虛擬物流倉儲系統的設計與實施

孫林林

[摘 要]在信息全球化的浪潮下，計算機技術已經滲透到人類生產、生活和消費的各個領域。倉儲作為人類生產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中的重要地位以及傳統的物流倉儲的局限性，充分借助現代信息技術，建立虛擬化的智能物流倉儲系統將有效實現物流資源的優化配置，降低企業倉儲成本，顯著提高物流效益，促進企業的持續快速發展。

[關鍵詞]虛擬;物流倉儲;系統設計

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

1 物流倉儲的發展及重要性

倉儲伴隨著人類生產活動的出現而產生，成為生產活動中不可或缺的一部分，其發展隨著生產的不斷發展而向前推進，在現代商品經濟高度發展的背景下，物流業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，實現由人工倉儲到信息化實時智能倉儲將是倉儲發展的必然趨勢。

縱觀物流業的發展史可知，傳統的倉儲管理在長期被認定為簡單意義上的“倉庫管理”或“存貨管理”。這種靜態化的管理觀念和模式顯然越來越無法適應當今以時間和效率為標尺的現代化生產和消費模式，一種能夠充分滿足供應鏈上、下游的需求，借助現代技術對物品出入庫進行實時管理和控制的智能化倉儲管理系統亟待建立，該系統不再局限于有形的倉儲場所，而是依靠虛擬現實技術，結合人工智能、計算機圖形及仿真學、多媒體技術、網絡傳感技術等多種計算機技術，建立起一個完整的虛擬化的現代倉儲物流系統平臺。該系統的突出特點就是能夠形成視覺、聽覺以及觸覺等多種感官模擬，使使用者如臨其境，對虛擬環境中的物件進行操控，實現對資源實時、快速的控制和管理。目前，虛擬技術已廣泛應用于軍事、建筑、旅游、醫療等科教文衛各項事業當中。此外，虛擬技術還可應用于對倉管人員的技能培訓，使倉庫管理工作者更為直觀地認識和把握倉儲管理的工作內容和技術要點，提高培訓效率，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的發展而向虛擬和智能化方向發展，虛擬物流倉儲系統的建立將極大地降低企業的倉儲成本，便于倉庫監控，促進物資的合理、高效流動，從而提高物流效率，增加企業整體效益。

2 虛擬漫游技術在新型物流倉儲系統構建中的運用

虛擬漫游技術是依靠計算機處理復雜數據的一種現代化的虛擬“現實”技術，它既可以模擬實際可實現的環境或事物，也可模擬現實中無法達到的情境，因此，虛擬物流倉儲系統即是用計算機生成并能將操作者“投射”到該虛擬情境中的以倉儲物流為操作對象的人機交互平臺。

倉庫的建設、裝卸設備的配備以及倉儲管理人員成本共同構成整個物流倉儲系統的主要成本，運用虛擬漫游技術，可以精確地計算設備及人員的數量和成本消耗情況，對倉儲的各個區域和環節作出準確、及時的評估和預測，以便長期控制物流倉儲環節的總成本。

虛擬漫游技術中的一項突出特點是三維動畫演示，對整個倉儲出入庫環節進行生動的模擬演示，以便于對物流倉儲運作環節進行較為細致的分析，找出影響倉儲成本的主要環節，從而為改進業務流程提供參考數據，實現物流倉儲系統的業務流程重組和優化。

通過虛擬技術的仿真演示，可以在實際倉儲操作之前對貨物的存儲方式，提取方法和路徑進行試驗和選擇，對不同的方法和途徑進行比較分析，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 虛擬物流倉儲系統的設計流程和關鍵技術

虛擬漫游物流倉儲系統是虛擬現實技術的最佳選擇之一，它可構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造的“空間內漫游”，實現視、聽、觸多種感官體會，富有沉浸感和互動性。運用虛擬漫游技術建立起的漫游倉儲系統需要虛擬倉儲全景的建立和三維動畫技術才能得以實現。逼真的倉儲場景是系統得以實現和運行的載體和前提，而三維動畫技術則是該系統運行的實現方式。

3.1 運用三維動畫軟件進行系統場景建設

由美國Autodesk公司推出的Maya三維動畫軟件是目前被廣泛應用的高級三維動畫制作軟件，它可以實現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，可以嚴格按照現實中標準的倉庫標準構建倉庫場景，貨物運輸設備，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節對整個倉庫管理環境進行“搭建”。

3.2 倉儲場景中主要物體的動畫設計

在該設計環節中，對象的綁定技術顯得尤為重要，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構特性和動作規律，如只有對倉庫中裝卸設備移動和運行的特征有比較準確的把握才能在演示設計中生動地體現出來，其中裝卸設備在取卸貨物的動態感和貨物的靜態性的動靜結合將成為動畫制作環節的重點和難點。

4 虛擬物流倉儲系統的實施和維護

在基本的倉庫場景和節本動畫設計完成后，則可將完整的文件運用到人機交互平臺系統軟件中，以實現整個虛擬物流倉儲系統的運行。

4.1 選擇合適的人際交互虛擬軟件

3D/VR技術的蓬勃發展和日益成熟使得逼真的人機交互平臺搭建水平也不斷得到提升。目前可使用的虛擬現實軟件主要有QUEST3，Vega Prime，Virtools等可供選擇，但Vega Prime由于兼容性和功能較差，應用范圍相對較窄使得動畫導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，但網絡發布的兼容性較差，所以本文首選Virtools作為倉儲系統的實現平臺。采用Virtools，可以實現直觀的圖形化的人機交互界面，以網頁格式存儲，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程序，不失為虛擬系統實現的一個良好工具。

4.2 人機虛擬系統平臺的制作步驟

4.2.1 模型的導入

首先要將已經制作好的數字化倉儲文件和數據導入該軟件系統內，此時Virtools強大的數據兼容和轉換功能的優勢得以清晰地體現，各種數據文件的自由轉換為不同開發商根據自身需要進行后期制作提供了便利。

4.2.2 內容的導入和再創作

在源文件導入系統軟件后，制作者還可根據自身需要發揮其創造性，對圖形界面進行相應改進，充分實現3D動畫的交互性。

4.2.3 系統執行與播放

借助Virtools軟件強大的網絡發布功能，在系統構建完成后，用戶可以他通過互聯網發布平臺進行產品體驗，從而讓用戶對該系統有切身的體會和感知。

4.2.4 場景的導入

場景的導入需要注意比例問題，還可在導入場景時為場景插入燈光效果，進一步提高虛擬倉儲環境的逼真程度。

4.2.5 添加攝像機關聯及鼠標鍵盤控制功能

攝像機關聯和鼠標鍵盤控制是保證用戶在虛擬系統漫游過程中的視角變化和實時操作，是整個系統制作完善的最后環節，這種視覺與動畫的多方關聯，真正實現了倉庫管理環境的全方位模擬，是實現用戶進行如臨其境的漫游體驗的重要保證。

4.3 系統的運行與維護

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

5 結 論

運用計算機技術建立虛擬仿真物流倉儲系統是現代物流倉儲發展的必然趨勢，虛擬漫游技術與現代倉儲管理的有效結合就是一個典型案例。虛擬化物流倉儲系統的建立和完善具有降低企業倉儲成本，提高倉儲效率等多種優勢，智能化的倉儲平臺體現了物流業的與時俱進，也體現了效率與技術在當今生產和生活各環節的重要地位。但是，由于虛擬倉儲系統在規劃和模型建立上的復雜性，對程序和系統的依賴性，其發展、完善和廣泛運用還將依靠系統功能的優化升級。

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