电动拣选车和托盘，实现装卸搬运作业机械化，同时拆零商品配货电子化；采用电子标签拣选系统，使用电子标签设备，大幅度提高了分拣作业速度、降低了拣货出错率；采用自动拣选技术等。
[0006]CN106997517A本公开内容公开一种物流配送方法，包括以下步骤：第四方物流在发货时，将与一个或多个包裹相对应的收货人地址，根据预存的地址库和预设的地址转换规则，转换为对应于收货人地址的地址标识；第四方物流将地址标识发送给一个或多个承运方，以用于一个或多个包裹的物流配送。本公开内容的物流配送方法，可以将收货人地址转换为对应于收货人地址的地址标识，快速标记地址，并且适用于国际物流配送，消除了语言隔阂，方便配送，不但有效提高物流配送效率，而且降低配送成本，在提高了配送效率的同时，也进一步降低了因为拆包而导致的包裹丢失等问题。本公开内容还公开了一种物流配送系统与第四方物流系统。
[0007]CN109013356A本发明公开一种物流分拣系统，属于物流分拣技术领域。所述物流分拣系统包括电动托盘、主线轨道、下料格口、电气控制柜；还包括智能相机和工控机，智能相机安装在横跨主线轨道上方的支架中，对电动托盘和电动托盘中的包裹拍照，判断包裹与电动托盘的下料边缘间的距离；工
控机通过电气控制柜中的通讯单元与电动托盘无线连接，控制电动托盘，使电动托盘中的包裹往指定下料格口的方向运动。这样可以使电动托盘在沿主线轨道输送的同时，能够预先将包裹运动到指定下料格口方向一侧的托盘边缘，当电动托盘运动到指定下料格口时便于包裹快速下料，从而提高分拣效率，降低分拣差错。
[0008]CN109107907A本申请提供了一种物品分拣方法，包括：为待分拣物品确定多层分拣装置中的目标分拣层，及所述目标分拣层上的目标分拣口；为所述待分拣物品确定移动运输装置；为所述移动运输装置，确定到达所述目标分拣层的目标分拣口的目标运输路径；控制所述移动运输装置沿着所述目标运输路径，将所述待分拣物品运输至所述目标分拣层的目标分拣口。本申请还提供了一种物品分拣装置、物品分拣系统和多层分拣装置。采用本申请实施例，可以对物流包裹进行更高效的分拣，还使得多层分拣装置的设置能进一步提高物品分拣效率，并且，控制机器人的移动等都有专门的物品分拣装置物品分拣装置来完成，各层机器人之间不会相互影响，也保证了物品分拣的顺利高效进行。
[0009]CN111282830A本申请实施例公开了一种输送设备、控制方法和装置，其中的输送设备具体包括：本体；以及在所述本体上水平设置的多个托盘装置，其中，所述托盘装置能够沿竖直方向移动，以使所述托盘装置在对应第一位置承载或移动物流对象。本申请实施例可以利用更少的输送设备分拣同样的包裹；同时可以减少物流场地内输送设备的数量，提高物流场地内的交通情况的顺畅性；且由于可以减少无用的返程路径，因此可以提高包裹的分拣效率。
[0010]现有专利文献均未考虑如何进行系统的资源配置来达到既节省成本又能快速的按时完成订单；现有技术也未考虑在设备故障和维护的状态下系统如何既节省成本又能快速的按时完成订单。针对上述问题本专利给出以下方案。
发明内容
[0011]本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于人工智能的物流包裹分拣系统，通过在基于人工智能的物流包裹分拣系统，包括，计划调度单元、实时优化控制单元、故障诊断单元、本地控制单元和执行单元；所述计划调度单元与所述实时优化控制单元连接，所述故障诊断单元与所述计划调度单元连接，所述故障诊断单元与所述实时优化控制单元连接，所述故障诊断单元与所述执行单元连接，所述本地控制单元与所述执行单元连接；
[0012]所述执行单元包括，识别装置、分类装置、输送口、输送装置和分拣道口；所述识别装置设置在所述输送口上，所述输送口与所述输送装置连接，所述分类装置设置在所述输送装置上，所述分拣道口与所述输送装置连接；
[0013]所述计划调度单元为多目标优化，其中所述目标为，在约束条件下分拣时间的最小化和所需资源的最小化，所述分拣时间为所需人员数量、输送口数量、识别装置速度、分类装置速度、输送装置速度的函数，所述所需资源为所述所需人员数量、所述输送口数量、所述识别装置速度、所述分类装置速度
、所述输送装置速度的函数；通过求解最小化所述所需资源和所述分拣时间两个目标，得到所需人员数量、所述输送口数量、所述识别装置速度、所述分类装置速度、所述输送装置速度的最优值；
[0014]实时优化控制单元为实时优化控制，以所述计划调度单元给出的所述输送装置速度的最优值为初始设定值，根据所述识别装置的速度、所述分类装置的速度给出所述输送装置速度的过程设定值，并将设定值发送给所述本地控制单元。
[0015]所述故障诊断单元包括，故障诊断分析模块和故障诊断传感器，所述故障诊断传感器设置在所述识别装置、所述分类装置、所述输送装置上，分别测量数据；所述故障诊断
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