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基于电子标签的订单分区拣选系统设计与实现
文章来源：博能科技 发布时间：2017-07-10 访问量：人
引言
跟着物流技术的成长，信息自动化和功课自动化装备在晋升定单挑撰功课效力中起了症结感化。如今，在物流拣选系统当中，最常使用的是电子标签帮助挑撰体系，其根本理念是视觉化的功课领导唆使体系，重要经由过程体系控制一组安装在货架储位上的电子装配，借由灯号和数字显示，领导挑撰职员准确、疾速地挑撰，现已普遍应用于各行各业的物流配送中。
目前应用电子标签技巧时，其重要分拣形式是摘取式和收获式，其利用方法进行了具体先容，并依据分歧的利用配景研讨和计划了响应的拣选系统，然则对付多人多分区的拣选功课形式的研讨却非常短缺,限定了该技巧的利用规模。本文研究开发了基于电子标签的订单分区挑撰系统，对系统的软硬件全部结构结束筹划，建立系统静态分区时挑撰作业的全部运作模型，利用“分区—储位”两级数据模型和订单分区状态矩阵，分别完成为了系统多分区设置设备陈设功能、分区作业计谋的在线设置设备陈设和作业过程的逻辑控制，大大提升了分区式挑撰作业的运作效率。
跟着物流技术的成长，信息自动化和功课自动化装备在晋升定单挑撰功课效力中起了症结感化。如今，在物流拣选系统当中，最常使用的是电子标签帮助挑撰体系，其根本理念是视觉化的功课领导唆使体系，重要经由过程体系控制一组安装在货架储位上的电子装配，借由灯号和数字显示，领导挑撰职员准确、疾速地挑撰，现已普遍应用于各行各业的物流配送中。
目前应用电子标签技巧时，其重要分拣形式是摘取式和收获式，其利用方法进行了具体先容，并依据分歧的利用配景研讨和计划了响应的拣选系统，然则对付多人多分区的拣选功课形式的研讨却非常短缺,限定了该技巧的利用规模。本文研究开发了基于电子标签的订单分区挑撰系统，对系统的软硬件全部结构结束筹划，建立系统静态分区时挑撰作业的全部运作模型，利用“分区—储位”两级数据模型和订单分区状态矩阵，分别完成为了系统多分区设置设备陈设功能、分区作业计谋的在线设置设备陈设和作业过程的逻辑控制，大大提升了分区式挑撰作业的运作效率。
1 定单分区拣选功课战略
多人多分区的定单拣选是将挑撰区划分为多个分区，每一个拣选职员只卖力挑撰定单中属于其所处分区的货品。实践中一样平常采纳动态分区的方法，即挑撰区划分为许多小的牢固分区，定单响应的朋分拆分为各分区子定单。依照定单的履行逻辑分歧，能够停止串行或并行分区拣选功课，此中并行分区战略依照子定单的合单机会又可细分为自力并行和联系关系并行两种分区功课战略。详细战略内容如表1所示。
多人多分区的定单拣选是将挑撰区划分为多个分区，每一个拣选职员只卖力挑撰定单中属于其所处分区的货品。实践中一样平常采纳动态分区的方法，即挑撰区划分为许多小的牢固分区，定单响应的朋分拆分为各分区子定单。依照定单的履行逻辑分歧，能够停止串行或并行分区拣选功课，此中并行分区战略依照子定单的合单机会又可细分为自力并行和联系关系并行两种分区功课战略。详细战略内容如表1所示。
2 系统全体筹划
2.1 系统结构
如图1所示，系统结构可分为上位机软件节制系统和底层电子标签硬件履行系统两大部分。此中上位机用于系统软件和数据库办事的运转，重要卖力定单数据处理、分区分别、储位设置装备摆设、功课计策节制及功课监控。底层电子标签硬件履行系统由控制器、电子标签、巷道灯、完成器等组件模块构成，此中控制器下位经由过程CAN总线与电子标签、完成器和巷道灯停止衔接，上位经由过程以太网(TCP/IP协定)衔接计算机。基于分歧的通讯协定，各个硬件模块都必需设置响应的通讯地址。
如图1所示，系统结构可分为上位机软件节制系统和底层电子标签硬件履行系统两大部分。此中上位机用于系统软件和数据库办事的运转，重要卖力定单数据处理、分区分别、储位设置装备摆设、功课计策节制及功课监控。底层电子标签硬件履行系统由控制器、电子标签、巷道灯、完成器等组件模块构成，此中控制器下位经由过程CAN总线与电子标签、完成器和巷道灯停止衔接，上位经由过程以太网(TCP/IP协定)衔接计算机。基于分歧的通讯协定，各个硬件模块都必需设置响应的通讯地址。
在安排电子标签硬件组件时，电子标签与货位逐一对应设置于货架上，用于表现挑撰数目;巷道灯及实现器分离与货架的分区逐一对应设置，巷道灯用于提醒挑撰地区或功课毛病报警，实现器用于在实现对应分区的挑撰义务后停止提醒。
2.2 系统业务运作模型
应用电子标签体系帮助停止定单分区拣选功课是一个人机相结合的进程。如图2所示，本文将系统的形象划分为上位机软件体系、电子标签履行体系和分区挑撰员3个工具主体，基于UML运动图树立了体系分区挑撰功课时的全体运作模子，清楚描写了本研讨体系从安排到运行时分歧阶段各工具主体的重要运动和互相间的静态行动。
2.2 系统业务运作模型
应用电子标签体系帮助停止定单分区拣选功课是一个人机相结合的进程。如图2所示，本文将系统的形象划分为上位机软件体系、电子标签履行体系和分区挑撰员3个工具主体，基于UML运动图树立了体系分区挑撰功课时的全体运作模子，清楚描写了本研讨体系从安排到运行时分歧阶段各工具主体的重要运动和互相间的静态行动。
4 系统分区作业逻辑控制功能设计
4.1 订单分区状态矩阵构建
假设电子标签货架划分为n个分区，订单拣选批量为m时，则根据订单品项在各个分区的分布情况，可以分割生成各分区子订单P(i，j)(1≤i≤m，1≤j≤n)。由此可定义一个(n+1)×(m+1)阶的订单分区状态矩阵A：
矩阵元素 a(i，j)(1≤i≤m，1≤j≤n)表示第i个订单在第j个分区子订单P(i，j)的作业状态，共有3种状态：未发送、已发送、已完成，分别对应状态值“0，1，2”;元素a(0，j)(0≤j≤m)和a(i，0)(0≤i≤n)为辅助判断位，其值始终为2，用于发送订单数据时的作业逻辑辅助控制。
当作业开始的时候，各分区订单命令数据还没有下达到底层电子标签执行系统，状态矩阵A初始状态值a(i，j)(1≤i≤m，1≤j≤n)置0;当系统下发分区子订单P(i，j)命令数据，A中对应的状态值a(i，j)置1;当底层电子标签执行系统系反馈分区子订单P(i，j)拣选完成之后，则A中对的状态位a(i，j)置2。
4.2 基于状态矩阵的分区作业逻辑的控制
图4描述了系统基于状态矩阵的分区作业逻辑控制的过程，主要分为2个控制部分：一是发送分区子订单数据的控制;二是分区子订单作业完成反馈的控制。
4.2.1 发送分区子订单数据控制
发送分区子定单数据节制是依据以后实现的分区子定单P的下标号(i，j)，再基于状况矩阵A停止响应的分区功课战略逻辑断定，决议能否发送指定的分区子定单数据，若发送，则对应分区电子标签亮灯表现，同时更新状况矩阵A中对应的状况位值为1;若不发送，则期待其余分区子定单实现。
分歧的分区功课战略下，体系的发送分区子订单的功课进程的断定逻辑是分歧的，上面联合图4详细论述。若以后反应实现分区子订单P的下标号为(i，j)时，3种分区挑撰战略的节制进程以下：
(1)在串行分区拣选策略下，系统需要发送子订单P(i+1，j)和P(i，j+1)，其发送的判断条件是其同区标号的上一个子订单和同行标号的前一个区的子订单都已经完成，即假设要发送子订单P(i，j)，则检查判断状态矩阵A中：a(i-1，j)=a(i，j-1)=2是否成立;
(2)在独立并行分区拣选策略下，系统需要发送子订单P(i+1，j)，其发送判断条件是同区上一个子订单完成，即检查判断状态矩阵A中：a(i，j)=2是否成立;
(3)在关联并行分区拣选策略下，系统需要发送第i+1个订单所有分区子订单P(i+1，j)(1≤j≤N)，其发送判断条件是上一个订单所有分区子订单都已经完成，即检查判断状态矩阵A中：a(i，j)=2(1≤j≤N)是否成立。
(2)在独立并行分区拣选策略下，系统需要发送子订单P(i+1，j)，其发送判断条件是同区上一个子订单完成，即检查判断状态矩阵A中：a(i，j)=2是否成立;
(3)在关联并行分区拣选策略下，系统需要发送第i+1个订单所有分区子订单P(i+1，j)(1≤j≤N)，其发送判断条件是上一个订单所有分区子订单都已经完成，即检查判断状态矩阵A中：a(i，j)=2(1≤j≤N)是否成立。
4.2.2 分区子订单功课实现反应节制
分区子订单功课实现反应节制是指当拣选员实现某个分区子定单义务并拍灭对应分区实现器后，体系会经由进程主动反应的实现器ID号来断定功课是全体实现，还是按所设置装备摆设的分区功课战略继承发送其余分区子定单义务，详细节制逻辑进程如图4所示。此中体系辨认分区子订单下标号(i，j)办法是依据反应的实现器ID号，经由进程分区硬件设置装备摆设表查找到对应的分区号j，而后在状况矩阵A的第j列中从上往下查找到首位为1元素的行号i。
5 系统实现
电子标签货架地区大小和分区取决于现实的仓储需要，本研讨针对一个堆栈实例，依据上述的订单分区挑撰功课战略和节制办法，基于C#和SQL数据库详细开辟完成体系功效。该堆栈实例现场安排了7个电子标签货架，至多能够支撑4个分区，其组件模块硬件地点设置装备摆设规模如表2所示。
(2)订单拣选战略设置装备摆设和功课履行。在批次定单挑撰功课履行前，用户必需在线抉择设置装备摆设所需的分区拣选功课战略，共有串行、自力并行、联系关系并行3种拣选功课战略供用户抉择。功课履行监控界面时会及时监控各个分区的功课履行状况和实现进度。
(1)系统分区配置管理。图5为系统分区配置功能界面，图中货位方格内的数字标识其对应的电子标签ID地址。在进行分区划分和储位配置时，首先在分区基本设置维护中，选择分区数;接着配置每个仓储分区的区域范围和分区对应的完成器ID、巷道灯ID和拣选员;最后，在分区储位维护中对储位物品进行配置。
6 结论
本文研究设计了分区形式下的电子标签挑撰体系的软硬件构成和营业运作模子，所完成的体系具备如下长处：可扩展性强，能够依据现实仓储需要将电子标签挑撰地区安排为随意率性n个分区，并对每一个分区的大小和储位停止治理设置装备摆设;灵活性高，支撑分歧批次批量的订单挑撰功课，完成对串行、自力并行、联系关系并行3种常用的分区挑撰战略停止在线静态设置装备摆设，用户能够依据现实情况设置装备摆设最优的分区挑撰战略，大大提升了挑撰功课的效力。
