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曠視AI技術說，打造專業的AI技術分享課堂，致力于讓每個人都能更便捷得獲取AI+物流知識，學習AI技術，了解AI在物流領域的應用。

第一期AI技術說來自曠視研究院，主要介紹倉內智能機器人任務的分發及執行的相關內容。

曠視研究院是曠視非凡科技的源頭，持續通過基礎創新突破AI技術邊界。以工程創新實現技術到產品的快速轉化，探索用深度學習的方法開展人工智能技術研究和應用開發。

全文純干貨，約7700字，閱讀約需15分鐘。

目錄

1.概述

2.背景介紹

3.搬運任務分發

a)業務約束

b)任務約束

c)AGV約束

d)核心匹配算法

e)搬運成本

f)任務執行

g)評價及靈敏度分析

4.泊車任務調度

5.行業名詞解釋

概述

本文主要介紹倉內智能機器人任務的分發及執行的相關內容。任務分發，顧名思義，針對當前待執行的一批任務（倉內場景常見任務包括搬運任務及泊車任務），為其分配可用的AGV(Automated Guided Vehicle)資源，即倉內不同場景下的任務需求與可用搬運機器人資源的匹配。AGV資源是執行任務的運力資源，因此任務分發又叫做運力分配。

一個簡單的示例如下：

一個好的任務分發系統，可以充分調動機器人資源，并在運行時間、距離等方面全局或局部最優，從而達到效率最高。本文對現有機器人常見的兩大類任務，即搬運任務和泊車任務，進行具體討論，探討搬運任務中的任務分配模式和執行策略以及泊車任務中的泊車點選擇等內容。

背景介紹

隨著機器人技術的不斷發展、企業數字化和自動化程度的不斷提升，越來越多的機器人逐漸進入倉儲和生產相關領域各環節作業場景中。

雖然機器人形式多樣并且應用的作業環節或者作業模式各有不同，但是所執行的基本操作或者所實現的基本功能卻有共性，即完成搬運功能并在任務完成后選擇合適地點泊車等待后續任務。機器人搬運任務可以抽象為將需搬運目標(比如托盤、貨架、料箱和商品等) 從起始點(比如儲位、提升機接駁點、上包臺和貨架揀選處等) 搬運至目的點(比如揀選工作站、分揀Chute口和復核打包工作站等)，泊車任務即機器人完成任務后選擇合適泊車點等待，從而能夠快速響應之后任務，提高作業效率。

下面我們將分別討論機器人的這兩種基本任務。

搬運任務分發

搬運任務分發

搬運任務

當前倉儲和生產制造等領域，地面機器人主要實現的核心功能之一就是對物品或者容器的搬運．一條搬運任務的要素主要包括：機器人、搬運目標、起始點、中轉點、目的點和行駛路線，其中：

1. 機器人：搬運任務的具體執行載體

2. 搬運目標：機器人要搬運的實體，在不同場景下其具體表現形式不唯一。比如，在貨到人系統中搬運目標主要是多層貨架或者托盤；在分揀場景下主要是待分撥的包裹；而在揀選支持系統中則是人工揀選出的貨品

3. 起始點：機器人開始執行任務的所在點，比如泊車點或者工作站等

4. 中轉點：搬運任務下必經的關鍵節點，而非行駛路徑上的一般節點。這里的中轉點往往是有業務相關的節點。比如，貨到人機器人系統下的貨架存放點，也就是儲位點，機器人從初始點出發前往儲位點搬取貨架之后送到工作站；在揀選支持機器人系統中則是一系列揀選點，機器人需要經停并揀選或者搬運由人工揀選出的貨品

5. 目的點：搬運目標最終需要到達的地方，比如工作站或者分揀隔口等

6. 行駛路徑：依據路網連通性和道路擁堵情況等因素規劃出的機器人行走路徑

這里我們認為，每一條任務包含一個機器人和對應的一個搬運目標，機器人從一個起始點出發，可以經過一個或多個中轉點到達一個或多個目的點。對于入庫上架和回庫任務，在庫存系統對貨架和儲位進行了選擇。經過庫存系統和訂單批處理系統處理，搬運任務中的搬運目標、中轉點和目的點均已經確定。

系統層級

搬運任務的任務分發系統分為兩層，分別為上層的業務約束定義和底層的核心匹配算法。

搬運任務分發

業務約束

業務約束涉及大量不同場景，需要滿足不同業務要求，較為復雜。

舉例說明，在執行任務分發時，待做任務可能是不同類型的，有的任務更緊急，優先級更高，需要先做；有的任務等待成本較高，因此需要為其時刻預留一定份額的運力，保證當該類任務下發時，可以立即分配運力進行搬運；閑置AGV可能存在不同類型，有的類型的AGV只能執行特定類型的任務。

由于業務要求的復雜性，對業務進行分層、細致的梳理，是對倉內搬運任務進行提效的重點。

搬運任務分發

任務約束

任務優先級

不同任務的優先級不同，具體可用以下指標衡量：

1. 任務下發/截止時間：在當前非空任務池中，不同任務存在不同的下發時間或截至時間，一般來說優先考慮截止時間，越早優先級越高；截止時間未知時，考慮下發時間。

2. 任務類型：任務按照類型劃分，包含托盤入庫、托盤出庫、空托回庫、疊托移庫、阻礙托移庫、料箱入庫、料箱出庫等。

一般來說，不同任務類型優先級滿足出庫任務>入庫任務>理貨任務，當然順序并非絕對，主要依據業務效率要求。

3. 排隊狀況：以CTU入庫任務為例，某個工作站可能積壓了大量任務需要CTU來搬運，因此該工作站任務的優先級高于其他工作站。

優先級評分機制

對于每一個任務，都可以根據其指標屬性給出一個綜合打分，來評價其優先程度；分數越低，優先級越高。

對于單個指標，限定每個任務對應分數在0~1之間，且可配置。例如對于任務類型這一指標，ctu出庫任務，ctu入庫任務該指標的分數分別為0.5，0.8，則代表出庫任務先于入庫任務。

任務類型屬于類別指標，對于數量（任務對應工作站排隊數量）或者時間（任務截止時間）類型的指標，一種方式是根據值來排序，然后由序來擬合一個分數。例如，假設該次任務集合為A,B,C,D,E共5個任務，其截止時間按照升序為B,C,A,E,D，那么A,B,C,D,E對應序號為3/(3+1+2+5+4)或 。

不同指標同樣存在優先考慮順序，一種簡單的方法是為不同指標的評分乘以一個具有顯著區分度的權重，得到每個任務加權后的綜合分數。