CN108043734A - 一种交叉带分拣***的模拟方法及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种交叉带分拣***的模拟方法及可读存储介质。所述方法包括：以预定的模式生成快件；设置快件输送设备以及快件分配设备的参数以及快件分配逻辑；以预定函数模型模拟操作员导入快件的操作；设置小车的循环运行轨道，所述循环运行轨道内设置有若干检测单元；在所述运行轨道上设置若干个格口以及集包架；销毁从集包架输出的快件。通过该模拟仿真模型，可验证交叉带分拣***加入后对最终结果的影响。整个模拟仿真模型具有良好的兼容性，可以根据实际需要添加相应的影响因素，从而更好的减少采用简单数学函数拟合带来的数据误差。

Description

一种交叉带分拣***的模拟方法及可读存储介质

技术领域

本发明涉及物流分拣设备技术领域，尤其涉及一种交叉带分拣***的模拟方法及可读存储介质。

背景技术

随快递行业的飞速发展，对于物流电商的处理速度要求越来越高。伴随着人力成本的上升以及快递包裹高速、准确分拣的要求，自动分拣***作为一种能够高效节省人力的设备开始得到了大力的普及。

而交叉带分拣机作为一款针对快件分拣的设备，因其高效稳定的性能，得到了广大物流企业的青睐。虽然使用分拣机之后，能够为企业带来显著的效益。其对于效率的提升以及成本的降低均具有显著而明显的效果。但是，具体能够达到的效果在设备未正式实施前，缺乏有效的方式进行评估和预计。

在引入交叉带***之后，对现有分拣中心的影响，设备具体的各项指标参数以及如何应对日后业务量的变化，现有物流企业和设备供应商和企业还无法给出一个比较明确科学的数据。目前大多数企业对分拣效率和各设备和人员的利用率、用电量等参数均采用简单的数学公式进行估算。

本发明的申请人在研究现有技术的过程中发现：采用上述简单数学公式进行估算的方式，存在着如下几种缺陷：一是无法应对各种变动情况，如设备的故障与保养，人员操作的不稳定性等；二是只能够以特定的功能模块为中心，忽略前端、后端，甚至整个***之间的相互影响；三是缺乏针对性，盲目适用同样的公式进行试算，忽略了每个场地和项目的独特性，极具片面性和局限性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种交叉带分拣***的模拟方法及可读存储介质，以解决现有的交叉带分拣***的难以进行分拣效率估计的问题。

本发明实施例的第一方面提供一种一种交叉带分拣***的模拟方法。所述方法包括如下步骤：以预定的模式生成快件；设置快件输送设备以及快件分配设备的参数以及快件分配逻辑；以预定函数模型模拟操作员导入快件的操作；设置小车的循环运行轨道，所述循环运行轨道内设置有若干检测单元；在所述运行轨道上设置若干个格口以及集包架；销毁从集包架输出的快件。

可选地，所述生成快件的产生源，具体包括：

设置每天接收的快件的时间和数量；通过样本数据，以预定的概率分布表示进入所述交叉带分拣***的快件状况。

可选地，所述快件输送设备包括由若干个流水段组成的流水线；所述快件分配设备包括斜带分配器、滑槽、NC滑槽以及导入台；所述斜带分配器上设置有若干个闸门，每个闸门依次与一组滑槽、NC滑槽以及导入台连接，将快件输送至所述循环运行轨道。

可选地，所述快件输送设备的参数包括：位置、尺寸、转弯半径、上升高度、下降高度、流水段的线速度以及加速度；所述快件分配设备的参数，具体包括：滑槽容量、滑槽下滑速度。

可选地，所述设置快件分配逻辑，具体包括：添加分配参数，所述分配参数为正整数；以预定的变化周期，在1至M的范围内，循环改变所述分配参数的值；M为闸门数量；根据所述分配参数的值，确定所述闸门的状态。

可选地，所述在所述运行轨道上设置若干个格口以及集包架，具体包括：

在所述格口处设置用于检测快件下落时间的时间检测传感器以及用于检测快件满包状态的满包检测传感器；所述集包架设置有输入端、集包容量以及集包后的状态信息。

可选地，所述方法还包括：为每个小车和格口设置对应的编号；所述格口的编号信息为对应的目的地信息。

可选地，所述方法还包括：调整小车的速度、小车的数量、格口数量以及导入台数量；统计对应的快件分拣效率信息并输出。

可选地，所述快件分拣效率信息，具体包括：各个流水段的单位时间产出信息、实时快件堆积量以及最大堆积量、每个格口的分拣量以及导入台的导入量。

本发明实施例的第二方面提供一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行如上所述的交叉带分拣***的模拟方法。

本发明实施例提供的技术方案中，提供了基于仿真技术的交叉带分拣***的模拟模型。通过该模拟仿真模型，可验证交叉带分拣***加入后对最终结果的影响。整个模拟仿真模型具有良好的兼容性，可以根据实际需要添加相应的影响因素，从而更好的减少采用简单数学函数拟合带来的数据误差。

附图说明

图1为典型的交叉带分拣***的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例的交叉带分拣***的模拟方法的一个实施例示意图；

图3为本发明实施例的交叉带分拣***的产出随时间变化的一个实施例示意图；

图4为本发明实施例的交叉带分拣***的快件存量随时间变化的一个实施例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1为典型的交叉带分拣***的示意图。如图1所示，一般的交叉带分拣***大致可以分为供件输入区，分拣区以及集包输出区三个部分，具体由如下几个设备组成：流水线11、斜带分配器12、滑槽13、NC滑槽14、导入台15、小车轨道16、小车17、灰度仪18、条码扫描仪19、格口20以及集包线21。

具体的快件分拣过程大致如下：来自卸货区的快件通过供件输入流水线 11进入到分拣区域。经过斜带分配器下落至滑槽中。操作员对滑槽中的快件进行拣选，将尺寸过大或者异形快件从滑槽中取出，放置到NC滑槽中。其余的则放置到相应的导入台上件段中。

导入台将快件加速到与小车同步的速度后，将快件平稳的导入到小车上。小车搭载快件在小车轨道上运行，通过扫描仪19确定快件的目的地后，将快件抛入对应的格口20中，完成快件的分拣操作。

每个格口都具有相应的满包检测装置，当格口内的快件容量已满时，格口会暂时封闭，停止快件进入。操作员将格口中套设的集包袋还换上新的集包袋以后，再重新开启格口。而满袋后的集包袋会被贴上相应的标签或者封条，被推至相应的集包线，输送到暂存区或者出车区，等待被运输至目的地。

在交叉带分拣***中，快件的分拣输送由环形的小车轨道16以及沿小车轨道运行的若干辆小车17完成。该小车轨道16可以根据厂房或者实际的情况进行设置。所述小车16在所述输送轨道上以预定的速度循环运行。

为了保证分拣***的正常运行，需要平稳的实现快件从导入台进入到小车以及从小车抛入格口这两个动作。快件在导入台上运动时，导入台会与小车通信。

一方面，在导入台确定目标小车以后，将快件加速至与小车同步的速度，从而将快件平稳的导入小车中。另一方面，当小车承载快件快要达到目标格口位置时，***会通过传感器延时启动小车上的抛件皮带，通过皮带带动快件沿小车轨道运行方向垂直的方向移动，抛入对应的格口中。

另外，在分拣过程中很容易出现快件条码无法被识别的情况。这些快件通常会随小车在小车轨道上重新运行一圈后再次进行扫描和识别。若仍然无法识别，则会被抛件至统一的异常格口处，通过人工方式进行分拣。

在交叉带分拣***中，可以根据实际生产的需要，沿小车轨道设置相应数量的导入台和格口，也可以进一步的调整运行在小车轨道上的小车数量、小车运行的速度等参数，以尽可能的提高整个分拣***的分拣效率，与分拣需求相匹配。

图2为本发明实施例提供的交叉带分拣***的模拟方法的方法流程图。该方法以仿真模拟为基础，实现了对于交叉带分拣***的快件分拣模拟。模拟方法获得的模型与真实的快件分拣相匹配，能够为交叉带分拣***的使用提供真实可靠的依据，验证交叉带分拣***的使用效果。

在一些实施例中，在进行交叉带分拣***的模拟前，为了尽可能的提高模拟的效果，接近交叉带分拣***的现实状况，首先可以将***的场地布置图进行简化处理，获得基本的位置信息后，根据相关关系确定***内各个设备(例如导入台、格口或者集包线等)的位置信息，并在这些位置进行布置。

如图2所示，所述方法包括如下步骤：

210、以预定的模式生成快件。

在交叉带分拣***中，每日产生的或者进入分拣中心的快件是分拣的目标。显然的，不同的分拣中心面对的快件分拣任务都会存在相应的差别。首先需要为交叉带分拣***设置相应的分拣任务，生成符合正常规律的待分拣快件。

在一些实施例中，可以通过如下方法来确定快件的生成模式。首先，根据分拣中心统计的数据，确定每个分拣中心在每天不同时段接收的快件数量，并相应的设置为快件的生成数量和时间。

然后，根据历史经验数据或者专家知识等，以预定的概率分布表示进入所述交叉带分拣***的快件状况。所述快件状况包括快件的目的地、快件的大小、出现异形件的概率等。

通过引入相应的概率分布来表示快件状况，可以模拟NC件和异常件的产生与处理过程，使生成的待分拣快件能够更好的模拟实际的快件分拣任务，令最终获得的数据更为真实可靠。

220、设置快件输送设备以及快件分配设备的参数以及快件分配逻辑。

如图1所示，快件输送设备为若干个流水段组成的流水线。而快件分配设备包括斜带分配器、滑槽、NC滑槽以及导入台。所述斜带分配器上设置有若干个闸门，每个闸门依次与一组滑槽、NC滑槽以及导入台连接，通过所述导入台将快件输送至所述循环运行轨道，从而将流水线上的快件分配到不同的小车上。

根据交叉带分拣***的设计，可以在模拟交叉带分拣***的模型中设置相同的位置、尺寸、转弯半径、上升高度、下降高度、流水段的线速度以及加速度，用于模拟快件输送设备。所述快件分配设备需要设置的参数包括：滑槽容量和滑槽下滑速度等。滑槽下滑的速度可以通过相应的传感器检测获得。

所述快件分配逻辑是一个需要预先设置的控制逻辑，用于斜带分配器确定快件的分配，通过哪一个闸口和滑槽输出快件。通过设置快件分配逻辑，来确保快件能够被高效的输送到小车上。

在一些实施例中，所述快件分配逻辑可以通过如下方式设置：

首先，为闸门添加一个分配参数，所述分配参数为正整数。然后，以预定的变化周期，在1至M的范围内，循环改变所述分配参数的值；M为闸门数量。最后，根据所述分配参数的值，确定所述各个闸门的状态。在本实施例中，闸门的状态有开启和关闭两个。分配参数对应的闸门编号为开启状态，其余闸门则为关闭状态。由此，可以根据当前开启的闸门，将快件通过相应的闸门滑入相应的滑槽内。

另外，根据导入台实际的每段长度、速度、加减速、倾斜角度设置不同的参数，同时需要根据PLC的控制逻辑，根据快件在导入台上的位置信息和与小车通信的结果，在各段设置加减速的感应逻辑。

230、以预定函数模型模拟操作员导入快件的操作。

在快件分拣过程中，还需要操作员对快件的导入操作，以避免异形件或者是超大体积的物件造成分拣***无法正常运行。为了实现完整的模拟，需要设置操作员的作业时间、排班信息以及与操作员相应的判断逻辑，根据导入台上的快件状况判断是否能够上件。

在本实施例中，可以通过相应的概率统计函数来表示操作员的作业时间，用以表示人员存在的不稳定因素，从而使模拟效果与实际分拣效率更为贴近。

操作员模拟过程中考虑了班次信息与人工作业时间的波动，可以从模型中可快速分析场地需要的作业员数量与其相应的每个作业员的效率以及作业负荷，使人效数据分析更加合理。

240、设置小车的循环运行轨道，所述循环运行轨道内设置有若干检测单元。

循环运行轨道上会存在着多辆循环运行的小车，用以装载快件至相应的格口，实现快件的分拣。循环运行轨道的设置可以根据实际设计版图上的信息，设置好与实际交叉带分拣***相同的位置与尺寸等信息。并且，在循环运行轨道相应的位置上分别设置小车空车检测传感器、扫描仪以及导入台和格口的小车来车检测传感器。而小车则需要设置运行的速度以及容量信息。

250、在所述运行轨道上设置若干个格口以及集包架。

格口和集包架是用于最终的快件分拣输出的。格口上会套设有集包袋，用于容纳从格口掉落的快件。

具体的，在设置过程中，需要为每个格口设置唯一的格口编号，所述格口编号与目的地信息对应。另外，在每个格口处均设置用于检测快件下落时间的时间检测传感器、用于检测快件满包状态的满包检测传感器。而所述集包架则需要设置输入端、集包容量以及集包后的状态信息。

其中，传感器的满包检测量可以通过统计数据进行拟合生成不同的满包数量，以求更接近现实状况。

260、销毁从集包架输出的快件。

当快件被分拣完毕，从集包线中输出以后，可以由模型的吸收器进行吸收销毁，从而释放这些快件占用的运行内存，提高模型的运行速度。

从以上的模拟方法可以看到，对于模拟的交叉带分拣***而言，其共用的全局变量包括：小车数量，小车的运行速度，格口的数量以及导入台数量四个。通过调整这些全局变量，可以获得对应的分拣效率信息以及快件的分拣过程模拟，从而为交叉带分拣***在日常使用中的调试等也提供相应的依据。

在模拟过程中，可以统计输出的信息包括：各个流水段的单位时间产出信息、实时快件堆积量以及最大堆积量、每个格口的分拣量以及导入台的导入量。这些统计输出的信息可以通过表格或者图表等方式进行展示，显示交叉带分拣***的运行状态以及分拣效率。

以下结合详细的控制逻辑设置，详细对交叉带分拣***的模型构建过程 (或模拟过程)进行详细的陈述。在本实施例中，交叉带分拣***的模型编号包括小车编号以及格口编号。每个小车具有唯一的编码，依次序设置编号为1至N。格口根据快件的目的地信息不同，设置为对应的格口编号，依次序为1至N。

(1)模型初始化设置：

(2)格口建立与布置

(3)斜带分配器分配逻辑设置

添加参数nn，并设置为整形，并且添加一个Generator对象，定期改变 nn的值，同时，斜带分配器上的传感器根据nn的值变化判断斜带分配器相应的阀门开启与关闭。

(4)导入台上快件导入逻辑设置

(5)格口抛件逻辑设置

(6)满包集包逻辑设置

在格口的输出端口设置满包检测的逻辑。

(7)信息统计逻辑设置

各段产出以及暂存量数据统计，根据需要，固定时间间隔统计刷新更新一次。

应当说明的是，上述方法实施例揭露的控制逻辑的设定和控制规则也可以采用其他合适的仿真软件来实现相同的功能，而不限于本发明实施例中提供的SimTalk语言。

在最终展示输出结果时，为直观展示产出数据及快件存量堆积的变化状况，可以在模型里面添加用户界面里面的图表元素，并设置好图表需要统计的数据，图表的类型、图表的显示风格、坐标轴以及标题信息等。在一些实施例中，如图3所示，对于各流水段每小时的产出量和WIP堆积量的变化量，可以设置图表的类型为线型，产出对应的数据统计图表。如图4所示，为各段WIP暂存量数据图表。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory， ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

综上所述，本发明实施例提供的交叉带分拣***模拟方法，可以将各设备的故障数据、维护保养时间等数据添加至模型中的设备，反映真实的设备运行状况，同时，人员操作等不稳定参数可通过函数拟合来减少经验设定的误差。另外，可在模型的输入、输出端口添加前端和后端的流程，***研究整个分拣***包括进港和出港的运行状况。

整个模型的分拣模拟过程中，可以实时收集数据，并配合动态的展示，可以直观了解整个场地的各个设备的运行状况，找到问题发生的地方。在构建模型完成后，针对不同的场地和项目，则可以通过全局变量配合创建实体的逻辑，可以快速进行修改与完善，适用性强。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种交叉带分拣***的模拟方法，其特征在于，包括：

以预定的模式生成快件；

设置快件输送设备以及快件分配设备的参数以及快件分配逻辑；

以预定函数模型模拟操作员导入快件的操作；

设置小车的循环运行轨道，所述循环运行轨道内设置有若干检测单元；

在所述运行轨道上设置若干个格口以及集包架；

销毁从集包架输出的快件。

2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述以预定的模式生成快件，具体包括：

根据统计数据，设置每天接收快件的时间和数量；

以预定的概率分布表示进入所述交叉带分拣***的快件状况。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快件输送设备包括由若干个流水段组成的流水线；

所述快件分配设备包括斜带分配器、滑槽、NC滑槽以及导入台；所述斜带分配器上设置有若干个闸门，每个闸门依次与一组滑槽、NC滑槽以及导入台连接，通过所述导入台将快件输送至所述循环运行轨道。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述快件输送设备的参数包括：位置、尺寸、转弯半径、上升高度、下降高度、流水段的线速度以及加速度；所述快件分配设备的参数，具体包括：滑槽容量、滑槽下滑速度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设置快件分配逻辑，具体包括：

添加分配参数，所述分配参数为正整数；

以预定的变化周期，在1至M的范围内，循环改变所述分配参数的值；M为闸门数量；

根据所述分配参数的值，确定所述各个闸门的状态。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述运行轨道上设置若干个格口以及集包架，具体包括：

为每个格口设置唯一的格口编号，所述格口编号与目的地信息对应；

在每个格口处均设置用于检测快件下落时间的时间检测传感器、用于检测快件满包状态的满包检测传感器；

在所述集包架设置输入端、集包容量以及集包后的状态信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述检测单元包括：

用于扫描快件信息的扫描仪、用于检测小车运行信息的来车传感器以及用于检测小车装载情况的空车检测传感器；

所述来车传感器分别设置在所述格口和所述导入台与运行轨道相接的位置，所述空车传感器设置在所述导入台处，所述扫描仪设置在运行轨道的预定位置上。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

调整小车的速度、小车的数量、格口数量以及导入台数量；

统计对应的快件分拣效率信息并输出。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述快件分拣效率信息，具体包括：

各个流水段的单位时间产出信息、实时快件堆积量以及最大堆积量、每个格口的分拣量以及导入台的导入量。

10.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行如权利要求1-9任一所述的交叉带分拣***的模拟方法。