CN114987997B - 基于物联网的生产物料仓库存取料方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开基于物联网的生产物料仓库存取料方法,涉及生产物料仓库存取技术领域,包括步骤:获取加工设备处的物料余量信息,传输至总控制中心,形成实时的余料加工时间;基于实时的余料加工时间和预定的调度优先度策略控制机器人终端在仓库、中转区和加工设备之间转运物料,调度优先度策略包括出库优先度策略和入库优先度策略,分别用于判定优先出库和优先入库的生产物料,所述出库优先度策略的计算公式为:t1*20%+(10/t2)*40%+t3*30%+t4*10%,其中t1为中转区到加工设备之间的运输时间,t2为实时的余料加工时间,t3为物料在中转区的等待时间,t4为中转区的等待位编号,等待位编号基于先进先出的规则设定;t1、t2的取值范围为0‑10,该存取料方法能够有效提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及生产物料仓库存取技术领域,尤其涉及基于物联网的生产物料仓库存取料方法,用于向仓库存储物料、由所述仓库内取料供应至生产车间的加工设备以及在各加工设备之间流转。
背景技术
随着自动化的发展,工业信息化程度的提高,各行各业均呈现出了智能化、无人化的生产趋势,尤其是在大中型城市中,存在人力成本较高,工厂占地面积也十分有限等限制性因素,自动化的发展最为明显,其中,基于生产车间工况较为复杂这一现状,往往需要结合物料的周转时间以及上下游加工设备的加工情况等,使得生产物料出入库的调度大多仍然停留在半自动化状态,严重制约着企业的生产效率和人力成本。
发明内容
本发明的一个优势在于提供一种基于物联网的生产物料仓库存取料方法,其中根据加工设备实时的余料加工时间和预定的调度优先度策略控制机器人终端在仓库、中转区和加工设备之间灵活、及时转运物料,能够有效提高生产车间物料的周转运输效率,减少重复无效劳动,合理安排生产进度,有效提高仓储和生产的集成度和自动化程度,将各生产环节紧密结合,降低人力成本,提高工作效率。
本发明的一个优势在于提供一种基于物联网的生产物料仓库存取料方法,其中还包括人工出库干涉策略和人工入库干涉策略,能够在原有总控制中心的基础上相应提高物料的出库优先度或降低物料入库的优先度,控制更加灵活。
本发明的一个优势在于提供一种基于物联网的生产物料仓库存取料方法,其中机器人终端通过库内小车在仓库和中转区之间运转,通过库外小车在中转区和加工设备之间运转,分工更加明确,便于管理控制。
为达到本发明以上至少一个优势,本发明提供一种基于物联网的生产物料仓库存取料方法,用于控制向仓库存储物料、由所述仓库内取料供应至生产车间的加工设备以及在各加工设备之间流转,在所述仓库和所述加工设备之间的预定位置处还设置有中转区,其中所述生产物料仓库存取料方法包括以下步骤:
获取加工设备处的物料余量信息,并传输至总控制中心,形成实时的余料加工时间;
基于所述实时的余料加工时间和预定的调度优先度策略控制机器人终端在所述仓库、所述中转区和所述加工设备之间转运物料,其中所述仓库、所述中转区和所述加工设备之间的路径是预定的,所述机器人终端的移动速度是预定的;
所述调度优先度策略包括出库优先度策略和入库优先度策略,分别用于判定优先出库和优先入库的生产物料,其中所述出库优先度策略的计算公式为:t1*20%+(10/t2)*40%+t3*30%+t4*10%,其中t1为所述中转区到所述加工设备之间的运输时间,t2为所述实时的余料加工时间,t3为物料在所述中转区的等待时间,t4为所述中转区的等待位编号,所述等待位编号基于先进先出的规则设定;
其中t1、t2的取值范围为0-10,且t1、t2和t3具有相同的取值单位,t4基于预定的规则换算为和t1、t2以及t3相同的取值单位。
根据本发明一实施例,所述中转区的库位数为100个,计算阵列为:
分别存放a1,1至a1,10、a2,1至a2,10,依次类推至a10,10,其中第一个到达所述中转区的生产物料001的编号标记为A100,存放位是a1,1,A100在所述出库优先度策略的计算公式中体现为10;第二个到达所述中转区的生产物料002的库位编号A99的存放位是a1,2,在计算公式中相应体现为9.9,以此类推,且当物料001被转运出所述中转区后,存放位a1,2的生产物料的编号标记相应补位为A100。
根据本发明一实施例,所述生产物料仓库存取料方法还包括人工出库干涉策略,在所述出库优先度策略中赋予所述人工出库干涉策略预定的权重占比,使所述出库优先度策略的计算公式为:t1*20%+(10/t2)*40%+t3*30%+t4*10%+k1,其中k1为人工干涉取料指令,若存在人工干涉的情况,则k1=1,若不存在人工干涉的情况,则k1=0。
根据本发明一实施例,在生产物料被转运至所述加工设备时,若该加工设备加工完成的物料B001不存在下一道工序,或者存在下一道工序的加工,但下一道工序加工设备的余料加工时间大于一预定时长,则控制转运物料BOO1入库;
若物料B001存在下一道工序的加工,且下一道工序加工设备的余料加工时间不大于所述预定时长,则控制转运物料B001至所述中转区。
根据本发明一实施例,在物料B001存在下一道工序,且需要入库时,所述入库优先度策略的计算公式为:t5*50%+t3*35%+t4*15%,其中t5为下一工序实时的余料加工时间减去所述预定时长与物料在所述中转区的等待时间之和的值,t3为物料B001在所述中转区的等待时间,t4为物料B001在所述中转区的等待位编号,其中入库的生产物料在所述中转区的等待位编号的设定规则与出库的生产物料在所述中转区的等待位编号的设定规则一致。
根据本发明一实施例,所述生产物料仓库存取料方法还包括人工入库干涉策略,在所述入库优先度策略中赋予所述人工入库干涉策略预定的权重占比,使所述入库优先度策略的计算公式为:t5*50%+t3*35%+t4*15%-k2,其中k2为人工干涉入库指令,若存在人工干涉的情况,则k2=1,若不存在人工干涉的情况,则k2=0。
根据本发明一实施例,所述机器人终端包括库内小车和库外小车,所述库内小车和所述库外小车分别在所述仓库和所述中转区之间以及所述中转区和所述加工设备之间转运物料。
本发明的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,得以充分体现。
附图说明
图1示出了本申请基于物联网的生产物料仓库存取料方法的示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是,在说明书的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其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,上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
在企业、工厂等传统制造业中,加工设备的智能化、自动化水平都比较高,可以说已经存在一定的瓶颈或天花板。除了加工设备的制造方面,生产物料,包括原材料或者半成品在车间的转运效率的提升仍然具有较大的改进空间。然而,一般情况下,相比研发型企业,生产车间的技术难度普遍较低,同时还存在工况复杂等问题,比如物料不仅仅需要在仓库和加工设备之间周转,还需要在上下游的各个加工设备之间进行周转,同时,在周转时间较长时,为避免原材料或半成品受损或受污染,还需要被短暂存储在仓库中,待再次使用时再转运出来;此外,由于仓库具有特定的存放环境和存储空间,而加工设备对于加工环境的需求较低,使得一个仓库可能对应很多个加工设备,不得不设置中转区间进行周转缓冲,进一步加剧了车间工况的复杂程度。基于此,本申请提出一种基于物联网的生产物料仓库存取料方法,其中所述基于物联网的生产物料仓库存取料方法主要用于控制向仓库存储物料、由所述仓库内取料供应至生产车间的加工设备以及在各加工设备之间流转。在所述仓库和所述加工设备之间的预定位置处还设置有中转区。结合图1,所述生产物料仓库存取料方法包括以下步骤:
S100,设备工控机通过PLC控制***监控加工设备的运行状态,并获取加工设备处的物料余量信息,并传输至总控制中心,形成实时的余料加工时间;
S200,基于所述实时的余料加工时间和预定的调度优先度策略控制机器人终端在所述仓库、所述中转区和所述加工设备之间转运物料,其中所述仓库、所述中转区和所述加工设备之间的路径是预定的,同时,所述机器人终端的移动速度是预定的,在转运过程中以及待机时,机器人终端会通过网络将自身所处的位置信息实时发送给所述总控制中心;
所述调度优先度策略包括出库优先度策略和入库优先度策略,分别用于判定优先出库和优先入库的生产物料,其中所述出库优先度策略的计算公式为:t1*20%+(10/t2)*40%+t3*30%+t4*10%,其中t1为所述中转区到所述加工设备之间的运输时间,t2为所述实时的余料加工时间,t3为物料在所述中转区的等待时间,t4为所述中转区的等待位编号,其中所述等待位编号基于先进先出的规则设定;
其中t1、t2的取值范围为0-10,且t1、t2和t3具有相同的取值单位,比如分钟或者秒,t4基于预定的规则换算为和t1、t2以及t3相同的取值单位。
值得一提的是,一般情况下,所述仓库、所述中转区和所述加工设备之间的路径都是预先设定的,使得机器人终端的行走路径都是确定的,同时,基于所述调度优先度策略判定同一批的至少两个物料的优先度时,所述机器人终端的移动速度是相同的,针对不同批次的多个物料的优先度的确定,所述机器人终端的移动速度也可以被调节为更高的时速或更低的时速,也可以被调节为相同的时速,只要确保多个物料能够在同一环境条件下(确定的转移行走路径和相同的转移行走时速)确定优先度即可。
比如:
物料001从所述中转区到达A加工设备的运输时间为3分钟,同时A加工设备实时的余料加工时间为2分钟,而物料001在所述中转区A100号位的等待时间为6分钟,计算可得物料001的优先度数值为:3*20%+(10/2)*40%+6*30%+10*10%=5.4;
物料002从所述中转区到B加工设备的运输时间为3分钟,同时B加工设备实时的余料加工时间为5分钟,而物料002在所述中转区A80号位的等位时间为6分钟,计算可得物料002的优先度数值为:3*20%+(10/5)*40%+6*30%+8*10%=4;
由以上可知,物料001的优先度高于物料002的优先度,因此,首先通过所述机器人终端运输物料001至A加工设备。
基于对生产车间整体工作效率的考量分配权重占比,其中实时的余料加工时间的占比最大,其次为物料在所述中转区的等待时间,然后为物料的转运时间,最后为基于先进先出规则设定的物料在所述中转区的等待位编号。
作为一较佳实施例,所述中转区的库位数为100个,计算阵列为:
分别存放a1,1至a1,10、a2,1至a2,10,依次类推至a10,10,其中第一个到达所述中转区的生产物料001的编号标记为A100,存放位是a1,1,A100在所述出库优先度策略的计算公式中体现为10;第二个到达所述中转区的生产物料002的库位编号A99的存放位是a1,2,在计算公式中相应体现为9.9,以此类推,且当物料001被转运出所述中转区后,存放位a1,2的生产物料的编号标记相应补位为A100,而第三个到达所述中转区的生产物料003的编号标记相应提升为A99,即存放位置不变,仅仅相应的调整在当下等待位的编号标记,从而达到先进先出的目的。
优选地,所述生产物料仓库存取料方法还包括S210,人工出库干涉策略,同时,在所述出库优先度策略中赋予所述人工出库干涉策略预定的权重占比,使所述出库优先度策略的计算公式为:t1*20%+(10/t2)*40%+t3*30%+t4*10%+k1,其中k1为人工干涉取料指令,若存在人工干涉的情况,则k1=1,若不存在人工干涉的情况,则k1=0。也就是说,当某一环节或一些特殊需要的情况下需要加急处理,在出库过程中出现人工干涉的情况时,该物料相对应的优先度数值会相应的提高1,进而增大被优先处理的概率。人工干涉取料指令发出后,该指令所带来的优先度的变化会被纳入进所述总控制中心内,成为所述总控制中心的内部出库优先度指令,当再一次发出人工干涉取料指令时,第二次的人工干涉取料指令会进入所述总控制中心,叠加人工干涉的优先度数值,从而进一步提高该物料的优先度,直至达到人工认为满意的状态。也就是说可能存在多个k1的情况。因此,在人工出库干涉策略的影响下,能够有效增大总控制中心自动化管理的灵活性,满足特殊情况下的加急需要,管理更加完善。
进一步优选地,在生产物料被转运至所述加工设备时,若该加工设备加工完成的物料B001不存在下一道工序,或者存在下一道工序的加工,但下一道工序加工设备的余料加工时间大于一预定时长,比如超过10分钟,则控制转运物料BOO1入库;
若物料B001存在下一道工序的加工,且下一道工序加工设备的余料加工时间不大于所述预定时长,比如小于等于10分钟,则控制转运物料B001至所述中转区,从而能够有效减少物料在所述中转区的等待时间,确保物料的品质,减小所述中转区的周转压力,使整个生产车间能够更加有条不紊的持续运转。
进一步优选地,在物料B001存在下一道工序,且需要入库时,所述入库优先度策略的计算公式为:t5*50%+t3*35%+t4*15%,其中t5为下一工序实时的余料加工时间减去所述预定时长与物料在所述中转区的等待时间之和的值,t3为物料B001在所述中转区的等待时间,t4为物料B001在所述中转区的等待位编号,其中入库的生产物料在所述中转区的等待位编号的设定规则与出库的生产物料在所述中转区的等待位编号的设定规则一致。
比如:
物料B001的下一道工序实时的余料加工时间为17分钟,可知物料B001需要入库,将物料B001从加工设备转运到所述中转区的A90号位,并在所述中转区等待1分钟,计算可得,物料B001的优先度为:(17-10-1)*50%+1*35%+9*15%=4.7;
物料B002的下一道工序实时的余料加工时间为15分钟,可知物料B002需要入库,将物料B002从加工设备转运到所述中转区的A89号位,并在所述中转区等待1分钟,计算可得,物料B002的优先度为:(15-10-1)*50%+1*35%+8.9*15%=3.685;
由以上可知,物料B001的优先度高于物料B002的优先度,因此,首先通过所述机器人终端运输物料B001入库。
进一步优选地,所述生产物料仓库存取料方法还包括S220,人工入库干涉策略,在所述入库优先度策略中赋予所述人工入库干涉策略预定的权重占比,使所述入库优先度策略的计算公式为:t5*50%+t3*35%+t4*15%-k2,其中k2为人工干涉入库指令,若存在人工干涉的情况,则k2=1,若不存在人工干涉的情况,则k2=0。同样的,与所述人工出库干涉策略的原理相同,当出现人工干涉入库时,通过降低入库优先度的数值来减缓物料的入库进度,延缓入库,同时,也可能存在人工多次干涉入库的情形,即存在多个K2的情况,从而通过人工多次干涉来大幅度的延缓物料的入库。
此外,基于相同的原理,本申请提供的所述生产物料仓库存取料方法还包括另一种人工入库干涉策略,即t5*50%+t3*35%+t4*15%+k2,以此,通过人工干涉提高物料入库的优先度,来加快物料的入库进度,进而提高该物料的周转效率,加快该物料的生产进度。
进一步优选地,所述机器人终端包括库内小车和库外小车,其中所述库内小车和所述库外小车分别在所述仓库和所述中转区之间以及所述中转区和所述加工设备之间转运物料,从而在所述仓库和所述中转区之间以及所述中转区和所述加工设备之间实现机器人终端的明确分工,便于管理控制。
本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的优势已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (6)
1.基于物联网的生产物料仓库存取料方法,用于控制向仓库存储物料、由所述仓库内取料供应至生产车间的加工设备以及在各加工设备之间流转,其特征在于,在所述仓库和所述加工设备之间的预定位置处还设置有中转区,其中所述生产物料仓库存取料方法包括以下步骤:
获取加工设备处的物料余量信息,并传输至总控制中心,形成实时的余料加工时间;
基于所述实时的余料加工时间和预定的调度优先度策略控制机器人终端在所述仓库、所述中转区和所述加工设备之间转运物料,其中所述仓库、所述中转区和所述加工设备之间的路径是预定的,所述机器人终端的移动速度是预定的;
所述调度优先度策略包括出库优先度策略和入库优先度策略,分别用于判定优先出库和优先入库的生产物料,其中所述出库优先度策略的计算公式为:t1*20%+(10/t2)*40%+t3*30%+t4*10%,其中t1为所述中转区到所述加工设备之间的运输时间,t2为所述实时的余料加工时间,t3为物料在所述中转区的等待时间,t4为所述中转区的等待位编号,所述等待位编号基于先进先出的规则设定;
其中t1、t2的取值范围为0-10,且t1、t2和t3具有相同的取值单位,t4基于预定的规则换算为和t1、t2以及t3相同的取值单位;
在生产物料被转运至所述加工设备时,若该加工设备加工完成的物料B001不存在下一道工序,或者存在下一道工序的加工,但下一道工序加工设备的余料加工时间大于一预定时长,则控制转运物料BOO1入库;
在物料B001存在下一道工序,且需要入库时,所述入库优先度策略的计算公式为:t5*50%+t3*35%+t4*15%,其中t5为下一工序实时的余料加工时间减去所述预定时长与物料在所述中转区的等待时间之和的值,t3为物料B001在所述中转区的等待时间,t4为物料B001在所述中转区的等待位编号,其中入库的生产物料在所述中转区的等待位编号的设定规则与出库的生产物料在所述中转区的等待位编号的设定规则一致。
2.如权利要求1所述基于物联网的生产物料仓库存取料方法,其特征在于,所述中转区的库位数为100个,计算阵列为:
分别存放a1,1至a1,10、a2,1至a2,10,依次类推至a10,10,其中第一个到达所述中转区的生产物料001的编号标记为A100,存放位是a1,1,A100在所述出库优先度策略的计算公式中体现为10;第二个到达所述中转区的生产物料002的库位编号A99的存放位是a1,2,在计算公式中相应体现为9.9,以此类推,且当物料001被转运出所述中转区后,存放位a1,2的生产物料的编号标记相应补位为A100。
3.如权利要求2所述基于物联网的生产物料仓库存取料方法,其特征在于,所述生产物料仓库存取料方法还包括人工出库干涉策略,在所述出库优先度策略中赋予所述人工出库干涉策略预定的权重占比,使所述出库优先度策略的计算公式为:t1*20%+(10/t2)*40%+t3*30%+t4*10%+k1,其中k1为人工干涉取料指令,若存在人工干涉的情况,则k1=1,若不存在人工干涉的情况,则k1=0。
4.如权利要求3所述基于物联网的生产物料仓库存取料方法,其特征在于,若物料B001存在下一道工序的加工,且下一道工序加工设备的余料加工时间不大于所述预定时长,则控制转运物料B001至所述中转区。
5.如权利要求4所述基于物联网的生产物料仓库存取料方法,其特征在于,所述生产物料仓库存取料方法还包括人工入库干涉策略,在所述入库优先度策略中赋予所述人工入库干涉策略预定的权重占比,使所述入库优先度策略的计算公式为:t5*50%+t3*35%+t4*15%-k2,其中k2为人工干涉入库指令,若存在人工干涉的情况,则k2=1,若不存在人工干涉的情况,则k2=0。
6.如权利要求1至5任一项所述基于物联网的生产物料仓库存取料方法,其特征在于,所述机器人终端包括库内小车和库外小车,所述库内小车和所述库外小车分别在所述仓库和所述中转区之间以及所述中转区和所述加工设备之间转运物料。
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