智能四向穿梭车系统的应用与调度对策研究

汤旭东

摘要：智能四向穿梭车系统是最新一代的智能搬运设备，该系统属于高密度仓储智能化搬运设备，在系统中可以完成横向、纵向轨道货物的水平移动，并将存取基于一台穿梭车来完成货运。在智能四向穿梭车系统中可配合提升机达到换层功能，并基于仿真技术、传感技术与5G技术提高系统运行自动化水平，目前该系统被广泛利用在物流行业中。

关键词：智能四向穿梭车;系统应用;调度对策

在目前电子商务与智能技术推动了我国仓库智能化发展。在物流行业中，应当注重考虑物流系统整体运行效率以及数字化、智能、信息化集成应用。以此，在智能化需求下产生了密集仓储的概念，形成了智能四向穿梭车系统。智能四向穿梭车技术特点有四向行驶、跨巷道高效、灵活作业、不受空间限制，并且可以充分利用空间，实现模块化、标准化，实现离散式搬运。

1智能四向穿梭车系统概述

1.1智能四向穿梭车布局与特点

首先，智能四向穿梭车是由穿梭车进行智能化发展而来，在仓储货架、穿梭车以及换层提升机中可构成智能四向穿梭车。其主要应用于铁路、图书馆、物流等行业。其次，在智能四向穿梭车系统运行时，应由仓库管理系统合理分配任务，并通过穿梭车来实现货物水平方向运动，在不断提高运输穿梭车垂直方向运动能力时，可发挥出智能四向穿梭车系统稳定性、柔性、成本低的特点。

1.2智能四向穿梭车系统的优势分析

首先，目前很多穿梭车都只能在单线轨道上进行往复运动，并且成本较高其性价比不高。但使用智能四向穿梭车后，可依据智能的仓储机器人，能通过无线网和仓库管理系统（WMS系统）进行连接，然后配合提升机即可到达仓库的任意货位，其智能四向穿梭车系统可以形成真正意义上的三维化模式。其次，在智能四向穿梭车系统中，可将立体仓库以灵活度要求实现随意的变更操作，并依据任意增减四向穿梭车的数量的方法来调节系统的作业能力。例如，在智能四向穿梭车系统中，可形成模块化与标准化工作，并将所有的四向穿梭车都能够相互替换，出现问题的四向穿梭车的任务可以由任意其他四向车来继续执行。与此同时，在智能四向穿梭车系统中其自身的安全与稳定性相比传统的穿梭车都要高。例如，在智能四向穿梭车系统发生故障后，其智能四向穿梭车系统完成可以利用其他提升机来继续完成作业，整个系统系统作业能力几乎不受到任何影响。最后，在增加巷道时，其对应的成本就会增加，但若利用智能四向穿梭车系统，只要增加四向穿梭车的数量就可以，所以说总体成本花费会更低。

2、智能四向穿梭车系统的应用功能分析

2.1单机功能

智能四向穿梭车的单机功能可针对当前位置进行实时反馈，并以路径列表写入与修改功能、运行记录以及异常功能针对任务进行路径下发，进而确定完成下一路径并反馈上一路径任务。并且，智能四向穿梭车也创造了柔性密集仓储与数智化供应链升级的行业新高度。例如，在根据托盘高度、物料摩擦系数以及四向车行走轮滚动摩擦系数等因素，按照企业要求针对智能四向穿梭车系统进行设计，其最大的运行速度应不大于2m/s;加速度一般不大于1m/s^，在此基础上为避免智能四向穿梭车系统受到货物的影响，应确保检测距离根据当前运行状态以及单机位置进行动态调整。

2.2网络功能

随着数字化趋势升温，政企采购业务量呈现几何式增长。传统人工拣选找货难、库存管理难，易发错货，影响服务时效与满意度。以此，应合理利用智能四向穿梭车的网络功能后，其四向车可用于存储量大出库量小的整箱和大件拆零拣选，提高任务完成效率。例如，在网络功能以蓝牙、ZigBee等方式结合智能四向穿梭车后，可满足了大、中、小件不同型号货物的存储需求，充分利用了天花板下的每一寸存储空间，实现高密度存储。

2.3相关技术

在智能四向穿梭车借助AI智能算法后，可基于智能理货系统以热度7x24自动调整库存分布，大幅提高了仓库订单的出库效率，确保库区实现整体高速流转。此外，还可以降低员工劳动强度及长期劳动损伤的风险。并且，在传感器与控制技术中，可使智能四向穿梭车在运行时获取到更多的外部信息，并充分感知周围环境的变化，帮助指导设备做出准确的判断，实现快速部署，敏捷应对市场及客户变化，实现柔性供应链管理。

3、智能四向穿梭车系统的调度分析

3.1任务规划

智能四向穿梭车系统一般的作业形式是采用多任务模式共同进行，并依据任务池要求提高任务执行力度，在任务完成中可充分发挥智能四向穿梭车的优势，并以任务综合优化能力为四向穿梭车集群全局效率提供更多可能性。例如，在四向穿梭车完成任务时，应依据作业完成时间指标，针对后续任务进行评估，在完成作业量评估后应及时将作业时间以及完成时间进行统合计算。在计算后应利用系统功能对四向穿梭车集群内所有车辆进行综合利用率评分，在评分完成后应将作业完成效率作为任务考核指标。并且，在针对已下发但未执行的任务进行调度时，应利用四向穿梭车智能系统功能，将任务挂起，并及时调整当前任务的优先级进而优化计算方式，以最高优先级执行任务，完成任务调度。

3.2路径规划

在四向穿梭车调度策略中，应针对路径进行规划，并按照目前主流的方式方法以分时复用模式与单行线模式进行调度。首先，在分时复用模式中，应确保在同一母道内使用一台或两台四向车来完成任务，并逐步降低主通道的利用率或通过率。在分时复用模式中，由于该模式调度落实较为简单，在确保提高单机效率时应优化运行路径。一般该方法适用于高储存量但周转率较低的仓库中。其次，在单行线模式中，该路径调度模式重要是以同一母道内实现多车的跟随运行，并将其提高系统运行总体效率。在提高母通道四向车同行率时，也降低了单台四向车的运行效率，并适用于多车同层调度模式。该路径可选择最近的路径，并减少换向与空载的情况，進而以最终时间作为任务评估标准，监测出四向穿梭车完成任务的效率是否达到考核指标。

3.3路径占用以及避让规划

在针对子通道与母通道交叉路口设计避让规则时，应当以四向穿梭车系统内部预判功能为基础，并提前设置好四向穿梭车作业动作，应确保四向穿梭车在运行时可以减速再进入到母通道中。但若在多个任务下，四向穿梭车需要进入多个子通道时，应按照母通道的运行方法以四向车优先同行的原则进行作业。例如，在设计好四向穿梭车预判功能后，应将四向穿梭车系统改为锁定状态，并以前一次交互点与下一次交互点之间的运行路径为基础，进而在系统解锁前强制四向穿梭车交互点与上位系统进行信息交互。在完成系统信息交互后，可立即触发下一路径段任务，并重新计算路径，最终确保完成任务。

3.4关于路径的划分调度

在四向穿梭车调度系统中，应以路径规划决定其调度系统同层四向穿梭车数量以及同层最大作业效率。首先，应针对整体路径规划，分为整体路径、整体解锁以及整体路径分段解锁这几种形式。在按照四向穿梭车运行路径分析后，应确保四向穿梭车在任务接收与任务完成两个节点进行系统交互，并避免在此过程中进行信息交互，在交互过程中其路径不可以更改。其次，在分段路径分段解锁时，应按照运行路径上每一个子通道与母通道的交叉点作为四向穿梭车完成作业路径的分段点。进而在每两个相邻交点之间都可以作为一个路径分段，在作业完成过程中应针对未执行的路径进行更改，并帮助四向穿梭车及时调整好新的路径运行方式。在一般情况下，其项目应确保母通道以及母通道相邻的子通道位于第一深位信号，并以此满足四向穿梭车智能通讯要求。最后，在分段路径实施解锁方式中，该方式是目前研究的主要方向。该路径与上述表明的分段式方法大致相同，但经过四向穿梭车智能化发展，该方式可解锁为根据四向车运行路径以可控分段点满足实时位置的信息交互，并以此将当前运行位置与之前的路径相互重叠，进而达到解锁状态。该方式需要以5G技術为支撑，并需要现场网络全面覆盖，进而以连续读取、反馈位置信息、电控系统满足四向穿梭车可以在运行过程中对路径与目标位置进行修改。

结束语：

综上所述，在智能四向穿梭车系统不断发展中，其调度与应用方式也发生了改变。在基于5G技术、通信技术下可形成一体化调度系统，并着力解决了以往存在的集群问题，在不断提高物流行业管理效率时，也减小管理风险。在形成内部管理系统数字化串联后，该系统还可以对商品全链路进行追溯，优化出入库流程，实现自动化管理，加速实现我国仓储数字化进程。

参考文献：

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