包含业务处理虚拟仓储物流系统设计

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1、包含业务处理虚拟仓储物流系统设计　　摘要：文章在以往有关虚拟漫游系统研究的基础上，结合仓储物流业务仿真处理，提出了包含业务处理的虚拟仓储物流系统，并对系统的总体框架和功能提出了设计方案。将控制系统划分成模型控制和业务控制两个子系统，并设计了基本的业务仿真处理流程。最后在对多种技术比较的基础上，对系统实施的技术选择提出了建议。关键词：虚拟现实；仓储物流；业务；故障一、引言仓储是物流系统中最重要的环节之一，其快速与安全的运营，对整个物流系统的高效运行有十分重要的意义。由于在实际运营的仓储物流系统中开展学习与培

2、训具局限性，因此，建立虚拟仓储物流系统来进行人员学习与培训变得十分必要。运用虚拟仓储物流系统，进行仓储物流学习与培训，不仅能够身临其境的感受物流环境，更能够亲手操作物流业务，还可以对各类故障与异常进行反复操作，使学习者在短期内快速熟悉物流业务，掌握物流操作规范，提高物流操作技能。8许多学者对虚拟物流系统做了深入研究。刘海霞、何黎娟基于Vrml技术，建立了虚拟物流系统，陈榕、向东则从实验室的角度，探讨了虚拟物流系统的建设问题；周晓风基于Virtools技术，提出虚拟物流系统的总体设计方案和系统构成。现有的研

3、究侧重于虚拟物流系统的开发技术以及漫游功能的实现，很少涉及物流业务功能和物流故障功能。本文将物流业务和虚拟漫游系统结合，设计了虚拟仓储物流系统的总体框架，提出了虚拟仓储物流系统的基本功能，并对系统实施技术提出了建议。二、系统的总体设计以往的研究中，多注重虚拟物流系统的漫游设计，忽视了虚拟物流系统的业务模拟功能和故障模拟功能，而这正是学习人员真正需要的。该系统在虚拟漫游的功能上，引入了业务仿真，从而实现了业务模拟和故障模拟的功能，让学习者身临其境的同时，能够按照业务流程，操作各种设备，填制各种票据，完成各种

4、货物的搬运装卸，清点与核对，实现对仓储环境的真实模拟。该系统由模型层，逻辑层和数据层三个层次构成，如图1所示。模型层负责对虚拟系统的虚拟环境进行三维构建，包括工作场景、人员、设备、货物、票据等，同时负责建立各种模型的运动和变化的三维动画。数据层负责模型数据的管理和业务数据的管理。模型数据描述虚拟场景中各种设备、人员与物品的基本信息，业务数据描述物流的出库、入库和在库业务的基本信息。8逻辑层包含两个子系统，其中模型逻辑控制系统负责控制虚拟工作人员的走动、虚拟叉车的工作、虚拟货物的移动等，业务逻辑控制系统负责

5、物流业务的生成、评价、消灭以及业务故障的处理等。经过业务仿真系统的处理，模型逻辑控制系统获取业务数据，驱动模型层的各种实体模型，完成物流业务操作，然后将业务结果返回业务逻辑控制系统，评价业务操作结果。用户与系统的交互，通过键盘和鼠标实现。键盘和鼠标事件传递给模型逻辑控制系统，通过模型逻辑控制系统来驱动三维模型。三、系统的功能设计（一）模型逻辑功能设计1.虚拟场景管理。虚拟场景管理对虚拟模型进行基础性管理。这些模型包括仓库、货架等静止物体，也包括人员、叉车、车辆、托盘以及货物等可移动物体。场景管理对所有虚拟

6、模型的大小、尺寸、位置以及光照环境等进行基础性的管理。场景管理基本功能如下：（1）根据实际场景中的尺寸比例来设置三维模型的缩放比例。（2）记录三维模型的方向和位置，包括设备的方位、货物的方位、货物的摆放姿势等。（3）对场景内部的光照系统进行调节，以模拟不同季节和天气，甚至是白天和夜晚。82.虚拟设备控制。虚拟设备主要指操作者通过键盘鼠标事件可以直接控制的虚拟对象，包括人员、电动叉车、手动叉车以及票据等。虚拟设备控制主要包括：（1）人员控制。对人的控制包括行走、跳跃、站立、拿取东西、操作设备等基本控制。虚拟

7、人的控制不仅实现模型的位置变换，更重要的是实现动作与动画的配合。（2）叉车控制。叉车的控制包括叉车的行走、转向、制动、门架系统的起降和倾斜。这些控制由程序直接操控模型零件的位置和旋转来实现。叉车控制的另一个要求是实现叉车内部视角的模拟，即模拟驾驶员的视线变化，如向左看、向后看、观察车叉等动作，这部分依靠对虚拟场景中摄像机的控制来实现。（3）票据控制。本系统将票据也视为一种设备，票据是虚拟系统里传递和记录信息的载体。物流业务的许多作业功能要依赖票据来完成，如入库单、出库单、拣货单等，都是物流作业必不可少的单

8、据。票据的控制包括票据的生成、票据的消灭以及票据的处理。票据的生成功能将物流业务仿真系统的数据转换成票据数据，并显示在票据之上；票据的消灭功能是当一个作业完成后，将票据从系统中删除；票据的处理功能完成票据的审核和票据的存储与分类。3.物理模拟。物流虚拟系统只有实现了物理模拟才能再现真实的操作场景。物8理模拟是将虚拟的三维模型赋予同实际物体相同的物理属性的功能，是实现三维仿真的关键功能。这些属性包括碰撞、重力、摩擦、质量、速度和