物流机器人任务及调度系统是以机器人技术、物联网技术和大数据技术为基础,将机器人集群协同技术、高精度室内定位技术、3D实时跟踪技术、人工智能技术和远程监控技术等结合起来,形成多物流机器人中央控制系统,并可用智能移动终端进行远程监控,实现物流机器人集群协同作业和智能仓库自动化系统有机融合的软件产品。
1、中央控制系统
中央控制系统是后台系统,是物流机器人系统的核心,主要功能是接收命令及调度系统的任务、规划路径、多物流机器人任务调度、物流机器人自主充电,它可与物流机器人控制接口对接,从而实现任务的派发及物流机器人的调度,因此中央控制系统具有如下功能:
(1)根据仓库地标,建立仓库模型及路网信息;
(2)读取系统的发运计划,对订单进行分批;
(3)根据订单分批的结果,将任务一次下达给工作台;
(4)根据仓库地图信息,分派物流机器人完成货架的搬运,归位等操作;
(5)规划物流机器人运行路径,实现多车协同作业,解决避碰和死锁等异常情况;
(6)调用物流机器人控制系统接口,将具体流程下达给物流机器人。
具体可实现以下功能模块:
(1)订单分批:主要解决订单排程和工人分配的问题。一个批次(Batch)需要多个工作台进行处理,每个站点有不同的可用工人,如何对这些订单进行排程、并使工人分配能满足工作量需求是主要需要解决的问题。
(2)关联群组:按顺序依次读取每个批次,获取各批次在排队系统中分配的工作台及该工作台所属群组(一个工作人员对应一个工作台群组,每个群组包含多个工作台)。如果该群组尚未关联批次,则将当前批次与该群组进行关联。
(3)分派物流机器人:按顺序读取当前待执行批次(即群组关联的批次)中的订单,根据以下优先级来分配给空闲物流机器人:1)优先找物流机器人;2)优先找电量充足;3)任务量均衡。
在安排机器人时,需要下达行驶至货架所在点、提升货架至缓冲点、和放下货架等命令。由于货架具有A/B两面,如果需要进行操作的面与正对工作台面不同,还需命令机器人将货架运送至旋转区进行旋转换面操作。分派物流机器人还包括对机器人的路径规划,命令分段下发、避障以及死锁监测与解决等调度管理。
(4)货架归位:完成任务后,需要对货架进行归位,系统会判定目前正在执行的所有批次中也需要该货架,如果需要且存在可用缓存位,就将该货架归位至空闲的缓存位,否则归位到原库存位。
(5)自动充电与停车:物流机器人会不断向中央控制系统上报其电量及状态信息。如果物流机器人电量低于充电电量(20%)且状态为空闲,即当前没有接受命令,中央控制系统会查询存在空闲充电点,如果有,则调度物流机器人行驶至该空闲充电点进行充电;否则,在物流机器人下一次上报信息时再次监测。物流机器人完成充电后,会驶入空闲停车位停泊。如此,即可实现物流机器人的自动充电与停车。