Система формирования комплектов товаров или комплектующих
SYSTEM FOR FORMING SETS OF GOODS OR COMPONENTS

Изобретение относится к системам формирования комплектов товаров или комплектующих (например, почтовой корреспонденции) и может быть использовано для комплектации товара в индивидуальной упаковке.
Известно автоматизированное рабочее место сортировщика почты (US4254875, МПК B42F17/00, В61К1/00, опубл. 10.03.1981). Место содержит стеллаж с полками, разделенными перегородками для образования отдельных открытых спереди ячеек для раскладки почты в соответствии с ее адресной доставкой. Каждая ячейка имеет идентификатор, а почта маркирована соответствующим графическим кодом, соответствующим адресу доставки. Такая взаимосвязь позволяет использовать программную компьютерную систему, обеспечивающую для каждой единицы почты быстрое нахождение соответствующей ей ячейки. Сокращается время на раскладку почты.
Однако такое автоматизированное рабочее место сортировщика представляет собой смонтированный вдоль стены полукругом значительных размеров стеллаж, перед ячейками которого выполнено автоматизированное устройство перемещения почты по ячейкам. Такая конструкция сложна, имеет большие габариты, занимает достаточно много места в помещении и ее работоспособность сильно зависит от рабочего состояния каждого из структурных элементов-узлов такого места. При поломке любого узла автоматизированное рабочее место сортировщика почты перестает функционировать, так как алгоритм ее его функционирования не предусматривает исключение из уровня контроля те ячейки или те полки, доступ к которым невозможен из-за поломки в этой части рабочего места.
Известно рабочее место сортировщика штучных изделий, содержащее стеллаж, выполненный по крайней мере из двух секций с полками, каждая из которых разделена перегородками на открытые ячейки для укладки штучных изделий, при этом секции по сопрягаемым сторонам с возможностью поворота связаны между собой для обеспечения складывания путем поворота одной секции стороной с открытыми ячейками в направлении открытых ячеек другой секции, а каждой ячейке присвоен адресный идентификатор для размещения в ее полости, с совпадающим идентификатором штучных изделий, а также компьютеризированную систему, включающую в себя монитор и средство считывания идентификаторов штучных изделий и отображения места ее размещения на стеллаже. Стеллаж выполнен напольного исполнения с ножками на одной секции и роликами или колесиками на другой секции для ее перекатывания при складывании секции, компьютеризированная система включает в себя принтер, компьютерный блок и электронные номероуказатели, размещенные над или под каждой ячейкой и выполненные с кнопками отключения сигнала на электронном номероуказателе этих ячеек после укладки соответствующих штучных изделий и включения сигнала об окончании укладки в эти ячейки всех штучных изделий, а в качестве средства считывания идентификаторов штучных изделий использован сканер, выход которого связан с компьютерным блоком на базе системного блока компьютера, выполненного с функцией активации электронного номероуказателя каждого из ячеек при поступлении сигнала от сканера, соответствующего считанному идентификатору штучных изделий, распечатке паккинг-листа для каждой ячейки, для которой нажата кнопка включения сигнала об окончании укладки в эту ячейку всех штучных изделий (патент RU98950, МПК B07C7/02, опубл. 10.11.2010 г.).
Недостатки известной системы следующие:
- отсутствие собственного блока управления, функция которого заменена программной эмуляцией на базе персонального компьютера с операционной системой Windows; поэтому известное устройство не способно работать самостоятельно, и качество его работы зависит от качества работы персонального компьютера, качества работы операционной системы windows, установленной программы addin.dll и программы 1С;
- привязка к программному продукту 1С и невозможность работы в других системах;
- стационарное рабочее место с привязкой к расположенному на нем персональному компьютеру, что не позволяет перемещать систему во время работы и требует наличия технически грамотных специалистов;
- использование преобразователей интерфейсов для эмуляции RS485, необходимость опрашивать каждую ячейку персонально по сложной цепочке прохождения сигналов;
- в случае зависания базы данных 1С или операционной системы работа оборудования останавливается, а скорость работы оборудования известной системы напрямую зависит от скорости работы базы данных;
- монолитность конструкции, которая затрудняет замену вышедшей из строя электроники и парализует работу системы;
- менее производительные контролеры на базе Atmel ATmega32 и необходимость разбора конструкции для обновления прошивки, необходимость обновлять каждое из 57 устройств отдельно, автоматическое обновление всех устройств по сети отсутствует;
- максимальное количество сортируемых штук товара ограничено тремя символами цифрового индикатора;
- жесткое физическое ограничение на количество ячеек, что не позволяет увеличить количество сортируемых объектов одновременно и увеличить производительность труда сотрудников.
Известен комплектующий модуль, состоящий из нескольких полок, для комплектования различных товаров, предназначенных для различных получателей, причем комплектующий модуль сформирован двумя расположенными рядом друг с другом полками, разделенными на отсеки - полкой ячеек и полкой товаров, причем полка ячеек имеет в плане круглую форму и может вращаться вокруг своей вертикальной центральной оси, и причем ячейки этой полки в каждом случае имеют радиальное расположение рядом друг с другом вокруг центральной оси полки ячеек (патент RU146676, МПК A47B49/00, опубл. 20.10.2014 г.).
Недостатки известной системы:
- наличие механических частей, поворот которых требует дополнительное время;
- необходимость выполнять дополнительные операции для заполнения полок товаров;
- ограничение количества сортируемых позиций, равное количеству полок товара.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание модуля для комплектации товара в индивидуальной упаковке, позволяющего собирать отмаркированные комплекты, превышающие по размерам размер ячейки, и комплектовать неограниченное количество адресов назначения.
Технический результат – комплектование товаров и формирование упаковочных листов на неограниченное количество адресов доставки с компоновкой их по маршрутам доставки.
Проблема решается, а технический результат достигается комплектующей модульной системой, включающей многоячеистый стеллаж напольного исполнения, разделенный перегородками на открытые ячейки  произвольной формы для формирования комплектов, причем каждая ячейка содержит модуль со световой подсказкой и кнопками обратной связи, размещенный над ячейкой, при этом каждой ячейке присвоен адресный идентификатор для размещения в ее полости комплектов, а каждый модуль световой подсказки связан с центральным блоком управления на базе микроконтроллера, при этом центральный блок включает плату микроконтроллера, экран и клавиатуру, причем программа микроконтроллера является полноценной файловой операционной системой с базой данных и устройствами ввода/ вывода,  а данные текущей комплектации хранятся в энергонезависимой памяти микроконтроллера, при этом установленная программа микроконтроллера имеет возможность самостоятельно распределять адреса ячеек и контролировать их динамические изменения и своевременную маркировку товара ячейки при изменении адреса, а плата микроконтроллера имеет встроенную батарейку и хранит данные в энергонезависимой памяти при отказе питания.
Согласно изобретению система включает сканер штрихкода и принтер для печати упаковочных листов, связанные с центральным блоком.
Сущность изобретения поясняется рисунками, где изображена заявляемая система:
На фиг.1 – общий вид комплектующей модульной системы;
На фиг. 2 – показаны связи между модулями системы;
На фиг.3 – блок-схема программы микроконтроллера.
На фигурах показано:
1 – стеллаж напольного исполнения с ячейками
2 – модуль со световой подсказкой и кнопками обратной связи
3 – центральный блок
4 – сканер штрихкода (ШК)
5 – принтер для печати упаковочных листов
6 – персональный компьютер (ПК)
7 – плата световой подсказки модуля 2
8 – кнопки обратной связи модуля 2
9 – экран центральный блока
10 – кнопки центрального блока
USB – разъем для подключения планшета или ПК
USB host – разъем для подключения флэшки, сканера ШК, весов
LAN – разъем локальной сети для подключения сетевого принтера и обменом с ПК
CAN – сеть обмена платы микроконтроллера со световыми подсказками
COM – разъем для подключения сканера, весов, принтера
MicroSD – разъем для карты памяти для хранения конфигурационных данных.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
В центральный блок (3) загружаются задачи комплектации и при помощи кнопок (10) запускаются в работу в необходимой последовательности. Центральный блок (3) состоит из корпуса, микроконтроллера, жидкокристаллического экрана (9) и кнопок управления (10). Центральный блок 3 работает в трех режимах:
Режим 1: автономное управление задачами, полученными с USB накопителя или файлов, расположенных в сети.
Режим 2: управление задачами, поступающими с ПК (6) во время работы и возврат результата.
Для режимов 2 используется собственный драйвер операционных системах Windows, Linux и Android для взаимодействия с учетными системами или базами данных. Блок 3 способен получать задачи и возвращать результат непосредственно с USB-накопителя или другого устройства, к которому он подключен.  Блок 3 может быть связан со сканером и принтером, при необходимости может быть связан с ПК, планшетом или внешним flash-накопителем. Блок управления состоит из корпуса, платы микроконтроллера, жидкокристаллического экрана и кнопок управления. На передней панели корпуса расположен экран, под экраном кнопки. Назначение функций кнопок динамическое, подписи кнопок отображаются на индикаторе. Сбоку расположены разъемы:
Питание:
USB – подключение планшета или ПС;
USB host – подключение флэшки, сканер ШК;
LAN – подключение сетевого принтера, обмен данными с ПК;
CAN – управление световыми подсказками;
COM – подключение сканера, весов, принтера;
MicroSD – вставляется карта памяти для хранения данных;
Разъем обновления прошивки.
Список задач отображается на жидкокристаллическом экране (9). Выбор задачи происходит кнопками (10) на блоке управления или сканированием штрих кода на сканере (4). При выборе задачи блок (3) отправляет данные на платы световых подсказок (7).  Световые подсказки питаются от внешнего низковольтного источника питания по кабелю питания, расположенного в нишах трубы или гнутого профиля. Система имеет возможность получать задачи и возвращать результат их выполнения по интерфейсам USB и LAN, взаимодействуя с Флэш накопителем USB или ПК или планшетом. Световые подсказки  получают задачи от блока (3) и выводят информацию на индикатор, а при нажатии кнопок (8) возвращают результат. Обмен происходит по интерфейсному кабелю, расположенному в нишах трубы или гнутого профиля.
В ходе выполнения задачи на блок 3 приходит информация о нажатии кнопки (8) в модуле световой подсказки. Информация обрабатывается и на платы световых подсказок (7) отправляется обновлённая информация о задаче. Если в конкретной ячейке завершена комплектация адреса, то блок 3 отправляет информацию о необходимости упаковки на световую подсказку и блокирует дальнейшую комплектацию данной ячейки в программе до печати упаковочного листа. Когда в блок (3) приходит информация о нажатии кнопки (8), блок отправляет задачу на принтер (5) для печати упаковочного листа комплекта. Далее комплект упаковывается, блок (3) снимает программную блокировку ячеек для дальнейшей комплектации ячейки и назначает данной ячейке новый динамический адрес, который может совпадать со старым. Блокировка ячеек и текущее состояние комплектации хранится в энергонезависимой памяти блока (3) и сохраняется при сбоях питания, а при восстановлении питания блок (3) продолжает работу с последнего состояния, что обеспечивает корректную работу динамической адресации точек.
Световые подсказки с кнопками могут размещаться в двух вариантах.
Вариант 1: Модуль, состоящий из кнопок (8) и платы световой подсказки (7). Располагается в технологических отверстиях квадратной трубы. Крепится на болтах или защелках, легко вынимается для замены или технического обслуживания.
Вариант 2: Комплект электроники для модернизации существующих стеллажей или иных конструкций. Состоит из отдельно расположенных плат световой подсказки (7) и кнопок (8), соединенных проводами. Располагаются в квадратной трубе или гнутом профиле.
Преимущества комплектующей модульной системы:
1. Система позволяет строить системы различной производительности и масштабировать их, в случае отказа элементов выполнять их горячую замену. Система позволяет распределять нагрузку перераспределяя объемы комплектации между аналогичными узлами, путем передачи задач от блока (3) к аналогичному блоку (3) по локальной сети LAN.
2.  Каждое устройство работает автономно по загруженным в него задачам, скорость комплектации не зависит от скорости комплектации аналогичных устройств сети и не зависит от скорости работы ПК или Планшета которые используются только для загрузки задач и получения результата.
3. Программа микропроцессора является полноценной файловой операционной системой с базой данных, энергонезависимой памятью и устройствами ввода вывода, это позволяет использовать устройство автономно без персональных компьютеров и другой вспомогательной вычислительной техники.
4. Консолидация полного цикла программных и электронных устройств управления в центральной плате позволяет увеличить надежность устройства за счет отсутствия внешних программных комплексов управления комплектацией и внешних ПК, на которых они расположены,  и внешних коммуникаций, по которым происходит управление.
5. Система имеет возможность получать задачи и возвращать результат их выполнения по интерфейсам USB и LAN, взаимодействуя с флэш-накопителем USB или ПК или планшетом.
6. Особенностью решения является съемный модуль (на разъеме) со световой подсказкой и кнопками обратной связи, выполненный в виде единого универсального модуля, не критичного к качеству подаваемого питания и количеству устройств в сети. Это позволяет строить стеллажи разных размеров и разного количества световых подсказок.
7. Благодаря применению центральной платы и хранению данных текущей сортировки внутри устройства в энергонезависимой памяти в базе данных, система исключает привязку адресатов в одной ячейке. Центральный процессор самостоятельно распределяет адреса и динамически их меняет, блокируя ячейки для обязательной упаковки и печати упаковочного листа, это позволяет сортировать неограниченное количество адресов на ограниченном количестве ячеек. Плата микропроцессора имеет встроенную батарейку и хранит данные при отказе питания, а при восстановлении питания продолжает приостановленную работу с места остановки.
8. Адресат не привязан к ячейке, может находиться на любой из них и нескольких одновременно с разными упаковочными листами. На одной ячейке в пределах одной задачи, в разные моменты времени могут находиться разные адресаты за счет блокировки ячейки и обязательной печати упаковочного листа при смене адреса.  Это позволяет собирать комплекты в нескольких упаковках, где размер всего комплекта превышает по размерам размер ячейки, а также позволяет комплектовать неограниченное количество адресов назначения.
9. Фиксация выполняемого действия сортировки происходит нажатием кнопки и действие отражается в базе данных, которая хранится в энергонезависимой памяти. По завершению сортировки ячейки на основании данных формируется упаковочный лист с информацией о составе пакета и его маршруте доставки.
10. Товар сразу размещается на полке ячеек.