CN115578039B

CN115578039B - 一种仓库货位分配方法、电子设备及计算机存储介质

Info

Publication number: CN115578039B
Application number: CN202211576962.2A
Authority: CN
Inventors: 刘鹏; 帅科; 王靖; 张志宏; 陈俊; 何永霞; 高小峰; 谭新灵; 梁强; 唐清霖
Original assignee: Chengdu Yunlitchi Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Yunlitchi Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2042-12-09
Also published as: CN115578039A

Abstract

本申请实施例提出了一种仓库货位分配方法、电子设备及计算机存储介质，应用于物流调度领域。在该仓库货位分配方法中，首先将采集到的存货种类和出货量进行统计排序，得到仓库货物分类结果。其次根据长方体包容法计算出仓库货物的体积、每类仓库货物需要占用的仓库货位数。然后以仓库出库台为仓库货位原点建立仓库货架坐标系，得到仓库货位坐标，并进行分类得到仓库货位分类结果。最后将得到的仓库货物分类结果和仓库货位分类结果进行拟合，得到目标仓库货位分配函数，并将目标仓库货位分配函数最小值对应的仓库货位坐标，作为待分配仓库货位的存储位置。本申请实施例在提升仓库作业效率、缩短仓库作业时间的同时，还提升了仓库的空间利用率。

Description

一种仓库货位分配方法、电子设备及计算机存储介质

技术领域

本申请涉及仓储物流调度技术领域，技术领域，尤其涉及一种仓库货位分配方法、电子设备及计算机存储介质。

背景技术

自动化立体仓库(automated storage/retrieval system，AS/RS)是现代化仓储管理***的重要组成部分。立体仓库的功能包括存储、管理、货运、调度等，可显著提高仓库面积的利用率以及空间利用率并降低管理费用，立体仓库有助于实现大规模货物仓储和高效物流运输，从而满足现代生产生活需要。调度***的研究是立体仓库设计的重点，调度算法的核心是减少出入库时间、加快周转率以及维持货架稳定性。

仓库内所存放货物的特性决定了仓库的规模和仓库的作业方式，不合理的仓库货物分配方式直接导致了仓库出入库作业的效率低和仓库货物出入库时间长的问题，在仓库规模一定的情况下，良好的仓库货位分配调度不仅能大幅提升仓库的空间利用率，还能缩短仓库作业时间，提高仓库作业效率。

发明内容

本申请实施例提供一种仓库货位分配方法、电子设备及计算机存储介质，实现了在提升仓库作业效率、缩短仓库作业时间的同时还提升了仓库的空间利用率。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种仓库货位分配方法，将仓库货物和仓库货位进行分类，确定出仓库货物的优先级，设定分配系数，并根据仓库货物的优先级，将仓库货物的出入库时间与仓库货物对货架重心的影响值进行拟合，得到目标仓库货位分配函数，所述目标仓库货位分配函数的最小值对应的仓库货位坐标用于指示待分配仓库货位的存储位置。

在一种可能的实施方式中，仓库货位分配方法包括以下步骤：

步骤1：将采集到的存货种类和出货量进行统计、排序，得到仓库货物分类结果；

步骤2：根据长方体包容法计算出仓库货物的体积，结合仓库货架货格尺寸和步骤1得到的仓库货物分类结果，计算出每类仓库货物需要占用的仓库货位数；

步骤3：以仓库出库台为仓库货位原点建立仓库货架坐标系，得到仓库货位坐标，并根据仓库货物分类结果和仓库货位数对仓库货位进行分类，得到仓库货位分类结果；

步骤4：将得到的仓库货物分类结果和仓库货位分类结果进行拟合，根据设定的分配系数确定出仓库货物的优先级，得到目标仓库货位分配函数，并将目标仓库货位分配函数最小值对应的仓库货位坐标作为待分配仓库货位的存储位置。

在一种可能的实施方式中，步骤1具体包括以下步骤：

步骤11：设定统计周期，采集统计周期内所有仓库货物的存货种类和出货量；

步骤12：根据采集的存货种类和出货量，计算仓库货物的出货量百分比并按照出货量百分比的大小进行排序；

步骤13：根据排序结果，以仓库货物累积百分比为横坐标、出货量累积百分比为纵坐标，绘制仓库货物分类统计图，得到仓库货物分类结果。

在一种可能的实施方式中，步骤2具体包括以下步骤：

步骤21：采集仓库货物的长、宽、高，根据长方体包容法计算出仓库货物的体积；

步骤22：根据仓库货物的体积、差额系数、仓库货架货格尺寸、统计周期内的平均库存量以及步骤1得到的仓库货物分类结果，计算出每类仓库货物需要占用的仓库货位数。

在一种可能的实施方式中，步骤3具体包括以下步骤：

步骤31：以仓库出库台为仓库货位原点坐标，以仓库货架行延伸方向为X轴、仓库货架列延伸方向为Y轴、货架层延伸方向为Z轴建立仓库货架坐标系，得到仓库货位坐标；

步骤32：在仓库货架水平方向增加权重系数a、垂直方向增加权重系数b，根据仓库货位坐标计算出仓库货位存储位置与仓库货位原点坐标的实际距离，并排序；

步骤33：根据实际距离的排序结果、仓库货位数、仓库货物分类结果，对仓库货位进行分类，得到仓库货位分类结果。

在一种可能的实施方式中，步骤4具体包括以下步骤：

步骤41：根据仓库货物的分配系数、仓库货物的出入库频率、仓库货物的质量，确定出仓库货物的优先级；

步骤42：根据仓库货物的优先级、仓库货物的存取频率、仓库货物搬运至仓库货位原点坐标的时间，计算出待分配仓库货物的入库时间；

步骤43：根据仓库货物的质量、仓库货物所摆放的层数，计算出仓库货物对仓库货架重心的影响值；

步骤44：在步骤42计算出的仓库货物入库时间中增加权重系数c，在步骤43计算出的影响值中增加权重d，并将增加权重系数后的仓库货物入库时间和影响值进行拟合，得到目标仓库货位分配函数；

步骤45：计算出待分配仓库货物的目标仓库货位分配函数值，并将目标仓库货位分配函数最小值对应的仓库货位坐标作为待分配仓库货位的存储位置。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器；

存储器，用于存储计算机程序；处理器执行计算机程序时，实现上述的仓库货位分配方法。

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行计算机程序，实现上述的仓库货位分配方法。

关于上述第二方面、第三方面技术效果的描述与第一方面相同。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种仓库货位分配方法的流程示意框图。

具体实施方式

需要说明的是，本申请实施例涉及的术语“第一”、“第二”等仅用于区分同一类型特征的目的，不能理解为用于指示相对重要性、数量、顺序等。

本申请实施例涉及的术语“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例涉及的术语“拟合”、“连接”应做广义理解，例如，可以指物理上的直接连接，也可以指通过电子器件实现的间接连接，例如通过电阻、电感、电容或其他电子器件实现的连接。

本申请实施例提供了一种仓库货位分配方法，将仓库货物和仓库货位进行分类，确定出仓库货物的优先级，设定分配系数，并根据仓库货物的优先级，将仓库货物的出入库时间与仓库货物对货架重心的影响值进行拟合，得到目标仓库货位分配函数，所述目标仓库货位分配函数的最小值对应的仓库货位坐标用于指示待分配仓库货位的存储位置。

在一些可能的实施方式中，如图1所示，该方法包括以下步骤：

在一些可能的实施方式中，所述步骤1具体包括以下步骤：

示例性地，仓库货物之间具有相关性，并且相关性大的仓库货物的出入库频率相近，因此在进行仓库货位分配时，将出入库频率相近的货物归为一类进行集中分配，以方便货物的存取，提高作业效率。在实施过程中，可将仓库货物分为第一大类、第二大类、第三大类，共三个货物种类，其中，第一大类仓库货物的存货种类占总存货种类的比例为10％-18％，出货量占总出货量的70％-80％；第二大类仓库货物的存货种类占总存货种类的比例为25％-35％，出货量占总出货量的25％-35％；第三大类仓库货物的存货种类占总存货种类的比例为70％-80％，出货量占总出货量的10％-18％；第一大类仓库货物的存货种类占比小，但是出货占比大；第二大类仓库货物的存货种类占比第一大类多，但是出货占比第一大类小；第三大类仓库货物的存货种类占比大，但是出货占比小；将仓库货物根据仓库货物分类结果，进行重点管理，提高工作效率；其中，计算仓库货物的出货量百分比的过程可用如下的公式表示：

其中，b_i为仓库货物的出货量百分比，x为仓库货物的种类，y_i为仓库货物的出货量。

在一些可能的实施方式中，所述步骤2具体包括以下步骤：

示例性地，仓库货架均是统一制作，每个货架的货格都有统一的尺寸，但仓库内的货物规格、形状和尺寸却参差不齐，每种仓库货物的储存数量也大相径庭，因此在确定仓库货物所需仓库货位数时，为避免空间浪费，需综合考虑仓库货位尺寸、仓库货物自身的尺寸、形状及库存数量。长方体包容法的原理是将不同形状的立体仓库货物均能放入一体积足够大的长方体里，该长方体的长为L、宽为W、高为H，长方体体积V＝L*W*H。其中，计算出每类仓库货物需要占用的仓库货位数的过程可由如下公式表示：

其中，S_j表示每类仓库货物需要占用的仓库货位数，k为差额系数，V_ij表示用长方体包容法计算得到的货物类别为j的第i种货物的体积，L_ij为统计周期内的货物类别为j的第i种货物的平均库存量，V’为每个仓库货格的体积，x_j为仓库货物类别为j的所有货物种数。

在一些可能的实施方式中，所述步骤3具体包括以下步骤：

示例性地，要提高出入库作业的效率就要缩短货物出入库时间，而这又是与出入库作业所移动的距离密切相关的。同时考虑到货物-货位拟合分配的需要，依据货位离操作台的距离对货位进行分类，根据仓库货物的第一大类、第二大类、第三大类的三种货物种类，将仓库货位分为第一大类仓库货位、第二大类仓库货位、第三大类仓库货位，第一大类仓库货位与出库台的距离最近，第三大类仓库货位与出库台的距离最远，由于在实际的仓库作业过程中，货物从原点运抵货位或从货位运抵原点是不可能沿直线进行的，而是由货位所在的坐标决定的，即实际距离为o排、p列和q层的实际距离之和。考虑到货物运输在水平和垂直方向上的作业难易程度的差异，在确定原点与货位之间的实际距离时分别赋予了水平和垂直距离上不同的权重：

L_(o，p，q)＝a*S_o+d*S_p+b*S_q*(q_i-1)

其中，L_(o,p,q)为货物坐标与货位原点坐标的实际距离，a为仓库货架水平方向的权重系数，b为仓库货架垂直方向的权重系数，且满足a+b＝1，S_o为仓库货架每行之间的实际距离，S_p为仓库货架每列之间的实际距离，S_q为仓库货架每层之间的实际距离。

在一些可能的实施方式中，所述步骤4具体包括以下步骤：

示例性地，目标仓库货位分配函数为：

P＝cβ+dγ

其中，c、d为权重系数，且满足c+d＝1；

货物经过分类后确定了每类货物的出入库优先级，货位经过分类后确定了货位容纳货物的优先级，货物分类-货位分类的拟合分配在一定程度上保证了距离出库台较近的货位优先分配给关键的货物。出入库频率越高、质量越大的货物在分配到相同的货位的过程中对效率和仓库货架重心的影响越大，为保证频率高、质量大的仓库货物优先分配到最佳的仓库货位，为每一个品种的货物设定一个分配系数α，确定仓库货物的优先级的过程可用如下公式表示：

α_i＝f_i*m_i

其中，α_i为第i种货物的分配系数，f_i为第i种货物的出入库频率，m_i为第i种货物的质量；可以看出分配系数的大小由出入库频率和货物质量的乘积的大小决定。

货物的出入库是仓库货物货位管理中最繁琐、工作量最大的部分，提高的仓库的作业效率就要减少仓库货物的出入库时间，即减少仓库货物的搬运时间，计算出待分配仓库货物的入库时间的过程可用如下的公式表示：

β＝f*T_iopq

其中，f为所有货物的存取频率，T_iopq为第i种货物分配到坐标为(o,p,q)的货位上的搬运时间。

T_iopq＝(o*S_o+p*S_p)/v_H+(q-1)*S_q/v_Y

计算出仓库货物对仓库货架重心的影响值的过程可用如下公式表示：

γ＝m*(q_i-1)*S_q

其中，m为货物的质量，q_i为第i个货物摆放的层数。

本申请实施例涉及的处理器可以是一个芯片。例如，可以是现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)，可以是专用集成芯片(application specificintegrated circuit，ASIC)，还可以是***芯片(system on chip，SoC)，还可以是中央处理器(central processor unit，CPU)，还可以是网络处理器(network processor，NP)，还可以是数字信号处理电路(digital signal processor，DSP)，还可以是微控制器(microcontroller unit，MCU)，还可以是可编程控制器(programmable logic device，PLD)或其他集成芯片。

本申请实施例涉及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-onlymemory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rateSDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(directrambus RAM，DR RAM)。应注意，本文描述的***和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的拟合或直接拟合或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接拟合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个设备，或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个设备中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个设备中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种仓库货位分配方法，其特征在于，将仓库货物和仓库货位进行分类，确定出仓库货物的优先级，根据仓库货物的优先级设定分配系数，将仓库货物的出入库时间与仓库货物对货架重心的影响值进行拟合，得到目标仓库货位分配函数，所述目标仓库货位分配函数的最小值对应的仓库货位坐标用于指示待分配仓库货位的存储位置；

所述仓库货位分配方法包括以下步骤：

步骤4：将得到的仓库货物分类结果和仓库货位分类结果进行拟合分配，以实现距离出库台较近的货位优先分配给关键的货物，并结合设定的分配系数确定出仓库货物的优先级，根据仓库货物的优先级，将仓库货物的出入库时间与仓库货物对货架重心的影响值进行拟合，得到目标仓库货位分配函数，并将目标仓库货位分配函数的最小值对应的仓库货位坐标作为待分配仓库货位的存储位置；

所述步骤4具体包括以下步骤：

步骤41：根据仓库货物的分配系数、仓库货物的出入库频率和仓库货物的质量，确定出仓库货物的优先级；

步骤42：根据仓库货物的优先级、仓库货物的存取频率和仓库货物搬运至仓库货位原点坐标的时间，计算出待分配仓库货物的入库时间；

步骤43：根据仓库货物的质量和仓库货物所摆放的层数，计算出仓库货物对仓库货架重心的影响值；

2.根据权利要求1所述的一种仓库货位分配方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种仓库货位分配方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤21：采集仓库货物的长、宽和高，根据长方体包容法计算出仓库货物的体积；

步骤22：根据仓库货物的体积、差额系数、仓库货架货格尺寸、统计周期内的平均库存量和步骤1得到的仓库货物分类结果，计算出每类仓库货物需要占用的仓库货位数。

4.根据权利要求3所述的一种仓库货位分配方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤33：根据实际距离的排序结果、仓库货位数和仓库货物分类结果，对仓库货位进行分类，得到仓库货位分类结果。

5.如权利要求4所述的一种仓库货位分配方法，其特征在于，所述步骤41中确定仓库货物的优先级的具体操作为：

α_i＝f_i*m_i

其中，α_i为第i种货物的分配系数，f_i为第i种货物的出入库频率，m_i为第i种货物的质量；

所述计算待分配仓库货物的入库时间的具体操作为：

T_iopq＝(o*S_o+p*S_p)/v_H+(q-1)*S_q/v_Y

β＝f*T_iopq

其中，f为所有货物的存取频率，T_iopq为第i种货物分配到坐标为(o,p,q)的货位上的搬运时间，S_o为仓库货架每行之间的实际距离，S_p为仓库货架每列之间的实际距离，S_q为仓库货架每层之间的实际距离，v_H为水平方向的搬运速度，v_Y为垂直方向的搬运速度；

所述计算仓库货物对仓库货架重心的影响值的具体操作为：

γ＝m*(q_i-1)*S_q

其中，m为货物的质量，S_q为仓库货架每层之间的实际距离，q_i为第i个货物的层数货位坐标；

所述目标仓库货位分配函数为：

P＝cβ+dγ

其中，c、d为权重系数，β为待分配仓库货物的入库时间，γ为仓库货物对仓库货架重心的影响值。

6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-5中任一项所述的仓库货位分配方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在如权利要求6所述的电子设备上执行，用于实现如权利要求1-5中任一项所述的仓库货位分配方法。