關于虛擬倉儲物流系統(tǒng)設計

1、商貿流通摘要:在以往有關虛擬漫禱系統(tǒng)研究的基礎上，結合倉儲物流業(yè)務仿真處理，提出了包含業(yè)務處理的虛擬倉儲物流系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的總體框架和功能提出了設計方案。將控制系統(tǒng)劃分成模型控制和業(yè)務控制兩個子系統(tǒng)，并設計了基本的業(yè)務仿真處理流程。最后在對多種技術比較的基礎上，提出了系統(tǒng)實施的技術選擇建議。關鍾詞:虛擬現(xiàn)實倉儲物流業(yè)務:故障一、引富倉儲是物流系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)之其快速與安全的運營，對整個物流系統(tǒng)的高效運行f卡分巫婆的意義。由于在實際運泣

2、的倉儲物流系統(tǒng)申開展學習與培iJ!I只局限性.因此，建立虛擬倉儲物流系統(tǒng)來進行人員學習與培訓變得十分必鑒。運用虛擬倉儲物流系統(tǒng)，進行倉儲物流學才與培訓，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，壓吁以對各~故障與異常進行反復操作，f:史學習fitf~期內快速熟悉物流業(yè)務，掌握物優(yōu)操作規(guī)范，提高物流技能。內多學者對虛擬物流系統(tǒng)做了深入研究。劉海餒，何黎娟基于VrmI技術，建立了虛擬柑流系統(tǒng)，陳榕.向東貝1I從實驗室的角度

3、，陳HJ虛擬物梳系統(tǒng)的建設同題:周曉:t.t，于Virtools技術，提出虛擬物流系統(tǒng)總體設葉污案和系統(tǒng)構成?，F(xiàn)有的研究側重于虛擬徹械系統(tǒng)的開發(fā)技術，以及漫游功擬倉儲物流系統(tǒng)設計模擬功能和故障模擬功能，而這正是學習人員真正想要的。該系統(tǒng)在虛擬漫游的功能上，引入了業(yè)務仿真，從而完成了業(yè)務模擬和故障模擬的功能，讓學習者身臨其境的同時，能夠按照業(yè)務流程，操作各種設備，填制各種票據(jù)，完成各種貨物的搬運裝卸，清點與核對，實現(xiàn)對倉儲環(huán)境的真實模擬。

4、該系統(tǒng)由模型層，邏輯層和數(shù)據(jù)層三個層次構成，如圖1所示。模型層負責對虛擬系統(tǒng)的虛擬環(huán)境進行三維構建，包括工作場景、人員、設備、貨物、票據(jù)等，同時負責建立各種模型的運動和變化的三維動畫。數(shù)據(jù)層負責模型數(shù)據(jù)的管理和業(yè)務數(shù)據(jù)的管理。模型數(shù)據(jù)描述虛擬場景中各種設備、人員與物品的基本信息，業(yè)務數(shù)據(jù)描述物流的出庫、入庫和在庫業(yè)務。邏輯層包含兩個子系統(tǒng)，其中模型邏輯控制系統(tǒng)負責控制虛擬工作人員的走動.虛擬叉車的工作，虛擬貨物的移動等。業(yè)務邏輯控制系統(tǒng)

5、負責物流業(yè)務的生成、評價、消滅以及業(yè)務故障的處理等。經過業(yè)務仿真系統(tǒng)的處理，模型邏輯控制系統(tǒng)獲取業(yè)務數(shù)據(jù)，驅動模型層的各種實體模型，完成物流業(yè)務操作，然后將業(yè)務結果返國業(yè)務處理邏輯系統(tǒng)，評價業(yè)務操作結果。?王慶喜用戶與系統(tǒng)的交互，通過鍵盤和鼠標實現(xiàn)。鍵盤和鼠標事件傳遞給模型邏輯控制系統(tǒng)，通過邏輯控制系統(tǒng)來驅動三維模型。三、系統(tǒng)的功能設計(一)模型邏輯功能設計1.虛擬場娛管理虛擬場景管理對虛擬模型進行基礎性管理。這些模型包括倉庫、貨架等靜

6、止物體，也包括人員、叉車、車輛、托盤以及貨物等可移動物休。場景管理對所有虛擬模型的大小，尺寸，位置以及光照環(huán)境等進行基礎性的管理。場景管理基本功能如下:(1)根據(jù)實際場景中的尺寸比例來設置三維模型的縮放比例。(2)記錄三維模型的方向和位置，包括設備的方位，貨物的方位，貨物的擺放姿勢等。(3)對場景內部的光照系統(tǒng)進行調節(jié)，以模擬不同季節(jié)和天氣，甚至是白天和夜晚。2.虛擬設備控制虛擬設備主要指操作者通過鍵盤鼠標事件可以直接控制的虛擬對象，包

7、括人員、電動叉車、手動叉車以及票據(jù)等。(1)人員控制。對人的控制包括行走，跳躍，站立，拿取東西，操作設備等基本控制。虛擬人的控制不僅實現(xiàn)模一一豆型的位置變換，更重要的是實現(xiàn)動作與動畫的配合。能的美現(xiàn)，很少涉及物流業(yè)務功能和物流|交燭陪功能本文將物流業(yè)務和虛擬漫游系l!i統(tǒng)結合，設計了虛擬倉儲物流系統(tǒng)的總體|面框架，提出f虛擬倉儲物流系統(tǒng)的基本功「二!，.L:二:一，(2)叉車控制。叉車的控制刷刷撞倒陽業(yè)務仿真控制~↓一岳再包括叉車的行走

8、，轉向，制動，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，并對系統(tǒng)實施技術提出了建議。二、系統(tǒng)的總體設計以往的研究中，多注重虛擬物流系統(tǒng)的溫前設計，忽視了虛擬物流系統(tǒng)的業(yè)務982013年03期刊月l11“王之:“_~I口τ士:“__1I__~的位置和旋轉來實現(xiàn)。叉車控!I基礎模型鼓舞業(yè)務仿真敷據(jù)I1←1數(shù)據(jù)層L________________________一一L一一制的另一個要求是實現(xiàn)叉

9、車內回1虛擬倉儲輸液系統(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)境真實感較差。其次VRML實現(xiàn)物理效果的難度較大.需要較難的算法設計與較大的代碼量。再次VRML實現(xiàn)復雜的交互難度較大，還需要借助其他技術如JAVA的幫助，這無疑增加了系統(tǒng)的復雜程度。本文建議采用成熟和先進的虛擬引擎技術，這會在效率和效果上給系統(tǒng)實施帶來方便。如當

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景，又擁有好用的物理引擎，同時還能通過內置代碼無縫的實現(xiàn)復雜的交互功能。(三)數(shù)據(jù)庫技術問前主流的數(shù)據(jù)庫，都能夠滿足系統(tǒng)的要求，如sqlserver，acleMySQL等等，還有一些輕量級數(shù)據(jù)庫如SQLite也是不錯的選悔。重量級數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)起大量數(shù)據(jù)的處理，而輕量級數(shù)據(jù)庫則具有速度快，節(jié)省資源，嵌入式等優(yōu)點。作為單機系統(tǒng)，我們建議使用SQL肘，嵌入式的特點會

11、更適合安裝與維護，而作為網絡系統(tǒng).建議重量級數(shù)據(jù)庫，強大的功能可以支持復雜的網絡功能。五、結論虛擬物流系統(tǒng)的功能不應局限于虛擬漫游，還應該通過物流業(yè)務和故障的真實模擬，還原物流系統(tǒng)的真實功能。本文將業(yè)務處理引人到虛擬倉儲物流體系之中，提出了虛擬倉儲物流系統(tǒng)的總體設計和功能設計方案，并對系統(tǒng)實現(xiàn)的技術進行了對比分析，提出了意見。本文僅針對單機單人系統(tǒng)提出了設計思路，但并未探討多人的網絡系統(tǒng)設計思路，這會成為后續(xù)的研究方向。參考文獻.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.計算機工程，2008(21)2何黎俑，商慶渝，張沂泉.基于VRML的物流分棟H統(tǒng)虛擬場景設計m.物流科技.2007(02).3.陳榕.虛擬現(xiàn)，實技術在物流實驗室中的應用日].物流科技，2010(04).4.向東.虛擬仿真物流實驗室的建設構想回.實驗科學與技術，2010(05)5.周曉風.基于MAYA和V1RTOOLS的虛擬倉儲物流系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)(01.上海

13、交通大學，2011作者單位:沈陽工程學院吾，觀察叉車等動作，這部分出對虛擬場中攝像機的控制來實現(xiàn)。(3)票據(jù)控制。4:系統(tǒng)將票據(jù)也視為一種設備。票據(jù)是虛擬系統(tǒng)里傳遞和記錄信息的載體。物流業(yè)務的許多作~Il功能要依鞠票據(jù)來完成。如人庫單，出庫單，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)務仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉換成票據(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)的存儲與分類。3.物理模擬物流虛擬系統(tǒng)只有實現(xiàn)了物理模擬才能再現(xiàn)真實的操作場景。物理模擬是將虛擬的三維模塑賦予同實際物體具有相同物理屬性的功能，是實現(xiàn)三維仿真的關鍵功能。這些屬性包括碰撞、道力、摩擦、質量、速度和慣性。碰捕模擬使所自肉眼所見的三維模裂之間相互碰撞耐不穿越重力模擬使所布有質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生摩擦，從而能夠實現(xiàn)物體的移動和放置質鍾模擬的

15、作用在于改變三維模稽的摩擦與慣性等物理屬性速度模擬可以描述物體或設備的移動方式慣性模擬叮以描述物體的加速和減速以及物體發(fā)生碰撩時的變化情況。(二)業(yè)務仿真功能業(yè)務的仿真功能自業(yè)務生成、業(yè)務評價、業(yè)務悄滅和業(yè)務故障管理組成，基本流程如圖2所示。1業(yè)務生成業(yè)務生成功能根據(jù)業(yè)務調度算法從業(yè)務數(shù)據(jù)庫中抽取符合條件的業(yè)務，并將業(yè)務數(shù)據(jù)傳遞給業(yè)務故障管理系統(tǒng)，流程如圖3所示。出時間序列計算模塊計算出所有業(yè)務的發(fā)生時間，并將時間序列傳遞給時間讀取模塊

16、。時間讀取模塊從時間序列中依次讀取業(yè)務發(fā)生時間，時間到達模塊隨時監(jiān)測業(yè)務時間是否到這.若未到達，貝IJ繼續(xù)讀取當前時間，若到達，貝IJ計算業(yè)務的隨機序列號，并由業(yè)務讀取模塊從數(shù)據(jù)庫中讀取對應的業(yè)務數(shù)據(jù)，傳送給故障管理模塊。2.業(yè)務故障管理業(yè)務故障管理的功能之一是生成與本次業(yè)務相關的故障數(shù)據(jù)，并將故障數(shù)據(jù)加入到業(yè)務數(shù)據(jù)之中，使業(yè)務數(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)務故障管理的另一個功能是計算得出正確的故障處理結果.并將結果

17、交給業(yè)務評價系統(tǒng)。3.業(yè)務評價業(yè)務評價功能的任務比較單一，將模塑邏輯控制系統(tǒng)傳遞來的操作結果與業(yè)務故障管理系統(tǒng)傳遞來的正確結果進行比對，以評價本次業(yè)務的操作是否正確，同時統(tǒng)計錯誤作業(yè)的相關數(shù)據(jù)。4.業(yè)務消滅業(yè)務消滅的任務是判斷當前業(yè)務是否結束，如果結束.貝IJ從系統(tǒng)中刪除當前業(yè)務任務，并將本次業(yè)務的所布數(shù)據(jù)進行保存。四、系統(tǒng)的技術選鐮(一)模型創(chuàng)作技術模型的制作技術可選的比較多，主流的三維模型制作工具如3DMAX，MAYA等均可。此項技

18、術并不是本系統(tǒng)的關鍵技術，但也要注意兩方面問題:一是模型制作不口I過于復雜。本系統(tǒng)包含的物體數(shù)量較多，不但有數(shù)量較多的設備，而目有數(shù)量龐大的貨物模型，過于復雜的模型設計，將帶來較大的系統(tǒng)負荷。二是部分模型需要進行動畫處理，所選癢的技術應支持動畫的制作和后期處理。(二)模型控制與業(yè)務控制技術此項技術選摔余地很大，文獻里采用VRML的較多，但本文并不提倡使業(yè)務生成流程困圖399中國集體經濟一岳雖匾號召壺bE主E業(yè)務數(shù)據(jù)作業(yè)數(shù)據(jù)最價結果業(yè)務仿