[发明专利]一种机器人紧凑型存储和检索系统的配置方法

说明书

一种机器人紧凑型存储和检索系统的配置方法，包括以下步骤；1)根据机器人紧凑型存储、检索系统的作业流程和共享存储策略下机器人的运行规则，确定配置优化的目标及问题变量，建立系统的配置优化模型；2)使用多目标问题求解算法对步骤1)建立的模型进行优化求解，分别得到以平均行程时间排序和以成本排序的最优解集。本发明避免因为设计问题在后期频繁改动产生浪费，降低了企业实施新型机器人紧凑型存储和检索系统的风险，具有较强实际应用价值。

技术领域

本发明涉及自动化仓储系统配置技术领域，具体涉及一种机器人紧凑型存储 和检索系统的配置方法。

背景技术

高密度仓储表现为两方面，一是货架高度不断增大，以此来充分利用仓储占 地面积；二是减少过道数量，从而可以在水平和垂直方向进行高密度存储。作为 一种新兴的自动化存取、货到人拆零拣选解决方案，机器人紧凑型存储和检索系 统(Robotic compactstorage and retrieval system,RCSRS)在提高人工拣 选效率、订单准确率以及货位利用率等方面表现突出，研究其系统配置方案，能 够进一步提升系统运作效率，降低企业投资成本，减少不必要的浪费。

在系统的配置优化方面，由于不同类型的自动化立体仓库运行特性不同， 在模型建立时考虑的因素也不同，但是降本增效一直是企业进行系统设计的目标。 机器人紧凑型存储和检索系统由于出现较晚，国内的第一个该系统也于2020年 才正式投入使用，相关研究者针对该系统的配置问题研究均基于软件仿真，或者 单纯追求高效率，并未考虑系统成本问题。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种机器人紧凑型存储和 检索系统的配置方法，该方法同时考虑了系统效率和成本，提供不同配置的系 统构建方案。企业可根据自身需求选择配置方案，避免其因为前期仓库设计问 题在后期频繁改动产生的浪费，降低了企业实施新型机器人紧凑型存储和检索 系统的风险，具有较强实际应用价值。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种机器人紧凑型存储和检索系统的配置方法，包括以下步骤；

1)根据机器人紧凑型存储、检索系统的作业流程和共享存储策略下机器人 的运行规则，确定配置优化的目标及问题变量，建立系统的配置优化模型；

2)使用多目标问题求解算法对步骤1)建立的模型进行优化求解，分别得到 以平均行程时间排序和以成本排序的最优解集。

所述步骤1)中机器人紧凑型存储、检索系统的作业流程分为出库、拣选、 入库三个环节；

根据系统的三阶段作业流程可知，系统中机器人服从双指令周期作业，即一 个任务周期内，机器人既在出库环节执行一个取货任务，又在入库环节执行一个 存货任务；因此，配置优化模型的一个目标是使得作业行程时间最短，将机器人 执行双命令周期任务进行拆解，分别建立每一过程中的机器人行程时间模型：

(1)订单到达后，若所有机器人都正忙，则需在订单队列中等待，否则将 订单分配给任意空闲的机器人(订单与机器人的分配是随机的)，订单等待时间 记为T_w；

(2)机器人接到指令，从驻留点(x_d，y_d)行驶至待拣选料箱所在地(x_r，y_r)， 此段时间记为T₁：

(3)假设目标料箱与工作站位置不重合，采用近似计算思想，机器人从驻 留点行驶至目标料箱所在位置(x_r，y_r)，可知最短距离为0，最长距离根据所处位 置不同，分为四种情况，具体分析如下：

①当目标料箱位于区域A中，即时，机器人最远行驶 距离计算如下：