智慧分揀高精度定位管理系統(tǒng)方案

1、智慧分揀高精度定位管理系統(tǒng)成都精位科技有限公司目錄一、系統(tǒng)概述1二、現(xiàn)有分揀系統(tǒng)常見問題1三、智慧分揀UWB高精度定位管理系統(tǒng)介紹23.1 UWB定位技術(shù)23.2 UWB系統(tǒng)工作原理23.3 UWB系統(tǒng)性能3四、智慧分揀系統(tǒng)業(yè)務(wù)框架4五、主要業(yè)務(wù)流程和功能65.1 主要業(yè)務(wù)流程65.1.1 入庫分揀流程65.1.2 出庫分揀流程85.2 基本功能95.2.1 移動(dòng)貨架定位管理95.2.2 AGV小車實(shí)時(shí)定位和展示95.2.3 分揀工作站（工人）任務(wù)推送95.2.4 智能調(diào)度及任務(wù)派送105.2.5 導(dǎo)航與路徑規(guī)劃10一、系統(tǒng)概述分揀是將貨物按照品種、出入庫先后順序、倉儲(chǔ)位置、運(yùn)送目的地等進(jìn)行快

2、速準(zhǔn)確分類，或者從龐大儲(chǔ)位中快速準(zhǔn)確查找要出庫貨物的一項(xiàng)物流配送作業(yè)，也是智慧倉儲(chǔ)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?？茖W(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(jìng)爭(zhēng)力，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)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(duì)現(xiàn)有分揀系統(tǒng)的效率低、容易出錯(cuò)、人工成本高等實(shí)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(dú)有優(yōu)勢(shì)，提出基于高精度UWB定位的智慧倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)方案。實(shí)現(xiàn)貨物分揀過程中AGV小車、移動(dòng)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

3、能，提高貨物分揀效率和可靠性，為進(jìn)一步提高倉儲(chǔ)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(cuò)；要么采用AGV小車，在地面鋪設(shè)標(biāo)識(shí)符進(jìn)行定軌導(dǎo)航和定位，存在AGV小車不能靈活移動(dòng)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(fèi)者的倉庫，具有流動(dòng)性高、品類繁多分散的特點(diǎn)，現(xiàn)有分揀方法對(duì)小批量、多品目的貨物分揀非常低效；（2） 分揀過程對(duì)貨物的位置信息缺乏實(shí)時(shí)跟蹤，分揀誤差率高，容易將貨品發(fā)往錯(cuò)誤目的地；（3） 分揀效率低，容易出現(xiàn)“人等貨”、“貨等人”

4、、“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(dòng)強(qiáng)度大，依賴人的記憶或手工查詢貨品信息，花費(fèi)大量的時(shí)間；（5） 對(duì)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(hào)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(hào)，具有很寬的頻帶范圍，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC把無線資源中無牌照的3.1GHz10.6GHz分配給UWB無線通信系統(tǒng)使用，并限制信號(hào)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)

5、用主要聚焦在室內(nèi)高精確定位，例如在工業(yè)自動(dòng)化、物流倉儲(chǔ)、電力巡檢、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域得到廣泛使用。UWB信號(hào)具有抗多徑干擾、穿透能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，適用于靜止或者移動(dòng)終端的高精度高頻度跟定位蹤。由于Wi-Fi信號(hào)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(chǎng)區(qū)定位，不適用于移動(dòng)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(jí)，能夠完全滿足倉儲(chǔ)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

6、場(chǎng)景快速部署等優(yōu)勢(shì)。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(gè)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(shí)間同步控制器（下面簡(jiǎn)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(tái)服務(wù)器通過有線建立連接，控制器定時(shí)向各基站發(fā)送同步指令進(jìn)行高精度時(shí)間同步矯正，打造UWB 系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)傳播時(shí)間進(jìn)行高精度位置解算的先決條件。實(shí)時(shí)定位過程中，UWB標(biāo)簽不停廣播UWB信號(hào)，附近已實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步的基站接收到信號(hào)后，通過有線傳輸?shù)胶笈_(tái)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(tái)

7、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(shí)別數(shù)量：按照1/s的頻度，系統(tǒng)最多支持12000個(gè)標(biāo)簽。 位置信息保存時(shí)間：6個(gè)月。 標(biāo)簽電池壽命：電池壽命3個(gè)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(shí)間2h。 最大檢修周期：系統(tǒng)檢修周期12個(gè)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(chǔ)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(dòng)貨架

8、的位置實(shí)時(shí)監(jiān)控，智慧分揀和WMS智慧倉儲(chǔ)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(gè)分揀工作站，并調(diào)度一定數(shù)量AGV小車搬運(yùn)可移動(dòng)貨架；（2）AGV車完成可移動(dòng)貨架在倉儲(chǔ)區(qū)和分揀工作站之間的搬運(yùn)：從倉儲(chǔ)區(qū)取出相應(yīng)移動(dòng)貨架，將移動(dòng)貨架送到對(duì)應(yīng)工作站，分揀結(jié)束后，將空的移動(dòng)貨架送回倉儲(chǔ)區(qū)；（3）在分揀工作站，操作人員手持分揀終端對(duì)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(dòng)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

9、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(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)貨架（任務(wù)下發(fā)后由指定AGV小車運(yùn)送至分揀出口）；（6） 系統(tǒng)將運(yùn)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(dòng)貨架運(yùn)輸至目的地；（7） 移動(dòng)貨架到達(dá)目的地后，系統(tǒng)更新倉儲(chǔ)信息，釋放分

10、揀站、工人、AGV小車，準(zhǔn)備接收下一個(gè)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(dòng)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(dòng)貨架運(yùn)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(dòng)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(dòng)貨架運(yùn)輸至指定區(qū)域，系統(tǒng)更新倉儲(chǔ)信息，釋放分揀站、AGV小車、移動(dòng)貨架，準(zhǔn)備接收下一個(gè)分揀任務(wù)；（7） 出庫分揀任務(wù)結(jié)束。5.2 基本功能5.

11、2.1 移動(dòng)貨架定位管理（1） 對(duì)移動(dòng)貨架進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和歷史軌跡查詢；（2） 在整個(gè)倉儲(chǔ)區(qū)和分揀區(qū)對(duì)移動(dòng)貨架進(jìn)行全區(qū)域無盲點(diǎn)監(jiān)控，異常情況可實(shí)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(dòng)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(shí)時(shí)定位和展示（1） 實(shí)時(shí)定位和歷史軌跡查詢；（2） 系統(tǒng)可根據(jù)各區(qū)域統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)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(dòng)推送任務(wù)單；（4） 車輛活動(dòng)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(dòng)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(duì)分揀工作站的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)，分揀站與AGV小車和移動(dòng)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(dòng)貨架及分揀臺(tái)；（3） 任務(wù)單自動(dòng)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(tái)終端；（4） 任務(wù)被拒后重新自動(dòng)推送