虛擬物流倉儲系統(tǒng)的設(shè)計與實施

孫林林

[摘 要]在信息全球化的浪潮下，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透到人類生產(chǎn)、生活和消費(fèi)的各個領(lǐng)域。倉儲作為人類生產(chǎn)活動的重要組成部分，必然深受其影響。鑒于倉儲在整個物流系統(tǒng)中的重要地位以及傳統(tǒng)的物流倉儲的局限性，充分借助現(xiàn)代信息技術(shù)，建立虛擬化的智能物流倉儲系統(tǒng)將有效實現(xiàn)物流資源的優(yōu)化配置，降低企業(yè)倉儲成本，顯著提高物流效益，促進(jìn)企業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]虛擬;物流倉儲;系統(tǒng)設(shè)計

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.11.090

1 物流倉儲的發(fā)展及重要性

倉儲伴隨著人類生產(chǎn)活動的出現(xiàn)而產(chǎn)生，成為生產(chǎn)活動中不可或缺的一部分，其發(fā)展隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展而向前推進(jìn)，在現(xiàn)代商品經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的背景下，物流業(yè)越來越受到廠商和社會的重視，由于倉儲的合理性直接決定著物資流動的速度和成本，影響著資源的有效控制和管理，因此，實現(xiàn)由人工倉儲到信息化實時智能倉儲將是倉儲發(fā)展的必然趨勢。

縱觀物流業(yè)的發(fā)展史可知，傳統(tǒng)的倉儲管理在長期被認(rèn)定為簡單意義上的“倉庫管理”或“存貨管理”。這種靜態(tài)化的管理觀念和模式顯然越來越無法適應(yīng)當(dāng)今以時間和效率為標(biāo)尺的現(xiàn)代化生產(chǎn)和消費(fèi)模式，一種能夠充分滿足供應(yīng)鏈上、下游的需求，借助現(xiàn)代技術(shù)對物品出入庫進(jìn)行實時管理和控制的智能化倉儲管理系統(tǒng)亟待建立，該系統(tǒng)不再局限于有形的倉儲場所，而是依靠虛擬現(xiàn)實技術(shù)，結(jié)合人工智能、計算機(jī)圖形及仿真學(xué)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)等多種計算機(jī)技術(shù)，建立起一個完整的虛擬化的現(xiàn)代倉儲物流系統(tǒng)平臺。該系統(tǒng)的突出特點(diǎn)就是能夠形成視覺、聽覺以及觸覺等多種感官模擬，使使用者如臨其境，對虛擬環(huán)境中的物件進(jìn)行操控，實現(xiàn)對資源實時、快速的控制和管理。目前，虛擬技術(shù)已廣泛應(yīng)用于軍事、建筑、旅游、醫(yī)療等科教文衛(wèi)各項事業(yè)當(dāng)中。此外，虛擬技術(shù)還可應(yīng)用于對倉管人員的技能培訓(xùn)，使倉庫管理工作者更為直觀地認(rèn)識和把握倉儲管理的工作內(nèi)容和技術(shù)要點(diǎn)，提高培訓(xùn)效率，減少實際工作過程中的失誤。

綜上，物流倉儲管理隨著信息技術(shù)的發(fā)展而向虛擬和智能化方向發(fā)展，虛擬物流倉儲系統(tǒng)的建立將極大地降低企業(yè)的倉儲成本，便于倉庫監(jiān)控，促進(jìn)物資的合理、高效流動，從而提高物流效率，增加企業(yè)整體效益。

2 虛擬漫游技術(shù)在新型物流倉儲系統(tǒng)構(gòu)建中的運(yùn)用

虛擬漫游技術(shù)是依靠計算機(jī)處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的一種現(xiàn)代化的虛擬“現(xiàn)實”技術(shù)，它既可以模擬實際可實現(xiàn)的環(huán)境或事物，也可模擬現(xiàn)實中無法達(dá)到的情境，因此，虛擬物流倉儲系統(tǒng)即是用計算機(jī)生成并能將操作者“投射”到該虛擬情境中的以倉儲物流為操作對象的人機(jī)交互平臺。

倉庫的建設(shè)、裝卸設(shè)備的配備以及倉儲管理人員成本共同構(gòu)成整個物流倉儲系統(tǒng)的主要成本，運(yùn)用虛擬漫游技術(shù)，可以精確地計算設(shè)備及人員的數(shù)量和成本消耗情況，對倉儲的各個區(qū)域和環(huán)節(jié)作出準(zhǔn)確、及時的評估和預(yù)測，以便長期控制物流倉儲環(huán)節(jié)的總成本。

虛擬漫游技術(shù)中的一項突出特點(diǎn)是三維動畫演示，對整個倉儲出入庫環(huán)節(jié)進(jìn)行生動的模擬演示，以便于對物流倉儲運(yùn)作環(huán)節(jié)進(jìn)行較為細(xì)致的分析，找出影響倉儲成本的主要環(huán)節(jié)，從而為改進(jìn)業(yè)務(wù)流程提供參考數(shù)據(jù)，實現(xiàn)物流倉儲系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程重組和優(yōu)化。

通過虛擬技術(shù)的仿真演示，可以在實際倉儲操作之前對貨物的存儲方式，提取方法和路徑進(jìn)行試驗和選擇，對不同的方法和途徑進(jìn)行比較分析，從而得到最佳操作方案，提高揀貨人員物流操作的合理性。

3 虛擬物流倉儲系統(tǒng)的設(shè)計流程和關(guān)鍵技術(shù)

虛擬漫游物流倉儲系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的最佳選擇之一，它可構(gòu)造出一個逼真的真實或假想空間，在一定條件下以自然互動的方式在所構(gòu)造的“空間內(nèi)漫游”，實現(xiàn)視、聽、觸多種感官體會，富有沉浸感和互動性。運(yùn)用虛擬漫游技術(shù)建立起的漫游倉儲系統(tǒng)需要虛擬倉儲全景的建立和三維動畫技術(shù)才能得以實現(xiàn)。逼真的倉儲場景是系統(tǒng)得以實現(xiàn)和運(yùn)行的載體和前提，而三維動畫技術(shù)則是該系統(tǒng)運(yùn)行的實現(xiàn)方式。

3.1 運(yùn)用三維動畫軟件進(jìn)行系統(tǒng)場景建設(shè)

由美國Autodesk公司推出的Maya三維動畫軟件是目前被廣泛應(yīng)用的高級三維動畫制作軟件，它可以實現(xiàn)較為理想的三維建模、動畫和多種特效功能。采用該軟件技術(shù)，可以嚴(yán)格按照現(xiàn)實中標(biāo)準(zhǔn)的倉庫標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建倉庫場景，貨物運(yùn)輸設(shè)備，貨架以及工作人員等倉庫中的必備物體。具體而言，可以從整體框架到局部細(xì)節(jié)對整個倉庫管理環(huán)境進(jìn)行“搭建”。

3.2 倉儲場景中主要物體的動畫設(shè)計

在該設(shè)計環(huán)節(jié)中，對象的綁定技術(shù)顯得尤為重要，直接影響著動畫效果和物體移動的生動性。要做到對物體動畫效果的逼真模擬，首先要熟悉動畫制作對象的結(jié)構(gòu)特性和動作規(guī)律，如只有對倉庫中裝卸設(shè)備移動和運(yùn)行的特征有比較準(zhǔn)確的把握才能在演示設(shè)計中生動地體現(xiàn)出來，其中裝卸設(shè)備在取卸貨物的動態(tài)感和貨物的靜態(tài)性的動靜結(jié)合將成為動畫制作環(huán)節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

4 虛擬物流倉儲系統(tǒng)的實施和維護(hù)

在基本的倉庫場景和節(jié)本動畫設(shè)計完成后，則可將完整的文件運(yùn)用到人機(jī)交互平臺系統(tǒng)軟件中，以實現(xiàn)整個虛擬物流倉儲系統(tǒng)的運(yùn)行。

4.1 選擇合適的人際交互虛擬軟件

3D/VR技術(shù)的蓬勃發(fā)展和日益成熟使得逼真的人機(jī)交互平臺搭建水平也不斷得到提升。目前可使用的虛擬現(xiàn)實軟件主要有QUEST3，Vega Prime，Virtools等可供選擇，但Vega Prime由于兼容性和功能較差，應(yīng)用范圍相對較窄使得動畫導(dǎo)入后的制作支持性差而較難采用，而QUEST3與Virtools在功能操作上具有相似性，但網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的兼容性較差，所以本文首選Virtools作為倉儲系統(tǒng)的實現(xiàn)平臺。采用Virtools，可以實現(xiàn)直觀的圖形化的人機(jī)交互界面，以網(wǎng)頁格式存儲，占用資源小，并且可以靈活地建立行為模塊，自行制定交互腳本和相關(guān)程序，不失為虛擬系統(tǒng)實現(xiàn)的一個良好工具。

4.2 人機(jī)虛擬系統(tǒng)平臺的制作步驟

4.2.1 模型的導(dǎo)入

首先要將已經(jīng)制作好的數(shù)字化倉儲文件和數(shù)據(jù)導(dǎo)入該軟件系統(tǒng)內(nèi)，此時Virtools強(qiáng)大的數(shù)據(jù)兼容和轉(zhuǎn)換功能的優(yōu)勢得以清晰地體現(xiàn)，各種數(shù)據(jù)文件的自由轉(zhuǎn)換為不同開發(fā)商根據(jù)自身需要進(jìn)行后期制作提供了便利。

4.2.2 內(nèi)容的導(dǎo)入和再創(chuàng)作

在源文件導(dǎo)入系統(tǒng)軟件后，制作者還可根據(jù)自身需要發(fā)揮其創(chuàng)造性，對圖形界面進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，充分實現(xiàn)3D動畫的交互性。

4.2.3 系統(tǒng)執(zhí)行與播放

借助Virtools軟件強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能，在系統(tǒng)構(gòu)建完成后，用戶可以他通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布平臺進(jìn)行產(chǎn)品體驗，從而讓用戶對該系統(tǒng)有切身的體會和感知。

4.2.4 場景的導(dǎo)入

場景的導(dǎo)入需要注意比例問題，還可在導(dǎo)入場景時為場景插入燈光效果，進(jìn)一步提高虛擬倉儲環(huán)境的逼真程度。

4.2.5 添加攝像機(jī)關(guān)聯(lián)及鼠標(biāo)鍵盤控制功能

攝像機(jī)關(guān)聯(lián)和鼠標(biāo)鍵盤控制是保證用戶在虛擬系統(tǒng)漫游過程中的視角變化和實時操作，是整個系統(tǒng)制作完善的最后環(huán)節(jié)，這種視覺與動畫的多方關(guān)聯(lián)，真正實現(xiàn)了倉庫管理環(huán)境的全方位模擬，是實現(xiàn)用戶進(jìn)行如臨其境的漫游體驗的重要保證。

4.3 系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)

該系統(tǒng)在目前絕大多數(shù)的計算機(jī)配置下都可以實現(xiàn)正常運(yùn)行，由于前期制作程序較為復(fù)雜，模型數(shù)量較多，運(yùn)行速度較慢，因此，整個虛擬物流倉儲系統(tǒng)運(yùn)行的順暢程度依賴于合理細(xì)致的設(shè)計和模型建立，既要考慮虛擬倉庫場景的真實性和細(xì)致度，又要考慮系統(tǒng)運(yùn)行的壓力，尋求兩者之間的平衡點(diǎn)將是未來高水平虛擬倉儲系統(tǒng)建立的重要突破口。

5 結(jié) 論

運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)建立虛擬仿真物流倉儲系統(tǒng)是現(xiàn)代物流倉儲發(fā)展的必然趨勢，虛擬漫游技術(shù)與現(xiàn)代倉儲管理的有效結(jié)合就是一個典型案例。虛擬化物流倉儲系統(tǒng)的建立和完善具有降低企業(yè)倉儲成本，提高倉儲效率等多種優(yōu)勢，智能化的倉儲平臺體現(xiàn)了物流業(yè)的與時俱進(jìn)，也體現(xiàn)了效率與技術(shù)在當(dāng)今生產(chǎn)和生活各環(huán)節(jié)的重要地位。但是，由于虛擬倉儲系統(tǒng)在規(guī)劃和模型建立上的復(fù)雜性，對程序和系統(tǒng)的依賴性，其發(fā)展、完善和廣泛運(yùn)用還將依靠系統(tǒng)功能的優(yōu)化升級。

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