СПОСОБ ЗАДАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ГРУЗОВ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
METHOD FOR SETTING THE SEQUENCE OF CARGO MOVEMENT IN THE AUTOMATED DISTRIBUTION SYSTEM

1. Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области логистики, в частности, к области автоматизированных систем распределения, в частности, но не исключительно, для подготовки заказов (называемой также «подготовкой посылок»).
Более конкретно, изобретение относится к способу задания последовательности движения грузов в такой автоматизированной системе распределения.
Предполагается, что автоматизированная система распределения содержит источники, по меньшей мере один адресат, коллектор и систему управления. Коллектор выполнен с возможностью транспортировать грузы до каждого адресата и содержит множество последовательных узлов, выполненных, каждый, с возможностью собирать грузы, выходящие из источника.
Система управления выполнена с возможностью:
- обрабатывать заказы, внося в список каждый из грузов, предназначенных для извлечения из источников и для доставки к данному адресату в данном возрастающем порядке назначения;
- определять общий возрастающий порядок для грузов, внесенных в список заказов; и
- гарантировать для каждого источника, что выходящие грузы соблюдают общий возрастающий порядок и возрастающие порядки назначения, соответствующие заказам.
Система управления (называемая также СУС от «Система управления складом» или WCS от “Warehouse Control System” на английском языке) является центральной компьютерной системой управления, отвечающей за управление всей автоматизированной системой распределения, а также за контроль заказов.
Обработка (или контроль) данного заказа объединяет все действия, производимые системой управления для управления автоматизированной системой распределения (в том числе источниками), чтобы все грузы, внесенные в список в данном заказе, достигали необходимого адресата в требуемом порядке назначения.
Изобретение находит свое применение, в частности, но не исключительно, в случае, когда каждый источник автоматизированной системы распределения является частью склада (в дальнейшем тексте описания эта часть будет также называться «блоком складирования»), а каждый адресат автоматизированной системы распределения является постом подготовки заказа (называемым также «сортировочным постом»).
Вместе с тем, понятно, что, не выходя за рамки изобретения, можно предусмотреть различные варианты: например, каждый источник можно определить как склад и даже как комплекс, содержащий несколько складов, или как складское устройство (менее сложное, чем склад).
2. Уровень техники
В дальнейшем тексте этого документа более конкретно будет рассмотрена проблема, существующая в частном случае, когда автоматизированную систему распределения используют для подготовки заказов. Разумеется, изобретение не ограничивается этим частным примером применения.
Системы подготовки посылок используют, в частности, в фирмах по поставке и дистанционной продаже товаров небольшого объема. Основными примерами пользователей этих автоматизированных систем подготовки посылок являются поставщики канцелярских товаров, одежды, косметики, инструментов или запасных частей в машиностроении. Эти системы позволяют подготовить посылку с минимальным использованием рабочей силы, в короткие сроки и с точным отслеживанием наличия товаров на складе, при этом посылка соответствует точному заказу клиента, причем этот заказ соответствует нескольким товарам в разных количествах, при этом каждый товар вместе с его количеством идентифицирован серией заказа (каждая серия заказа определяет складской контейнер, в котором находится требуемый товар).
Пример такой автоматизированной системы подготовки посылок описан, в частности, в патенте FR 2 915 979, зарегистрированном на имя заявителя. Эта система, например, содержит:
- автоматизированный склад, содержащий товары в складских контейнерах (соответствующие вышеупомянутым грузам), при этом каждый складской контейнер соответствует единому артикулу товара (речь может также идти о контейнерах, содержащих специальный заказ или разные товары);
- пост подготовки заказа, на котором оператор отбирает товары и укладывает их в посылку (поставочный контейнер);
- конвейерный комплекс, перемещающий складские контейнеры, в которых находятся товары, из склада на пост подготовки заказа или отправки и наоборот; и
- систему управления (WCS).
Автоматизированный склад содержит, например, четыре блока складирования, при этом каждый блок складирования образован проходом, обслуживающим с двух сторон складской стеллаж (или полки) с расположенными друг над другом несколькими уровнями складирования, при этом каждый стеллаж разделен по длине на места складирования (называемые также ячейками), каждое из которых предназначено для размещения складского контейнера. На каждом уровне складирования в каждом проходе находятся пути для передвижения устройства перевода (называемого также сборной или транспортировочной тележкой или челноком), которое обеспечивает перемещение складских контейнеров для их размещения внутри мест складирования и для их отбора с этих мест. Как правило, путь образован двумя параллельными рельсами, и тележка оснащена колесами для своего передвижения по этим рельсам. Тележки могут перемещаться не только горизонтально на данном уровне складирования, но могут также, когда они перевозят или не перевозят складской контейнер, перемещаться от одного уровня к другому уровню прохода при помощи подъемников (называемых также устройствами подъема-спуска), спиральных конвейеров, мини-погрузчиков (“mini-loads” на английском языке), которые расположены на одном или на двух концах проходов (и даже в середине). Это подъемники позволяют также перемещать находящийся на тележке складской контейнер к конвейерному комплексу.
Система управления контролирует заказ, соответствующий каждой посылке (поставочному контейнеру), и определяет список складских контейнеров (грузов) в зависимости от места расположения этих складских контейнеров на складе, от наличия свободных тележек и подъемников на складе, а также от порядка назначения (называемого также «порядком поста»), в котором этих складские контейнеры должны следовать друг за другом на пост подготовки заказа. Это должно оптимизировать все перемещения и время подготовки посылок и обеспечивать синхронизацию между поступлением на пост подготовки подготавливаемой посылки и складских контейнеров, указанных в списке заказа, соответствующего этой подготавливаемой посылке.
Далее со ссылками на фиг. 1А, 1В и 1С следует описание современной технологии обработки заказа (и задания последовательности движения соответствующих грузов) при помощи системы управления в частном (указанном выше) контексте автоматизированной системы подготовки посылок. Для упрощения на этих фигурах показаны не все составные элементы автоматизированной системы распределения.
На фиг. 1А показаны:
- концы четырех блоков складирования А1-А4, которые являются частью автоматизированного склада и образуют четыре источника складирования грузов;
- несколько буферных устройств-источников 11-14 типа FIFO (от “First In First Out” на английском языке или «первый вошел - первый вышел»), расположенных, каждое, сразу на выходе одного из четырех источников А1-А4; и
- коллектор 15 (состоящий, например, из одного или нескольких конвейеров), собирающий через узлы 21-24 грузы, выходящие из буферных устройств-источников 11-14, и транспортирующий их до поста подготовки заказа 16 (адресата). Таким образом, коллектор 15 позволяет отделить пост подготовки заказа 16 от автоматизированного склада. Действительно, здания не всегда позволяют располагать пост подготовки заказа рядом со складом.
На фиг. 1С показаны:
- коллектор 15;
- пост подготовки заказа 16 (состоящий, например, из одного или нескольких конвейеров), образующий адресат, на который поступают грузы; и
- буферное устройство-адресат 17 типа FIFO, расположенное на входе поста подготовки заказа 16, для приема грузов через узел 25.
В этом примере предполагается, что в списке заказа содержится восемь грузов в данном порядке назначения, соответствующем возрастающему порядку номеров 1-8, которыми эти грузы обозначены на фигурах. Иначе говоря, пост подготовки заказа 16 должен получить эти восемь грузов в порядке от 1 до 8.
Предполагается также, что грузы, обозначенные 3 и 6, хранятся в источнике А1, грузы, обозначенные 1 и 2, хранятся в источнике А2, грузы, обозначенные 4 и 7, хранятся в источнике А3, и грузы, обозначенные 5 и 8, хранятся в источнике А4.
Для обработки вышеуказанного заказа система управления осуществляет первое упорядочение «между источниками» (упорядочение до выхода из источников), управляя каждым из источников А1-А4 таким образом, чтобы хранящиеся в них грузы заказа выходили из них в соответствии с данным порядком назначения. Таким образом, как показано на фиг. 1А, буферное устройство-источник 11 (расположенное на выходе источника А1) принимает последовательно грузы, обозначенные 3 и 6. Буферное устройство-источник 12 (расположенное на выходе источника А2) принимает последовательно грузы, обозначенные 1 и 2. Буферное устройство-источник 13 (расположенное на выходе источника А3) принимает последовательно грузы, обозначенные 4 и 7. Буферное устройство-источник 14 (расположенное на выходе источника А4) принимает последовательно грузы, обозначенные 5 и 8.
Затем система управления осуществляет второе упорядочение «между источниками» (упорядочение после выхода из источников), управляя буферными-устройствами-источниками 11-14 и узлами 21-24 таким образом, чтобы на выходе из коллектора 15 указанные в заказе грузы располагались в требуемом порядке назначения. Для этого на уровне каждого из узлов 21-24 применяют правила решения (правила подачи и продвижения):
- правила подачи для груза, поступающего на узел из одного из источников А1-А4 (через одно из буферных устройств-источников 11-14):
- груз подают на коллектор 15 на выходе этого узла, если этот узел является узлом, находящимся дальше всего от входа одного из адресатов;
- для узла, отличного от узла, находящегося дальше всего от входа адресатов, груз подают, если в одно из буферных устройств-источников или на коллектор на входе этого узла не поступает никакой другой груз, имеющий меньший порядковый номер адресата, и если никакой другой груз, имеющий меньший порядковый номер адресата, не находится на выходе этого узла в одном из буферных устройств-источников, связанных с другими узлами (в противном случае его не подают);
- например, даже в случае готовности выйти из буферного устройства-источника 13 через узел 23 груз, обозначенный 4, не подают на коллектор 15, пока грузы, обозначенные 1, 2 и 3, находятся на входе узла 23 в одном из буферных устройств-источников 21 и 22 или на коллекторе 15; и
- правило продвижения для груза, уже находящегося на коллекторе 15 и поступающего на узел (из другого находящегося на входе узла):
- груз продвигается, если никакой другой груз с меньшим номером порядка назначения не находится в буферном устройстве-источнике, связанном с этим узлом (в противном случае он не продвигается);
- например, если предположить, что груз, обозначенный 3, установлен (подан) на коллектор 15, то, когда он поступит на узел 22, он не будет продвигаться, пока грузы, обозначенные 1 и 2, находятся в буферном устройстве-источнике 12, связанном с этим узлом 22.
На фиг. 1В показаны грузы с обозначениями 1-8 во время транспортировки на коллекторе 15 после расположения на нем в требуемом порядке назначения (от 1 до 8).
Наконец, как показано на фиг. 1С, система управления управляет буферным устройством-источником 17 таким образом, чтобы грузы (которые входят в него через узел 25 после своей сортировки в требуемом порядке назначения) выходили из него с необходимым ритмом для поступления на пост подготовки заказа 16.
Недостатком известной технологии, представленной на фиг. 1А-1С (ее правил подачи и продвижения) является то, что степень заполнения коллектора (и следовательно, дебит на его выходе) не является оптимальной.
Следовательно, необходимо сократить время ожидания грузов, с одной стороны, до их подачи на коллектор через узлы и, с другой стороны, перед их продвижением на коллекторе (тоже через узлы).
3. Раскрытие изобретения
В частном варианте реализации изобретения предложен способ задания последовательности движения грузов в автоматизированной системе распределения, содержащей: источники; по меньшей мере один адресат; коллектор, выполненный с возможностью транспортировать грузы до каждого адресата и содержащий множество последовательных узлов, выполненных, каждый, с возможностью собирать грузы, выходящие из одного из источников; и систему управления, выполненную с возможностью обрабатывать заказы, внося в список каждый из грузов, предназначенных для извлечения из источников и для доставки к данному адресату в данном возрастающем порядке назначения, определять общий возрастающий порядок для грузов, внесенных в список заказов, и гарантировать для каждого источника, что выходящие грузы соблюдают общий возрастающий порядок и возрастающие порядки назначения, соответствующие заказам, отличающийся тем, что по меньшей мере для анализируемого узла содержит этап анализа подачи, включающий в себя следующие этапы, чтобы решить, что груз С, имеющий данный порядковый номер адресата для данного адресата, может быть подан на коллектор:
а) осуществляют первый тест подачи, чтобы определить, что на входе анализируемого узла на коллекторе или среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на входе анализируемого узла, существует по меньшей мере один груз, имеющий порядковый номер адресата, меньший данного порядкового номера адресата;
b) в случае положительного ответа на первый тест подачи, груз С не подают, в противном случае:
- среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на выходе анализируемого узла, создают список LI1 грузов, имеющих порядковый номер адресата, меньший данного порядкового номера адресата, и список LI2 грузов, каждый из которых вставляют между одним грузом из списка LI1 и коллектором;
- осуществляют второй тест подачи, чтобы определить, что соблюдено одно среди следующих первого и второго условий подачи: согласно первому условию подачи, список LI1 является пустым; согласно второму условию подачи, список LI1 не является пустым, а список LI2 является пустым;
- если соблюдено одно среди первого и второго условий подачи, подают груз С.
Таким образом, основной принцип изобретения состоит в более точном анализе, чем в вышеупомянутом известном решении, чтобы решить, можно ли подавать груз С, поступающий из источника, на уровень анализируемого узла. При предложенном решении, в случае отрицательного ответа на первый тест подачи тот факт, что список LI1 не является пустым, не приводит систематически к отказу от подачи груза. Действительно, предложенное решение основано на абсолютно новом изобретательском подходе, при котором учитывают также список LI2, чтобы отслеживать возможность взаимной блокировки между грузами. Если этот список LI2 является пустым, то нет и риска взаимной блокировки, и груз подают (случай, когда этот список LI2 не является пустым, подробно рассмотрен ниже). Таким образом, если список LI2 не является пустым, предложенное решение приводит к подаче груза (гарантируя при этом отсутствие риска взаимной блокировки), тогда как вышеупомянутое известное решение приводит к отказу от подачи груза. Следовательно, предложенное решение позволяет повысить степень заполнения коллектора (и, следовательно, дебит на его выходе). Это позволяет также сократить время ожидания грузов перед их подачей на коллектор через узлы.
Согласно отличительному признаку, если ни одно среди первого и второго условий подачи не соблюдено, этап анализа подачи содержит:
а’) третий тест подачи, чтобы определить, что на входе анализируемого узла на коллекторе или среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на входе анализируемого узла, существует по меньшей мере один груз, имеющий порядковый номер адресата, меньший порядкового номера адресата, который имеет груз из списка LI2, для того же адресата;
b’) в случае положительного ответа на третий тест подачи, груз С не подают, в противном случае:
- среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на выходе анализируемого узла, создают список LI3 грузов, имеющих порядковый номер адресата, меньший порядкового номера адресата, который имеет груз из списка LI2, для того же адресата, и список LI4 грузов, каждый из которых вставляют между одним грузом из списка LI3 и коллектором;
- осуществляют четвертый тест подачи, чтобы определить, что соблюдено одно среди следующих третьего и четвертого условий подачи: согласно третьему условию подачи, список LI3 является пустым; согласно четвертому условию подачи, список LI3 не является пустым, а список LI4 является пустым;
- если соблюдено одно среди третьего и четвертого условий подачи, подают груз С.
Таким образом, в случае, когда список LI2 (и, следовательно, список LI1) не является пустым, продолжают анализ, чтобы решить, можно ли подать груз С на уровень анализируемого узла. В случае отрицательного ответа на третий тест подачи, учитывают списки LI3 и LI4, чтобы отслеживать возможность взаимной блокировки между грузами. Если один из этих двух списков LI3 и LI4 является пустым, то нет и риска взаимной блокировки, и груз подают (случай, когда список LI4 не является пустым, подробно рассмотрен ниже). Это позволяет еще больше повысить степень заполнения коллектора (и, следовательно, дебит на его выходе), а также сократить время ожидания грузов перед их подачей на коллектор через узлы.
Согласно отличительному признаку, если ни одно среди третьего и четвертого условий подачи не соблюдено, этап анализа подачи содержит по меньшей мере одну новую итерацию этапов а’) и b’), принимая за список LI2 для каждой новой итерации список LI4 из предыдущей итерации.
Таким образом, в случае, когда список LI4 (и, следовательно, список LI3) не является пустым, продолжают анализ посредством новой итерации этапов а’) и b’), чтобы решить, можно ли подать груз С на уровень анализируемого узла. При каждой итерации, в случае отрицательного ответа на третий тест подачи, учитывают списки LI3 и LI4, чтобы отслеживать возможность взаимной блокировки между грузами, и, если один из этих двух списков LI3 и LI4 является пустым, то нет и риска взаимной блокировки, и груз подают. Это позволяет еще больше повысить степень заполнения коллектора (и, следовательно, дебит на его выходе), а также сократить время ожидания грузов перед их подачей на коллектор через узлы.
Согласно отличительному признаку, этап анализа подачи осуществляют для каждого из узлов, кроме первого узла, находящегося дальше всего от входа адресатов.
Таким образом, в большом количестве узлов применяют предложенное решение для подачи грузов на уровень узлов.
Согласно отличительному признаку, по меньшей мере для анализируемого узла способ содержит этап анализа продвижения, включающий в себя следующие этапы, чтобы решать, что груз С’, поступающий из узла на входе анализируемого узла и имеющий данный порядковый номер адресата для данного адресата, может быть продвинут на коллекторе:
1) осуществляют первый тест продвижения, чтобы определить, что среди грузов, собираемых анализируемым узлом, существует по меньшей мере один груз, имеющий порядковый номер адресата, меньший данного порядкового номера адресата;
2) в случае положительного ответа на первый тест продвижения, груз С’ не продвигают, в противном случае:
- среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на выходе анализируемого узла, создают список LА1 грузов, имеющих порядковый номер адресата, меньший данного порядкового номера адресата, и список LА2 грузов, каждый из которых вставляют между одним грузом из списка LА1 и коллектором;
- осуществляют второй тест продвижения, чтобы определить, что соблюдено одно среди следующих первого и второго условий продвижения: согласно первому условию продвижения, список LА1 является пустым; согласно второму условию продвижения, список LА1 не является пустым, а список LА2 является пустым;
- если соблюдено одно среди первого и второго условий продвижения, продвигают груз С’.
Таким образом, в синергической связи с предложенным решением для подачи грузов на уровень узлов предложено также делать более точный анализ, чем в вышеуказанном известном решении, чтобы решить, можно ли продвигать груз на коллекторе на уровне анализируемого узла. Комбинация предложенного решения для подачи грузов на уровень анализируемого узла с предложенным решением для продвижения грузов на уровне узлов позволяет еще больше повысить степень заполнения коллектора (и, следовательно, дебит на его выходе), одновременно гарантируя общий контроль рисков взаимной блокировки. При предложенном решении для продвижения грузов отрицательный ответ на первый тест продвижения не приводит систематически к продвижению груза. Действительно, предложенное решение основано на абсолютно новом изобретательском подходе, при котором учитывают также списки LА1 и LА2, чтобы отслеживать возможность взаимной блокировки между грузами. Если один из списков LА1 и LА2 является пустым, то нет и риска взаимной блокировки, и груз продвигают (случай, когда этот список LА2 не является пустым, подробно рассмотрен ниже).
Согласно отличительному признаку, если ни одно среди первого и второго условий продвижения не соблюдено, этап анализа продвижения содержит:
1’) третий тест продвижения, чтобы определить, что среди грузов, собираемых по анализируемым узлом, существует по меньшей мере один груз, имеющий порядковый номер адресата, меньший порядкового номера адресата, который имеет груз из списка LА2, для того же адресата;
2’) в случае положительного ответа на третий тест продвижения, груз С’ не продвигают, в противном случае:
- среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на выходе анализируемого узла, создают список LА3 грузов, имеющих порядковый номер адресата, меньший порядкового номера адресата, который имеет груз из списка LА2, для того же адресата, и список LА4, содержащий грузы, каждый из которых вставляют между одним грузом из списка LА3 и коллектором;
- осуществляют четвертый тест продвижения, чтобы определить, что соблюдено одно среди следующих третьего и четвертого условий продвижения: согласно третьему условию продвижения, список LI3 является пустым; согласно четвертому условию подачи, список LА3 не является пустым, а список LА4 является пустым;
- если соблюдено одно среди третьего и четвертого условий продвижения, продвигают груз С’.
Таким образом, в случае, когда список LА2 (и, следовательно, список LА1) не является пустым, продолжают анализ, чтобы решить, можно ли продвигать груз С на уровне анализируемого узла. В случае отрицательного ответа на третий тест продвижения, учитывают списки LА3 и LА4, чтобы отслеживать возможность взаимной блокировки между грузами. Если один из этих двух списков LА3 и LА4 является пустым, то нет и риска взаимной блокировки, и груз продвигают (случай, когда список LА4 не является пустым, подробно рассмотрен ниже).
Согласно отличительному признаку, если ни одно среди третьего и четвертого условий продвижения не соблюдено, этап анализа продвижения содержит по меньшей мере одну новую итерацию этапов 1’) и 2’), принимая за список LА2 для каждой новой итерации список LА4 из предыдущей итерации.
Таким образом, в случае, когда список LА4 (и, следовательно, список LА3) не является пустым, продолжают анализ посредством новой итерации этапов 1’) и 2’), чтобы решить, можно ли продвигать груз С на уровне анализируемого узла. При каждой итерации, в случае отрицательного ответа на третий тест продвижения, учитывают списки LА3 и LА4, чтобы отслеживать возможность взаимной блокировки между грузами, и, если один из этих двух списков LА3 и LА4 является пустым, то нет и риска взаимной блокировки, и груз продвигают.
Согласно отличительному признаку, этап анализа продвижения осуществляют для каждого из узлов, кроме первого узла, находящегося дальше всего от входа адресатов.
Таким образом, в большом количестве узлов применяют предложенное решение для продвижения грузов на уровне узлов.
Изобретением предложено также использование компьютерного программного продукта, содержащего командные коды программы для осуществления вышеупомянутого способа (в любом из его вариантов осуществления), когда упомянутую программу исполняет компьютер.
Изобретением предложено также использование считываемого компьютером стационарного носителя информации, на котором записан вышеупомянутый компьютерный программный продукт.
Изобретением предложен также компьютерный программный продукт, содержащий командные коды программы для осуществления вышеупомянутого способа (в любом из его вариантов осуществления), когда упомянутую программу исполняет компьютер.
Изобретением предложен также считываемый компьютером стационарный носитель информации, на котором записана компьютерная программа, содержащая набор команд, исполняемых компьютером для осуществления вышеупомянутого способа (в любом из его вариантов осуществления).
4. Список чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, и из прилагаемых чертежей, на которых:
Фиг. 1А-1С (уже описаны для известного решения) иллюстрируют технологию обработки заказа (и задания последовательности движения соответствующих грузов) при помощи системы управления в классической автоматизированной системе распределения.
Фиг. 2 - структурная схема автоматизированной системы распределения, в которой можно осуществлять заявленный способ задания последовательности движения грузов.
Фиг. 3 - блок-схема алгоритма анализа подачи груза в частном варианте осуществления заявленного способа задания последовательности движения грузов.
Фиг. 4 - блок-схема алгоритма анализа продвижения груза в частном варианте осуществления заявленного способа задания последовательности движения грузов.
6
10
Фиг. 5 - первый пример контекста исполнения алгоритма анализа подачи, показанного на фиг. 3 (на узле N2 для груза с обозначением 9), и алгоритма анализа продвижения, показанного на фиг. 4 (на узле N2 для груза с обозначением 2).
Фиг. 6 иллюстрирует и подробно поясняет понятия задачи, порядкового номера адресата и общего порядкового номера в связи с грузами из контекста исполнения, представленного на фиг. 5.
6
Фиг. 7 - второй пример контекста исполнения алгоритма анализа продвижения, показанного на фиг. 4 (на узле N3 для груза с обозначением 9).
10
Фиг. 8 - третий пример контекста исполнения алгоритма анализа продвижения, показанного на фиг. 4 (на узле N3 для груза с обозначением 2).
Фиг. 9 - структура системы управления согласно частному варианту выполнения изобретения.
5. Осуществление изобретения
На всех фигурах настоящего документа идентичные элементы и этапы имеют одинаковые цифровые обозначения.
На фиг. 2 представлена структурная схема автоматизированной системы распределения, в которой можно осуществлять заявленный способ задания последовательности движения грузов. Система содержит источники S1-S5 (например, различные части (блоки складирования) склада), адресаты D1-D5 (например, посты подготовки заказа), коллектор 1 (образованный, например, одним или несколькими конвейерами) и систему 90 управления (например, типа WCS). Число источников и адресатов указано лишь в качестве примера.
Как уже было указано выше, коллектор 1 выполнен с возможностью транспортировать грузы до каждого адресата и содержит множество последовательных узлов, при этом узлы, обозначенные N1-N5, выполнены, каждый, с возможностью собирать грузы, выходящие из источников S1-S5, а узлы, обозначенные N1’-N5’, выполнены, каждый, с возможностью направлять грузы к одному из адресатов D1-D5. Каждый из этих узлов содержит, например, устройство перевода под 90° или под 45°.
Каждый из источников S1-S5 связан, например, с одним из узлов N1-N5 через буферное устройство-источник типа FIFO F1-F5. Точно так же, каждый из адресатов D1-D5 связан с одним из узлов N1’-N5’ через буферное устройство-адресат типа FIFO F1’-F5’.
Система 90 управления выполнена с возможностью обрабатывать заказы, в список каждого из которых внесены грузы, извлекаемые из источников и доставляемые с данном возрастающем порядке назначения в данный адресат. Она также выполнена с возможностью определять общий возрастающий порядок для грузов, внесенных в списки заказов (см. ниже описание со ссылками на фиг. 6). Она выполнена также с возможностью гарантировать для каждого источника, что выходящие грузы соблюдают общий возрастающий порядок и возрастающие порядки адресата, соответствующим заказам.
Таким образом, груз соответствует двум порядковым номерам:
- общему порядковому номеру внутри общего порядка, определенного для всех грузов, выходящих из всех источников, и
- порядковому номеру адресата внутри порядка назначения, определенного для грузов, внесенных в список в данном заказе.
Система 90 управления осуществляет способ задания последовательности движения грузов, который в частном варианте осуществления изобретения включает в себя следующие алгоритмы для каждого из узлов, собирающих грузы, выходящие из источников, кроме источника, находящегося дальше всего от входа адресата (то есть, в системе, показанной на фиг. 2, для каждого из узлов N2-N5, но не для узла N1);
- алгоритм анализа подачи (см. фиг. 3), чтобы решить, можно ли груз С, имеющий данный порядковый номер адресата для данного адресата, подать на коллектор на выходе анализируемого узла; и
- алгоритм анализа продвижения (см. фиг. 4), чтобы решить, можно ли груз С’, поступающий из узла на входе анализируемого узла и имеющий данный порядковый номер адресата для данного адресата, продвинуть на коллекторе на выходе анализируемого узла.
Для каждого из узлов N2-N5 порядок исполнения алгоритма анализа подачи и анализа продвижения может быть любым. Для каждого из узлов N2-N5 система 90 управления исполняет, например, каждый из этих двух алгоритмов через равномерные интервалы времени и/или при обнаружении события (например, поступления нового груза).
Для узла N1 каждый поступающий груз (из источника S1) подают без соблюдения условия порядка. Кроме того, вопрос продвижения груза для узла N1 не стоит (ближе к входу узла нет).
Далее со ссылками на фиг. 3 будет детально рассмотрен алгоритм анализа подачи груза в частном варианте заявленного способа задания последовательности движения грузов.
На этапе Т12 система управления осуществляет первый тест подачи, чтобы определить, что на входе анализируемого узла на коллекторе или среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на входе анализируемого узла, существует по меньшей мере один груз, имеющий порядковый номер адресата, меньший данного порядкового номера адресата.
В случае положительного ответа на первый тест подачи (Т12) система управления решает не подавать груз С (прямой переход к этапу 31 завершения), в противном случае она осуществляет следующие этапы:
- среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на выходе анализируемого узла, она создает (этап А11) список LI1 грузов, имеющих порядковый номер адресата, меньший данного порядкового номера адресата, и список LI2 грузов, каждый из которых вставляют между одним грузом из списка LI1 и коллектором; и
- осуществляет второй тест подачи (этап Т13), чтобы определить, что соблюдено одно среди следующих первого и второго условий подачи: согласно первому условию подачи, список LI1 является пустым; согласно второму условию подачи, список LI1 не является пустым, а список LI2 является пустым.
Если соблюдено одно среди первого и второго условий подачи (положительный ответ на этапе Т13), система управления переходит к этапу 30 подачи груза С и затем к этапу 31 завершения.
В противном случае (то есть если не соблюдено ни одно среди первого и второго условий подачи) (отрицательный ответ на этапе Т13) система управления переходит на этап Т14, на котором она осуществляет третий тест подачи, чтобы определить, что на входе анализируемого узла на коллекторе или среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на входе анализируемого узла, существует по меньшей мере один груз, имеющий порядковый номер адресата, меньший порядкового номера адресата, который имеет груз из списка LI2, для того же адресата.
В случае положительного ответа на третий тест подачи (Т14), система управления решает не подавать груз С (прямой переход к этапу 31 завершения), в противном случае она осуществляет следующие этапы:
- среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на выходе анализируемого узла, она создает (этап А12) список LI3 грузов, имеющих порядковый номер адресата, меньший порядкового номера адресата, который имеет груз из списка LI2, для того же адресата, и список LI4 грузов, каждый из которых вставляют между одним грузом из списка LI3 и коллектором; и
- осуществляет четвертый тест подачи (этап Т15), чтобы определить, что соблюдено одно среди следующих третьего и четвертого условий подачи: согласно третьему условию подачи, список LI3 является пустым; согласно четвертому условию подачи, список LI3 не является пустым, а список LI4 является пустым.
Если соблюдено одно среди третьего и четвертого условий подачи (положительный ответ на этапе Т15), система переходит к этапу 30 подачи груза С, затем к этапу 31 завершения.
В противном случае (то есть, если ни одно среди третьего и четвертого условий подачи не соблюдено) (отрицательный ответ на этапе Т15), система управления осуществляет по меньшей мере одну новую итерацию этапов Т14, А12 и Т15, принимая за список LI2 для каждой новой итерации список LI4 из предыдущей итерации. На фиг. 3 показана только одна новая итерация с обозначениями Т14’, A12’ и T15’.
Можно предусмотреть разные версии алгоритма анализа подачи показанного на фиг.3, которые являются менее эффективными, но зато требует меньше ресурсов для обработки:
- в первой версии, в случае отрицательного ответа на этапе Т13, система управления решает напрямую не подавать груз С (прямой переход к этапу 31 завершения);
- во второй версии, в случае отрицательного ответа на этапе Т15, система управления решает напрямую не подавать груз С (прямой переход к этапу 31 завершения);
- в третьей версии, в случае отрицательного ответа на этапе Т15, система управления осуществляет заранее определенное число k (например, k=1) новых итераций этапов Т14, А12 и Т15, принимая за список L12 при каждой новой итерации список L14 из предыдущей итерации.
Далее со ссылками на фиг. 4 следует подробное описание алгоритма анализа продвижения груза в частном варианте осуществления заявленного способа задания последовательности движения грузов.
На этапе Т22 система управления осуществляет первый тест продвижения, чтобы определить, что среди грузов, собираемых анализируемым узлом, существует по меньшей мере один груз, имеющий порядковый номер адресата, меньший данного порядкового номера адресата.
В случае положительного ответа на первый тест продвижения (Т22), система управления решает не продвигать груз С’ (прямой переход к этапу 41 завершения), в противном случае она осуществляет следующие этапы:
- среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на выходе анализируемого узла, она создает (этап А21) список LА1 грузов, имеющих порядковый номер адресата, меньший данного порядкового номера адресата, и список LА2 грузов, каждый из которых вставляют между одним грузом из списка LА1 и коллектором; и
- осуществляет второй тест продвижения (этап Т23), чтобы определить, что соблюдено одно среди следующих первого и второго условий продвижения: согласно первому условию продвижения, список LА1 является пустым; согласно второму условию продвижения, список LА1 не является пустым, а список LА2 является пустым.
Если соблюдено одно среди первого и второго условий продвижения (положительный ответ на этапе Т23), система управления переходит к этапу 40 продвижения груза С’, затем к этапу 41 завершения.
В противном случае (то есть, если ни одно среди первого и второго условий продвижения не соблюдено) (отрицательный ответ на этапе Т23), система управления переходит к этапу Т24, на котором она осуществляет третий тест продвижения, чтобы определить, что среди грузов, собираемых анализируемым узлом, существует по меньшей мере один груз, имеющий порядковый номер адресата, меньший порядкового номера адресата, который имеет груз из списка LА2, для того же адресата.
В случае положительного ответа на третий тест продвижения (Т24), система управления решает не продвигать груз С’ (прямой переход к этапу 41 завершения), в противном случае она осуществляет следующие этапы:
- среди грузов, собираемых по меньшей мере одним узлом на выходе анализируемого узла, она создает (этап А22) список LА3 грузов, имеющих порядковый номер адресата, меньший порядкового номера адресата, который имеет груз из списка LА2, для того же адресата, и список LА4, содержащий грузы, каждый из которых вставляют между одним грузом из списка LА3 и коллектором;
- осуществляет четвертый тест продвижения (этап Т24), чтобы определить, что соблюдено одно среди следующих третьего и четвертого условий продвижения: согласно третьему условию продвижения, список LА3 является пустым; согласно четвертому условию подачи, список LА3 не является пустым, а список LА4 является пустым.
Если соблюдено одно среди третьего и четвертого условий продвижения (положительный ответ на этапе Т25), система управления переходит к этапу 40 продвижения груза С’, затем к этапу 41 завершения.
В противном случае (то есть, если ни одно среди третьего и четвертого условий продвижения не соблюдено) (отрицательный ответ на этапе Т25), система управления осуществляет по меньшей мере одну новую итерацию этапов Т24, А22 и Т25, принимая за список LА2 для каждой новой итерации список LА4 из предыдущей итерации. На фиг. 4 показана только одна новая итерация с обозначениями Т24’, A22’ и T25’.
Можно предусмотреть разные версии алгоритма анализа продвижения показанного на фиг. 4, которые являются менее эффективными, но зато требует меньше ресурсов для обработки:
- в первой версии, в случае отрицательного ответа на этапе Т23, система управления решает напрямую не продвигать груз С’ (прямой переход к этапу 41 завершения);
- во второй версии, в случае отрицательного ответа на этапе Т25, система управления решает напрямую не продвигать груз С’ (прямой переход к этапу 41 завершения);
- в третьей версии, в случае отрицательного ответа на этапе Т25, система управления осуществляет заранее определенное число k (например, k=1) новых итераций этапов Т24, А22 и Т25, принимая за список LА2 при каждой новой итерации список LА4 из предыдущей итерации.
6
10
На фиг. 5 представлен первый пример контекста исполнения алгоритма анализа подачи, показанного на фиг. 3 (узел N2 для груза, обозначенного 9) и алгоритма анализа продвижения, показанного на фиг. 4 (узел N2 для груза, обозначенного 2). На фиг. 6 пояснены понятия задачи, порядкового номера адресата, общего порядкового номера в связи с грузами из контекста исполнения, показанного на фиг. 5.
На фиг. 5 каждый груз представлен парой «форма/цвет фона», в которой появляются две цифры (одна нормального размера, которая является порядковым номером адресата груза, а другая в индексе, который является общим порядковым номером груза). Каждая пара «форма/цвет фона» является специфической для одного из адресатов (как показано на фиг. 6): «прямоугольник/черный фон» для адресата D1; «прямоугольник/серый фон» для адресата D2; «круг/серый фон» для адресата D3; «треугольник/серый фон» для адресата D4; и «овал/серый фон» для адресата D5.
Система управления запускает задачи, каждая из которых предназначена для управления перемещением груза от источника до адресата. Порядок задачи соответствует общему порядку грузов. Как показано на фиг. 6, предполагается, что задачи распределены по разделам. В каждом разделе порядок запуска задач заранее определен в зависимости от адресатов, и для каждого адресата существует максимальное количество задач. Так, в примере, показанном на фиг. 5, порядок запуска задач в каждом разделе соответствует следующему порядку адресатов: D2, D3, D4, D1 и D5, и для каждого адресата существует максимум два груза. Общий порядок грузов выглядит следующим образом:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
- для первого раздела: 2 (от S4 к D2), 3 (от S3 к D2), 4 (от S3 к D3), 5 (от S5 к D3), 8 (от S5 к D4), 9 (от S2 к D4), 1 (от S2 к D1), 2 (от S3 к D1), 1 (от S5 к D5) и 2 (от S1 к D5);
11
12
13
14
- для второго раздела: 3 (от S4 к D1), 4 (от S1 к D1), 3 (от S5 к D5) 4 (от S4 к D5).
6
Далее в качестве примера следует детализированное описание исполнения алгоритма анализа подачи, показанного на фиг. 3, чтобы решить, что груз 9 (с общим порядковым номером 6 и с порядковым номером адресата 9 для адресата D4) можно подать на коллектор на выходе узла N2:
- этап Т12: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу А11;
5
4
- этап А11: список L11 содержит груз 8, и список L12 содержит груз 5;
- этап Т13: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу Т14;
- этап Т14: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу А12;
3
2
- этап А12: список L13 содержит груз 4, и список L14 содержит груз 3;
- этап Т15: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу Т14’;
- этап Т14’: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу А12’;
1
- этап А12’: список L13 содержит груз 2, а список L14 является пустым;
6
- этап Т15’: положительный ответ, следовательно груз 9 подают на коллектор (на выходе узла N2).
10
Далее в качестве примера следует детализированное описание исполнения алгоритма анализа продвижения, показанного на фиг. 4, чтобы решить, что груз 2 (с общим порядковым номером 10 и с порядковым номером адресата 2 для адресата D5) можно продвинуть на коллекторе на выходе узла N2:
- этап Т22: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу А21;
9
5
4
- этап А21: список LА1 содержит груз 1, и список LА2 содержит грузы 8 и 5;
- этап Т23: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу Т24;
- этап Т24: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу А22;
3
2
- этап А22: список LА3 содержит груз 4, и список LА4 содержит груз 3;
- этап Т25: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу Т24’;
- этап Т24’: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу А22’;
1
- этап А22’: список LА3 содержит груз 2, а список LА4 является пустым;
10
- этап Т25’: положительный ответ, следовательно груз 2 продвигают на коллекторе (на выходе узла N2).
6
6
6
На фиг. 7 представлен второй пример контекста исполнения алгоритма анализа продвижения, показанного на фиг. 4 (на узле N3 для груза под обозначением 9). Относительно фиг. 5 показан последующий момент, при этом предполагается, что груз 9 был подан на коллектор (на выходе узла N2). Далее следует детализированное описание исполнения алгоритма продвижения, показанного на фиг. 4, чтобы решить, можно ли груз 9 продвинуть на коллекторе на выходе узла N3:
- этап Т22: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу А21;
5
4
- этап А21: список LА1 содержит груз 8, и список LА2 содержит груз 5;
- этап Т23: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу Т24;
3
6
3
- этап Т24: положительный ответ (существует груз 4, который поступает из источника S3 и который пока не был отобран узлом N3), следовательно груз 9 не может быть продвинут на коллекторе (продвижения нет, пока груз 4 не подан на коллектор на выходе узла N3).
10
10
10
На фиг. 8 представлен третий пример контекста исполнения алгоритма анализа продвижения, показанного на фиг. 4 (на узле N3 для груза под обозначением 2). Относительно фиг. 5 показан последующий момент, при этом предполагается, что груз 2 был продвинут на коллекторе (на выходе узла N2). Далее следует детализированное описание исполнения алгоритма продвижения, показанного на фиг. 4, чтобы решить, можно ли груз 2 продвинуть на коллекторе на выходе узла N3:
- этап Т22: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу А21;
9
5
4
- этап А21: список LА1 содержит груз 1, и список LА2 содержит грузы 8 и 5;
- этап Т23: отрицательный ответ, следовательно переход к этапу Т24;
3
10
3
- этап Т24: положительный ответ (существует груз 4, который поступает из источника S3 и который пока не был отобран узлом N3), следовательно груз 2 не может быть продвинут на коллекторе (продвижения нет, пока груз 4 не подан на коллектор на выходе узла N3).
На фиг. 9 представлена структура системы 90 управления согласно частному варианту выполнения изобретения. Эта система управления содержит оперативную память 93 (например, память RAM), блок 91 обработки, оснащенный, например, процессором и управляемый компьютерной программой, записанной в постоянной памяти 92 (например, в памяти ROM или на жестком диске).
При инициализации командные коды компьютерной программы сначала загружаются, например, в оперативную память 93 до их исполнения процессором блока 91 обработки с целью осуществления заявленного способа задания последовательности движения грузов. На входе блок 91 обработки получает команды 94. Процессор блока 91 обработки обрабатывает команды и генерирует на выходе командные коды или команды 95, позволяющие управлять различными элементами автоматизированной системы распределения, в частности, источниками S1-S5, буферными устройствами-источниками типа FIFO F1-F5, коллектором 1, адресатами D1-D5 и буферными устройствами-адресатами типа FIFO F1’-F5’.
На этой фигуре 9 показан только конкретный пример среди многих возможных для реализации технологии в соответствии с изобретением в любом из его вариантов осуществления. Действительно, система управления может быть выполнена как на перепрограммируемой вычислительной машине (например, типа компьютера РС, процессора DSP, микроконтроллера и т.д.), исполняющей последовательность команд, так и на специальной вычислительной машине (например, на устройстве логических портов, таком как FPGA или ASIC, или на любом другом аппаратном модуле).
В случае, когда система управления выполнена на базе перепрограммируемой вычислительной машины, соответствующая программа (то есть последовательность команд) может быть записана на съемном носителе информации (например, таком как дискета, CD-ROM или DVD-ROM) или на несъемном носителе, причем этот носитель информации может считываться частично или полностью компьютером или процессором.