KR102401241B1 - 물류 로봇 관제 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 접수 주문을 로봇에 할당하되 최적 위치의 로봇을 선정하여 주문 할당해 로봇들을 효율적으로 관제하는 물류 로봇의 관제 시스템에 관한 것으로, 전송받은 고객별 주문 리스트 중 하나 이상을 물류 로봇에 배정하여 상품 및 물류 로봇의 이동이 가능하도록 관제하는 관제 컨트롤러;를 포함하되, 상기 관제 컨트롤러는, 상기 고객별 주문 리스트에서 물류 로봇 각각이 1회 처리 가능한 하나 이상의 고객 주문 리스트를 그룹핑하되, 상품 픽업을 위해 물류 로봇이 이동해야 하는 거리가 최소가 되도록 고객 주문 리스트를 그룹핑하는 주문 분류부와; 상기 제1통신부를 통해 수신되는 각 물류 로봇의 위치 및 상태 정보에 기초하여 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 순차 배정받을 물류 로봇을 선정하는 로봇 선정부와; 선정된 물류 로봇에게 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 전송하는 고객 주문 리스트 전송부;를 포함함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 자율주행 물류 로봇에 관한 것으로, 특히 접수 주문을 로봇에 할당하되 최적 위치의 로봇을 선정하여 주문 할당해 로봇들을 효율적으로 관제하는 물류 로봇의 관제 시스템에 관한 것이다.
한 기업체의 연구 보고서에 따르면 로봇은 배달부터 분류, 포장 등 물류 전 과정에서 그 역할이 늘고 있다고 한다. 지난 해 7월 한 시장조사업체는 2018년 36억 달러(약 4조 3천억)였던 세계 물류 로봇 시장이 올해 약 60억 달러(약 7조 2천억), 내년 약 68억 달러(약 8조 1천억)에 이를 것으로 분석하고 있다.
한편 다국적 물류기업들은 이미 로봇을 적극 활용하고 있다. 일 예로 아마존의 전 세계 물류센터에선 2010년대 초반부터 10만 대가 넘는 로봇이 가동 중이며, 중국의 알리바바도 자율주행 기술을 갖춘 배달 로봇을 2018년 부터 선보이고 있다.
이와 같이 물류 로봇 시장이 해가 갈수록 급성장하고 있다는 추세를 감안해 보면, 양적 성장과 더불어 질적 성장도 동반되어야 것이다. 이러한 질적 성장의 일 예로서 물류 로봇의 지능화, 물류 로봇 관제의 효율성을 들 수 있다.
물류센터내에서의 일반적인 로봇 관제는 각 로봇의 현재 위치를 파악하고 파악된 물류 로봇에게 접수된 주문을 할당하여 물류의 이동이 가능하도록 통제하는 것을 말한다. 물류의 이동에 있어서 중요한 것은 보다 빠르고 정확하게 목적지까지 물류를 이동시키는 것이기 때문에, 물류 로봇 관제의 효율성을 높일 수 있는 방안이 절실히 요구되는 바이다.
이에 본 발명은 상술한 필요성에 따라 창안된 발명으로써, 본 발명의 주요 목적은 물류 로봇의 위치와 상태정보를 실시간 파악하여 최적 위치의 로봇에게 주문(혹은 업무)을 할당해 주어 물류의 이동이 신속하게 이루어지도록 관제할 수 있는 물류 로봇의 관제 시스템을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 주문을 배정받아 운행 중인 물류 로봇에게 동일 이동경로상에서 처리 가능한 신규 주문을 추가 배정하여 접수된 주문의 신속 처리가 이루어지도록 관제할 수 있는 물류 로봇의 관제 시스템을 제공함에 있다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 물류 로봇으로부터 자기진단정보를 주기적으로 전송받아 운행 중 다운 가능성 있는 물류 로봇을 선제적으로 업무 배제하여 물류 이동의 효율성을 높일 수 있는 물류 로봇의 관제 시스템을 제공함에 있다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 관제 대상인 물류 로봇의 운행기록정보를 누적 관리하고, 누적된 운행기록정보를 반영하여 주문 배정횟수를 조절함으로써 물류 로봇의 사용기한을 극대화할 수 있는 물류 로봇의 관제 시스템을 제공함에 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇의 관제 시스템은,
자율주행 가능한 물류 로봇들과 무선 통신하기 위한 제1통신부와;
외부 시스템으로부터 고객별 주문 리스트를 전송받기 위한 제2통신부와;
전송받은 고객별 주문 리스트 중 하나 이상을 물류 로봇에 배정하여 상품 및 물류 로봇의 이동이 가능하도록 관제하는 관제 컨트롤러;를 포함하되, 상기 관제 컨트롤러는,
상기 고객별 주문 리스트에서 물류 로봇 각각이 1회 처리 가능한 하나 이상의 고객 주문 리스트를 그룹핑하되, 상품 픽업을 위해 물류 로봇이 이동해야 하는 거리가 최소가 되도록 고객 주문 리스트를 그룹핑하는 주문 분류부와;
상기 제1통신부를 통해 수신되는 각 물류 로봇의 위치 및 상태 정보에 기초하여 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 순차 배정받을 물류 로봇을 선정하는 로봇 선정부와;
선정된 물류 로봇에게 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 전송하는 고객 주문 리스트 전송부;를 포함함을 특징으로 한다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물류 로봇의 관제 시스템은 상술한 구성 외에, 물류 로봇 각각의 운행기록정보를 누적 관리하는 물류 로봇 이력 관리부;를 더 포함하되, 상기 로봇 선정부는 물류 로봇 각각의 운행기록정보를 반영하여 각 물류 로봇의 고객 주문 리스트 배정횟수를 조절함을 특징으로 한다.
또한 상기 물류 로봇 이력 관리부는 각 물류 로봇의 운행기록정보에 따라 부품교체주기를 관리자 단말로 표출함을 또 다른 특징으로 한다.
한편 상술한 물류 로봇의 관제 시스템에 있어서, 상기 제1통신부를 통해 각 물류 로봇으로 자기진단 실행명령을 전송하고, 그 명령에 응답하여 수신되는 자기진단결과가 장애발생일 경우 해당 물류 로봇의 업무 배제를 상기 로봇 선정부로 요청하는 로봇 원격 진단부를 더 포함할 수 있으며,
상기 고객 주문 리스트 전송부는 상기 선정된 물류 로봇이 이동해야 할 목적지 주변의 피커 단말로 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 함께 전송할 수도 있다.
상술한 물류 로봇의 관제 시스템 각각에 있어서, 물류 로봇의 위치 및 상태 정보는 물류 로봇의 위치정보, 상품 적재상태정보, 배터리상태정보, 장애발생정보 중 적어도 둘 이상을 포함함을 특징으로 하며,
더 나아가 상기 로봇 선정부는 파킹존에 대기중인 물류 로봇을 1순위로 배정하고, 상품 하역중인 물류 로봇 중 상품 하역량이 상품 적재량의 제1임계치를 초과한 물류 로봇을 2순위로 배정하고, 충전 중이되 배터리 충전상태가 제2임계치를 초과하는 물류 로봇을 3순위로 배정함을 또다른 특징으로 한다.
상술한 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템은 고객별 주문 리스트를 전송받아 1회 처리 가능한 고객 주문 리스트를 그룹핑하고, 각 물류 로봇으로부터 위치 및 상태정보를 전송받아 파킹 존, 이동중, 충전중, 패킹존, 상품 적재위치에 있는 각 물류 로봇들의 상태를 파악해 최적 위치의 로봇에게 새로운 주문을 할당해 줌으로써, 물류의 이동이 신속하게 이루어지도록 관제할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 각 물류 로봇에 대해 누적된 운행기록정보를 참조하여 주문 배정횟수를 조절해 주기 때문에 관제하는 물류 로봇 전체의 사용기한을 극대화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명은 물류 로봇에 대해 일일점검 혹은 주간점검 혹은 월간점검이 정기적으로 이루어지고 그 결과에 따라 장애 발생한 물류 로봇을 사전에 업무 배제시키기 때문에, 물류 이동중 장애 발생한 물류 로봇으로 인해 야기되는 시간적 손실, 작업 인력 손실을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.
더 나아가 본 발명은 주문을 배정받아 운행 중인 물류 로봇이 현재 위치에서 추후 이동해야 하는 로봇 이동경로상에서 처리 가능한 신규 주문을 추출해 추가 배정할 수 있기 때문에 미배정된 고객 주문 리스트의 처리속도를 향상시킬 수 있고, 물류 로봇의 활용성을 높일 수 있는 장점도 있으며, 각 물류 로봇의 운행기록정보에 따라 부품교체주기를 관리자 단말로 표출함으로써, 물류 로봇의 장애 발생을 사전에 예방할 수 있는 효과도 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템의 주변 구성 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇의 구성 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템의 구성 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템의 동작 흐름 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고객별 주문 리스트 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇의 이동경로 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇의 구성 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템의 구성 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템의 동작 흐름 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고객별 주문 리스트 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇의 이동경로 예시도.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
또한 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
아울러 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성과 같은 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템(100)의 주변 구성도를 예시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템(100)은 물류 창고, 대형 (할인) 매장, 창고형 매장 등의 실내외에서 운영되는 자율주행 물류 로봇에게 주문 리스트를 배정하여 주고 이동을 제어하는 일종의 관제 서버이다.
이동을 제어할 뿐만 아니라 물류 로봇 관제 시스템(100)은 각 물류 로봇의 상태, 자기진단결과, 운행기록정보에 따라 새로운 주문을 배정하거나 주문 리스트 배정횟수를 조절함은 물론 업무에서 배제하기도 한다. 이러한 물류 로봇 관제 시스템(100)의 주요 구성 및 동작은 도 3 및 도 4에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
한편 도 1에 도시한 물류 로봇(200)은 물류 창고, 대형 (할인) 매장, 창고형 매장 등의 실내외에서 운영 가능한 무인 자율주행 로봇으로서, 창고 내 물류정보의 이동을 종합적으로 관리하는 물류 로봇 관제 시스템(100)으로부터 하나 이상의 고객 주문 리스트를 전송받아 그 고객 주문 리스트에 포함되어 있는 상품이 적재되어 있는 상품 적재위치(A)로 이동하고, 상품 적재 완료시에 상품 포장을 위해 상품 패킹장(B)으로 이동하며, 배터리 충전 잔량이 정해진 임계치 이하일 경우 충전 위치(C)로 이동한다.
이러한 물류 로봇(200)은 일 예로서 초고속 이동 통신망(5G) 혹은(및) 근거리 통신망을 통해 물류 로봇 관제 시스템(100)과 연결되어 필요한 정보를 상호 송수신할 수 있으며, 물류 로봇 관제 시스템(100) 역시 전용선 혹은 인터넷망을 통해 하나 이상의 외부 시스템과 연결되어 고객별 주문 리스트 혹은 상품 주문 리스트를 전송받아 상품 및 물류 로봇의 이동을 관리할 수 있다. 물류 로봇(200)의 상세 구성에 대해서는 도 2에서 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 1에서 미설명한 피커(picker) 단말(300)은 상품 적재위치(A)에 위치하는 피커가 구비 혹은 소지하는 단말이다. 피커는 피커 단말(300)에 전송되어 표시되는 정보를 통해 접근한 물류 로봇(200)을 식별하고, 픽업해야 할 상품정보를 확인할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇(200)의 구성도를 예시한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 물류 로봇(200)은 무인 자율주행 물류 로봇으로서 본체 프레임 하부에 복수의 휠이 장착되어 매장 내를 이동 가능하며, 고객의 주문상품을 적재하기 위한 1층 이상의 적재함 선반을 구비한다. 적재함 선반의 층은 사용처, 물류 로봇(200)의 크기에 따라 가변될 수 있다.
적재함 선반이 2층 이상일 경우 각 적재함 선반에 고객 주문 리스트 하나를 할당 배정하여 2개의 고객 주문 리스트를 처리할 수 있다. 이러한 경우 물류 로봇(200)이 1회 처리 가능한 고객 주문 리스트의 수는 2가 된다. 만약 하나의 고객 주문 리스트를 구성하는 상품의 수가 많은 경우에는 하나의 고객 주문 리스트만을 할당 배정하여 2층의 적재함 선반 각각에 적재되도록 한다. 물론 하나의 적재함 선반이 2개의 영역으로 분할되어 2개의 고객 주문 리스트가 처리되도록 할 수도 있다.
이하 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇(200)은 전원 공급부로서 충전 가능한 배터리(BAT)(210)와,
구비된 휠을 구동하기 위한 전기적 휠 구동부(220)와,
이동 통신망, 근거리 통신망 중 어느 하나를 통해 물류 로봇 관제 시스템(100)과 고객 주문 리스트, 자기진단정보, 자기진단 실행명령, 물류 로봇의 위치 및 상태 정보 등을 송수신하기 위한 통신부(230)를 구비한다.
상술한 구성 외에 물류 로봇(200)은 물류 센터 내에서 대기장소에 해당하는 파킹 존, 상품의 적재위치(A), 상품 패킹장(B), 충전위치(C), 정비 위치 등이 마킹되어 있는 사이트 맵 혹은 전방 뷰(view) 영상 정보가 저장된 저장부(250)와,
물류 로봇(200)의 상태정보와 표시정보, 그룹핑된 고객 주문 리스트 등이 표시되는 표시부(260)와,
물류 로봇(200)이 이동하는 로봇 이동경로를 추적하기 위한 로봇 이동경로 추적부(270)와,
저장부(250)에 저장된 제어 프로그램 데이터에 기초하여 물류 로봇(200)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(240)를 더 포함한다.
참고적으로 물류 로봇(200)의 본체 프레임 전방 혹은 하방에는 로봇 이동경로를 추적하기 위한 로봇 이동경로 추적부(270)가 결합 혹은 부착된다. 로봇 이동경로는 물류 로봇(200)이 매장 혹은 창고 내에서 상품이 적재된 위치(A), 패킹장(B), 충전 위치, 파킹존으로 이동해야 하는 일종의 안내 길로서, 특정 컬러를 바닥에 도색하여 이동경로를 만들고 도색 컬러를 영상 추적하는 방식을 이용할 경우에 상기 로봇 이동경로 추적부(270)는 카메라가 되며, 바닥에 금속성 테이프를 부착하여 이동경로를 만들 경우에는 상기 로봇 이동경로 추적부(270)가 금속성 테이프를 검출할 수 있는 근접센서로 구현될 수 있다. 물론 천장 등에 비콘신호 발생기를 구비하여 이를 추적하는 방식으로 로봇 이동경로를 추적할 수 있으며, 촬영 영상을 전방 뷰 영상 정보와 비교하는 방식으로 목적지까지 이동하는 방식을 채택할 경우에는 상기 로봇 이동경로 추적부(270)가 카메라가 된다. 이와 같이 여러 방식에 맞춰 적절한 로봇 이동경로 추적부(270)를 채택하여 본체 프레임에 결합 혹은 부착 사용한다. 로봇 이동경로 추적부(270)의 구현방식에 따라 관제 시스템(100)에서 물류 로봇(200)의 현재 위치를 파악하는 방법이 정해질 수 있다. 예를 들면 휠 이동량, 전방 뷰 영상과의 비교시 인덱스된 영상, 통신 수행한 비콘의 위치 등을 현재 물류 로봇(200)의 위치를 파악할 수 있다.
더 나아가 상기 저장부(250)에는 로봇 이동경로 추적방식에 맞게 코딩된 로봇 이동경로 추적 프로그램 데이터 외에, 각 적재함 선반의 크기, 물류 로봇(200)이 적재할 수 있는 무게 총합, 선반 구획 영역 각각의 크기에 관한 정보가 저장됨으로써, 이에 기초하여 제어부(240)는 물류 로봇(200)의 동작을 전반적으로 제어한다.
예를 들면, 제어부(240)는 휠 구동부(220)를 제어해 물류 로봇(200)이 로봇 이동경로를 따라 상품이 적재된 위치, 패킹장 위치, 파킹 존으로 이동할수록 제어하고, 물류 로봇(200)의 현재 위치정보 및 상태정보를 주기적으로 물류 로봇 관제 시스템(100)으로 전송한다. 전송시기는 위치정보와 상태정보의 변화시에 전송하도록 할 수 있고, 혹은 정해진 임계치 이상 혹은 이하일 경우 전송하도록 할 수 있다. 상기 상태정보란 상품 적재상태정보, 배터리상태정보, 장애발생정보 중 하나 이상을 포함하는 정보로 해석하기로 한다. 상품 적재상태정보는 후술할 무게 감지부(290)를 통해 적재함 선반에 적재된 상품의 무게를 감지한 정보로 해석하는 것이 바람직하다. 상기 위치정보 및 상태정보는 주기적으로 체크되어 전송될 수 있다.
상술한 구성 외에 물류 로봇(200)은 자기진단기능을 가지는 자기 진단기(280)와, 적재함 선반에 적재된 상품의 무게를 감지하기 위한 무게 감지부(290), 관리자 명령을 입력하기 위한 키 입력부(255)를 더 포함할 수 있다.
참고적으로 상기 자기진단기능은 물류 로봇(200)을 구성하는 구성요소들의 정상동작 여부를 체크함은 물론, 설치된 각종 제어 프로그램 및 사이트 맵의 버전정보를 체크하는 기능을 포함하는 것으로 해석한다.
이하 상술한 구성을 포함하는 물류 로봇(200)과 정보 송수신하여 각 물류 로봇(200)을 관제하는 물류 로봇 관제 시스템(100)의 구성을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템(100)의 구성도를 예시한 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템(100)은,
자율주행 가능한 물류 로봇(200)들과 무선 통신(이동 통신망 혹은 근거리 통신망 중 어느 하나)하기 위한 제1통신부(110)와,
전용선 혹은 인터넷망을 통해 창고관리시스템(WMS), 온라인 쇼핑몰과 같은 외부 시스템으로부터 고객별 주문 리스트를 전송받기 위한 제2통신부(120)와,
전송받은 고객별 주문 리스트 중 하나 이상을 물류 로봇(200)에 배정하여 상품 및 물류 로봇의 이동이 가능하도록 관제하는 관제 컨트롤러(130) 및,
물류 센터 내에서 상품 및 물류 로봇(200)의 이동이 가능하도록 관제하기 위해 필요한 정보가 저장되는 정보 저장부(140)를 포함한다.
정보 저장부(140)에 저장되는 정보를 예시하면, 우선 물류 센터 내에서 물류 로봇(200)이 대기하는 파킹 존, 상품의 적재위치(A), 상품 패킹장(B), 충전위치(C), 정비 위치 등이 마킹되어 있는 사이트 맵(혹은 전방 뷰 영상)이 저장되며, 상품의 적재위치(A) 각각에 적재된 상품정보(상품코드, 상품의 체적과 무게), 각 물류 로봇(200)이 적재할 수 있는 무게 혹은(및) 체적 총합, 고유 코드로 식별되는 각 물류 로봇(200)의 운행기록정보, 물류 로봇(200)의 부품별 부품교체주기 등이 저장된다. 이들 정보는 예시일 뿐 물류 센터내에서 로봇의 관제를 위해 필요한 정보들이 저장될 수 있다.
한편 관제 컨트롤러(130)는 제2통신부(120)를 통해 수신된 고객별 주문 리스트(도 5에 예시)에서 물류 로봇(200) 각각이 1회 처리 가능한 하나 이상의 고객 주문 리스트를 그룹핑하되, 상품 픽업을 위해 물류 로봇(200)이 이동해야 하는 거리가 최소가 되도록 고객 주문 리스트를 그룹핑하는 주문 분류부(131)와,
상기 제1통신부(110)를 통해 수신되는 각 물류 로봇(200)의 위치 및 상태 정보에 기초하여 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 순차 배정받을 물류 로봇(200)을 선정하는 로봇 선정부(133)와,
선정된 물류 로봇(200)에게 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 전송하는 고객 주문 리스트 전송부(135)를 포함한다. 고객 주문 리스트 전송부(135)는 선정된 물류 로봇이 이동해야 할 목적지 주변의 피커(picker) 단말로 그룹핑된 고객 주문 리스트와 물류 로봇의 식별정보를 함께 전송할 수도 있다. 이에 피커는 물류 로봇(200)의 표시부(260) 혹은 자신의 단말에 표시되는 고객 주문 리스트에 포함된 상품을 픽업하여 자신에게 접근한 물류 로봇(200)의 적재함 선반에 적재할 수 있다.
참고적으로, 고객 주문 리스트를 구성하는 상품들의 무게와 체적을 고려해 주문 분류부(131)는 물류 로봇(200)이 1회 처리 가능한 고객 주문 리스트를 그룹핑할 수 있다. 만약 고객 주문 리스트를 구성하는 상품들의 무게 혹은 체적을 고려했을 때 두 개의 고객 주문 리스트를 구성하는 상품들을 수용할 수 없을 때, 주문 분류부(131)는 1회 처리 가능한 고객 주문 리스트 하나만을 그룹핑한다. 만약 두 개의 고객 주문 리스트를 구성하는 상품들을 수용할 수 있다면 1회 처리 가능한 고객 주문 리스트 두 개를 그룹핑한다. 다만 상품 픽업을 위해 물류 로봇(200)이 이동해야 하는 거리가 최소가 되도록 하기 위해 각각의 고객 주문 리스트에서 중복되는 상품이 많은, 그리고 상품 적재위치(A)가 근접하는 고객 주문 리스트들을 찾아 그룹핑하는 것이 바람직하다.
한편 로봇 선정부(133)는 각 물류 로봇(200)의 위치 및 상태 정보(상품 적재상태정보, 배터리상태정보, 장애발생정보 중 하나 이상)에 기초해 고객 주문 리스트를 배정할 물류 로봇(200)을 선정하는데, 파킹존에 대기중인 물류 로봇(200)을 1순위로 우선 배정하고, 상품 하역중인 물류 로봇 중 상품 하역량이 상품 적재량의 제1임계치(예를 들면 80%)를 초과한 물류 로봇(200)을 2순위로 배정하고, 충전 중이되 배터리 충전상태가 제2임계치(예를 들면 60%)를 초과하는 물류 로봇(200)을 3순위로 배정할 수 있다. 만약 파킹존에 위치하고 있는 물류 로봇 보다 상품 하역 완료 직전의 물류 로봇이 더 빠르게 상품 적재위치로 이동할 수 있다면 상품 하역 완료 직전의 물류 로봇에게 고객 주문 리스트를 배정해 줄 수도 있다.
경우에 따라 상기 로봇 선정부(133)는 주문을 배정받아 운행 중인 물류 로봇(200)이 현재 위치에서 이동해야 하는 경로상에서 처리 가능한 신규 주문을 추가 배정할 수도 있다. 이는 전송받은 고객별 주문 리스트 중 미배정 고객 주문 리스트가 없는 상태에서 새로이 고객 주문 리스트가 전송된 경우 유용하게 사용할 수 있는 배정방식이라 할 수 있다.
상술한 구성 외에 관제 컨트롤러(130)는 물류 로봇(200) 각각의 운행기록정보를 누적 관리하는 물류 로봇 이력 관리부(137)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우 상기 로봇 선정부(133)는 물류 로봇(200) 각각의 운행기록정보를 반영하여 각 물류 로봇(200)의 고객 주문 리스트 배정횟수를 조절할 수 있다. 이는 구비된 물류 로봇(200) 모두에게 균등하게 업무 분담(고객 주문 리스트 배정)하여 물류 로봇 모두의 사용기한을 극대화하기 위한 방안이다.
물류 로봇(200)의 운행기록정보는 고객 주문 리스트 배정에 따라 산출될 수 있다. 물류 센터내에서 파킹존 위치, 상품 적재위치, 패킹장 위치, 충전 위치 등은 미리 알 수 있는 정보이기 때문에, 고객 주문 리스트를 배정할 당시의 물류 로봇(200) 위치와, 고객 주문 리스트를 구성하는 상품들이 적재된 위치정보를 이용하면 고객 주문 리스트를 1회 처리한 경우 물류 로봇(200)이 운행한 거리를 산출할 수 있다. 이러한 운행거리를 누적해 가면 물류 로봇(200)의 총 운행거리, 운행시간을 알 수 있어 물류 로봇(200)을 효율적으로 관리, 관제할 수 있다.
더 나아가 상기 물류 로봇 이력 관리부(137)는 각 물류 로봇(200)의 운행기록정보에 따라 부품교체주기를 관리자 단말로 표출할 수 있어, 관리자는 각 물류 로봇(200)의 운행기록정보에 따라 시의적절하게 부품을 교체할 수 있다.
또한 관제 컨트롤러(130)는 상기 제1통신부(110)를 통해 각 물류 로봇(200)으로 자기진단 실행명령을 전송하고, 그 명령에 응답하여 수신되는 자기진단결과가 장애발생일 경우 해당 물류 로봇의 업무 배제를 상기 로봇 선정부(133)로 요청하는 로봇 원격 진단부(139)를 더 포함할 수 있다.
미설명된 관리자 인터페이스부(150)는 관리자 명령을 입력받고 시스템 동작중 발생하는 표출 정보를 인터페이스하기 위한 기술적 구성을 표시한 것이다.
이하 상술한 구성을 가지는 물류 로봇 관제 시스템(100)의 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
우선 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템(100)의 동작 흐름도를, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고객별 주문 리스트를, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇(200)의 이동경로를 각각 예시한 것이다.
하기에서는 물류 로봇(200)들이 대기장소인 파킹 존에 위치하고 있는 것으로 가정하기로 한다. 이러한 가정하에 물류 로봇 관제 시스템(100)의 관제 컨트롤러(130)는 제2통신부(120)를 통해 창고 관리 시스템과 같은 외부 시스템으로부터 도 5에 도시한 바와 같은 고객별 주문 리스트를 수신(S10단계)한다.
고객별 주문 리스트는 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 다수 고객의 주문 리스트들을 포함하며, 각 고객 주문 리스트에는 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 상품명(주문상품 A, 주문상품 B,..), 상품이 위치하는 위치정보, 무게, 체적, 수량 정보가 포함될 수 있다. 고객 주문 리스트가 창고 관리 시스템이 아닌 홈 쇼핑과 같은 외부 시스템으로부터 전송된다면 고객 주문 리스트에는 상품명, 수량 정보가 포함될 수 있고, 상품의 위치정보, 무게, 체적은 정보 저장부(140)에 저장한 값을 이용할 수 있다.
고객별 주문 리스트가 수신되면, 주문 분류부(131)는 고객별 주문 리스트에서 물류 로봇 각각이 1회 처리 가능한 하나 이상의 고객 주문 리스트를 그룹핑(S20단계)한다. 그룹핑 단계에서는 상품 픽업을 위해 물류 로봇(200)이 이동해야 하는 거리가 최소가 되도록 상호 연관성이 있는 고객 주문 리스트들을 그룹핑하는 것이 바람직하다.
참고적으로 '1회 처리 가능하다'는 표현은 물류 로봇(200)이 적재 가능한 상품을 적재해 상품 하역장까지 이동하는 것을 의미한다. 따라서 주문 분류부(131)는 고객 주문 리스트를 구성하는 상품들의 체적 총합과 무게 총합을 산출해 물류 로봇(200)이 수용 내지 감당할 수 있는 적재량(혹은 적재크기)에 맞게 하나 이상의 고객 주문 리스트를 추출하여 그룹핑한다. 이로써 하나 이상의 그룹핑된 고객 주문 리스트가 생성될 수 있다.
고객 주문 리스트가 그룹핑되면, 로봇 선정부(133)는 물류 로봇에게 배정되지 않은, 즉 미배정 고객 주문 리스트가 존재하는지 체크(S30단계)한다. 만약 미배정 고객 주문 리스트가 존재한다면 로봇 선정부(133)는 S40단계로 진행하여 S20단계에서 그룹핑된 고객 주문 리스트를 순차 배정할 물류 로봇을 선정한다.
물류 로봇 선정방법은 제1통신부(110)를 통해 수신되는 각 물류 로봇(200)의 위치 및 상태 정보에 기초하여 고객 주문 리스트를 순차 배정할 물류 로봇을 선정한다. 초기에는 물류 로봇(200) 모두가 파킹 존에 위치하고 있기 때문에 파킹 존에 대기중인 물류 로봇(200)을 1순위로 배정한다. 만약 파킹 존에 대기하던 물류 로봇(200) 모두에게 고객 주문 리스트의 배정이 이루어졌다면 상품 하역중인 물류 로봇 중 상품 하역량이 상품 적재량의 제1임계치(예를 들면 80%)를 초과한 물류 로봇을 2순위로 배정한다. 즉, 파킹 존에 대기중인 물류 로봇(200)이 없다면 상품 하역이 곧 종료될 물류 로봇(200)을 찾아 바로 고객 주문 리스트를 배정해 주어 불필요하게 파킹 존으로 회귀하는 것을 막아 준다. 만약 파킹 존에 대기중인 물류 로봇(200)이 없고, 하역이 80%를 초과하는 물류 로봇(200)도 없다면 로봇 선정부(133)는 충전 중이되 배터리 충전상태가 제2임계치(예를 들면 60%)를 초과하는 물류 로봇을 3순위로 배정한다. 고객 주문 리스트를 배정받지 못한 물류 로봇(200)은 파킹 존으로 자동 회귀하여 대기하는 것으로 가정하고, 충전이 완료된 물류 로봇(200) 역시 파킹 존으로 자동 회귀하는 것으로 가정한다.
위와 같은 배정 우선순위에 따라 물류 로봇의 선정이 순차적으로 이루어지면, 고객 주문 리스트 전송부(135)는 선정된 물류 로봇(200)에게 그룹핑된 하나 이상의 고객 주문 리스트를 전송(S50단계)한다. 이러한 고객 주문 리스트는 해당 물류 로봇(200)이 이동할 목적지에 위치하는 피커(작업자) 단말에도 함께 전송된다.
만약 물류 로봇 이력 관리부(137)가 포함되어 있는 관제 컨트롤러(130)라면, 물류 로봇 이력 관리부(137)는 고객 주문 리스트를 배정받은 물류 로봇의 운행기록정보를 갱신(S60단계)한다. 물류 로봇의 운행기록정보를 갱신하는 방법은 앞서 설명하였기에 생략하기로 한다.
한편 고객 주문 리스트를 전송받은 물류 로봇(200)은 그 고객 주문 리스트를 표시부(260)에 표시해 주고, 로봇 이동경로를 따라 고객 주문 리스트를 구성하는 상품이 적재되어 있는 적재위치(A)로 이동한다. 로봇 이동경로를 따라 이동하는 방법 역시 도 2의 로봇 이동경로 추적부(270)에서 설명한 방법 중 어느 하나와 동일하기에 이하 생략한다.
다만, 물류 로봇(200)의 제어부(240)는 활성화된 상태에서 주기적으로 혹은 위치정보 혹은 상태정보 변경시에 자신의 위치 및 상태정보를 통신부(230)를 통해 물류 로봇 관제 시스템(100)측으로 전송한다. 물류 로봇의 위치 및 상태 정보는 물류 로봇의 위치정보, 상품 적재상태정보(예를 들면 무게), 배터리상태정보, 장애발생정보 중 적어도 둘 이상을 포함한다. 이러한 물류 로봇의 위치 및 상태정보 전송에 따라 물류 로봇 관제 시스템(100)의 로봇 선정부(133)는 대기중, 운행중, 하역중, 충전중인 모든 물류 로봇(200)의 현재 상태를 실시간 파악할 수 있어 로봇 선정시 장애가 발생한 로봇을 배제할 수 있다.
만약 상품이 적재되어 있는 적재위치(A)로 물류 로봇(200)이 이동 완료하면, 상품이 적재된 곳에 위치하는 피커는 표시부(260) 혹은 자신의 단말에 표시된 상품정보를 확인하여 해당 상품을 픽업해 적재함 선반에 적재한다. 만약 적재된 상품정보를 판독할 수 있는 상품정보 판독기(도시하지 않았음)가 부착된 물류 로봇이라면 상품정보 판독기에 의해 판독된 상품이 표시부(260)에서 자동 소거되도록 할 수 있다. 피커에 의해 고객 주문 리스트에 포함된 모든 상품이 픽업되어 적재함 선반에 적재되면 피커는 키입력부(255)를 통해 상품적재 완료명령을 입력할 수 있다.
상품적재 완료명령이 입력되거나 상품정보 판독기의 동작에 의해 완료된 것으로 판명되면, 제어부(240)는 로봇 이동경로를 따라 패킹장으로 이동하도록 휠 구동부(220)를 제어한다. 패킹장에 도착하면 작업자는 물류 로봇(200)에 적재되어 운반된 상품들을 패키징화하기 위해 상품을 하역하게 되고, 상품 하역에 따라 물류 로봇(200)의 상품 적재상태정보가 변경된다.
상품 적재상태정보가 변경되면 물류 로봇(200)의 위치 및 상태정보가 통신부(230)를 통해 관제 시스템(100)으로 전송됨으로써, 로봇 선정부(133)는 하역중인 물류 로봇(200)의 하역상태를 확인해 추후 고객 주문 리스트를 배정해 주기 위한 로봇으로 선정할 수 있다.
하역이 완료되고 새로운 고객 주문 리스트를 배정받지 못한 물류 로봇(200)은 도 6에 도시한 바와 같이 로봇 이동경로를 따라 최초 출발하였던 파킹 존으로 이동함으로써, 상품의 픽업 및 패키징을 위한 1회 주문 처리절차가 완료된다. 만약 배터리 잔량 상태가 1회 주문을 처리할 만큼 충분치 않다면 제어부(240)는 자체 판단에 따라 혹은 관제 컨트롤러(130)의 지시에 따라 충전 위치(C)로 이동해 배터리를 충전한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템(100)은 고객별 주문 리스트를 전송받아 1회 처리 가능한 고객 주문 리스트를 그룹핑하고, 각 물류 로봇(200)으로부터 위치 및 상태정보를 전송받아 파킹 존, 이동중, 충전중, 패킹존, 상품 적재위치에 있는 각 물류 로봇들의 상태를 파악해 최적 위치의 로봇에게 주문을 할당해 줌으로써, 물류의 이동이 신속하게 이루어지도록 관제할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 로봇 선정부(133)는 각 물류 로봇(200)에 대해 누적된 운행기록정보를 참조하여 각 물류 로봇(200)에게 배정할 고객 주문 리스트의 배정횟수를 조절할 수 있다. 즉, 운행거리가 많은 물류 로봇(200)의 경우에는 상대적으로 운행거리가 적은 물류 로봇(200) 보다 고객 주문 리스트의 배정횟수를 줄여줌으로써, 관제하는 물류 로봇 전체의 사용기한을 극대화할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
참고적으로 운행기록정보를 참조해 물류 로봇을 선정할 경우에는 주문량이 감소하는 시간대, 잔여 주문량 처리 시간대, 추가 주문량 처리 시간대에 운행거리가 많은 물류 로봇을 배제시킴으로써 물류 로봇(200)들의 운행거리를 한계 허용치 범위 내에서 유사하게 맞춰 나갈 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 물류 로봇 관제 시스템(100)의 관제 컨트롤러(130)는 정해진 시간, 예를 들면 물류 센터내 영업 개시 전 혹은 영업 개시 후에 이상이 있는 물류 로봇(200)을 사전 검출해 업무 배제시키기 위한 일련의 조치를 취할 수 있다.
즉, 로봇 원격 진단부(139)는 자기진단 실행명령 전송시간이 도래하면(S70단계) 파킹 존에 대기중인 각 물류 로봇(200)에게 자기진단 실행명령을 전송(S80단계)한다. 이러한 자기진단 실행명령에 응답해 각 물류 로봇(200)의 자기 진단기(280)는 자기진단 프로그램을 실행하여 물류 로봇(200)에 구비된 각종 하드웨어 및 소프트웨어적 구성요소들에 대한 자기진단을 수행하고 그 결과를 물류 로봇 관제 시스템(100)으로 전송한다.
이에 로봇 원격 진단부(139)는 전송된 자기진단결과가 장애발생일 경우 해당 물류 로봇(200)의 업무 배제를 로봇 선정부(133)로 요청함으로써, 로봇 선정부(133)는 가용할 수 있는 물류 로봇의 리스트를 갱신(S90단계)한다. 이로써 갱신된 물류 로봇 리스트에 기초해 물류 로봇의 선정이 이루어진다.
이와 같이 물류 로봇(200)에 대해 일일점검(혹은 주간점검, 월간점검)이 이루어지고 그 결과에 따라 장애 발생한 물류 로봇(200)을 사전에 업무 배제하면, 물류 이동중 장애 발생한 물류 로봇(200)으로 인해 야기되는 시간적 손실, 작업 인력 손실을 사전에 예방할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
변형 가능한 또 다른 실시예로서, 로봇 선정부(133)는 주문을 배정받아 운행 중인 물류 로봇(200)이 현재 위치에서 이동해야 하는 로봇 이동경로상에서 처리 가능한 신규 주문을 추가 배정하여 미배정된 고객 주문 리스트의 처리속도를 향상시킬 수 있고, 물류 로봇(200)의 활용성을 높일 수도 있다.
더 나아가 관제 컨트롤러(130)를 구성하는 물류 로봇 이력 관리부(137)는 각 물류 로봇(200)의 운행기록정보에 따라 부품교체주기를 관리자 단말로 표출함으로써, 관리자는 알람 표출시 해당 물류 로봇(200)의 부품을 교체해 주어 물류 로봇(200)의 장애 발생을 사전에 예방한다.
이상은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에서는 고객 주문 리스트를 물류 로봇에 배정함에 있어 파킹 존에 위치하는 물류 로봇을 1순위로, 하역완료를 앞둔 물류 로봇을 2순위로, 임계치 이상의 충전상태를 갖는 물류 로봇을 3순위로 하여 물류 로봇을 선정하는 것을 설명하였으나, 상품 픽업을 위해 물류 로봇이 이동해야 하는 거리 및 시간이 최소인 물류 로봇이 우선 선정되도록 배정순위를 조정할 수도 있다. 이에 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Claims (8)
- 자율주행 가능한 물류 로봇들과 무선 통신하기 위한 제1통신부와;
외부 시스템으로부터 고객별 주문 리스트를 전송받기 위한 제2통신부와;
전송받은 고객별 주문 리스트 중 하나 이상을 물류 로봇에 배정하여 상품 및 물류 로봇의 이동이 가능하도록 관제하는 관제 컨트롤러;를 포함하되, 상기 관제 컨트롤러는,
상기 고객별 주문 리스트에서 물류 로봇 각각이 1회 처리 가능한 하나 이상의 고객 주문 리스트를 그룹핑하되, 복수의 고객주문 리스트의 그룹핑시에는 상품 픽업을 위해 물류 로봇이 이동해야 하는 거리가 최소가 되도록 하기 위해 각각의 고객 주문 리스트에서 중복되는 상품이 많고 상품 적재위치가 근접하는 고객 주문 리스트들을 찾아 그룹핑하는 주문 분류부와;
상기 제1통신부를 통해 수신되는 각 물류 로봇의 위치 및 상태 정보에 기초하여 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 순차 배정받을 물류 로봇을 선정하는 로봇 선정부와;
선정된 물류 로봇에게 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 전송하는 고객 주문 리스트 전송부;를 포함하되, 상기 로봇 선정부는,
주문을 배정받아 운행 중인 물류 로봇이 현재 위치에서 이동해야 하는 경로상에서 처리 가능한 신규 주문을 추가 배정함을 특징으로 하는 물류 로봇의 관제 시스템. - 청구항 1에 있어서, 물류 로봇 각각의 운행기록정보를 누적 관리하는 물류 로봇 이력 관리부;를 더 포함하되, 상기 로봇 선정부는 물류 로봇 각각의 운행기록정보를 반영하여 각 물류 로봇의 고객 주문 리스트 배정횟수를 조절함을 특징으로 하는 물류 로봇의 관제 시스템.
- 청구항 2에 있어서, 상기 물류 로봇 이력 관리부는 각 물류 로봇의 운행기록정보에 따라 부품교체주기를 관리자 단말로 표출함을 특징으로 하는 물류 로봇의 관제 시스템.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1통신부를 통해 각 물류 로봇으로 자기진단 실행명령을 전송하고, 그 명령에 응답하여 수신되는 자기진단결과가 장애발생일 경우 해당 물류 로봇의 업무 배제를 상기 로봇 선정부로 요청하는 로봇 원격 진단부;를 더 포함함을 특징으로 하는 물류 로봇의 관제 시스템.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 고객 주문 리스트 전송부는,
상기 선정된 물류 로봇이 이동해야 할 목적지 주변의 피커 단말로 상기 그룹핑된 고객 주문 리스트를 함께 전송함을 특징으로 하는 물류 로봇의 관제 시스템. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 물류 로봇의 위치 및 상태 정보는 물류 로봇의 위치정보와 상품 적재상태정보 외에 배터리상태정보, 장애발생정보 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 물류 로봇의 관제 시스템.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 로봇 선정부는,
파킹존에 대기중인 물류 로봇을 1순위로 배정하고, 상품 하역중인 물류 로봇 중 상품 하역량이 상품 적재량의 제1임계치를 초과한 물류 로봇을 2순위로 배정하고, 충전 중이되 배터리 충전상태가 제2임계치를 초과하는 물류 로봇을 3순위로 배정함을 특징으로 하는 물류 로봇의 관제 시스템. - 삭제
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