關(guān)于虛擬倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、商貿(mào)流通摘要:在以往有關(guān)虛擬漫禱系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)務(wù)仿真處理，提出了包含業(yè)務(wù)處理的虛擬倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的總體框架和功能提出了設(shè)計(jì)方案。將控制系統(tǒng)劃分成模型控制和業(yè)務(wù)控制兩個(gè)子系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了基本的業(yè)務(wù)仿真處理流程。最后在對(duì)多種技術(shù)比較的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)實(shí)施的技術(shù)選擇建議。關(guān)鍾詞:虛擬現(xiàn)實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)務(wù):故障一、引富倉(cāng)儲(chǔ)是物流系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)之其快速與安全的運(yùn)營(yíng)，對(duì)整個(gè)物流系統(tǒng)的高效運(yùn)行f卡分巫婆的意義。由于在實(shí)際運(yùn)泣

2、的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)申開(kāi)展學(xué)習(xí)與培iJ!I只局限性.因此，建立虛擬倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行人員學(xué)習(xí)與培訓(xùn)變得十分必鑒。運(yùn)用虛擬倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)，進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)物流學(xué)才與培訓(xùn)，不僅li~夠身臨其境的感受物流環(huán)境.更能夠親手操作物流業(yè)務(wù)，壓吁以對(duì)各~故障與異常進(jìn)行反復(fù)操作，f:史學(xué)習(xí)fitf~期內(nèi)快速熟悉物流業(yè)務(wù)，掌握物優(yōu)操作規(guī)范，提高物流技能。內(nèi)多學(xué)者對(duì)虛擬物流系統(tǒng)做了深入研究。劉海餒，何黎娟基于VrmI技術(shù)，建立了虛擬柑流系統(tǒng)，陳榕.向東貝1I從實(shí)驗(yàn)室的角度

3、，陳HJ虛擬物梳系統(tǒng)的建設(shè)同題:周曉:t.t，于Virtools技術(shù)，提出虛擬物流系統(tǒng)總體設(shè)葉污案和系統(tǒng)構(gòu)成?，F(xiàn)有的研究側(cè)重于虛擬徹械系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)技術(shù)，以及漫游功擬倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)模擬功能和故障模擬功能，而這正是學(xué)習(xí)人員真正想要的。該系統(tǒng)在虛擬漫游的功能上，引入了業(yè)務(wù)仿真，從而完成了業(yè)務(wù)模擬和故障模擬的功能，讓學(xué)習(xí)者身臨其境的同時(shí)，能夠按照業(yè)務(wù)流程，操作各種設(shè)備，填制各種票據(jù)，完成各種貨物的搬運(yùn)裝卸，清點(diǎn)與核對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境的真實(shí)模擬。

4、該系統(tǒng)由模型層，邏輯層和數(shù)據(jù)層三個(gè)層次構(gòu)成，如圖1所示。模型層負(fù)責(zé)對(duì)虛擬系統(tǒng)的虛擬環(huán)境進(jìn)行三維構(gòu)建，包括工作場(chǎng)景、人員、設(shè)備、貨物、票據(jù)等，同時(shí)負(fù)責(zé)建立各種模型的運(yùn)動(dòng)和變化的三維動(dòng)畫(huà)。數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)模型數(shù)據(jù)的管理和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理。模型數(shù)據(jù)描述虛擬場(chǎng)景中各種設(shè)備、人員與物品的基本信息，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)描述物流的出庫(kù)、入庫(kù)和在庫(kù)業(yè)務(wù)。邏輯層包含兩個(gè)子系統(tǒng)，其中模型邏輯控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制虛擬工作人員的走動(dòng).虛擬叉車的工作，虛擬貨物的移動(dòng)等。業(yè)務(wù)邏輯控制系統(tǒng)

5、負(fù)責(zé)物流業(yè)務(wù)的生成、評(píng)價(jià)、消滅以及業(yè)務(wù)故障的處理等。經(jīng)過(guò)業(yè)務(wù)仿真系統(tǒng)的處理，模型邏輯控制系統(tǒng)獲取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)模型層的各種實(shí)體模型，完成物流業(yè)務(wù)操作，然后將業(yè)務(wù)結(jié)果返國(guó)業(yè)務(wù)處理邏輯系統(tǒng)，評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)操作結(jié)果。?王慶喜用戶與系統(tǒng)的交互，通過(guò)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)。鍵盤(pán)和鼠標(biāo)事件傳遞給模型邏輯控制系統(tǒng)，通過(guò)邏輯控制系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)三維模型。三、系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)(一)模型邏輯功能設(shè)計(jì)1.虛擬場(chǎng)娛管理虛擬場(chǎng)景管理對(duì)虛擬模型進(jìn)行基礎(chǔ)性管理。這些模型包括倉(cāng)庫(kù)、貨架等靜

6、止物體，也包括人員、叉車、車輛、托盤(pán)以及貨物等可移動(dòng)物休。場(chǎng)景管理對(duì)所有虛擬模型的大小，尺寸，位置以及光照環(huán)境等進(jìn)行基礎(chǔ)性的管理。場(chǎng)景管理基本功能如下:(1)根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景中的尺寸比例來(lái)設(shè)置三維模型的縮放比例。(2)記錄三維模型的方向和位置，包括設(shè)備的方位，貨物的方位，貨物的擺放姿勢(shì)等。(3)對(duì)場(chǎng)景內(nèi)部的光照系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以模擬不同季節(jié)和天氣，甚至是白天和夜晚。2.虛擬設(shè)備控制虛擬設(shè)備主要指操作者通過(guò)鍵盤(pán)鼠標(biāo)事件可以直接控制的虛擬對(duì)象，包

7、括人員、電動(dòng)叉車、手動(dòng)叉車以及票據(jù)等。(1)人員控制。對(duì)人的控制包括行走，跳躍，站立，拿取東西，操作設(shè)備等基本控制。虛擬人的控制不僅實(shí)現(xiàn)模一一豆型的位置變換，更重要的是實(shí)現(xiàn)動(dòng)作與動(dòng)畫(huà)的配合。能的美現(xiàn)，很少涉及物流業(yè)務(wù)功能和物流|交燭陪功能本文將物流業(yè)務(wù)和虛擬漫游系l!i統(tǒng)結(jié)合，設(shè)計(jì)了虛擬倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的總體|面框架，提出f虛擬倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的基本功「二!，.L:二:一，(2)叉車控制。叉車的控制刷刷撞倒陽(yáng)業(yè)務(wù)仿真控制~↓一岳再包括叉車的行走

8、，轉(zhuǎn)向，制動(dòng)，L~f二一ζZElL門架系統(tǒng)的起降和傾斜。這些1r一一一11I控制由程序直接操控模型零件能，并對(duì)系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)提出了建議。二、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)以往的研究中，多注重虛擬物流系統(tǒng)的溫前設(shè)計(jì)，忽視了虛擬物流系統(tǒng)的業(yè)務(wù)982013年03期刊月l11“王之:“_~I口τ士:“__1I__~的位置和旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。叉車控!I基礎(chǔ)模型鼓舞業(yè)務(wù)仿真敷據(jù)I1←1數(shù)據(jù)層L________________________一一L一一制的另一個(gè)要求是實(shí)現(xiàn)叉

9、車內(nèi)回1虛擬倉(cāng)儲(chǔ)輸液系統(tǒng)總體框架部視角的模擬，即模擬駕駛員的視線變化，如向左看，向后CHN^部#fa滬用。首先VRML渲染效果和速度有限，與主流的引擎相比差距較大，模擬的虛擬環(huán)境真實(shí)感較差。其次VRML實(shí)現(xiàn)物理效果的難度較大.需要較難的算法設(shè)計(jì)與較大的代碼量。再次VRML實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的交互難度較大，還需要借助其他技術(shù)如JAVA的幫助，這無(wú)疑增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。本文建議采用成熟和先進(jìn)的虛擬引擎技術(shù)，這會(huì)在效率和效果上給系統(tǒng)實(shí)施帶來(lái)方便。如當(dāng)

10、下流行的Virtoo!s，Unity3D等等，不僅能夠很好的渲染逼真的虛擬場(chǎng)景，又擁有好用的物理引擎，同時(shí)還能通過(guò)內(nèi)置代碼無(wú)縫的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的交互功能。(三)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)問(wèn)前主流的數(shù)據(jù)庫(kù)，都能夠滿足系統(tǒng)的要求，如sqlserver，acleMySQL等等，還有一些輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)如SQLite也是不錯(cuò)的選悔。重量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)起大量數(shù)據(jù)的處理，而輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)則具有速度快，節(jié)省資源，嵌入式等優(yōu)點(diǎn)。作為單機(jī)系統(tǒng)，我們建議使用SQL肘，嵌入式的特點(diǎn)會(huì)

11、更適合安裝與維護(hù)，而作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).建議重量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，強(qiáng)大的功能可以支持復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)功能。五、結(jié)論虛擬物流系統(tǒng)的功能不應(yīng)局限于虛擬漫游，還應(yīng)該通過(guò)物流業(yè)務(wù)和故障的真實(shí)模擬，還原物流系統(tǒng)的真實(shí)功能。本文將業(yè)務(wù)處理引人到虛擬倉(cāng)儲(chǔ)物流體系之中，提出了虛擬倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)方案，并對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了意見(jiàn)。本文僅針對(duì)單機(jī)單人系統(tǒng)提出了設(shè)計(jì)思路，但并未探討多人的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，這會(huì)成為后續(xù)的研究方向。參考文獻(xiàn).1.劉

12、海霞，李仁旺，楊貴，張鵬舉.基于VRML與Java3D的交互式虛擬物.t系統(tǒng)m.計(jì)算機(jī)工程，2008(21)2何黎俑，商慶渝，張沂泉.基于VRML的物流分棟H統(tǒng)虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)m.物流科技.2007(02).3.陳榕.虛擬現(xiàn)，實(shí)技術(shù)在物流實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用日].物流科技，2010(04).4.向東.虛擬仿真物流實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)構(gòu)想回.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010(05)5.周曉風(fēng).基于MAYA和V1RTOOLS的虛擬倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)(01.上海

13、交通大學(xué)，2011作者單位:沈陽(yáng)工程學(xué)院吾，觀察叉車等動(dòng)作，這部分出對(duì)虛擬場(chǎng)中攝像機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。(3)票據(jù)控制。4:系統(tǒng)將票據(jù)也視為一種設(shè)備。票據(jù)是虛擬系統(tǒng)里傳遞和記錄信息的載體。物流業(yè)務(wù)的許多作~Il功能要依鞠票據(jù)來(lái)完成。如人庫(kù)單，出庫(kù)單，揀貨咆等，都是物流作業(yè)必不口I少的單掘。祟據(jù)的控制包恬票據(jù)的生成、票據(jù)的消滅以及罵罵~l的處理。票據(jù)的生成功能將物流業(yè)務(wù)仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成票據(jù)數(shù)據(jù).并顯示在票據(jù)之上票掘的消滅功能是唱一個(gè)作業(yè)完成

14、后，將票據(jù)從系統(tǒng)中刪除票據(jù)的處理功能完成票據(jù)的審核和票據(jù)的存儲(chǔ)與分類。3.物理模擬物流虛擬系統(tǒng)只有實(shí)現(xiàn)了物理模擬才能再現(xiàn)真實(shí)的操作場(chǎng)景。物理模擬是將虛擬的三維模塑賦予同實(shí)際物體具有相同物理屬性的功能，是實(shí)現(xiàn)三維仿真的關(guān)鍵功能。這些屬性包括碰撞、道力、摩擦、質(zhì)量、速度和慣性。碰捕模擬使所自肉眼所見(jiàn)的三維模裂之間相互碰撞耐不穿越重力模擬使所布有質(zhì)量的物體郁妥地心引力的影響摩擦模擬使三維模型之間產(chǎn)生摩擦，從而能夠?qū)崿F(xiàn)物體的移動(dòng)和放置質(zhì)鍾模擬的

15、作用在于改變?nèi)S?；哪Σ僚c慣性等物理屬性速度模擬可以描述物體或設(shè)備的移動(dòng)方式慣性模擬叮以描述物體的加速和減速以及物體發(fā)生碰撩時(shí)的變化情況。(二)業(yè)務(wù)仿真功能業(yè)務(wù)的仿真功能自業(yè)務(wù)生成、業(yè)務(wù)評(píng)價(jià)、業(yè)務(wù)悄滅和業(yè)務(wù)故障管理組成，基本流程如圖2所示。1業(yè)務(wù)生成業(yè)務(wù)生成功能根據(jù)業(yè)務(wù)調(diào)度算法從業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取符合條件的業(yè)務(wù)，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳遞給業(yè)務(wù)故障管理系統(tǒng)，流程如圖3所示。出時(shí)間序列計(jì)算模塊計(jì)算出所有業(yè)務(wù)的發(fā)生時(shí)間，并將時(shí)間序列傳遞給時(shí)間讀取模塊

16、。時(shí)間讀取模塊從時(shí)間序列中依次讀取業(yè)務(wù)發(fā)生時(shí)間，時(shí)間到達(dá)模塊隨時(shí)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)時(shí)間是否到這.若未到達(dá)，貝IJ繼續(xù)讀取當(dāng)前時(shí)間，若到達(dá)，貝IJ計(jì)算業(yè)務(wù)的隨機(jī)序列號(hào)，并由業(yè)務(wù)讀取模塊從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，傳送給故障管理模塊。2.業(yè)務(wù)故障管理業(yè)務(wù)故障管理的功能之一是生成與本次業(yè)務(wù)相關(guān)的故障數(shù)據(jù)，并將故障數(shù)據(jù)加入到業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之中，使業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中包含故障，并將數(shù)據(jù)傳遞給模型邏輯控制系統(tǒng)。業(yè)務(wù)故障管理的另一個(gè)功能是計(jì)算得出正確的故障處理結(jié)果.并將結(jié)果

17、交給業(yè)務(wù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。3.業(yè)務(wù)評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)評(píng)價(jià)功能的任務(wù)比較單一，將模塑邏輯控制系統(tǒng)傳遞來(lái)的操作結(jié)果與業(yè)務(wù)故障管理系統(tǒng)傳遞來(lái)的正確結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，以評(píng)價(jià)本次業(yè)務(wù)的操作是否正確，同時(shí)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤作業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)。4.業(yè)務(wù)消滅業(yè)務(wù)消滅的任務(wù)是判斷當(dāng)前業(yè)務(wù)是否結(jié)束，如果結(jié)束.貝IJ從系統(tǒng)中刪除當(dāng)前業(yè)務(wù)任務(wù)，并將本次業(yè)務(wù)的所布數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。四、系統(tǒng)的技術(shù)選鐮(一)模型創(chuàng)作技術(shù)模型的制作技術(shù)可選的比較多，主流的三維模型制作工具如3DMAX，MAYA等均可。此項(xiàng)技

18、術(shù)并不是本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，但也要注意兩方面問(wèn)題:一是模型制作不口I過(guò)于復(fù)雜。本系統(tǒng)包含的物體數(shù)量較多，不但有數(shù)量較多的設(shè)備，而目有數(shù)量龐大的貨物模型，過(guò)于復(fù)雜的模型設(shè)計(jì)，將帶來(lái)較大的系統(tǒng)負(fù)荷。二是部分模型需要進(jìn)行動(dòng)畫(huà)處理，所選癢的技術(shù)應(yīng)支持動(dòng)畫(huà)的制作和后期處理。(二)模型控制與業(yè)務(wù)控制技術(shù)此項(xiàng)技術(shù)選摔余地很大，文獻(xiàn)里采用VRML的較多，但本文并不提倡使業(yè)務(wù)生成流程困圖399中國(guó)集體經(jīng)濟(jì)一岳雖匾號(hào)召壺bE主E業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)作業(yè)數(shù)據(jù)最價(jià)結(jié)果業(yè)務(wù)仿