自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)為2013年4月5日提交的美國臨時(shí)專利號(hào)61/809，188和2014年3月28日提交的美國專利申請(qǐng)?zhí)?4/229,004的非臨時(shí)版本并且要求這兩者的優(yōu)先權(quán)，這兩者的公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]示例性實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面大體涉及用于倉庫和商店的自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)由于這樣的系統(tǒng)所存在的潛在和想象到的效率而諸如對(duì)于倉庫和商店是合期望的。這樣的系統(tǒng)的示例包括限定一個(gè)多個(gè)存儲(chǔ)等級(jí)、位置和自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)(諸如推車、叉式升降機(jī)、其它獨(dú)立的自動(dòng)車輛或卸料器、電梯、諸如輸送機(jī)、輥道之類的線性連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備等)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)被分布或設(shè)置成遍及存儲(chǔ)陣列將儲(chǔ)存單元運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)存位置以及從儲(chǔ)存位置運(yùn)輸儲(chǔ)存單元。由這樣的系統(tǒng)所呈現(xiàn)的效率潛力的實(shí)現(xiàn)有時(shí)候可能涉及完全不同的因子，其可以起作用而減輕其它因子的潛在益處。例如，具有能夠依照這樣的分配實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元放置的自主獨(dú)立車輛或卸料器的適當(dāng)動(dòng)態(tài)分布的陣列中的存儲(chǔ)位置的動(dòng)態(tài)分配可以提供用于存儲(chǔ)吞吐量中的增加的效率。類似地，卸料器的較大運(yùn)輸速度和移動(dòng)自由度可以提供增加的效率，并且來自具有更多存儲(chǔ)等級(jí)或更緊密間隔等級(jí)的更大密度存儲(chǔ)位置或者支架(rack)過道(aisle)可以提供存儲(chǔ)空間的改進(jìn)的存儲(chǔ)效率。如在進(jìn)一步考慮后可以實(shí)現(xiàn)的，優(yōu)化某些因子的效率的某種操控或動(dòng)作可能與其它因子的最優(yōu)效率相反或者使其減損，而導(dǎo)致最小改進(jìn)的ASRS的總體效率(如果會(huì)發(fā)生的話)，不管一個(gè)因子或另一個(gè)中的顯著效率增益如何。ASRS的總體效率，其可以大體視為包括處理如何可以高效地將儲(chǔ)存單元存儲(chǔ)在存儲(chǔ)空間中的因子(并且可以被認(rèn)為表示在ASRS中存儲(chǔ)儲(chǔ)存單元的成本并且以其它方式被稱為存儲(chǔ)空間效率)、以及處理如何可以高效地將儲(chǔ)存單元移動(dòng)到存儲(chǔ)空間中(諸如通過自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng))、通過存儲(chǔ)空間到達(dá)存儲(chǔ)位置和從存儲(chǔ)位置、在存儲(chǔ)空間中、以及從存儲(chǔ)空間退出的因子(其可以被認(rèn)為表示在ASRS中移動(dòng)儲(chǔ)存單元的成本，并且被稱為運(yùn)輸效率)。期望具有最大化存儲(chǔ)空間效率和運(yùn)輸效率二者的改進(jìn)的控制系統(tǒng)的ASRS。
【附圖說明】
[0004]在結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述中解釋了所公開的實(shí)施例的前述方面和其它特征，其中:
圖1是依照所公開的實(shí)施例的方面的存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)的示意圖；
圖1A是依照所公開的實(shí)施例的方面的圖1的存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)的部分的示意圖；
圖2是依照所公開的實(shí)施例的方面的圖1的存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的示意圖； 圖3是圖示了依照所公開的實(shí)施例的方面的存儲(chǔ)位置和/或儲(chǔ)存單元的分組的圖表； 圖4是圖示了依照所公開的實(shí)施例的方面的示例性存儲(chǔ)分配的圖表；
圖5是依照所公開的實(shí)施例的方面的控制通信的示意圖；
圖6是依照所公開的實(shí)施例的方面的控制系統(tǒng)的部分的示意圖；
圖7是依照所公開的實(shí)施例的方面的控制系統(tǒng)的部分的示意圖；
圖8是依照所公開的實(shí)施例的方面的控制系統(tǒng)的部分的示意圖；
圖9是依照所公開的實(shí)施例的方面的控制系統(tǒng)的部分的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0005]圖1是依照所公開的實(shí)施例的方面的自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)的示意圖。盡管將參照各圖描述所公開的實(shí)施例的方面，但是應(yīng)當(dāng)理解到，所公開的實(shí)施例的方面可以以許多形式體現(xiàn)。此外，可以使用任何適合的大小、形狀或類型的元件或材料。
[0006]依照所公開的實(shí)施例的方面，自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)(ASRS) 100可以在零售分發(fā)中心或倉庫中操作，以例如完成從零售商店接收的針對(duì)儲(chǔ)存單元的訂單(其中如本文使用的儲(chǔ)存單元可以包括未存儲(chǔ)在托盤中、手提包(tote)上或貨盤上的物品，以及還有存儲(chǔ)在托盤、手提包中或貨盤上的未包含物品)。要指出的是，儲(chǔ)存單元可以包括物品的容器(例如湯罐頭的容器、谷類的盒子等)或者單獨(dú)物品，其適于從貨盤取下或放置在貨盤上或者以其它方式獨(dú)立地裝運(yùn)。因而，儲(chǔ)存單元在本文中可以被稱為儲(chǔ)存單元或有效載荷單元。依照所公開的實(shí)施例的方面，裝運(yùn)容器或儲(chǔ)存單元(例如硬紙盒桶、盒子、箱子、壺、手提包、貨盤或用于保持儲(chǔ)存單元的任何其它適合的設(shè)備)可以具有可變大小并且可以用于保持裝運(yùn)中的物品并且可以配置成它們能夠裝盤(palletize)以用于裝運(yùn)或者獨(dú)立地裝運(yùn)于塊狀裝運(yùn)集裝箱中。要指出的是，當(dāng)例如儲(chǔ)存單元的捆包或貨盤到達(dá)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)100時(shí)，每一個(gè)貨盤的內(nèi)容可以是均勻的(例如每一個(gè)貨盤保持預(yù)定數(shù)目的相同物品一一一個(gè)貨盤保持湯，另一個(gè)貨盤保持谷類)并且當(dāng)貨盤離開存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)時(shí)，貨盤可以包含不同物品的任何適合數(shù)目和組合(例如每一個(gè)貨盤可以保持不同類型的物品一一貨盤保持湯和谷類的組合)。所公開的實(shí)施例的方面可以應(yīng)用于其中對(duì)儲(chǔ)存單元進(jìn)行存儲(chǔ)和檢索的任何環(huán)境中。如上文指出的，儲(chǔ)存單元可以在大小方面變化。然而，每一個(gè)儲(chǔ)存單元可以在尺寸上視為與標(biāo)定或以其它方式規(guī)格化的測(cè)量單元相對(duì)應(yīng)。標(biāo)定測(cè)量單元可以慮及要放置在存儲(chǔ)空間中的儲(chǔ)存單元的放置，如將在下文更詳細(xì)描述的。
[0007]仍參照?qǐng)D1，自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)(ASRS) 100可以在概念上被視為大體包括存儲(chǔ)空間(或存儲(chǔ)部分)148、運(yùn)輸系統(tǒng)(以其它方式在本文出于描述的目的而稱為存儲(chǔ)和檢索運(yùn)輸系統(tǒng)147)和控制部分或系統(tǒng)146。如可以實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)空間(其可以以任何適合方式配置)被設(shè)置成限定其中儲(chǔ)存單元可以由ASRS存儲(chǔ)的存儲(chǔ)位置，如將在本文進(jìn)一步描述的。在示例性實(shí)施例的一方面中，存儲(chǔ)空間配置可以包括限定用于儲(chǔ)存單元的非確定性支持表面的結(jié)構(gòu)，使得存儲(chǔ)位置和/或與存儲(chǔ)位置相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)空間可以變化，如果期望的話。因而，可以分配給任何大小的任何(以及每一個(gè))儲(chǔ)存單元的存儲(chǔ)空間中的位置可以按照期望而變化，并且位置以及因而存儲(chǔ)位置分配的這種可變性可以動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)。在示例性實(shí)施例的其它方面中，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可以提供可以限定用于某些儲(chǔ)存單元的預(yù)定存儲(chǔ)位置的確定性(例如接合)特征。如可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)輸系統(tǒng)147可以分布在存儲(chǔ)空間148中、通過存儲(chǔ)空間148和/或在存儲(chǔ)空間148周圍，并且提供運(yùn)輸介質(zhì)以使儲(chǔ)存單元輸入到、運(yùn)輸通過存儲(chǔ)空間以供存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)位置中、從存儲(chǔ)位置檢索、以及最終從ASRS輸出(諸如響應(yīng)于訂單)。運(yùn)輸系統(tǒng)147因而可以視為用于儲(chǔ)存單元在存儲(chǔ)空間中的和從存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)和檢索的引擎。如將在下文進(jìn)一步描述的，運(yùn)輸系統(tǒng)(還稱為存儲(chǔ)和檢索引擎)147可以包括非連續(xù)運(yùn)輸元件或可變運(yùn)輸元件(例如獨(dú)立自動(dòng)車輛)，使得運(yùn)輸系統(tǒng)中的不同儲(chǔ)存單元的訂單、起源、目的地和速率可以按照期望獨(dú)立地變化。儲(chǔ)存單元從存儲(chǔ)空間中的存儲(chǔ)位置(例如其從儲(chǔ)存單元被檢索的存儲(chǔ)位置)的檢索和放置(例如存儲(chǔ)位置分配或者儲(chǔ)存單元的存儲(chǔ))的控制和管理、以及儲(chǔ)存單元經(jīng)由運(yùn)輸系統(tǒng)的流動(dòng)通過控制系統(tǒng)146來控制。換言之，控制系統(tǒng)146計(jì)劃儲(chǔ)存單元到存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)位置中的分解(resolut1n)，并且計(jì)劃利用運(yùn)輸系統(tǒng)將儲(chǔ)存單元從ASRS的輸入或加載站運(yùn)輸?shù)酱鎯?chǔ)位置(例如存儲(chǔ))的分解，并且計(jì)劃將儲(chǔ)存單元從存儲(chǔ)位置運(yùn)輸?shù)紸SRS的輸出或卸載站(例如檢索)的分解。要指出的是，術(shù)語“存儲(chǔ)”和“所存儲(chǔ)的”可以在本文中用于指位于或設(shè)置在存儲(chǔ)位置中的儲(chǔ)存單元，并且“檢索”和“所檢索的”可以在本文中用于指從存儲(chǔ)位置移除的儲(chǔ)存單元，并且術(shù)語“存儲(chǔ)和檢索引擎”可以在本文中用于指實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和檢索的運(yùn)輸系統(tǒng)147。前述兩個(gè)方面(即儲(chǔ)存單元到存儲(chǔ)位置中的分解或者存儲(chǔ)和檢索的分解，以及用于存儲(chǔ)空間中的存儲(chǔ)和檢索的儲(chǔ)存單元運(yùn)輸?shù)姆纸饣蛘叽鎯?chǔ)和檢索引擎中的儲(chǔ)存單元的分解)可以被視為限定由ASRS的儲(chǔ)存單元的吞吐量的主要部分，例如“何處”和“如何”。經(jīng)由進(jìn)一步的解釋，用于ASRS的給定存儲(chǔ)空間(其可以表示ASRS的整個(gè)存儲(chǔ)空間148或其部分)的吞吐量性能可以被視為如何高效地在給定存儲(chǔ)空間中存儲(chǔ)和檢索儲(chǔ)存單元以及如何高效地通過實(shí)現(xiàn)在該存儲(chǔ)空間中的存儲(chǔ)和檢索的存儲(chǔ)和檢索引擎147來運(yùn)輸儲(chǔ)存單元。因而，用于給定存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)(SRS)的分解以及與給定存儲(chǔ)空間148通信的存儲(chǔ)和檢索引擎147的分解組合地確定給定存儲(chǔ)空間(其如上文指出的那樣可以表示ASRS的整個(gè)存儲(chǔ)空間148或其部分)的吞吐量性能。因而如可以容易確定的，控制系統(tǒng)146被配置成通過計(jì)劃和控制儲(chǔ)存單元的存儲(chǔ)和檢索以及計(jì)劃和控制存儲(chǔ)和檢索引擎147來管理ASRS的吞吐量性能，如將在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的。
[0008]依照示例性實(shí)施例的方面，計(jì)劃和控制儲(chǔ)存單元的存儲(chǔ)和檢索和/或計(jì)劃和控制存儲(chǔ)和檢索引擎147可以相互獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)。因而經(jīng)由示例，計(jì)劃和控制存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)可以與計(jì)劃和控制存儲(chǔ)和檢索引擎147獨(dú)立地執(zhí)行，如將進(jìn)一步描述的。更具體地，由控制系統(tǒng)146處理器采用為實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)的計(jì)劃和控制的基礎(chǔ)的條件、參數(shù)和考慮(例如將儲(chǔ)存單元分解到存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)位置中)可以與形成存儲(chǔ)和檢索引擎147的計(jì)劃和控制的基礎(chǔ)的考慮、參數(shù)和條件獨(dú)立或者分離。依照示例性實(shí)施例的其它方面，這可以顛倒。仍參照?qǐng)D1，控制服務(wù)器120可以包括任何適合數(shù)目的處理器(例如控制器或控制部分120S、120T)以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)的以及存儲(chǔ)和檢索引擎147的計(jì)劃和控制。依照示例性實(shí)施例的方面，(多個(gè))控制服務(wù)器處理器可以配置成提供單獨(dú)的控制器或控制部分120S、120T，從而分別管理和控制存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)以及存儲(chǔ)和檢索引擎147。在一方面中，控制部分120SU20T可以是單獨(dú)和分離的(例如具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)部分的單獨(dú)且分離的處理器)。在其它方面中，單獨(dú)的控制部分120S、120T可以通過由存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)控制部分的計(jì)劃和控制而共享某些處理器，并且存儲(chǔ)和檢索引擎147仍然可以單獨(dú)地且獨(dú)立地執(zhí)行，如之前描述的并且如將在本文進(jìn)一步描述的。
[0009]自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)(ASRS)10可以包括用于管理諸如存儲(chǔ)空間148之類的存儲(chǔ)空間中的存儲(chǔ)以及用于該存儲(chǔ)空間148的吞吐量性能的控制系統(tǒng)146?？刂葡到y(tǒng)146可以包括多于一個(gè)獨(dú)立的控制部分，其中例如第一控制部分(例如控制部分120T在本文中還稱為PNC控制器120T河以配置成至少控制儲(chǔ)存單元的運(yùn)輸(例如(多個(gè))有效載荷)，并且第二控制部分(例如