ES2915523T3 - Controlador y método para transportar dispositivos - Google Patents

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ES2915523T3 ES19709770T ES19709770T ES2915523T3 ES 2915523 T3 ES2915523 T3 ES 2915523T3 ES 19709770 T ES19709770 T ES 19709770T ES 19709770 T ES19709770 T ES 19709770T ES 2915523 T3 ES2915523 T3 ES 2915523T3
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Robert Stadie
Matthew Whelan
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Abstract

Un controlador (100) dispuesto para controlar el movimiento de una pluralidad de dispositivos de transporte, estando dispuestos la pluralidad de dispositivos de transporte para transportar contenedores, estando almacenados los contenedores en una instalación, estando dispuesta la instalación para almacenar los contenedores en una pluralidad de pilas, comprendiendo la instalación una pluralidad de trayectorias dispuestas en celdas para formar una estructura a modo de red por encima de las pilas, en el que la estructura a modo de red se extiende en una primera dirección y en una segunda dirección, estando la pluralidad de dispositivos de transporte dispuestos para operar en la estructura a modo de red, comprendiendo el controlador: una unidad de determinación de ruta (101) dispuesta para determinar una ruta desde una ubicación en la estructura a modo de red a otra ubicación en la estructura a modo de red para cada dispositivo de transporte; una unidad de despeje (102) dispuesta para proporcionar despeje para que cada dispositivo de transporte atraviese una porción de la ruta determinada; una unidad de determinación de áreas de restricción (103) dispuesta para determinar una pluralidad de áreas de restricción en base a la estructura a modo de red; y una unidad de cálculo (104) dispuesta para calcular un límite de restricción en cada área de restricción, en el que al menos una de: la unidad de despeje (102) está dispuesta además para otorgar o negar un despeje a un dispositivo de transporte para atravesar una porción de la ruta determinada en función del límite de restricción calculado en el área de restricción particular, y la unidad de determinación de ruta (101) está dispuesta además para determinar una ruta para un dispositivo de transporte desde una ubicación a otra ubicación atravesando o no atravesando un área de restricción particular en base al límite de restricción calculado en el área de restricción particular. caracterizado por que la unidad de determinación de áreas de restricción (103) está dispuesta para determinar áreas de restricción en base a un análisis estructural y/o a un análisis de fatiga de al menos una de la estructura a modo de red, cualquier entrepiso asociado con la estructura a modo de red o cualquier periférico asociado con la estructura a modo de red.

Description

DESCRIPCIÓN
Controlador y método para transportar dispositivos
Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente del Reino Unido n.° GB1800408.5 presentada el 10 de enero de 2018.
Campo técnico
La presente invención se refiere en general al campo de controlar el transporte de dispositivos. Más específicamente a un aparato y a un método para controlar el movimiento de dispositivos de transporte en base a restricciones.
Antecedentes
Ciertas actividades comerciales e industriales requieren sistemas que permitan el almacenamiento y la recuperación de una gran cantidad de productos diferentes. Un sistema conocido para el almacenamiento y la recuperación de artículos en múltiples líneas de productos consiste en disponer recipientes o contenedores de almacenamiento en filas de estanterías dispuestas en pasillos. Cada recipiente o contenedor contiene uno o más productos de uno o más tipos de productos. Los pasillos permiten el acceso entre las filas de estantes, para que los productos requeridos puedan ser recuperados por operarios o robots que circulan por los pasillos. Sin embargo, se apreciará que la necesidad de proporcionar espacio en los pasillos para acceder a los productos significa que la densidad de almacenamiento de tales sistemas es relativamente baja. En otras palabras, la cantidad de espacio realmente utilizado para el almacenamiento de productos es relativamente pequeño en comparación con la cantidad de espacio requerido para el sistema de almacenamiento en su conjunto.
Por ejemplo, las empresas minoristas en línea que venden varias líneas de productos, tal como las tiendas de comestibles y los supermercados en línea, requieren sistemas que puedan almacenar decenas o incluso cientos de miles de líneas de productos diferentes. Las cadenas de suministro y las operaciones de almacén de estas empresas dependen en gran medida de su capacidad para organizar, recuperar y devolver artículos a varios contenedores.
En implementaciones particulares de varios diseños de almacenes e instalaciones de almacenamiento, los contenedores pueden apilarse unos encima de otros y las pilas pueden disponerse en filas. Entonces se puede acceder a los contenedores desde arriba, eliminando la necesidad de pasillos entre las filas y permitiendo que se almacenen más contenedores en un volumen o área determinada.
En el documento WO-A2-2015/185628 se accede a los contenedores por uno o más medios robóticos o automatizados, que navegan a través de una red de trayectorias para acceder a los contenedores para una variedad de operaciones diferentes, tal como mover un contenedor de un lugar a otro para manipularlo, realizar operaciones en un contenedor, devolver un contenedor a una posición en un almacén, etc.
La coordinación del movimiento de uno o más medios robóticos o automatizados puede ser una consideración importante para determinar la eficiencia global y la escalabilidad de un sistema para almacenamiento y recuperación de un gran número de productos diferentes.
El documento US-A1-2013/302132 divulga una unidad de accionamiento móvil para transportar un soporte de inventario. La unidad de accionamiento móvil se puede operar para acoplarse con el soporte de inventario, mover el soporte de inventario en una primera dirección de traslación y, mientras está acoplado con el soporte de inventario, girar selectivamente el soporte de inventario mientras continúa moviéndose en la primera dirección de traslación.
Sin embargo, las soluciones existentes no tienen "clasificación de seguridad"; por lo que no se puede confiar en las funciones de movimiento para la seguridad humana. La seguridad humana debe estar garantizada por la integridad de la red de la estructura de trayectorias. Sin embargo, no existen soluciones para limitar el movimiento robótico en función de la carga y/o de la fatiga de la red de trayectorias.
Sumario
En vista de los problemas, la presente invención tiene como objetivo proporcionar un aparato y un método para un sistema de movimiento robótico de este tipo que limite las cargas impartidas en la red de la estructura de trayectorias por los medios de movimiento robótico para evitar daños no críticos para la seguridad por exceso de cargas y/o fatiga.
En términos generales, la invención introduce un controlador que limita la carga y/o la fatiga de la red de trayectorias cuando decide el movimiento robótico.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un controlador dispuesto para controlar el movimiento de una pluralidad de dispositivos de transporte. La pluralidad de dispositivos de transporte está dispuesta para transportar contenedores, almacenándose los contenedores en una instalación, disponiéndose la instalación para almacenar los contenedores en una pluralidad de pilas. La instalación comprende una pluralidad de trayectorias dispuestas en celdas para formar una estructura a modo de red por encima de las pilas, donde la estructura a modo de red se extiende en una primera dirección y en una segunda dirección, estando la pluralidad de dispositivos de transporte dispuestos para operar en la estructura a modo de red. El controlador es de acuerdo con la reivindicación 1.
La presente invención también proporciona un sistema de almacenamiento de acuerdo con la reivindicación 13.
La presente invención también proporciona un método para controlar el movimiento de una pluralidad de dispositivos de transporte. La pluralidad de dispositivos de transporte está dispuesta para transportar contenedores, almacenándose los contenedores en una instalación, disponiéndose la instalación para almacenar los contenedores en una pluralidad de pilas. La instalación comprende una pluralidad de trayectorias dispuestas en celdas para formar una estructura en forma de red por encima de las pilas, donde la estructura en forma de red se extiende en una primera dirección y en una segunda dirección, estando la pluralidad de dispositivos de transporte dispuestos para operar en la estructura a modo de red. El método es de acuerdo con la reivindicación 15.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describirán realizaciones de la invención a modo de ejemplo únicamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que números de referencia similares designan partes iguales o correspondientes, y en los que:
La figura 1 es un diagrama esquemático de un controlador de acuerdo con una primera realización de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama que muestra un dispositivo de transporte y su ruta determinada hacia un objetivo en la red.
La figura 3 es un diagrama que muestra un dispositivo de transporte, su ruta determinada hacia un objetivo y las porciones despejadas de la ruta a lo largo de las cuales se permite viajar al dispositivo de transporte.
La figura 4 es un diagrama que muestra tres áreas de restricción posicionadas en la red.
La figura 5 es un diagrama que muestra cuatro áreas de restricción superpuestas colocadas en la red.
La figura 6 es un diagrama que muestra un dispositivo de transporte con una ruta determinada para atravesar un área de restricción a través de la cual se le permite atravesar al dispositivo de transporte.
La figura 7 es un diagrama que muestra a un dispositivo de transporte al que se le niega el despeje para atravesar un área de restricción a través de la cual el dispositivo de transporte no puede atravesar.
La figura 8 es un diagrama que muestra una ruta determinada alrededor de un área de restricción a través de la cual no se permite que atraviese el dispositivo de transporte.
La figura 9 es un diagrama que muestra un área de restricción que comprende tres dispositivos de transporte y un cuarto dispositivo de transporte que se preparan para entrar en el área de restricción.
La figura 10 es un diagrama que muestra un área de restricción que comprende tres dispositivos de transporte que se mueven y/o aceleran en una primera dirección y un cuarto dispositivo de transporte que se prepara para moverse y/o acelerar en una primera dirección.
La figura 11 es un diagrama que muestra un área de restricción que comprende tres dispositivos de transporte que aceleran en una primera dirección y un cuarto dispositivo de transporte que se prepara para acelerar en una primera dirección.
La figura 12 es un diagrama de flujo de las etapas del método realizadas por el controlador de acuerdo con la primera realización.
La figura 13 es una vista en perspectiva esquemática de una estructura de bastidor para alojar una pluralidad de pilas de recipientes en un sistema de almacenamiento conocido.
La figura 14 es una vista esquemática en planta de parte de la estructura de bastidor de la figura 13.
Las figuras 15(a) y 15(b) son vistas esquemáticas en perspectiva, desde la parte trasera y delantera respectivamente, de una forma de dispositivo manipulador de carga para usarse con la estructura de bastidor de las figuras 13 y 14, y la figura 15(c) es una vista esquemática vista en perspectiva del dispositivo manipulador de carga conocido en uso levantando un recipiente.
La figura 16 es una vista esquemática en perspectiva de un sistema de almacenamiento conocido que comprende una pluralidad de dispositivos manipuladores de carga del tipo que se muestra en las figuras 15(a), 15(b) y 15(c), instalados en la estructura de bastidor de las figuras 13 y 14, comprendiendo el sistema de almacenamiento una pluralidad de puntos de entrega o puertos de salida.
Descripción detallada de realizaciones
Primera realización
La figura 1 ilustra un controlador de acuerdo con una primera realización de la presente invención. El controlador puede ser un componente independiente.
El controlador puede estar dispuesto, entre otros, para operar en un sistema de almacenamiento y recuperación de mercancías totalmente automático y semiautomático. Varios aspectos de los cuales a veces pueden denominarse sistemas de "cumplimiento de pedidos", "almacenamiento y recuperación" y/o "recogida de pedidos", pueden implementarse en una amplia variedad de tipos y formas. Una forma de proporcionar acceso a las mercancías almacenadas para su recuperación automática y/o semiautomática, por ejemplo, comprende la colocación de las mercancías, que pueden ser de cualquier tipo deseado, en contenedores u otros recipientes (en lo sucesivo denominados genéricamente contenedores), y apilar y/o disponer de otro modo los contenedores en estanterías o verticalmente en capas, de modo que los contenedores individuales puedan ser accesibles mediante sistemas de recuperación de contenedores total o parcialmente automatizados. En algunas realizaciones, los sistemas pueden incluir sistemas más allá del almacenamiento y la recuperación de mercancías, tal como sistemas en los que las mercancías se procesan, reparan, manipulan, ensamblan, clasifican, etc., y se requiere el movimiento de mercancías, productos, piezas, componentes y subcomponentes. tanto dentro de una instalación como a otras instalaciones o transporte. A los efectos de esta memoria descriptiva, una instalación de almacenamiento para el almacenamiento, la recuperación, el procesamiento y/o el cumplimiento de pedidos, en la que el acceso a dichas mercancías se proporciona mediante una recuperación total o semiautomática, se denomina "colmena". La "colmena" puede estar compuesta por un diseño en forma de red de las trayectorias potenciales para el movimiento de elementos o dispositivos robóticos ("robot" o "dispositivo de transporte") para atravesar y realizar operaciones en varios lugares de la "colmena" (denominada como la "red" o "estructura a modo de red").
La memoria descriptiva no se limita solo a sistemas que tienen "colmenas", "redes" y/o "robots", sino que también se pueden contemplar sistemas que controlen y/o coordinen ampliamente el movimiento y/o las actividades de una pluralidad de dispositivos. Estos dispositivos pueden estar configurados para el transporte de varios artículos, tales como mercancías y/o productos, y/o contenedores que pueden estar vacíos y/o contener dichas mercancías y/o productos. Estos dispositivos también pueden estar involucrados en el cumplimiento de pedidos, pero también pueden estar involucrados en cualquier otro tipo de actividad, tal como el transporte de contenedores hacia y desde las estaciones de trabajo, el movimiento de objetos desde las ubicaciones de origen a las ubicaciones de destino, etc.
Como se indica, los dispositivos pueden ser robots, y los dispositivos pueden configurarse para moverse alrededor de una colmena y/o comunicarse con un sistema de control para coordinar/recibir instrucciones sobre su movimiento. En algunas realizaciones, los dispositivos pueden configurarse para comunicarse entre los mismos y/o coordinar el movimiento entre los mismos. En consecuencia, los dispositivos pueden tener varios medios de transporte, medios de comunicación, medios de alimentación, medios de procesamiento, medios de procesador, medios sensores, medios de monitorización, estaciones de trabajo a bordo, medios de almacenamiento electrónico/físico y/o medios de elevación/transporte (tal como un cabrestante, brazos, etc.).
Si bien los dispositivos pueden configurarse para recibir instrucciones del sistema, puede haber situaciones en las que los dispositivos pierdan la comunicación con el sistema, tengan trayectorias de comunicación degradadas y/o no reciban comunicaciones del sistema dentro de un marco de tiempo particular. En algunas realizaciones, los dispositivos también pueden configurarse para comunicarse entre sí y/o detectar la presencia entre sí. Estas comunicaciones y/o entradas sensoriales se pueden utilizar, por ejemplo, en la colaboración colectiva de información sobre el entorno, proporcionando canales de comunicación redundantes, verificando instrucciones, etc. El cumplimiento de pedidos puede incluir varias operaciones, tal como, entre otras: comprar y agregar varios productos para su entrega a un cliente, tal como para una cadena de supermercados; ensamblar productos con varios subcomponentes; realizar varias operaciones en productos (tal como soldar componentes juntos), clasificar productos, etc. Los pedidos también pueden devolverse, por ejemplo, si se cancela un pedido, falla una entrega, etc. En algunos escenarios, mientras un pedido está en proceso de cumplimiento dentro de la colmena, puede cancelarse y es posible que sea necesario devolver los artículos del producto. En algunos escenarios, es posible que sea necesario volver a colocar los artículos en contenedores y mover los contenedores a varias ubicaciones. En algunos escenarios, una estación de trabajo puede necesitar realizar tareas para rechazar/reelaborar productos cuando se devuelve o cancela un pedido.
Además, como se mencionó anteriormente, los contenedores individuales pueden estar en capas verticales, y sus ubicaciones en la "colmena" pueden indicarse usando coordenadas en tres dimensiones para representar la posición del robot o del contenedor y la profundidad del contenedor (por ejemplo, contenedor en (X, Y, Z), profundidad W). En algunas realizaciones, las ubicaciones en la "colmena" se pueden indicar en dos dimensiones para representar la posición del robot o de un contenedor y la profundidad del contenedor (por ejemplo, contenedor en (X, Y), profundidad Z).
La "colmena" en sí misma puede ser un entorno "dinámico", en el sentido de que los robots y las ubicaciones de las estaciones de trabajo pueden asociarse con diferentes partes de la colmena para participar en acciones. Por ejemplo, los robots pueden necesitar acceder a un contenedor específico en una ubicación específica en las dimensiones de la colmena (por ejemplo, contenedor en (X, Y, Z), profundidad W) para cumplir con un pedido en particular o para almacenar un producto en la "colmena". Esto implica movimientos de los robots a lo largo de varias trayectorias posibles, por ejemplo, a lo largo de la parte superior de la red y luego accediendo a contenedores particulares en profundidades seleccionadas de una pila.
El acceso de contenedores particulares a profundidades seleccionadas de una pila puede requerir el movimiento de contenedores que, de otro modo, podrían obstruir la capacidad de acceder a un contenedor particular (por ejemplo, cuando los contenedores están apilados, primero se debe mover una cantidad de contenedores para poder acceder a un contenedor que no está en un extremo accesible de la pila). En algunas realizaciones, puede ser ventajoso tener el sistema configurado para proporcionar la evaluación y la optimización de una nueva posición para cada contenedor que deba retirarse para acceder a un contenedor objetivo.
Los contenedores que se sacaron de una pila no se mueven de nuevo a sus posiciones de pila originales, sino que se colocan en posiciones optimizadas. Una de las ventajas potenciales es la capacidad de modificar la distribución de los contenedores de manera que los contenedores estén ubicados en ubicaciones de más fácil acceso o más convenientes.
Esto puede ayudar a mantener una distribución óptima de contenedores dentro de la instalación, por ejemplo, empujando los contenedores que se espera que tengan una mayor demanda en ubicaciones de más fácil acceso, tal como ubicaciones cercanas o dentro de las estaciones de trabajo, para reducir la distancia de desplazamiento.
Los robots pueden tener varias formas, tamaños y configuraciones, y pueden tener varios medios de comunicación, sensores y herramientas. En algunas realizaciones, cada robot puede comunicarse con el sistema de control a través de un conjunto de canales de frecuencia establecidos a través de un conjunto de estaciones base y controladores de estaciones base. Los robots pueden utilizar varias herramientas para mover y obtener contenedores de una pila, incluyendo, por ejemplo, un cabrestante para transportar un contenedor. La red no se limita a elementos de red rectangulares y puede estar compuesta por pistas curvas, pistas hacia arriba y hacia abajo, etc. Las trayectorias de la red pueden tener intersecciones y más de un robot puede acceder a las mismas.
Cada red puede estar segmentada, física o lógicamente, en una o más subredes. La red puede comprender una o más estaciones de trabajo. Las estaciones de trabajo pueden ser manuales, semiautomáticas o totalmente automatizadas, y pueden consistir en ubicaciones o áreas donde se realizan operaciones dentro de la colmena, o en relación con la colmena, los contenedores o los productos, tal como mover productos dentro o fuera de la colmena, la fabricación de productos, el ensamblaje de productos, el procesamiento de productos a sus componentes, el suministro de ubicaciones de preparación para apoyar otras etapas u operaciones, etc.
Las estaciones de trabajo podrían incluir, por ejemplo, ubicaciones donde los artículos se mueven desde los transportistas entrantes, ubicaciones donde se realizan varias operaciones en los productos (por ejemplo, ensamblaje de componentes, pintura, clasificación, empaquetado, desensamblaje, reelaboración de productos, reparación de empaquetados, reemplazo de productos en pedidos cancelados, rechazo de productos devueltos, desecho de productos), los productos se trasladan a transportistas salientes, ubicaciones con capacidad para refrigeración, ubicaciones donde se ensamblan componentes u objetos, ubicaciones utilizadas para organizar o recoger productos, ubicaciones donde se reparan y mantienen robots, ubicaciones donde se cargan robots, ubicaciones donde los trabajadores "recogen" los productos para colocarlos en contenedores, ubicaciones donde los trabajadores "recogen" los productos para retirarlos de los contenedores para cumplir con los pedidos, las bolsas se colocan en los contenedores, etc.
Cuando los artículos/productos se devuelven a la colmena, el sistema puede soportar y/o controlar el proceso de devolución del producto, reelaboración del producto y/o eliminación del producto si se rechaza. El escenario puede, en algunas realizaciones, involucrar el procesamiento del contenedor devuelto (que puede ser un contenedor de entrega u otro objeto también) en una estación de trabajo para determinar si se puede volver a aceptar en el sistema, si necesita reelaboración/reempaquetado y/o si el producto debe desecharse en su lugar (por ejemplo, un producto perecedero ha caducado).
Las estaciones de trabajo pueden tener uno o más trabajadores o robots presentes para realizar diversas tareas, tal como recoger artículos para el cumplimiento de pedidos.
En algunas realizaciones, las estaciones de trabajo también pueden ser estaciones con transportadores, refrigeradores, diversas tecnologías de herramientas y/u otra tecnología para manipular, pintar, sujetar, reparar, congelar, calentar, exponer a productos químicos, refrigerar, filtrar, ensamblar, desensamblar, clasificar, empaquetar, escanear, probar, transportar, almacenar o procesar mercancías, contenedores, etc.
Las estaciones de trabajo pueden tener sus propias trayectorias dentro de la instalación, compartir trayectorias con la instalación, etc. Las estaciones de trabajo también pueden tener varias trayectorias de entrada y salida u otros tipos de puntos de entrada/salida dentro de la instalación.
En algunas realizaciones, las estaciones de trabajo se comunican con uno o más sistemas de gestión de almacenes para proporcionar información y datos relacionados con el estado de la estación de trabajo, el flujo de trabajo, los contenedores requeridos, los problemas, el estado de los productos retenidos o manipulados de otra manera (por ejemplo, subcomponentes que se ensamblan juntos), etc.
Con referencia específica a las características de la primera realización. El controlador está dispuesto para controlar los dispositivos de transporte que están dispuestos para transportar contenedores. Con referencia a la figura 1, el controlador 100 comprende una unidad de determinación de ruta 101, una unidad de despeje 102, una unidad de determinación de área de restricción 103 y una unidad de cálculo 104.
La unidad de determinación de ruta 101 está dispuesta para determinar una ruta desde una ubicación en la red a otra ubicación en la red para cada dispositivo de transporte. Más específicamente, un dispositivo de transporte puede comenzar desde una ubicación de origen y necesitar atravesar la red hasta una ubicación de destino. En este sentido, la unidad de determinación de ruta 101 puede determinar la ruta necesaria para atravesar la red en función de una serie de factores, tal como ubicaciones de otros dispositivos de transporte, rutas determinadas para otros dispositivos de transporte y otros factores externos al dispositivo de transporte, así como factores internos del dispositivo de transporte, tal como el nivel de carga de la batería, el perfil de aceleración, el perfil de desaceleración, así como la distancia más corta entre el origen y el objetivo a través de la red.
La unidad de despeje 102 está dispuesta para proporcionar despeje para que cada dispositivo de transporte atraviese una porción de la ruta determinada. Debido a las mediciones imprecisas de cada dispositivo de transporte, por ejemplo, debido a los diferentes perfiles de aceleración entre los dispositivos de transporte o las diferentes velocidades de los dispositivos de transporte y otros errores, tal como la pérdida de comunicación y el fallo del dispositivo de transporte, la posición exacta de cada dispositivo de transporte no se conoce en un momento dado. Por lo tanto, es necesario tener en cuenta estas mediciones imprecisas. Por esta razón, se utiliza una unidad de despeje 102 para despejar una porción de una ruta determinada para el dispositivo de transporte, de modo que el dispositivo de transporte solo atraviesa una porción de la ruta a la vez. Por ejemplo, para una sección recta de una ruta determinada de diez celdas de red de longitud, la unidad de despeje puede estar dispuesta para despejar el dispositivo de transporte para atravesar solo tres de las celdas de red a la vez determinando, en función de la cantidad de tiempo que el dispositivo de transporte necesitará atravesar tres celdas de red, si las próximas tres celdas de red están autorizadas para atravesarse y, por lo tanto, permitir que el dispositivo de transporte avance. Por ejemplo, el despeje puede determinarse basándose en si se espera que otros dispositivos de transporte entren en conflicto en las mismas celdas de red al mismo tiempo. Como se apreciará, el despeje se produce de tal manera que a medida que el dispositivo de transporte atraviesa con éxito cada celda de la red, la siguiente celda de la red de la sección despejada se despeja para su cruce por parte del dispositivo de transporte. En otro ejemplo, cuando el dispositivo de transporte requiere un cambio de dirección, el dispositivo de transporte se puede despejar hasta la esquina en la que se requiere que el dispositivo de transporte realice el cambio de dirección. De esta manera, porciones de la ruta determinada se despejan, porción por porción, para que el dispositivo de transporte las atraviese.
En una realización preferida, los presentes inventores han encontrado una manera preferida de tener en cuenta principalmente el error compuesto, aunque se necesita una unidad de despeje 102 para proporcionar un despeje para que un dispositivo de transporte atraviese una porción de la ruta determinada. En particular, un dispositivo de transporte que se mueve desde un origen hasta un objetivo en la red realiza este movimiento con uno o más tramos. En otras palabras, la ruta determinada se divide en uno o más tramos, cada uno de los cuales tiene su reinicio de error compuesto al comienzo de cada tramo. Cada tramo es transversal en una primera dirección constante (por ejemplo, en una dirección X constante) o en una segunda dirección constante (por ejemplo, una dirección Y constante). El controlador 100 está dispuesto para permitir suficiente tolerancia en cada tramo para permitir la variación estadística no errónea en el rendimiento del dispositivo de transporte sobre la población de dispositivos de transporte; en términos de primera/segunda traslación de dirección; cambio de rueda; y variación del reloj interno; como rueda como posibles retrasos en la transmisión de las órdenes del dispositivo de transporte a los dispositivos de transporte y los mensajes de estado desde los dispositivos de transporte. Por lo tanto, la ruta determinada proporciona suficiente tolerancia de tiempo para permitir que los dispositivos de transporte (no erróneos) que lleguen tarde al final de un tramo comiencen el siguiente tramo a la hora planificada, solucionando así el error acumulado. Para el dispositivo de transporte que llega antes al final de un tramo; el dispositivo de transporte simplemente espera hasta la hora de inicio nominal del siguiente tramo; antes de empezar ese tramo.
La unidad de determinación de áreas de restricción 103 está dispuesta para determinar una pluralidad de áreas de restricción en base a la red. En particular, la unidad de determinación de áreas de restricción 103 puede estar dispuesta para determinar áreas de restricción como partes de la red completa, o la propia red completa. La unidad de determinación de restricciones 103 puede estar dispuesta para determinar áreas como un número predeterminado de celdas de red en una primera dirección y un segundo número predeterminado de celdas de red en una segunda dirección, por ejemplo, diez celdas de red en una primera dirección y cinco celdas de red en una segunda dirección. De manera similar, si la red tuviera 20 celdas en una primera dirección y 20 celdas en una segunda dirección, la unidad de determinación de restricciones 103 puede determinar un área de restricción con 20 celdas en la primera dirección y 20 celdas en la segunda dirección, abarcando así toda la red.
La pluralidad de áreas de restricción puede estar dispuesta para superponerse con al menos otra área de restricción. Además, el área de restricción determinada puede basarse en un análisis estructural y/o un análisis de fatiga de la red para identificar áreas de la red más susceptibles a fallos estructurales/por fatiga si se sobrecarga. De manera similar, las áreas de restricción pueden, en cambio/adicionalmente, determinarse en base a un análisis estructural y/o un análisis de fatiga de cualquier entrepiso o periférico asociado con la red. Por ejemplo, la red puede tener una serie de niveles que proporcionan servicios o soporte a la red. De manera similar, la red puede comprender además periféricos que, por ejemplo, permiten que los dispositivos de transporte recuperen contenedores desde ubicaciones fuera de la red y/o depositen contenedores para ubicaciones fuera de la red. Los periféricos pueden estar dispuestos para retirar/depositar contenedores desde/sobre la red.
De este modo, mediante el uso de áreas de restricción, se identifican las secciones de la red que son susceptibles de exceso de carga y/o fatiga. Más específicamente, la carga estática, la carga dinámica y/o la carga de corte pueden considerarse en la determinación de las áreas de restricción.
La unidad de cálculo 104 está dispuesta para calcular un límite de restricción en cada área de restricción. En un ejemplo no limitativo, la unidad de cálculo 104 está dispuesta para calcular el límite de restricción como el número de dispositivos de transporte en un área de restricción. Por ejemplo, la unidad de cálculo 104 calcula el número de dispositivos de transporte ubicados actualmente en un área de restricción particular. En otro ejemplo no limitativo, la unidad de cálculo 104 puede estar dispuesta para calcular el número de dispositivos de transporte que se mueven y/o aceleran en una primera o segunda dirección en un área de restricción particular. Como alternativa o adicionalmente, la unidad de cálculo 104 puede estar dispuesta para calcular una fuerza esperada que actúa sobre un área de restricción en función del número de dispositivos de transporte que aceleran o desaceleran en una primera o segunda dirección en un área de restricción particular.
Basándose en el límite de restricción calculado por la unidad de cálculo 104, al menos una de la unidad de despeje y/o la unidad de determinación de ruta está dispuesta para realizar una acción adicional.
En particular, en una realización no limitativa, la unidad de despeje está dispuesta además para otorgar o retener un despeje a un dispositivo de transporte para atravesar una porción de la ruta determinada en base al límite de restricción calculado en el área de restricción particular. Más específicamente, como se explicó anteriormente, la unidad de despeje está dispuesta para proporcionar un despeje para un dispositivo de transporte. Sin embargo, en función del límite de restricción en el área de restricción particular, la unidad de despeje puede otorgar o retener el despeje. Por ejemplo, para un dispositivo de transporte con una ruta determinada a través de un área de restricción particular, si se determina que el límite de restricción para esa área de restricción particular es mayor o igual a un umbral predeterminado, entonces la unidad de despeje puede estar dispuesta para retener el despeje para el dispositivo de transporte para atravesar el área de restricción particular. De esta forma, se evita que el dispositivo de transporte entre en un área de restricción cuyo límite de restricción, relacionado con la carga y/o la fatiga del área de restricción, sea mayor o igual a un umbral predeterminado. Cuando el área de restricción es menor que el umbral predeterminado, entonces la unidad de despeje puede disponerse para otorgar un despeje, en el momento apropiado, para que el dispositivo de transporte atraviese el área de restricción. De esta forma, el dispositivo de transporte es capaz de atravesar el área de restricción porque el área de restricción no está cargada a/por encima de su clasificación máxima. Los presentes inventores prevén que no es necesario conceder/retener el despeje en el borde de un área de restricción. En cambio, el despeje se puede retener/otorgar antes de que el dispositivo de transporte llegue al área de restricción. Por ejemplo, si la siguiente celda de la red que se va a despejar para el dispositivo de transporte está dentro del área de restricción, pero el propio dispositivo de transporte todavía está a varias celdas de la red del área de restricción, entonces la unidad de despeje puede retener el despeje si el límite de la restricción es mayor que o igual a un umbral predeterminado.
En otra realización no limitativa, la unidad de determinación de ruta 101 está dispuesta además para determinar una ruta para un dispositivo de transporte desde una ubicación a otra ubicación atravesando o no atravesando un área de restricción particular en base al límite de restricción calculado en el área de restricción particular. Más específicamente, como se explicó anteriormente, la unidad de determinación de ruta 101 está dispuesta para determinar una ruta desde un origen hasta un objetivo en la red. Sin embargo, cuando el límite de restricción es, por ejemplo, mayor o igual a un umbral predeterminado, entonces la unidad de determinación de ruta puede disponerse para determinar una ruta que no atraviese el área de restricción con el límite de restricción en exceso. Por otro lado, cuando el límite de restricción para un área de restricción particular es menor que el umbral predeterminado, entonces la unidad de determinación de ruta 101 puede disponerse para determinar una ruta que atraviese el área de restricción particular o permitir que el dispositivo de transporte continúe a lo largo de la ruta ya determinada. De esta forma, se puede determinar que las rutas no atraviesen un área de restricción particular porque el área de restricción está cargada a/sobre su clasificación máxima.
La figura 2 muestra un dispositivo de transporte ubicado en un origen 201 en la red y para atravesar a un objetivo 202. El objetivo 202 se representa con sombreado de abajo a la izquierda a arriba a la derecha. Como se describió anteriormente, la unidad de determinación de ruta 101 está dispuesta para determinar una ruta desde el origen 201 hasta el objetivo 202. Como se muestra en la figura 2, la unidad de determinación de ruta 101 ha determinado una ruta 203. La ruta 203 se representa con sombreado de arriba a la izquierda a abajo a la derecha. Al determinar la ruta 203, la unidad de determinación de ruta 101 puede tener en cuenta muchos factores, por ejemplo, la distancia más corta entre el origen 201 y el destino 202, los movimientos de otros dispositivos de transporte, la cantidad de cambios de dirección requeridos y los límites de restricción en áreas de restricción particulares.
Aunque la unidad de determinación de ruta 101 planifica una ruta 203, debido a las incertidumbres en la posición exacta de cada dispositivo de transporte y las variaciones en la aceleración, desaceleración y velocidades constantes de cada dispositivo de transporte, es posible que cada dispositivo de transporte no pueda simplemente seguir su ruta determinada 203 sin riesgo de conflicto entre dos dispositivos de transporte. Con ese fin, la unidad de despeje 102 está dispuesta para despejar solo una porción de la ruta determinada 203, asegurando así que un número predeterminado de cuadrados de la red por delante del movimiento actual de los dispositivos de transporte están libres de cualquier otro dispositivo de transporte (basado en la información de ubicación del último dispositivo de transporte). De esta manera, se evita el riesgo de colisión del dispositivo de transporte.
El despeje se realiza típicamente, por ejemplo, en un tramo recto de la ruta determinada 203 para el número mínimo de celdas de la red necesarias para que el dispositivo de transporte se detenga sin riesgo de colisión. Por ejemplo, si el dispositivo de transporte se desplaza a una velocidad que requiere dos celdas de red para detenerse por completo, entonces la unidad de despeje 102 está dispuesta para despejar dos celdas frente al dispositivo de transporte actual, de modo que, cuando sea necesario, el dispositivo de transporte pueda volver a detenerse sin riesgo de colisión. En otro ejemplo, si el dispositivo de transporte se desplaza a una velocidad que requiere 2,5 celdas de red para detenerse, entonces la unidad de despeje 102 despeja 3 celdas de red frente al dispositivo de transporte para garantizar que el dispositivo de transporte pueda detenerse por completo contenido dentro de una celda de red, asegurando así que un dispositivo de transporte no se superponga con otras celdas de red una vez que se haya detenido.
Además, como se muestra en la figura 3, cuando se requiere un cambio de dirección del dispositivo de transporte a una distancia predeterminada por delante del dispositivo de transporte, la unidad de despeje 102 está dispuesta para despejar la ruta determinada 203 hasta la esquina donde se produce el cambio de dirección. En el ejemplo que se muestra en la figura 3, la porción despejada 204 de la ruta 203 se muestra con líneas entrecruzadas.
La figura 4 muestra un ejemplo de una pluralidad de áreas de restricción determinadas por la unidad de determinación de áreas de restricción 103. En este ejemplo, una primera área de restricción 401 está formada por dos celdas de red en una primera dirección y dos celdas de red en una segunda dirección. Una segunda área de restricción 402 está formada por tres celdas de red en una primera dirección y dos celdas de red en una segunda dirección. Como se apreciará, la primera y segunda áreas de restricción pueden estar formadas por cualquier número de celdas de red en una primera dirección y cualquier número de celdas de red en una segunda dirección. En este ejemplo, la primera y segunda áreas de restricción no se superponen. En un ejemplo, basado en un análisis estructural de la red, se puede determinar que la primera área de restricción 401 y la segunda área de restricción 402 tengan la forma y la ubicación asignadas para limitar, por ejemplo, la fuerza de cizalladura en la red en sus ubicaciones particulares. Alternativa o adicionalmente, las áreas de restricción pueden determinarse en base a un análisis de fatiga de la red. Una tercera área de restricción 401 está dispuesta para cubrir toda la red y, por lo tanto, se superpone tanto con la primera como con la segunda área de restricción. De esta manera, se puede estimar y limitar una medida de la fuerza de cizalladura total que actúa sobre la red al garantizar que los dispositivos de transporte no tengan espacio libre para moverse o no planifiquen rutas en ubicaciones particulares.
De manera similar, las áreas de restricción pueden, en cambio/adicionalmente, determinarse en base a un análisis estructural y/o un análisis de fatiga de cualquier entrepiso o periférico asociado con la red. Por ejemplo, la red puede tener una serie de niveles que proporcionan servicios o soporte a la red. De manera similar, la red puede comprender además periféricos que, por ejemplo, permiten que los dispositivos de transporte recuperen contenedores desde ubicaciones fuera de la red y/o depositen contenedores para ubicaciones fuera de la red. Los periféricos pueden estar dispuestos para retirar/depositar contenedores desde/sobre la red.
La figura 5 muestra otro ejemplo de áreas de restricción determinadas por la unidad de determinación de áreas de restricción 103. En este ejemplo, se determinan cuatro áreas de restricción de igual tamaño donde cada área de restricción se superpone con al menos otra área de restricción. Más específicamente, se determina que una primera área de restricción 501 se extiende 3 celdas de red en una primera dirección y 3 celdas de red en una segunda dirección. Una segunda área de restricción 502 se superpone con la primera área de restricción 501 y está formada de manera similar por 3 celdas de red que se extienden en una primera dirección y 3 celdas de red que se extienden en una segunda dirección. Una tercera área de restricción 503 tiene el mismo tamaño que la primera área de restricción 501 y la segunda área de restricción 502 y se superpone con la primera área de restricción 501 y la segunda área de restricción 502. Una cuarta área de restricción 504 se superpone con cada una de la primera área de restricción 501, la segunda área de restricción 502 y la tercera área de restricción 503 y se extienden tres celdas de red en la primera dirección y tres celdas de red en la segunda dirección. De esta forma, cada área de restricción se superpone con al menos otra área de restricción.
La figura 6 muestra un ejemplo no limitativo de un dispositivo de transporte que atraviesa la red. En particular, la figura 6 muestra un dispositivo de transporte en un origen 601 con la intención de desplazarse a un objetivo 602. Como se explicó anteriormente, la unidad de determinación de ruta 101 determina una ruta 603 para el dispositivo de transporte desde el origen 601 hasta el objetivo 602. En el ejemplo que se muestra en la figura 6, la ruta determinada 603 atraviesa un área de restricción que comprende, en este ejemplo, tres dispositivos de transporte 605. Como se apreciará, los tres dispositivos de transporte se proporcionan únicamente a modo de ejemplo y un área de restricción puede contener cualquier dispositivo de transporte, o incluso ninguno. En este ejemplo, se establece un umbral predeterminado que limita a cuatro el número de dispositivos de transporte en el área de restricción. En otras palabras, el límite de restricción del número de dispositivos de transporte en el área de restricción de ejemplo no puede exceder de cuatro. Como se apreciará, este umbral predeterminado de cuatro dispositivos de transporte es solo a modo de ejemplo y el umbral predeterminado no necesita limitarse a cuatro o al número de dispositivos de transporte, sino a otras medidas de actividad en el área de restricción, tal como el número de dispositivos de transporte moviéndose/acelerando en una dirección particular, el número de dispositivos de transporte acelerando/desacelerando en una dirección particular, o cualquier combinación de los factores anteriores.
La figura 6 también muestra la porción despejada 604 de la ruta determinada 603. Como se explicó anteriormente, la unidad de despeje 102 está dispuesta para despejar una porción de la ruta determinada 603. En la figura 6, la unidad de despeje 102 ha despejado una porción hasta una esquina de la ruta determinada que corresponde a un cambio de dirección para el dispositivo de transporte. Como se muestra en la figura 6, una vez que el dispositivo de transporte llega a la parte despejada 604, la unidad de despeje 102 otorgará un despeje para la siguiente parte de la ruta determinada 603. Por ejemplo, si el número de dispositivos de transporte no excede de cuatro, entonces la unidad de despeje 102 despejará la porción de la ruta determinada 603 que atraviesa el área de restricción.
La figura 7 muestra un ejemplo correspondiente a la figura 6, sin embargo, un dispositivo de transporte adicional 606 está presente en el área de restricción y, por lo tanto, el número de dispositivos de transporte actualmente en el área de restricción es igual a cuatro. En este ejemplo no limitativo, debido a que el límite de restricción del número de dispositivos de transporte en el área de restricción es igual a un umbral predeterminado de cuatro dispositivos de transporte, la unidad de separación 102 está dispuesta además para retener la separación para que un dispositivo de transporte atraviese el área de restricción. En consecuencia, como se muestra en la figura 7, la unidad de despeje retendrá el despeje para que el dispositivo de transporte atraviese el área de restricción. La "X" 607 que se muestra en la figura 7 representa porciones de la ruta determinada 603 para las que la unidad de despeje 102 ha retenido el despeje para el dispositivo de transporte.
En consecuencia, se impedirá que el dispositivo de transporte entre en el área de restricción y, en este ejemplo, también se despejará hasta el borde del área de restricción. Sin embargo, como se apreciará, el despeje puede retenerse cualquier número de celdas de red antes de que el dispositivo de transporte alcance el área de restricción. Por ejemplo, el despeje puede retenerse antes de que el dispositivo de transporte alcance el borde del área de restricción.
Opcionalmente, se pueden realizar una serie de acciones cuando la unidad de despeje 102 retiene el despeje para que el dispositivo de transporte atraviese el área de restricción. En particular, una vez que se retiene el despeje para un dispositivo de transporte, no hay una ruta despejada para que el dispositivo de transporte se mueva y, por lo tanto, una opción sería que el dispositivo de transporte simplemente dejara de moverse. Sin embargo, esto provoca un peligro en la red para otros dispositivos de transporte que deben navegar a su alrededor. Además, aún debe cumplirse la función que realiza el dispositivo de transporte. Por lo tanto, los presentes inventores han realizado una serie de soluciones ventajosas para controlar el movimiento del dispositivo de transporte una vez que se retiene el despeje.
Por ejemplo, la unidad de determinación de ruta 101 puede estar dispuesta para volver a determinar una ruta para que el dispositivo de transporte atraviese la red. La redeterminación de la ruta que se realiza en un nuevo momento puede dar como resultado que se vuelva a determinar una ruta similar, tal vez incluso atravesando la misma área de restricción porque el límite de la restricción puede haber caído por debajo del umbral predeterminado. Alternativamente, se puede volver a determinar una ruta para evitar el área de restricción para la cual se retuvo el despeje. Alternativamente, o, además, los medios de determinación de ruta 101 pueden estar dispuestos para volver a determinar las rutas de al menos dos de la pluralidad de dispositivos de transporte. De manera similar a la explicación anterior, al volver a determinar rutas para al menos dos de la pluralidad de dispositivos de transporte, los dispositivos de transporte pueden designarse en rutas que se evitan entre sí.
Como alternativa o adicionalmente, el controlador 100 puede estar dispuesto para realizar una parada controlada del dispositivo de transporte para el que se retuvo el despeje. A este respecto, una parada controlada de un dispositivo de transporte se define como la detención del dispositivo de transporte en la primera celda completa de la red en la que el dispositivo de transporte puede detenerse sin riesgo de colisión; en otras palabras, no detener el dispositivo de transporte a la mitad en una celda de la red y a la mitad en otra celda de la red. Por ejemplo, si el dispositivo de transporte puede detenerse en dos celdas de red desde una velocidad particular, entonces se ordenaría una parada controlada del dispositivo de transporte para que el dispositivo de transporte se detuviera en dos celdas de red para que esté completamente contenido dentro de una celda de la red - no sobresale en ninguna otra celda de la red. Por otro lado, si el dispositivo de transporte requiere 2,5 celdas de red para detenerse sin riesgo de colisión a una velocidad particular, se ordenará al dispositivo de transporte que se detenga en 3 celdas de red, redondeando hacia arriba el número de celdas de red. De esta manera, el dispositivo de transporte se detiene en una celda de red completa sin sobresalir en ninguna otra celda de red. Como alternativa o adicionalmente, el controlador 101 puede estar dispuesto para ordenar una parada controlada para al menos dos de la pluralidad de dispositivos de transporte. De esta manera, una serie de dispositivos de transporte se detienen sin riesgo de colisión cuando se retiene el despeje de un dispositivo de transporte para un área de restricción.
La figura 8 muestra otro ejemplo, que puede combinarse o no con las acciones que se muestran en la figura 7. En particular, en la figura 8, el límite de restricción de cuatro dispositivos de transporte en el área de restricción supera el umbral predeterminado. En consecuencia, el dispositivo de transporte en el origen 601 no puede atravesar el área de restricción. Como se describe en la figura 7, esto se logra reteniendo el despeje para que el dispositivo de transporte ingrese al área de restricción. Sin embargo, en la figura 8, los medios de determinación de ruta 101 están dispuestos para determinar una ruta 608 para el dispositivo de transporte desde el origen 601 hasta el objetivo 602 sin atravesar el área de restricción. De esta forma, el dispositivo de transporte se dirige con éxito a la ruta 608 evitando el área de restricción.
Los presentes inventores prevén que cualquiera de las acciones descritas en las figuras 7 y 8, o ambas, podrían implementarse. En otras palabras, cuando el límite de restricción de un área de restricción particular es mayor o igual a un umbral predeterminado, la unidad de determinación de ruta 101 puede determinar una ruta 608 que no atraviese el área de restricción, alternativa o adicionalmente, la unidad de despeje 102 puede estar dispuesta para retener el despeje para que el dispositivo de transporte atraviese el área de restricción.
Las figuras 9 a 11 muestran diferentes formas de medir los límites de restricción, al menos uno de los cuales es calculado por la unidad de cálculo 104 para un área de restricción particular.
Más específicamente, la figura 9 se refiere a un límite de restricción indicativo del número de dispositivos de transporte 902 en el área de restricción. Por ejemplo, la figura 9 muestra el área de restricción que comprende tres dispositivos de transporte 902. En este ejemplo, el umbral predeterminado se establece como cuatro dispositivos de transporte. En consecuencia, cuando el número de dispositivos de transporte en el área de restricción es igual a cuatro, no se permite que más dispositivos de transporte ingresen al área de restricción; sin embargo, los dispositivos de transporte que ya se encuentran en el área de restricción pueden abandonar el área de restricción o trasladarse a otros lugares dentro del área de restricción. En consecuencia, en la figura 9, solo se permite que un dispositivo de transporte más entre en el área de restricción porque el área de restricción ya comprende tres dispositivos de transporte. Por lo tanto, la celda de red vacía 903 puede ser llenada por el dispositivo de transporte 904, después de lo cual, cualquier otro dispositivo de transporte determinado para ingresar al área de restricción tendrá su despeje retenido y/o su ruta redeterminada.
La figura 10 muestra otro límite de restricción calculado como el número de dispositivos de transporte 1004 que se mueven y/o aceleran en una dirección particular en un área de restricción. En las figuras 10 y 11, los dispositivos de transporte se muestran moviéndose a una velocidad constante con una flecha de una sola punta, mientras que los dispositivos de transporte se muestran acelerando/desacelerando con una flecha de dos puntas. Además, en las figuras 10 y 11, los dispositivos de transporte se muestran moviéndose y/o acelerando en una primera dirección. Por lo tanto, el límite de restricción pertenece a la primera dirección. Sin embargo, como se apreciará, el límite de restricción y el movimiento de los dispositivos de transporte pueden aplicarse igualmente a la segunda dirección.
Por motivos de comprensión, los movimientos/aceleraciones hacia abajo de la página se definen como movimientos/aceleraciones negativos, mientras que los movimientos/aceleraciones hacia arriba de la página se definen como movimientos/aceleraciones positivos. En la figura 10, el área de restricción comprende cuatro dispositivos de transporte. Inicialmente, tres de los dispositivos de transporte 1004 se mueven y/o aceleran en una primera dirección. En particular, los dos dispositivos de transporte más a la izquierda están acelerando 1005 negativamente. El dispositivo de transporte medio se mueve positivamente a velocidad constante. El dispositivo de transporte 1002 está estacionario. En este ejemplo, el límite de restricción se define en función del número de dispositivos de transporte que se mueven y/o aceleran en una primera dirección, ya sea en dirección positiva o negativa. Sin embargo, el límite de restricción podría definirse como el número de dispositivos de transporte que se mueven y/o aceleran en una segunda dirección.
Según la figura 10, tres dispositivos de transporte se mueven y/o aceleran en una primera dirección. Más específicamente, dos dispositivos de transporte aceleran en dirección negativa y un dispositivo de transporte se mueve en dirección positiva, lo que hace un total de tres dispositivos de transporte. En este ejemplo, el umbral predeterminado puede definirse como cuatro dispositivos de transporte que se mueven en una primera dirección. Por lo tanto, cuando cuatro dispositivos de transporte se mueven/aceleran dentro del área de restricción, se retendrá el despeje para otros dispositivos de transporte y/o se determinarán rutas para evitar el área de restricción. Por ejemplo, el cuarto dispositivo de transporte 1002, que anteriormente estaba estacionario, puede comenzar a moverse (como se representa mediante la flecha 1003) en una dirección negativa dentro del área de restricción. Por lo tanto, se alcanza el umbral predeterminado de cuatro dispositivos de transporte que se mueven/aceleran en una primera dirección. En consecuencia, se retendrá el despeje y/o se determinará la ruta de un quinto dispositivo de transporte (no mostrado) para evitar el área de restricción. Sin embargo, los dispositivos de transporte que ya se están moviendo/acelerando en el área de restricción pueden continuar moviéndose/acelerando en el área de restricción y abandonar el área de restricción.
Como se apreciará, aunque la descripción anterior se refería al movimiento/aceleración de dispositivos de transporte en una primera dirección, los presentes inventores prevén que el límite de restricción puede alternativamente/adicionalmente ser el número de dispositivos de transporte que se mueven/aceleran en la segunda dirección.
La figura 11 muestra otro ejemplo no limitativo de la determinación de un límite de restricción. El límite de restricción se calcula en función de la fuerza esperada ejercida sobre un área de restricción particular por los dispositivos de transporte que aceleran/desaceleran. Más específicamente, en la figura 11, la fuerza esperada se calcula en base a los dispositivos de transporte en el área de restricción 1101 acelerando/desacelerando en la primera dirección. Por ejemplo, se muestran tres dispositivos de transporte 1104 acelerando/desacelerando en el área de restricción 1101. Un cuarto dispositivo de transporte 1102 se muestra estacionario. Los dispositivos de transporte 1104 se muestran acelerando/desacelerando por medio de flechas de dos puntas 1105. Para una descripción clara, las aceleraciones hacia abajo en la página se definen como aceleraciones negativas y las aceleraciones hacia arriba en la página se definen como aceleraciones positivas. Por lo tanto, con referencia a la figura 11, los dos dispositivos de transporte más a la izquierda aceleran en dirección negativa, mientras que el dispositivo de transporte central acelera en dirección positiva.
El límite de restricción de la fuerza esperada en el área de restricción se calcula en base a la aceleración general de los dispositivos de transporte. En particular, en este ejemplo simplificado, debido a que dos de los dispositivos de transporte están acelerando en direcciones opuestas, la unidad de cálculo 104 está dispuesta para cancelar las aceleraciones efectivas de los dispositivos de transporte que aceleran en direcciones opuestas. Por lo tanto, en el ejemplo simplificado de la figura 11, la fuerza ejercida sobre el área de restricción depende solo de la aceleración negativa de un dispositivo de transporte porque la fuerza de otros dos dispositivos de transporte puede cancelarse. Un umbral predeterminado indicativo de la fuerza ejercida sobre un área de restricción puede establecerse como dos dispositivos de transporte acelerando/desacelerando. Por lo tanto, debido a que la fuerza ejercida sobre el área de restricción solo se basa en un dispositivo de transporte, a otro dispositivo de transporte se le puede otorgar un despeje para atravesar el área de restricción y/o la unidad de determinación de ruta 101 puede determinar rutas que atraviesan el área de restricción.
En otro ejemplo, el dispositivo de transporte 1102 puede acelerar en una dirección negativa 1103. Por lo tanto, la unidad de cálculo 104 puede calcular que la fuerza ejercida sobre el área de restricción 1101 se basa ahora en dos dispositivos de transporte que aceleran porque, como se explicó anteriormente, la fuerza de las aceleraciones de dos dispositivos de transporte que aceleran en direcciones opuestas puede cancelarse. Por lo tanto, si el umbral predeterminado se establece de manera que la fuerza ejercida sobre el área de restricción 1101 sea igual a la aceleración de dos dispositivos de transporte, entonces este ejemplo adicional es igual al umbral predeterminado. Por lo tanto, en este ejemplo, a un quinto dispositivo de transporte (no mostrado) se le negaría su despeje para ingresar al área de restricción y/o se le determinaría una ruta para no atravesar el área de restricción 1101. Sin embargo, los dispositivos de transporte que ya se encuentran en el área de restricción pueden continuar acelerando y abandonar el área de restricción. De esta manera, la fuerza ejercida sobre el área de restricción 1101 se restringe para no exceder un límite de carga estructural y/o de fatiga.
Anteriormente se ha descrito un ejemplo simplificado, en el que cada dispositivo de transporte acelera exactamente como cualquier otro dispositivo de transporte, lo que permite que dos dispositivos de transporte que aceleran en direcciones opuestas se anulen exactamente. Sin embargo, en realidad, se pueden tener en cuenta una serie de factores para determinar la fuerza global sobre el área de restricción 1101 y para determinar si es igual o superior a un umbral predeterminado. Más específicamente, la fuerza calculada por la unidad de cálculo 104 se puede calcular en base al menos a una dirección de movimiento de cada dispositivo de transporte, una masa de un dispositivo de transporte, una masa de una carga útil transportada por un dispositivo de transporte, un perfil de aceleración esperado de un dispositivo de transporte, un perfil de desaceleración esperado de un dispositivo de transporte, una posibilidad de que la pluralidad de dispositivos de transporte en la red reciba la orden de detenerse al mismo tiempo, una posibilidad de que cualquiera de la pluralidad de dispositivos de transporte en la red sea ordenado a detenerse en cualquier momento arbitrario.
Como se apreciará, aunque la descripción anterior se refería a dispositivos de transporte que aceleran/desaceleran en una primera dirección, los presentes inventores prevén que el límite de restricción puede ser alternativamente/adicionalmente el número de dispositivos de transporte que aceleran/desaceleran en la segunda dirección.
La figura 12 muestra los procesos realizados por el controlador 100 de acuerdo con la primera realización como se muestra en la figura 1. En particular, el diagrama de flujo S1200 de la figura 12 muestra el control de al menos un dispositivo de transporte basado en un límite de restricción calculado en un área de restricción determinada.
La etapa S1201 determina una pluralidad de áreas de restricción en base a la red. Las áreas de restricción pertenecen a áreas de la red en las que el método S1200 controla el número de dispositivos de transporte y/o cómo se mueven. De esta forma, el método S1200 puede limitar la carga estructural y/o la carga de fatiga en la red en áreas particulares. Por ejemplo, la ubicación de las áreas de restricción puede determinarse en base a un análisis estructural y/o un análisis de fatiga de al menos uno de la red, entrepisos asociados con la red o cualquier periférico asociado con la red. Según el análisis, se puede determinar colocar un área de restricción en toda la red. De esta forma, se puede controlar la carga estática, la carga dinámica y/o la carga de corte de toda la red. En otros ejemplos, las áreas de restricción pueden estar formadas por un número predeterminado de celdas en la primera dirección y un número predeterminado de celdas en la segunda dirección. Además, se puede determinar que cada área de restricción se superponga con al menos otra área de restricción.
La etapa S1202 calcula un límite de restricción en cada área de restricción determinada. Por ejemplo, el límite de restricción puede calcularse en función del número de dispositivos de transporte en un área de restricción, el número de dispositivos de transporte que se mueven y/o aceleran en una primera/segunda dirección en un área de restricción o en función de una fuerza esperada resultante del número de dispositivos de transporte que aceleran en una primera/segunda dirección.
Más detalladamente, el límite de restricción puede ser el número absoluto de dispositivos de transporte en un área de restricción particular. Adicional o alternativamente, el límite de restricción puede ser el número absoluto de dispositivos de transporte que se mueven/aceleran en un área de restricción en una primera/segunda dirección. Adicional o alternativamente, el límite de restricción puede ser la fuerza esperada que actúa sobre el área de restricción provocada por el número de dispositivos de transporte que aceleran en una primera/segunda dirección. Con respecto al cálculo de la fuerza esperada, la etapa S1202 tiene en cuenta las aceleraciones respectivas de cada dispositivo de transporte para calcular la fuerza esperada. Por ejemplo, si dos dispositivos de transporte aceleran en direcciones opuestas con la misma magnitud y masa, entonces la fuerza ejercida sobre el área de restricción de la red por cada dispositivo de transporte puede cancelarse exactamente y, por lo tanto, la etapa S1202 puede tener esto en cuenta al calcular la fuerza esperada.
Además, la etapa S1202 al calcular una fuerza esperada puede tener en cuenta al menos uno de la dirección de movimiento de cada dispositivo de transporte, una masa de un dispositivo de transporte, una masa de una carga útil transportada por un dispositivo de transporte, un perfil de aceleración esperado de un dispositivo de transporte, un perfil de desaceleración esperado de un dispositivo de transporte, la posibilidad de que se ordene detener al mismo tiempo a la pluralidad de dispositivos de transporte en la red, la posibilidad de que se ordene a cualquiera de la pluralidad de dispositivos de transporte en la red que se detenga en cualquier momento arbitrario.
En la etapa S1203, el controlador determina una ruta para cada dispositivo de transporte desde una ubicación en la red a otra ubicación en la red que atraviesa o no atraviesa un área de restricción particular. Más específicamente, el dispositivo de transporte que pretende atravesar la red desde una ubicación a otra necesita tener una ruta determinada para su recorrido para evitar otros dispositivos de transporte. En consecuencia, la etapa S1203 determina la ruta basándose, por ejemplo, en la información de la ubicación actual de los dispositivos de transporte y en la información futura sobre las ubicaciones previstas de los dispositivos de transporte en función de las rutas que intentan seguir. Además, se puede usar otra información en la determinación de la ruta, por ejemplo, el nivel de carga de la batería, el nivel de servicio, el perfil de aceleración/desaceleración, la velocidad máxima o la distancia más corta entre las ubicaciones en la red. Como se describirá con respecto a la etapa S1205, la ruta puede determinarse en base al límite de restricción calculado en el área de restricción particular.
La etapa S1204 otorga o retiene un despeje para que cada dispositivo de transporte atraviese una porción de la ruta determinada. Aunque cada dispositivo de transporte tiene su ruta determinada por la etapa S1203, se agravarán pequeños errores en la posición exacta de cada dispositivo de transporte a medida que se recorre la ruta. Por ejemplo, diferentes perfiles de aceleración y/o velocidades de cada dispositivo de transporte en comparación con el valor esperado dan como resultado un error en la posición de cada dispositivo de transporte. Por lo tanto, se debe tener en cuenta el error compuesto de la posición de cada dispositivo de transporte. La etapa S1204 otorga o retiene un despeje para que cada dispositivo de transporte atraviese una porción de la ruta determinada, de esta manera, la etapa S1204 garantiza que cada dispositivo de transporte solo se mueva hacia las celdas de la red que se sabe que no contienen otro dispositivo de transporte para evitar conflictos entre dispositivos de transporte.
En una realización preferida, los presentes inventores han encontrado una manera preferida de tener en cuenta principalmente el error compuesto, aunque se necesita la etapa S1204 para otorgar/retener un despeje para que un dispositivo de transporte atraviese una porción de la ruta determinada. En particular, un dispositivo de transporte que se mueve desde un origen hasta un objetivo en la red realiza este movimiento con uno o más tramos. En otras palabras, la ruta determinada se divide en uno o más tramos. Cada tramo es transversal en una primera dirección constante (por ejemplo, en una dirección X constante) o en una segunda dirección constante (por ejemplo, una dirección Y constante). El método S1200 está dispuesto para permitir suficiente tolerancia en cada tramo para permitir la variación estadística no errónea en el rendimiento del dispositivo de transporte sobre la población de dispositivos de transporte; en términos de primera/segunda traslación de dirección; cambio de rueda; y variación del reloj interno; como rueda como posibles retrasos en la transmisión de las órdenes del dispositivo de transporte a los dispositivos de transporte y los mensajes de estado desde los dispositivos de transporte. Por lo tanto, la ruta determinada proporciona suficiente tolerancia de tiempo para permitir que los dispositivos de transporte (no erróneos) que lleguen tarde al final de un tramo comiencen el siguiente tramo a la hora planificada. Para el dispositivo de transporte que llega antes al final de un tramo; el dispositivo de transporte simplemente espera hasta la hora de inicio nominal del siguiente tramo; antes de empezar ese tramo.
El número de celdas de red a borrar para cada dispositivo de transporte puede depender de la velocidad del dispositivo de transporte, así como de los perfiles de aceleración/desaceleración esperados. En particular, el número de celdas de red borradas puede depender del número de celdas de red que el dispositivo de transporte necesita para detenerse a partir de su velocidad actual. Por ejemplo, si se sabe que el dispositivo de transporte (basado, por ejemplo, en su perfil de desaceleración) necesita 2,5 celdas de red para detenerse en función de su velocidad actual, entonces la etapa S1204 puede despejar 3 celdas de red para garantizar que el dispositivo de transporte, si es necesario, pueda detenerse por completo en una distancia de 3 celdas de red. De esta manera, el dispositivo de transporte también se detiene por completo dentro de una celda de la red sin sobresalir en otras celdas de la red, lo que sería un peligro para otros dispositivos de transporte. En otro ejemplo, cuando se requiere una operación de cambio de dirección del dispositivo de transporte en 2 celdas de red, entonces la etapa S1204 solo puede despejar esas 2 celdas de red para despejar el dispositivo de transporte hasta el cambio de dirección. Como se describirá con respecto a la etapa S1205, el despeje puede otorgarse o negarse en base al límite de restricción calculado en el área de restricción particular.
En la etapa 1205, al menos una de la etapa S1203 y/o la etapa S1204 realizan su acción respectiva en base al límite de restricción calculado en el área de restricción particular. Más específicamente, se otorga o retiene el despeje para un dispositivo de transporte en base al límite de restricción calculado y/o una ruta que atraviesa o no atraviesa un área de restricción se determina en base al límite de restricción calculado.
Con respecto a la etapa de otorgamiento o retención de despeje, se otorga o retiene un despeje a un dispositivo de transporte para atravesar una porción de la ruta determinada en un área de restricción particular en base al límite de restricción calculado. En un ejemplo, cuando el límite de restricción en un área de restricción particular es mayor o igual a un umbral predeterminado, entonces la etapa S1204 retiene el despeje para el dispositivo de transporte. Cuando el límite de restricción es menor que el umbral predeterminado, entonces la etapa S1204 otorga un despeje al dispositivo de transporte. De esta manera, las áreas de restricción no se sobrecargan con respecto a la carga estática, dinámica y/o de cizalladura.
Además, cuando se retiene el despeje, se pueden realizar una serie de acciones para mover el dispositivo de transporte desde su última celda de red despejada. En particular, la etapa S1203 puede determinar la ruta del dispositivo de transporte desde la última celda despejada de la red. De esta manera, la etapa S1203 puede determinar una ruta para evitar el área de restricción para la cual el dispositivo de transporte no se despejó para atravesar. De manera similar, la etapa S1203 puede determinar rutas para al menos dos de la pluralidad de dispositivos de transporte. De esta manera, las rutas de los dispositivos de transporte que pueden entrar en conflicto se determinan para evitarse entre sí. Alternativamente, se puede realizar una parada controlada del dispositivo de transporte para detener completamente el dispositivo de transporte sin riesgo de colisión dentro de una sola celda de red, por ejemplo, deteniendo el dispositivo de transporte en la última celda despejada de la red. De manera similar, se puede realizar una parada controlada de al menos dos de la pluralidad de dispositivos de transporte para asegurarse de que no haya dos dispositivos de transporte que terminen en conflicto entre sí.
Además, o alternativamente, para otorgar/retener un despeje, la etapa S1203 de determinar una ruta para el dispositivo de transporte puede ocurrir cuando el límite de restricción en un área de restricción particular es mayor o igual a un umbral predeterminado. En este caso, la etapa S1203 puede determinar una ruta para un dispositivo de transporte desde una ubicación a otra ubicación que no atraviesa un área de restricción particular. Alternativamente, cuando el límite de restricción es menor que el umbral predeterminado, la etapa S1203 puede determinar una ruta que atraviese el área de restricción particular o permitir que el dispositivo de transporte continúe a lo largo de la ruta ya determinada. De esta manera, las rutas se pueden determinar para evitar áreas de restricción particulares.
Modificaciones y variaciones
Se pueden realizar muchas modificaciones y variaciones a las realizaciones descritas anteriormente, sin apartarse del alcance de la presente invención.
En particular, los dispositivos de transporte pueden configurarse para comunicarse con el controlador 100 a través de un informe de estado para proporcionar información sobre, por ejemplo, su posición, nivel de carga de la batería, problemas de servicio, dirección de movimiento actual, si están estacionarios, moviéndose a velocidad constante o acelerando/desacelerando. En consecuencia, en una modificación, cuando la unidad de cálculo calcula un límite de restricción para un área de restricción particular en función del número de dispositivos de transporte en el área de restricción, puede utilizar el informe de estado de cada dispositivo de transporte para determinar, por ejemplo, el número de dispositivos de transporte en un área de restricción particular. De esta forma, el controlador 100 puede utilizar un mensaje que ya está siendo transmitido por el dispositivo de transporte al controlador 100 para determinar el número de dispositivos de transporte en un área de restricción. Por lo tanto, no es necesario comunicar mensajes adicionales con el controlador 100.
En otra modificación, el controlador 100 puede comprender además una unidad de control de movimiento dispuesta para controlar el movimiento de la pluralidad de dispositivos de transporte. En esta modificación, el controlador 100 controla directamente cómo se mueve cada dispositivo de transporte en lugar de órdenes más generales sobre qué ruta tomar a través de la red y si el dispositivo de transporte está despejado para atravesar un área de restricción particular. En esta modificación, el controlador 100 puede dar órdenes adicionales a cada dispositivo de transporte si se mueve en una dirección particular, si acelera/desacelera, si continúa moviéndose a una velocidad constante. De esta manera, el controlador 100 ejerce un control directo sobre cada dispositivo de transporte, lo que puede ser útil porque el controlador 100 tiene información de todos los dispositivos de transporte y, por lo tanto, puede necesitar dar órdenes directas a los motores y mecanismos de un dispositivo de transporte para evitar que otro dispositivo de transporte u otra ruta del dispositivo de transporte de una manera que el control por cada dispositivo de transporte no podría lograr.
En otra modificación, el controlador 100 puede diseñarse y certificarse para evitar cargas y/o fatiga que resultarían en un riesgo para la seguridad humana. El equipo con clasificación de seguridad garantiza que las personas que trabajan alrededor de la maquinaria no sufran daños debido a la operación normal o fallo. Por lo general, el equipo de clasificación humana requiere pruebas más rigurosas que las del equipo sin clasificación de seguridad. Además, normalmente se emplean arquitecturas informáticas alternativas. En las arquitecturas informáticas alternativas, normalmente dos procesos separados realizan la misma tarea operativa. En algunos ejemplos, los procesos se ejecutan cada uno en diferentes CPU. Cada proceso se programará de forma diferente para que no exista el mismo fallo en ambos procesos. Se proporciona un comparador en las salidas de los procesos que comparan las salidas. Si las salidas concuerdan, el resultado se utiliza para controlar los dispositivos de transporte. Sin embargo, si las salidas no están de acuerdo, entonces, en un ejemplo no limitativo, se ordenará automáticamente una parada controlada de los dispositivos de transporte y se declarará un fallo. En otro ejemplo no limitativo, si las salidas no están de acuerdo, entonces el rendimiento de los dispositivos de transporte puede degradarse, por ejemplo, al operar a una velocidad más baja. La degradación del rendimiento de los dispositivos de transporte normalmente se mantendrá hasta que se resuelva el fallo.
Las empresas minoristas en línea que venden varias líneas de productos, tal como las tiendas de comestibles y los supermercados en línea, requieren sistemas que puedan almacenar decenas o incluso cientos de miles de líneas de productos diferentes. El uso de pilas de un solo producto en tales casos puede ser poco práctico, ya que se requeriría un área de suelo muy grande para acomodar todas las pilas requeridas. Además, puede ser deseable almacenar solo pequeñas cantidades de algunos artículos, tal como productos perecederos o pedidos poco frecuentes, lo que hace que las pilas de un solo producto sean una solución ineficiente.
La solicitud de patente internacional WO 98/049075A (Autostore), cuyos contenidos se incorporan aquí por referencia, describe un sistema en el que se disponen pilas de contenedores de productos múltiples dentro de una estructura de bastidor.
La publicación PCT n.° WO2015/185628A (Ocado) describe otro sistema conocido de almacenamiento y cumplimiento en el que se disponen pilas de recipientes o contenedores dentro de una estructura de bastidor. Se accede a los recipientes o contenedores mediante dispositivos de manipulación de carga que funcionan en pistas ubicadas en la parte superior de la estructura de bastidor. Los dispositivos de manipulación de carga elevan los recipientes o contenedores fuera de las pilas, cooperando múltiples dispositivos de manipulación de carga para acceder a los recipientes o contenedores ubicados en las posiciones más bajas de la pila. Un sistema de este tipo se ilustra esquemáticamente en las figuras 13 a 16 de los dibujos adjuntos.
Como se muestra en las figuras 13 y 14, los contenedores apilables, conocidos como recipientes 10, se apilan uno encima del otro para formar pilas 12. Las pilas 12 están dispuestas en una estructura de bastidor de red 14 en un entorno de almacenamiento o fabricación. La figura 13 es una vista esquemática en perspectiva de la estructura de bastidor 14, y la figura 14 es una vista desde arriba que muestra una pila 12 de recipientes 10 dispuestos dentro de la estructura de bastidor 14. Cada recipiente 10 normalmente contiene una pluralidad de artículos de productos (no mostrados), y los artículos de productos dentro de un recipiente 10 pueden ser idénticos o pueden ser de diferentes tipos de productos dependiendo de la aplicación.
La estructura de bastidor 14 comprende una pluralidad de elementos verticales 16 que soportan unos elementos horizontales 18, 20. Un primer conjunto de elementos horizontales paralelos 18 está dispuesto perpendicularmente a un segundo conjunto de elementos horizontales paralelos 20 para formar una pluralidad de estructuras de red horizontales soportadas por los elementos verticales 16. Los elementos 16, 18, 20 normalmente se fabrican de metal. Los recipientes 10 se apilan entre los elementos 16, 18, 20 de la estructura de bastidor 14, de modo que la estructura de bastidor 14 protege contra el movimiento horizontal de las pilas 12 de recipientes 10 y guía el movimiento vertical de los recipientes 10.
El nivel superior de la estructura de bastidor 14 incluye raíles 22 dispuestos en un patrón de red en la parte superior de las pilas 12. Con referencia adicional a las figuras 15 y 16, los raíles 22 soportan una pluralidad de dispositivos robóticos de manipulación de carga 30. Un primer conjunto 22a de raíles paralelos 22 guían el movimiento de los dispositivos de manipulación de carga 30 en una primera dirección (X) a través de la parte superior de la estructura de bastidor 14, y un segundo conjunto 22b de raíles paralelos 22, dispuestos perpendicularmente al primer conjunto 22a, guían el movimiento de los dispositivos de manipulación de carga 30 en una segunda dirección (Y), perpendicular a la primera dirección. De esta manera, los raíles 22 permiten el movimiento de los dispositivos de manipulación de carga 30 lateralmente en dos dimensiones en el plano X-Y horizontal, de modo que un dispositivo de manipulación de carga 30 se puede mover a su posición sobre cualquiera de las pilas 12.
Una forma de dispositivo de manipulación de carga 30 se describe adicionalmente en la patente noruega número 317366, cuyo contenido se incorpora aquí por referencia. Las figuras 15(a) y 3(b) son vistas esquemáticas en perspectiva de un dispositivo de manipulación de carga 30 desde la parte trasera y delantera, respectivamente, y la figura 15(c) es una vista esquemática en perspectiva frontal de un dispositivo de manipulación de carga 30 que levanta un recipiente 10. Sin embargo, hay otras formas de dispositivos de manipulación de carga que se pueden usar en combinación con el sistema aquí descrito. Por ejemplo, se describe otra forma de dispositivo robótico de manipulación de carga en la publicación de Patente PCT n.° WO2015/019055, incorporado aquí por referencia, (Ocado) donde cada manipulador de carga robótico solo cubre un espacio de red de la estructura de trabajo, lo que permite una mayor densidad de manipuladores de carga y, por lo tanto, un mayor rendimiento para un sistema de tamaño determinado.
Cada dispositivo de manipulación de carga 30 comprende un vehículo 32 que está dispuesto para desplazarse en las direcciones X e Y sobre los raíles 22 de la estructura de bastidor 14, por encima de las pilas 12. Un primer conjunto de ruedas 34, que consiste en un par de ruedas 34 en la parte delantera del vehículo 32 y un par de ruedas 34 en la parte trasera del vehículo 32, está dispuesto para engranar con dos raíles adyacentes del primer conjunto 22a de raíles 22. De manera similar, un segundo conjunto de ruedas 36, que consiste en un par de ruedas 36 a cada lado del vehículo 32, está dispuesto para acoplarse con dos raíles adyacentes del segundo conjunto 22b de raíles 22. Cada conjunto de ruedas 34, 36 se puede subir y bajar, de modo que el primer conjunto de ruedas 34 o el segundo conjunto de ruedas 36 se acople con el respectivo conjunto de raíles 22a, 22b en cualquier momento.
Cuando el primer conjunto de ruedas 34 se engrana con el primer juego de raíles 22a y el segundo conjunto de ruedas 36 se levanta de los raíles 22, las ruedas 34 pueden ser accionadas por medio de un mecanismo de accionamiento (no mostrado) alojado en el vehículo 32, para mover el dispositivo de manipulación de carga 30 en la dirección X. Para mover el dispositivo de manejo de carga 30 en la dirección Y, el primer conjunto de ruedas 34 se levanta fuera de los raíles 22, y el segundo conjunto de ruedas 36 se baja para engranar con el segundo conjunto de raíles 22a. El mecanismo de accionamiento se puede usar entonces para accionar el segundo conjunto de ruedas 36 para lograr el movimiento en la dirección Y.
El dispositivo de manipulación de carga 30 está equipado con un dispositivo de elevación. El dispositivo de elevación 40 comprende una placa de agarre 39 que está suspendida del cuerpo del dispositivo de manipulación de carga 32 mediante cuatro cables 38. Los cables 38 están conectados a un mecanismo de bobinado (no mostrado) alojado dentro del vehículo 32. Los cables 38 se pueden enrollar hacia dentro o hacia fuera del dispositivo de manipulación de carga 32, de modo que la posición de la placa de agarre 39 con respecto al vehículo 32 se puede ajustar en la dirección Z.
La placa de agarre 39 está adaptada para acoplarse con la parte superior de un recipiente 10. Por ejemplo, la placa de agarre 39 puede incluir pasadores (no mostrados) que se acoplan con orificios correspondientes (no mostrados) en el borde que forma la superficie superior del recipiente 10, y clips deslizantes (no mostrados) que se acoplan con el borde para sujetar el recipiente 10. Los clips son accionados para acoplarse con el recipiente 10 mediante un mecanismo de accionamiento adecuado alojado dentro de la placa de agarre 39, que es alimentado y controlado por señales transportadas a través de los propios cables 38 o mediante un cable de control separado (no mostrado).
Para retirar un recipiente 10 de la parte superior de una pila 12, el dispositivo de manipulación de carga 30 se mueve según sea necesario en las direcciones X e Y para que la placa de agarre 39 se coloque sobre la pila 12. La placa de agarre 39 luego se baja verticalmente en la dirección Z para acoplarse con el recipiente 10 en la parte superior de la pila 12, como se muestra en la figura 15(c). La placa de agarre 39 agarra el contenedor 10 y luego se estira hacia arriba sobre los cables 38, con el recipiente 10 unido. En la parte superior de su recorrido vertical, el recipiente 10 se acomoda dentro del cuerpo del vehículo 32 y se mantiene por encima del nivel de los raíles 22. De esta forma, el dispositivo de manipulación de carga 30 se puede mover a una posición diferente en el plano X-Y, llevando el recipiente 10 junto con al mismo, para transportar el recipiente 10 a otra ubicación. Los cables 38 son lo suficientemente largos para permitir que el dispositivo de manipulación de carga 30 recupere y coloque contenedores desde cualquier nivel de una pila 12, incluyendo el nivel del suelo. El vehículo 32 es suficientemente pesado para contrarrestar el peso del recipiente 10 y permanecer estable durante el proceso de elevación. El peso del vehículo 32 puede comprender en parte baterías que se utilizan para alimentar el mecanismo de accionamiento para las ruedas 34, 36. Como se muestra en la figura 16, se proporciona una pluralidad de dispositivos de manipulación de carga 30 idénticos, de manera que cada dispositivo de manipulación de carga 30 puede funcionar simultáneamente para aumentar el rendimiento del sistema. El sistema ilustrado en la figura 16 incluye dos ubicaciones específicas, conocidas como puertos 24, en las que los recipientes 10 pueden transferirse hacia dentro o hacia fuera del sistema. Un sistema transportador adicional (no mostrado) está asociado con cada puerto 24, de modo que los recipientes 10 transportados a un puerto 24 mediante un dispositivo de manipulación de carga 30 pueden ser transferidos a otra ubicación mediante el sistema transportador, por ejemplo, a una estación de recogida (no mostrada). De manera similar, los recipientes 10 pueden ser movidos por el sistema transportador a un puerto 24 desde una ubicación externa, por ejemplo, a una estación de llenado de recipientes (no mostrada), y transportados a una pila 12 por los dispositivos de manipulación de carga 30 para reponer el stock en el sistema.
Cada dispositivo de manipulación de carga 30 puede levantar y mover un recipiente 10 a la vez. Si es necesario recuperar un recipiente 10 ("recipiente objetivo") que no está ubicado en la parte superior de una pila 12, entonces los recipientes 10 superpuestos ("recipientes no objetivo") primero deben moverse para permitir el acceso al recipiente 10 objetivo. Esto se logra en una operación denominada en lo sucesivo como "excavación".
Con referencia a la figura 16, durante una operación de excavación, uno de los dispositivos de manipulación de carga 30 levanta secuencialmente cada recipiente no objetivo 10a de la pila 12 que contiene el recipiente objetivo 10b y lo coloca en una posición vacante dentro de otra pila 12. A continuación, el dispositivo de manipulación de carga 30 puede acceder al recipiente objetivo 10b y moverlo a un puerto 24 para transporte adicional.
Cada uno de los dispositivos de manipulación de carga 30 está bajo el control de un ordenador central que puede concebirse como el controlador de acuerdo con la primera realización. Cada recipiente individual 10 en el sistema es rastreado, de manera que los recipientes 10 apropiados pueden recuperarse, transportarse y reemplazarse según sea necesario. Por ejemplo, durante una operación de excavación, se registran las ubicaciones de cada uno de los recipientes no objetivo 10a, de modo que se pueden rastrear los recipientes no objetivo 10a.
El sistema descrito con referencia a las figuras 13 a 16 tiene muchas ventajas y es adecuado para una amplia gama de operaciones de almacenamiento y recuperación. En particular, permite un almacenamiento muy denso de productos y proporciona una forma muy económica de almacenar una gran variedad de artículos diferentes en los recipientes 10, al tiempo que permite un acceso razonablemente económico a todos los recipientes 10 cuando se requiere para la recogida.
Sin embargo, existen algunos inconvenientes con dicho sistema, todos los cuales resultan de la operación de excavación descrita anteriormente que se debe realizar cuando un recipiente objetivo 10b no está en la parte superior de una pila 12.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un controlador (100) dispuesto para controlar el movimiento de una pluralidad de dispositivos de transporte, estando dispuestos la pluralidad de dispositivos de transporte para transportar contenedores, estando almacenados los contenedores en una instalación, estando dispuesta la instalación para almacenar los contenedores en una pluralidad de pilas, comprendiendo la instalación una pluralidad de trayectorias dispuestas en celdas para formar una estructura a modo de red por encima de las pilas, en el que la estructura a modo de red se extiende en una primera dirección y en una segunda dirección, estando la pluralidad de dispositivos de transporte dispuestos para operar en la estructura a modo de red, comprendiendo el controlador:
una unidad de determinación de ruta (101) dispuesta para determinar una ruta desde una ubicación en la estructura a modo de red a otra ubicación en la estructura a modo de red para cada dispositivo de transporte; una unidad de despeje (102) dispuesta para proporcionar despeje para que cada dispositivo de transporte atraviese una porción de la ruta determinada;
una unidad de determinación de áreas de restricción (103) dispuesta para determinar una pluralidad de áreas de restricción en base a la estructura a modo de red; y
una unidad de cálculo (104) dispuesta para calcular un límite de restricción en cada área de restricción, en el que al menos una de:
la unidad de despeje (102) está dispuesta además para otorgar o negar un despeje a un dispositivo de transporte para atravesar una porción de la ruta determinada en función del límite de restricción calculado en el área de restricción particular, y
la unidad de determinación de ruta (101) está dispuesta además para determinar una ruta para un dispositivo de transporte desde una ubicación a otra ubicación atravesando o no atravesando un área de restricción particular en base al límite de restricción calculado en el área de restricción particular.
caracterizado por que
la unidad de determinación de áreas de restricción (103) está dispuesta para determinar áreas de restricción en base a un análisis estructural y/o a un análisis de fatiga de al menos una de la estructura a modo de red, cualquier entrepiso asociado con la estructura a modo de red o cualquier periférico asociado con la estructura a modo de red.
2. El controlador (100) según la reivindicación 1, en el que las áreas de restricción determinadas comprenden un área de restricción que se extiende por toda la estructura a modo de red.
3. El controlador (100) según la reivindicación 1, en el que la unidad de determinación de áreas de restricción (103) está dispuesta para determinar áreas de restricción formadas a partir de un número predeterminado de celdas en la primera dirección y un número predeterminado de celdas en la segunda dirección.
4. El controlador (100) según cualquier reivindicación anterior, en el que cada área de restricción se determina para superponerse con al menos otra área de restricción.
5. El controlador (100) según cualquier reivindicación anterior, en el que al menos una de:
la unidad de despeje (102) está dispuesta para negar un despeje a un dispositivo de transporte para atravesar una porción de la ruta determinada cuando el límite de restricción en un área de restricción particular es mayor o igual a un umbral predeterminado, y para otorgar un despeje a un dispositivo de transporte para atravesar la porción de la ruta determinada cuando el límite de restricción en el área de restricción particular es menor que un umbral predeterminado; y
la unidad de determinación de ruta (101) está dispuesta para determinar una ruta para un dispositivo de transporte desde una ubicación a otra ubicación que no atraviesa un área de restricción particular cuando el límite de restricción calculado en el área de restricción particular es mayor o igual a un umbral predeterminado, y determinar una ruta para un dispositivo de transporte desde una ubicación a otra ubicación que atraviesa un área de restricción particular cuando el límite de restricción calculado en el área de restricción particular es menor que un umbral predeterminado.
6. El controlador (100) según cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de cálculo (104) está dispuesta para calcular el límite de restricción en función del número de dispositivos de transporte en un área de restricción particular.
7. El controlador (100) según cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de cálculo (104) está dispuesta además para calcular el límite de restricción en función del número de dispositivos de transporte que se mueven o aceleran en la primera y/o segunda dirección en un área de restricción particular.
8. El controlador (100) según cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de cálculo (104) está dispuesta además para calcular el límite de restricción en función de la fuerza esperada ejercida sobre un área de restricción particular de los dispositivos de transporte que aceleran o deceleran en la primera y/o segunda dirección.
9. El controlador (100) según la reivindicación 8, en el que la unidad de cálculo (104) está dispuesta además para calcular la fuerza esperada ejercida sobre un área de restricción particular en función de al menos uno de: una dirección de movimiento de cada dispositivo de transporte, una masa de un dispositivo de transporte, una masa de una carga útil transportada por un dispositivo de transporte, un perfil de aceleración esperado de un dispositivo de transporte, un perfil de desaceleración esperado de un dispositivo de transporte, una posibilidad de que se ordene a la pluralidad de dispositivos de transporte en la estructura a modo de red que se detengan al mismo tiempo, pudiendo ordenarse a cualquiera de la pluralidad de dispositivos de transporte en la estructura a modo de red que se detenga en cualquier momento arbitrario.
10. El controlador (100) según cualquier reivindicación anterior, en el que, cuando la unidad de despeje (102) determina retener el despeje a un dispositivo de transporte, la unidad de determinación de ruta (101) está dispuesta para realizar al menos uno de: volver a determinar la ruta del dispositivo de transporte, redeterminar las rutas de al menos dos de la pluralidad de dispositivos de transporte, realizar una parada controlada del dispositivo de transporte, o realizar una parada controlada de al menos dos de la pluralidad de dispositivos de transporte.
11. El controlador (100) según cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de cálculo (104) está dispuesta para determinar el número de dispositivos de transporte en respuesta a un informe de estado recibido desde cada dispositivo de transporte.
12. El controlador (100) según cualquier reivindicación anterior, comprendiendo además el controlador una unidad de control de movimiento dispuesta para controlar el movimiento de la pluralidad de dispositivos de transporte.
13. Un sistema de almacenamiento (1) que comprende:
un primer conjunto de raíles o vías paralelas (22a) que se extienden en la dirección X, y un segundo conjunto de raíles o vías paralelas (22b) que se extienden en una dirección Y transversal al primer conjunto en un plano sustancialmente horizontal para formar un patrón de red que comprende una pluralidad de espacios de red; una pluralidad de pilas (12) de contenedores ubicadas debajo de los raíles, y dispuestas de manera que cada pila esté ubicada dentro de una huella de un solo espacio de red;
una multiplicidad de dispositivos de manipulación de carga (30), estando dispuesto cada dispositivo de manipulación de carga para moverse selectivamente lateralmente en las direcciones X e Y, por encima de las pilas sobre los raíles; y
un controlador (100) según cualquier reivindicación anterior.
14. El sistema de almacenamiento (1) según la reivindicación 13, en el que cada dispositivo de manipulación de carga tiene una huella que ocupa solo un único espacio de red en el sistema de almacenamiento, de modo que un dispositivo de manipulación de carga que ocupa un espacio de red no obstruye un dispositivo de manipulación de carga que ocupa o atraviesa los espacios de red adyacentes en las direcciones X e Y.
15. Un método (S1200) para controlar el movimiento de una pluralidad de dispositivos de transporte, estando dispuestos la pluralidad de dispositivos de transporte para transportar contenedores, estando almacenados los contenedores en una instalación, estando dispuesta la instalación para almacenar los contenedores en una pluralidad de pilas, comprendiendo la instalación una pluralidad de trayectorias dispuestas en celdas para formar una estructura a modo de red por encima de las pilas, en el que la estructura a modo de red se extiende en una primera dirección y en una segunda dirección, estando la pluralidad de dispositivos de transporte dispuestos para operar en la estructura a modo de red, comprendiendo el método las etapas de:
determinar (S1201) una pluralidad de áreas de restricción en base a la estructura a modo de red; y calcular (S1202) un límite de restricción en cada área de restricción;
determinar (S1203) una ruta para cada dispositivo de transporte desde una ubicación en la estructura a modo de red a otra ubicación en la estructura a modo de red que atraviesa o no atraviesa un área de restricción particular; y
otorgar o retener (S1204) un despeje a cada dispositivo de transporte para atravesar una porción de una ruta determinada,
en el que al menos una de las etapas de determinación de una ruta o la etapa de despeje se basa en el límite de restricción calculado en el área de restricción particular,
caracterizado por que
la etapa de determinar (S1201) la pluralidad de áreas de restricción determina las áreas de restricción en base a un análisis estructural y/o a un análisis de fatiga de al menos uno de la estructura a modo de red, cualquier entrepiso asociado con la estructura a modo de red, o cualquier periférico asociado con la estructura a modo de red.
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