[发明专利]一种基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法

说明书

本发明涉及仓储设计技术领域，且本发明公开了一种基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法，其特征在于，包括以下步骤：对自爬式机器人出库作业进行分析，求解出库作业流程中每个阶段的平均服务时间模型，根据自爬式机器人的作业过程，分析自爬式机器人产生绕行避碰的作业阶段，分别将自爬式机器人视为顾客，每个作业阶段视为服务台，建立基于资源绕行的闭环排队网络模型，利用跳转迭代平均值算法，求解基于资源绕行的闭环排队网络模型。该基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法，通过建立的基于资源绕行的排队网络模型准确地模拟基于自爬式机器人的存储系统的实际出库任务过程和自爬式机器人的绕行避碰。

技术领域

本发明涉及仓储设计技术领域，具体为一种基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法。

背景技术

传统的自动化立体仓库是由穿梭车完成在固定巷道内货物的存取，在提升机的协助下实现穿梭车的跨层，并将货物运送到工站台。通常，系统的吞吐量受到提升机数量的限制。因而，传统的自动化立体仓库的建模只针对穿梭车和提升机进行分析。

随着产品订单结构呈现小批量、多批次、大规模定制时代的到来，对自动化仓储系统出库作业的并行性和柔性的要求提高。基于自爬式机器人的存储系统开始陆续投入使用。基于自爬式机器人的存储系统可以通过改变自爬式机器人的数量来满足系统个性化的吞吐量要求。如图1所示，基于自爬式机器人的存储系统中，自爬式机器人可以自主爬上货架存出库物，并在地面上的巷道和装卸工作站之间运输货物。随着系统中自爬式机器人数量的增加，自爬式机器人之间的拥堵和碰撞必然会降低系统的吞吐量。

然而，传统的自动化立体仓库的建模只针对穿梭车和提升机进行分析，不适合基于自爬式机器人的存储系统这种多设备并行的复杂模式。因此，有必要针对基于自爬式机器人的存储系统的出库作业的建模及避碰优化方法进行深入研究。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法，解决了传统的自动化立体仓库的建模只针对穿梭车和提升机进行分析，不适合基于自爬式机器人的存储系统这种多设备并行的复杂模式的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法，包括以下步骤：

S1：对自爬式机器人出库作业进行分析，求解出库作业流程中每个阶段的平均服务时间模型；

S2：根据自爬式机器人的作业过程，分析自爬式机器人产生绕行避碰的作业阶段，分别将自爬式机器人视为顾客，每个作业阶段视为服务台，建立基于资源绕行的闭环排队网络模型；

S3：利用跳转迭代平均值算法，求解基于资源绕行的闭环排队网络模型，得到自爬式机器人绕行避碰的概率，得到基于自爬式机器人的存储系统的系统吞吐量。

优选的，求解自爬式机器人出库作业流程中每个阶段的平均服务时间模型的具体步骤为：

1-1：计算第一出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从装卸工作站运行到货架巷道入口的平均服务时间；

1-2：计算第二出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从货架巷道入口运行到货物所在列的平均服务时间；

1-3：计算第三出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从货物所在列的第一层到货物所在层出库并返回第一层的平均服务时间；

1-4：计算第四出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从货物所在列运行到货架巷道出口的平均服务时间；

1-5：计算第五出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从货架巷道出口运行到装卸工作站的平均服务时间；