一、系統(tǒng)概述
分揀是將貨物按照品種、出入庫先后順序、倉儲位置、運送目的地等進(jìn)行快速準(zhǔn)確分類，或者從龐大儲位中快速準(zhǔn)確查找要出庫貨物的一項物流配送作業(yè)，也是智慧倉儲的一個重要環(huán)節(jié)。科學(xué)高效的分揀作業(yè)能夠有效提升物流配送效率和服務(wù)力，提高行業(yè)競爭力，降低企業(yè)運營成本，是物流配送生產(chǎn)力發(fā)展的必然要求。而高精度定位系統(tǒng)為降低分揀誤差率，降低人工干預(yù)，提高精準(zhǔn)分揀效率提供有力的技術(shù)支撐。
本文針對現(xiàn)有分揀系統(tǒng)的效率低、容易出錯、人工成本高等實際問題，結(jié)合成都精位科技有限公司在UWB高精度定位軟硬件產(chǎn)品完全自主研發(fā)，產(chǎn)品性能在業(yè)界表現(xiàn)卓著的獨有優(yōu)勢，提出基于高精度UWB定位的智慧倉儲管理系統(tǒng)方案。實現(xiàn)貨物分揀過程中AGV小車、移動貨架的位置監(jiān)控，AGV小車導(dǎo)航規(guī)范，分揀任務(wù)智能調(diào)配等功能，提高貨物分揀效率和可靠性，為進(jìn)一步提高倉儲物流效率和企業(yè)生產(chǎn)率提供有力保障。
二、現(xiàn)有分揀系統(tǒng)常見問題
目前常見的分揀系統(tǒng)要么是人員根據(jù)貨單推著車進(jìn)行人工分揀，存在人力成本高，處理速度慢的問題，而且容易出錯；要么采用AGV小車，在地面鋪設(shè)標(biāo)識符進(jìn)行定軌導(dǎo)航和定位，存在AGV小車不能靈活移動和使用不均衡的問題。除此之外常用的問題還有：
（1） 電商倉庫為代表的直接面向消費者的倉庫，具有流動性高、品類繁多分散的特點，現(xiàn)有分揀方法對小批量、多品目的貨物分揀非常低效；
（2） 分揀過程對貨物的位置信息缺乏實時跟蹤，分揀誤差率高，容易將貨品發(fā)往錯誤目的地；
（3） 分揀效率低，容易出現(xiàn)“人等貨”、“貨等人”、“車等人”、“人等車”等情況，各分揀工序之間銜接不協(xié)調(diào)；
（4） 人員的勞動強(qiáng)度大，依賴人的記憶或手工查詢貨品信息，花費大量的時間；
（5） 對分揀過程所用傳輸工具缺乏監(jiān)管和合理分配。
三、智慧分揀UWB高精度定位管理系統(tǒng)介紹
3.1 UWB定位技術(shù)
UWB是一種高速、低成本和低功耗新興無線通信技術(shù)。UWB信號是帶寬大于500MHz，基帶帶寬和載波頻率的比值大于0.2的脈沖信號，具有很寬的頻帶范圍，美國聯(lián)邦通信委員會FCC把無線資源中無牌照的3.1GHz～10.6GHz分配給UWB無線通信系統(tǒng)使用，并限制信號的發(fā)射功率在-41dBm以下。UWB作為一種高速率、低功耗、高容量的新興無線局域定位技術(shù)，目前應(yīng)用主要聚焦在室內(nèi)高精確定位，例如在工業(yè)自動化、物流倉儲、電力巡檢、自動駕駛等領(lǐng)域得到廣泛使用。
UWB信號具有抗多徑干擾、穿透能力強(qiáng)的優(yōu)勢，適用于靜止或者移動終端的高精度高頻度跟定位蹤。由于Wi-Fi信號受人體和金屬干擾大，定位精度在3-5m，而藍(lán)牙iBeacon的后期維護(hù)工程量大，都不適合用于工業(yè)領(lǐng)域高精度定位。與工業(yè)領(lǐng)域常用的RFID技術(shù)相比，UWB定位精度和穩(wěn)定性更高，前者更多應(yīng)用于門禁和場區(qū)定位，不適用于移動終端的精準(zhǔn)位置跟蹤。精位科技研發(fā)的UWB定位產(chǎn)品，定位精度最高可達(dá)厘米級，能夠完全滿足倉儲物流定位所需的精度，且系統(tǒng)功能、性能在國內(nèi)外同類產(chǎn)品中具有軟硬件完全自主研發(fā)、設(shè)備快速定制和場景快速部署等優(yōu)勢。
3.2 UWB系統(tǒng)工作原理
UWB定位系統(tǒng)將作為智慧分揀系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，提供標(biāo)簽位置、歷史軌跡、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備告警等信息。UWB定位系統(tǒng)由標(biāo)簽、基站、時間同步控制器（下面簡稱控制器）、定位服務(wù)器軟件四部分組成。

圖3-1 UWB系統(tǒng)硬件設(shè)備
基站、控制器、后臺服務(wù)器通過有線建立連接，控制器定時向各基站發(fā)送同步指令進(jìn)行高精度時間同步矯正，打造UWB 系統(tǒng)根據(jù)信號傳播時間進(jìn)行高精度位置解算的先決條件。實時定位過程中，UWB標(biāo)簽不停廣播UWB信號，附近已實現(xiàn)時間同步的基站接收到信號后，通過有線傳輸?shù)胶笈_定位服務(wù)器進(jìn)行坐標(biāo)解算。
用戶手持智能終端、貨架終端或重要貨品終端通過無線網(wǎng)絡(luò)和后臺服務(wù)器進(jìn)行信息交互。

圖3-1 UWB系統(tǒng)工作原理圖
3.3 UWB系統(tǒng)性能
? 標(biāo)簽定位精度：10cm。
? 位置刷新頻率：可調(diào)，單標(biāo)簽刷新率200Hz。
? 并發(fā)識別數(shù)量：按照1/s的頻度，系統(tǒng)最多支持12000個標(biāo)簽。
? 位置信息保存時間：≥6個月。
? 標(biāo)簽電池壽命：電池壽命≥3個月，可更換電池。
? 服務(wù)器備用電源：停電后，備用電源應(yīng)能保證整套定位系統(tǒng)連續(xù)工作時間≥2h。
? 最大檢修周期：系統(tǒng)檢修周期≥12個月。
? 設(shè)備安全耐用：標(biāo)簽/基站抗老化、防水、防爆、防塵。
? 設(shè)備認(rèn)證需滿足工業(yè)制造領(lǐng)域行業(yè)規(guī)定。
四、智慧分揀系統(tǒng)業(yè)務(wù)框架

智慧分揀系統(tǒng)是智慧倉儲管理的重要組成部分。UWB高精度定位系統(tǒng)為智慧分揀提供AGV小車、移動貨架的位置實時監(jiān)控，智慧分揀和WMS智慧倉儲系統(tǒng)共享貨物、工具、人員等基本信息，WMS統(tǒng)一為整套系統(tǒng)提供告警、地圖展示、邏輯業(yè)務(wù)處理等管理。

其業(yè)務(wù)框架為：
（1）WMS服務(wù)器負(fù)責(zé)分配操作任務(wù)到各個分揀工作站，并調(diào)度一定數(shù)量AGV小車搬運可移動貨架；
（2）AGV車完成可移動貨架在倉儲區(qū)和分揀工作站之間的搬運：從倉儲區(qū)取出相應(yīng)移動貨架，將移動貨架送到對應(yīng)工作站，分揀結(jié)束后，將空的移動貨架送回倉儲區(qū)；
（3）在分揀工作站，操作人員手持分揀終端對貨架上的貨物進(jìn)行掃描，并將貨物分類放置；或者直接將貨物放在傳送帶上，傳送帶自動掃描貨品信息，發(fā)往不同揀道口。
五、主要業(yè)務(wù)流程和功能
5.1 主要業(yè)務(wù)流程
5.1.1 入庫分揀流程

入庫分揀流程說明：
（1） 貨物到達(dá)后新增入庫分揀任務(wù)；
（2） 系統(tǒng)根據(jù)入庫貨物的類別和數(shù)量，依據(jù)閑置狀態(tài)、距離遠(yuǎn)近、承載符合情況指定分揀工作站、工人、AGV小車和移動貨架；
（3） 如果貨物種類少或數(shù)量少，可將任務(wù)直接分配給工人使用手持終端進(jìn)行貨物掃描，執(zhí)行手工分揀；
（4） 如果貨物種類多或數(shù)量多，通過傳送帶實現(xiàn)自動掃描和分揀，將貨物傳送至適當(dāng)分支出口；
（5） 貨物分揀完畢后，裝到空閑移動貨架（任務(wù)下發(fā)后由指定AGV小車運送至分揀出口）；
（6） 系統(tǒng)將運輸目的地和導(dǎo)航路徑發(fā)送至指定AGV小車，AGV小車將裝置好的移動貨架運輸至目的地；
（7） 移動貨架到達(dá)目的地后，系統(tǒng)更新倉儲信息，釋放分揀站、工人、AGV小車，準(zhǔn)備接收下一個分揀任務(wù)；
（8） 入庫分揀任務(wù)結(jié)束。
5.1.2 出庫分揀流程

出庫流程說明：
（1） 新增出庫分揀任務(wù)；
（2） 系統(tǒng)查詢出出庫貨物所在移動貨架，根據(jù)出庫貨物的類別和數(shù)量，依據(jù)閑置狀態(tài)、距離遠(yuǎn)近、承載符合情況指定AGV小車、分揀工作站、工人；
（3） AGV小車將移動貨架運輸至指定分揀工作站；
（4） 根據(jù)貨物種類和數(shù)量選擇人工掃描分揀或傳送帶自動分揀；
（5） 貨物分揀完畢后，分類放置相應(yīng)出庫口；
（6） AGV小車將閑置的移動貨架運輸至指定區(qū)域，系統(tǒng)更新倉儲信息，釋放分揀站、AGV小車、移動貨架，準(zhǔn)備接收下一個分揀任務(wù)；
（7） 出庫分揀任務(wù)結(jié)束。
5.2 基本功能
5.2.1 移動貨架定位管理
（1） 對移動貨架進(jìn)行實時定位和歷史軌跡查詢；
（2） 在整個倉儲區(qū)和分揀區(qū)對移動貨架進(jìn)行全區(qū)域無盲點監(jiān)控，異常情況可實現(xiàn)基于貨架位置的攝像頭視頻跟蹤監(jiān)控；
（3） 在分揀過程中，移動貨架與貨物、AGV小車、分揀站之間存在任務(wù)綁定與解綁的邏輯關(guān)系。
5.2.2 AGV小車實時定位和展示
（1） 實時定位和歷史軌跡查詢；
（2） 系統(tǒng)可根據(jù)各區(qū)域統(tǒng)計實時在線車輛及各車輛工作狀態(tài)；
（3） 系統(tǒng)根據(jù)車輛工作狀態(tài)和承載能力，自動推送任務(wù)單；
（4） 車輛活動范圍限制和監(jiān)控，越界告警；
（5） 在分揀過程中，AGV小車與移動貨架、分揀站之間存在任務(wù)綁定與解綁的邏輯關(guān)系。
5.2.3 分揀工作站（工人）任務(wù)推送
（1） 系統(tǒng)對分揀工作站的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控；
（2） 分揀站工作人員通過手持終端接收分揀任務(wù)單進(jìn)行人工分揀，也可通過分揀站終端接收任務(wù)進(jìn)行傳送帶人工分揀；
（3） 執(zhí)行分揀工作時，分揀站與AGV小車和移動貨架之間存在任務(wù)綁定與解綁的邏輯關(guān)系。
5.2.4 智能調(diào)度及任務(wù)派送
（1） 任務(wù)單增刪改查；
（2） 智能調(diào)度：根據(jù)依據(jù)閑置狀態(tài)、距離遠(yuǎn)近、承載符合情況選擇合適的AGV小車、移動貨架及分揀臺；
（3） 任務(wù)單自動推送，將生成的任務(wù)單下發(fā)到指定的AGV小車、手持終端或分揀臺終端；
（4） 任務(wù)被拒后重新自動推送或人工推送；
（5） 任務(wù)單執(zhí)行狀態(tài)跟蹤；
（6） 利用率分析，提供合理調(diào)度方案，均衡使用車輛/人員，降低閑置狀態(tài)。
5.2.5 導(dǎo)航與路徑規(guī)劃
（1） 入庫分揀任務(wù)下發(fā)后，系統(tǒng)根據(jù)AGV小車和移動貨架、分揀站的相對位置自動計算出最佳導(dǎo)航路徑，并下發(fā)至AGV小車，實現(xiàn)自動導(dǎo)航；
（2） 出庫分揀結(jié)束，移動貨架清空后，系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)單結(jié)束狀態(tài)自動向AGV小車推送運輸空架任務(wù)和導(dǎo)航路徑。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的智慧分拣高精度定位管理系统的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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