导语

旷视AI技术说，打造专业的AI技术分享课堂，致力于让每个人都能更便捷得获取AI+物流知识，学习AI技术，了解AI在物流领域的应用。

第一期AI技术说来自旷视研究院，主要介绍仓内智能机器人任务的分发及执行的相关内容。

旷视研究院是旷视非凡科技的源头，持续通过基础创新突破AI技术边界。以工程创新实现技术到产品的快速转化，探索用深度学习的方法开展人工智能技术研究和应用开发。

全文纯干货，约7700字，阅读约需15分钟。

目录

1.概述

2.背景介绍

3.搬运任务分发

a)业务约束

b)任务约束

c)AGV约束

d)核心匹配算法

e)搬运成本

f)任务执行

g)评价及灵敏度分析

4.泊车任务调度

5.行业名词解释

概述

本文主要介绍仓内智能机器人任务的分发及执行的相关内容。任务分发，顾名思义，针对当前待执行的一批任务（仓内场景常见任务包括搬运任务及泊车任务），为其分配可用的AGV(Automated Guided Vehicle)资源，即仓内不同场景下的任务需求与可用搬运机器人资源的匹配。AGV资源是执行任务的运力资源，因此任务分发又叫做运力分配。

一个简单的示例如下：

一个好的任务分发系统，可以充分调动机器人资源，并在运行时间、距离等方面全局或局部最优，从而达到效率最高。本文对现有机器人常见的两大类任务，即搬运任务和泊车任务，进行具体讨论，探讨搬运任务中的任务分配模式和执行策略以及泊车任务中的泊车点选择等内容。

背景介绍

随着机器人技术的不断发展、企业数字化和自动化程度的不断提升，越来越多的机器人逐渐进入仓储和生产相关领域各环节作业场景中。

虽然机器人形式多样并且应用的作业环节或者作业模式各有不同，但是所执行的基本操作或者所实现的基本功能却有共性，即完成搬运功能并在任务完成后选择合适地点泊车等待后续任务。机器人搬运任务可以抽象为将需搬运目标(比如托盘、货架、料箱和商品等) 从起始点(比如储位、提升机接驳点、上包台和货架拣选处等) 搬运至目的点(比如拣选工作站、分拣Chute口和复核打包工作站等)，泊车任务即机器人完成任务后选择合适泊车点等待，从而能够快速响应之后任务，提高作业效率。

下面我们将分别讨论机器人的这两种基本任务。

搬运任务分发

搬运任务分发

搬运任务

当前仓储和生产制造等领域，地面机器人主要实现的核心功能之一就是对物品或者容器的搬运．一条搬运任务的要素主要包括：机器人、搬运目标、起始点、中转点、目的点和行驶路线，其中：

1. 机器人：搬运任务的具体执行载体

2. 搬运目标：机器人要搬运的实体，在不同场景下其具体表现形式不唯一。比如，在货到人系统中搬运目标主要是多层货架或者托盘；在分拣场景下主要是待分拨的包裹；而在拣选支持系统中则是人工拣选出的货品

3. 起始点：机器人开始执行任务的所在点，比如泊车点或者工作站等

4. 中转点：搬运任务下必经的关键节点，而非行驶路径上的一般节点。这里的中转点往往是有业务相关的节点。比如，货到人机器人系统下的货架存放点，也就是储位点，机器人从初始点出发前往储位点搬取货架之后送到工作站；在拣选支持机器人系统中则是一系列拣选点，机器人需要经停并拣选或者搬运由人工拣选出的货品

5. 目的点：搬运目标最终需要到达的地方，比如工作站或者分拣隔口等

6. 行驶路径：依据路网连通性和道路拥堵情况等因素规划出的机器人行走路径

这里我们认为，每一条任务包含一个机器人和对应的一个搬运目标，机器人从一个起始点出发，可以经过一个或多个中转点到达一个或多个目的点。对于入库上架和回库任务，在库存系统对货架和储位进行了选择。经过库存系统和订单批处理系统处理，搬运任务中的搬运目标、中转点和目的点均已经确定。

系统层级

搬运任务的任务分发系统分为两层，分别为上层的业务约束定义和底层的核心匹配算法。

搬运任务分发

业务约束

业务约束涉及大量不同场景，需要满足不同业务要求，较为复杂。

举例说明，在执行任务分发时，待做任务可能是不同类型的，有的任务更紧急，优先级更高，需要先做；有的任务等待成本较高，因此需要为其时刻预留一定份额的运力，保证当该类任务下发时，可以立即分配运力进行搬运；闲置AGV可能存在不同类型，有的类型的AGV只能执行特定类型的任务。

由于业务要求的复杂性，对业务进行分层、细致的梳理，是对仓内搬运任务进行提效的重点。

搬运任务分发

任务约束

任务优先级

不同任务的优先级不同，具体可用以下指标衡量：

1. 任务下发/截止时间：在当前非空任务池中，不同任务存在不同的下发时间或截至时间，一般来说优先考虑截止时间，越早优先级越高；截止时间未知时，考虑下发时间。

2. 任务类型：任务按照类型划分，包含托盘入库、托盘出库、空托回库、叠托移库、阻碍托移库、料箱入库、料箱出库等。

一般来说，不同任务类型优先级满足出库任务>入库任务>理货任务，当然顺序并非绝对，主要依据业务效率要求。

3. 排队状况：以CTU入库任务为例，某个工作站可能积压了大量任务需要CTU来搬运，因此该工作站任务的优先级高于其他工作站。

优先级评分机制

对于每一个任务，都可以根据其指标属性给出一个综合打分，来评价其优先程度；分数越低，优先级越高。

对于单个指标，限定每个任务对应分数在0~1之间，且可配置。例如对于任务类型这一指标，ctu出库任务，ctu入库任务该指标的分数分别为0.5，0.8，则代表出库任务先于入库任务。

任务类型属于类别指标，对于数量（任务对应工作站排队数量）或者时间（任务截止时间）类型的指标，一种方式是根据值来排序，然后由序来拟合一个分数。例如，假设该次任务集合为A,B,C,D,E共5个任务，其截止时间按照升序为B,C,A,E,D，那么A,B,C,D,E对应序号为3/(3+1+2+5+4)或 。

不同指标同样存在优先考虑顺序，一种简单的方法是为不同指标的评分乘以一个具有显著区分度的权重，得到每个任务加权后的综合分数。