虚拟物流仓储系统的设计与实施

孙林林

[摘 要]在信息全球化的浪潮下，计算机技术已经渗透到人类生产、生活和消费的各个领域。仓储作为人类生产活动的重要组成部分，必然深受其影响。鉴于仓储在整个物流系统中的重要地位以及传统的物流仓储的局限性，充分借助现代信息技术，建立虚拟化的智能物流仓储系统将有效实现物流资源的优化配置，降低企业仓储成本，显著提高物流效益，促进企业的持续快速发展。

[关键词]虚拟;物流仓储;系统设计

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

1 物流仓储的发展及重要性

仓储伴随着人类生产活动的出现而产生，成为生产活动中不可或缺的一部分，其发展随着生产的不断发展而向前推进，在现代商品经济高度发展的背景下，物流业越来越受到厂商和社会的重视，由于仓储的合理性直接决定着物资流动的速度和成本，影响着资源的有效控制和管理，因此，实现由人工仓储到信息化实时智能仓储将是仓储发展的必然趋势。

纵观物流业的发展史可知，传统的仓储管理在长期被认定为简单意义上的“仓库管理”或“存货管理”。这种静态化的管理观念和模式显然越来越无法适应当今以时间和效率为标尺的现代化生产和消费模式，一种能够充分满足供应链上、下游的需求，借助现代技术对物品出入库进行实时管理和控制的智能化仓储管理系统亟待建立，該系统不再局限于有形的仓储场所，而是依靠虚拟现实技术，结合人工智能、计算机图形及仿真学、多媒体技术、网络传感技术等多种计算机技术，建立起一个完整的虚拟化的现代仓储物流系统平台。该系统的突出特点就是能够形成视觉、听觉以及触觉等多种感官模拟，使使用者如临其境，对虚拟环境中的物件进行操控，实现对资源实时、快速的控制和管理。目前，虚拟技术已广泛应用于军事、建筑、旅游、医疗等科教文卫各项事业当中。此外，虚拟技术还可应用于对仓管人员的技能培训，使仓库管理工作者更为直观地认识和把握仓储管理的工作内容和技术要点，提高培训效率，减少实际工作过程中的失误。

综上，物流仓储管理随着信息技术的发展而向虚拟和智能化方向发展，虚拟物流仓储系统的建立将极大地降低企业的仓储成本，便于仓库监控，促进物资的合理、高效流动，从而提高物流效率，增加企业整体效益。

2 虚拟漫游技术在新型物流仓储系统构建中的运用

虚拟漫游技术是依靠计算机处理复杂数据的一种现代化的虚拟“现实”技术，它既可以模拟实际可实现的环境或事物，也可模拟现实中无法达到的情境，因此，虚拟物流仓储系统即是用计算机生成并能将操作者“投射”到该虚拟情境中的以仓储物流为操作对象的人机交互平台。

仓库的建设、装卸设备的配备以及仓储管理人员成本共同构成整个物流仓储系统的主要成本，运用虚拟漫游技术，可以精确地计算设备及人员的数量和成本消耗情况，对仓储的各个区域和环节作出准确、及时的评估和预测，以便长期控制物流仓储环节的总成本。

虚拟漫游技术中的一项突出特点是三维动画演示，对整个仓储出入库环节进行生动的模拟演示，以便于对物流仓储运作环节进行较为细致的分析，找出影响仓储成本的主要环节，从而为改进业务流程提供参考数据，实现物流仓储系统的业务流程重组和优化。

通过虚拟技术的仿真演示，可以在实际仓储操作之前对货物的存储方式，提取方法和路径进行试验和选择，对不同的方法和途径进行比较分析，从而得到最佳操作方案，提高拣货人员物流操作的合理性。

3 虚拟物流仓储系统的设计流程和关键技术

虚拟漫游物流仓储系统是虚拟现实技术的最佳选择之一，它可构造出一个逼真的真实或假想空间，在一定条件下以自然互动的方式在所构造的“空间内漫游”，实现视、听、触多种感官体会，富有沉浸感和互动性。运用虚拟漫游技术建立起的漫游仓储系统需要虚拟仓储全景的建立和三维动画技术才能得以实现。逼真的仓储场景是系统得以实现和运行的载体和前提，而三维动画技术则是该系统运行的实现方式。

3.1 运用三维动画软件进行系统场景建设

由美国Autodesk公司推出的Maya三维动画软件是目前被广泛应用的高级三维动画制作软件，它可以实现较为理想的三维建模、动画和多种特效功能。采用该软件技术，可以严格按照现实中标准的仓库标准构建仓库场景，货物运输设备，货架以及工作人员等仓库中的必备物体。具体而言，可以从整体框架到局部细节对整个仓库管理环境进行“搭建”。

3.2 仓储场景中主要物体的动画设计

在该设计环节中，对象的绑定技术显得尤为重要，直接影响着动画效果和物体移动的生动性。要做到对物体动画效果的逼真模拟，首先要熟悉动画制作对象的结构特性和动作规律，如只有对仓库中装卸设备移动和运行的特征有比较准确的把握才能在演示设计中生动地体现出来，其中装卸设备在取卸货物的动态感和货物的静态性的动静结合将成为动画制作环节的重点和难点。

4 虚拟物流仓储系统的实施和维护

在基本的仓库场景和节本动画设计完成后，则可将完整的文件运用到人机交互平台系统软件中，以实现整个虚拟物流仓储系统的运行。

4.1 选择合适的人际交互虚拟软件

3D/VR技术的蓬勃发展和日益成熟使得逼真的人机交互平台搭建水平也不断得到提升。目前可使用的虚拟现实软件主要有QUEST3，Vega Prime，Virtools等可供选择，但Vega Prime由于兼容性和功能较差，应用范围相对较窄使得动画导入后的制作支持性差而较难采用，而QUEST3与Virtools在功能操作上具有相似性，但网络发布的兼容性较差，所以本文首选Virtools作为仓储系统的实现平台。采用Virtools，可以实现直观的图形化的人机交互界面，以网页格式存储，占用资源小，并且可以灵活地建立行为模块，自行制定交互脚本和相关程序，不失为虚拟系统实现的一个良好工具。

4.2 人机虚拟系统平台的制作步骤

4.2.1 模型的导入

首先要将已经制作好的数字化仓储文件和数据导入该软件系统内，此时Virtools强大的数据兼容和转换功能的优势得以清晰地体现，各种数据文件的自由转换为不同开发商根据自身需要进行后期制作提供了便利。

4.2.2 内容的导入和再创作

在源文件导入系统软件后，制作者还可根据自身需要发挥其创造性，对图形界面进行相应改进，充分实现3D动画的交互性。

4.2.3 系统执行与播放

借助Virtools软件强大的网络发布功能，在系统构建完成后，用户可以他通过互联网发布平台进行产品体验，从而让用户对该系统有切身的体会和感知。

4.2.4 场景的导入

场景的导入需要注意比例问题，还可在导入场景时为场景插入灯光效果，进一步提高虚拟仓储环境的逼真程度。

4.2.5 添加摄像机关联及鼠标键盘控制功能

摄像机关联和鼠标键盘控制是保证用户在虚拟系统漫游过程中的视角变化和实时操作，是整个系统制作完善的最后环节，這种视觉与动画的多方关联，真正实现了仓库管理环境的全方位模拟，是实现用户进行如临其境的漫游体验的重要保证。

4.3 系统的运行与维护

该系统在目前绝大多数的计算机配置下都可以实现正常运行，由于前期制作程序较为复杂，模型数量较多，运行速度较慢，因此，整个虚拟物流仓储系统运行的顺畅程度依赖于合理细致的设计和模型建立，既要考虑虚拟仓库场景的真实性和细致度，又要考虑系统运行的压力，寻求两者之间的平衡点将是未来高水平虚拟仓储系统建立的重要突破口。

5 结 论

运用计算机技术建立虚拟仿真物流仓储系统是现代物流仓储发展的必然趋势，虚拟漫游技术与现代仓储管理的有效结合就是一个典型案例。虚拟化物流仓储系统的建立和完善具有降低企业仓储成本，提高仓储效率等多种优势，智能化的仓储平台体现了物流业的与时俱进，也体现了效率与技术在当今生产和生活各环节的重要地位。但是，由于虚拟仓储系统在规划和模型建立上的复杂性，对程序和系统的依赖性，其发展、完善和广泛运用还将依靠系统功能的优化升级。

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