立体仓库仿真方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及智能仓储技术领域，尤其是涉及一种立体仓库仿真方法、装置及系统。

背景技术

目前，随着物流行业的不断发展，智能仓储已经是解决物流行业货物储存、运输效率的最关键部分。为了实现智能仓储，各式各样的大型智能仓库不断建立起来，从货物的储存、运输、转运等各个环节全部实现智能化。但是由于目前智能仓库均是根据经验进行设计的，因此无法知晓智能仓库的整体运行情况，导致花巨资建立的智能仓库往往达不到预期的效果，并且智能仓储设备的工作效率也无法达到最大化。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种立体仓库仿真方法、装置及系统，从而解决现有技术中根据经验设计的立体仓库无法达到预期效果的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种立体仓库仿真方法，所述方法包括：

构建立体仓库的仿真模型，所述仿真模型包括三维模型和仓储管理模型；

通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真；

显示所述仿真模型的运行参数。

可选地，通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真，包括：

调用所述仓储管理模型，确定目标存储库位；

调用所述三维模型，将待存储物料存储在所述目标存储库位上。

可选地，调用所述仓储管理模型，确定目标存储库位，包括：

判断是否存在空闲库位，若存在，则确定其中一个所述空闲库位为所述目标存储库位，若不存在，输出提示信息。

可选地，通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真，包括：

调用所述仓储管理模型，确定目标提取库位；

调用所述仓储管理模型，判断能否直接提取所述目标提取库位上的物料，若能，则将目标提取库位信息输出至所述三维模型，若不能，则确定阻碍物料提取的第一存储库位信息和空闲库位信息，并依次将所述第一存储库位信息、所述空闲库位信息和所述目标提取库位信息输出至所述三维模型；

调用所述三维模型，直接提取所述目标提取库位上的物料，或者，将所述第一存储库位上的物料提取至所述空闲库位之后，提取所述目标提取库位上的物料。

可选地，构建立体仓库的仿真模型中的三维模型，包括：

根据用户输入的第一信息生成所述立体仓库中的各个目标仿真对象；

确定所述目标仿真对象的仿真动作，以构建所述三维模型。

可选地，根据用户输入的第一信息生成所述立体仓库中的各个目标仿真对象，包括：

在仿真模块库中提取初始仿真对象；

调整所述初始仿真对象的第一参数，生成所述目标仿真对象，所述第一参数包括以下至少一项：

仿真对象位置；

仿真对象尺寸；

仿真对象的移动速度；

仿真对象的安全距离；

仿真对象的数量。

第二方面，本申请实施例还提供一种立体仓库仿真系统，包括：处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的立体仓库仿真方法。

第三方面，本申请实施例还提供一种立体仓库仿真装置，包括：

构建模块，用于构建立体仓库的仿真模型，所述仿真模型包括三维模型和仓储管理模型；

仿真模块，用于通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真；

显示模块，用于显示所述仿真模型的运行参数。

第四方面，本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述的立体仓库仿真方法的步骤。

本申请的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本申请实施例的立体仓库仿真方法，首先，构建立体仓库的仿真模型，所述仿真模型包括三维模型和仓储管理模型；其次，通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真；最后，显示所述仿真模型的运行参数。如此，实现了在建立立体仓库之前，对立体仓库进行仿真，以根据仿真结果对立体仓库的各项参数进行调整，使得最终建立的立体仓库能够达到预期的效果。

附图说明

图1为本申请实施例的立体仓库仿真方法的流程示意图；

图2为本申请实施例的立体仓库仿真装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的立体仓库仿真方法、装置及系统进行详细地说明。

在对本申请实施例进行说明之前，首先对相关的仿真内容进行说明：

自动化立体仓库，又称自动化高架仓库，一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备自动地进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间自动储存货物，故常形象地将其成为自动化“立体仓库”。

自动化了立体仓库主要由货架、堆垛机、自动控制系统和计算机管理系统及其配套的周边设备组成。货架主要用来存储单元货物，根据货物的存放数量不同，分为单排货架、双排货架、多排货架，通常所说和所用的都是单排货架，本申请实施例则主要是对双伸位自动化立体库采用的双排货架的仿真；堆垛机主要用于货架外围设备和货架货格之间货物的存取，根据存储货物的货架数量不同，分为单伸堆垛机和双伸堆垛机，本申请实施例主要是对双伸堆垛机的仿真；自动控制系统和计算机管理系统，用于完成设备的自动作业、货架上货格的自动分配、货物与货格的管理等。

双伸位立体库系统与普通的单伸位立体库系统的主要区别在货架和堆垛机上，双伸位堆垛机是指一台堆垛机负责巷道左右两侧各两排货架(即共四排货架，也称双伸货架)上货物的存取操作，而传统设计方案只是由一台堆垛机负责巷道两侧各一排货架上货物的存取操作。因为双伸货架涉及到内外侧两排货架的存取，如果要对外侧(远离巷道一侧)货位进行操作，而内侧(与巷道近的一侧)有货物或托盘，则必须将内侧货物或托盘放置在根据存储逻辑寻找到的空闲库位，待外侧货位操作完成后再将空闲库位的货物或托盘放回原位。

如图1所示，为本申请实施例的立体仓库仿真方法的流程示意图之一，该方法包括：

步骤101，构建立体仓库的仿真模型，所述仿真模型包括三维模型和仓储管理模型；

这里，需要说明的是，本步骤具体可以为在Plant Simulation软件中构建仿真模型，其中，Plant Simulation，是由eM-Plant发展过来的一款西门子公司旗下的三维绘图软件(工厂仿真软件)，使用户可以在实现制造业企业数字化工厂建设过程中，对数字化三维工厂仿真技术的能力补充，实现对自动化立体仓库的仿真，以优化生产物流系统与工艺。

步骤102，通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真；

本步骤中，通过对仓储管理模型和三维模型的调用，实现了在仿真软件中对自动化立体仓库的仿真过程，避免了搭建实体立体仓库的模型，同时也避免从零开始搭建仿真立体仓库的模型，提高了自动化立体仓库的仿真效率。

步骤103，显示所述仿真模型的运行参数。

本步骤中，通过显示仿真模型的运行参数，使得用户能够基于显示的运行参数，了解立体仓库的运行过程，以实现对立体仓库的进一步优化，从而使得搭建的立体仓库能够达到用户预期的效果。

本申请实施例的立体仓库仿真方法，首先，构建立体仓库的仿真模型，所述仿真模型包括三维模型和仓储管理模型；其次，通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真；最后，显示所述仿真模型的运行参数。如此，实现了在建立立体仓库之前，对立体仓库进行仿真，以根据仿真结果对立体仓库的各项参数进行调整，使得最终建立的立体仓库能够达到预期的效果，提高了立体仓库搭建效率和搭建的立体仓库的质量。

也就是说，本申请实施例在实际使用中，通过对仿真模型输入参数(第一信息)后，运行仿真模型得出仿真结果数据，用户将仿真结果数据和实际需求指标进行对比，若存在差异，则可以通过调整输入参数，继续进行仿真，直至最后输入至仿真模型的参数得出的结果达到实际需求指标。

作为一个可选的实现方式，步骤102，通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真，包括：

调用所述仓储管理模型，确定目标存储库位；

本步骤中，仓储管理系统(WareHouse Management System，WMS)模型，在本申请中是指双伸式自动化立体仓库仿真模块库中的一个模块，负责给Racklane模块提供物料的存储位置信息。

具体的，仓储管理模型内设置有存储逻辑；通过运行所述存储逻辑，仓储管理模型能够确定用于存储物料的目标存储库位。

其中，所述存储逻辑包括：判断是否存在第二空闲库位，若存在，则输出目标存储库位，若不存在，则输出提示信息。

调用所述三维模型，将待存储物料存储在所述目标存储库位上。

本步骤具体可以为，三维模型中的用于运输物料的仿真对象沿着预先设置好的X方向和Z方向移动至目标存储路径，在移动到目标存储库位后，还可以沿着Y方向伸缩用于将物料放置于目标存储库位的部件(如，叉子)，使得到达目标存储库位时用于存储物料的部件与目标存储库位相适配，实现将物料放置于目标存储库位上。

本可选实现方式中，通过调用仓储管理模型，以在物料存储的仿真过程中运行存储逻辑，确定目标存储库位；最终调用三维模型，以将物料存储在目标存储库位上，如此，实现了对双伸库位的立体仓库的存取过程的仿真，以在搭建大型的双伸库位的立体仓库之前，充分了解其工作参数和工作效率，以使得搭建的双伸库位的立体仓库能够达到用户的预期效果。

作为一个具体的实现方式，调用所述仓储管理模型，确定目标存储库位，包括：

判断是否存在空闲库位，若存在，则确定其中一个所述空闲库位为所述目标存储库位，若不存在，输出提示信息。

本步骤中，仓储管理模型在对物料存储过程进行仿真时，首先判断三维模型中是否存在空闲库位(没有存储物料的库位)，在确定存在空闲库位的情况下，可以选择其中的一个空闲库位作为目标存储库位；而若判断没有空闲库位的情况下，则输出当前没有可存储物料的库位的提示信息。

具体的，在存储货物时，可以按以下顺序判断是否存在空闲库位，从仓库的面向物料入口的最左侧货架为第一个，最右侧货架为最后一个，依次为序号为货架1、货架2、货架3、货架4。靠近物料出入口处为第一列，靠近地面的为第一层。先从货架1的第一列第一层到第一列最后一层，依次到最后一列；寻找完货架1后，然后到货架4、货架2、货架3。若存在，则确定找到的第一个空闲库位为所述目标存储库位；若不存在，则输出提示信息。

亦即，在仿真过程中，可以根据预先设置的规则依次在各个货架上查询空闲库位，本申请实施例可以确定查询到的第一个空闲库位为目标存储库位，或者，在查询到多个空闲库位的情况下，选择其中一个适合所述物料的库位作为目标存储库位，本申请对此不做限定。

作为另一个可选的实现方式，步骤102，通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真，包括：

第一，调用所述仓储管理模型，确定目标提取库位；

第二，调用所述仓储管理模型，判断能否直接提取所述目标提取库位上的物料，若能，则将目标提取库位信息输出至所述三维模型，若不能，则确定阻碍物料提取的第一存储库位信息和空闲库位信息，并依次将所述第一存储库位信息、所述空闲库位信息和所述目标提取库位信息输出至所述三维模型；

具体的，仓储管理模型内设置有提取逻辑；所述提取逻辑包括：首先，确定目标库位；其次，判断能否直接提取目标库位上的物料，若能，则输出目标提取库位信息，若不能，则确定阻碍物料提取的第一存储库位，并输出第一存储库位信息，输出第一存储库位信息之后，再输出空闲库位信息，最后，输出目标库位信息。如此，可以将第一存储库位上的物料转移至空闲库位后再提取目标库位上的物料。如前所述的双伸位立体库系统的工作过程，由于一台堆垛机负责一条巷道左右两侧各两排货架，因此，在堆垛机从远离巷道的货架上提取货物时，需要判断与其相邻的靠近巷道的货架上是否存储有物料，若存储有物料，则需要将物料转移至不影响物料提取的空闲库位上。

第三，调用所述三维模型，直接提取所述目标提取库位上的物料，或者，将所述第一存储库位上的物料提取至所述空闲库位之后，提取所述目标提取库位上的物料。

这里，对双伸式自动化立体库库位的工作过程进行说明：

入库基本流程为：首先，堆垛机接收到入库指令后，移动到入库口；其次，将入库物料送到货架内的指定货位(目标存储库位)。

出库基本流程为：

堆垛机首先运行至目标提取库位，将同位内侧托盘取出；运行到空闲库位，然后堆垛机再次运行到目标提取库位，将目标提取库位的托盘取出送至出库口。

也就是说，本申请实施例在仿真存储物料的过程时，若目标存储库位内侧的库位存储有物料，则需要将内侧库位的物料送至空闲库位(不在提取路径上的空闲库位)，如此，可以实现物料的提取。

作为一个可选的实现方式，步骤101中，构建立体仓库的仿真模型中的三维模型，包括：

根据用户输入的第一信息生成所述立体仓库中的各个目标仿真对象；

本步骤中，第一信息可以为用户在第一显示界面上的第一操作，如：拖拽操作、单击操作、双击操作等，具体的，第一显示界面上显示有模块库中的各个模块，用户可以对当前需要的模块进行操作，以使当前需要的模块显示在软件的设计区域，以便于用户对其进行操作或处理；

确定所述目标仿真对象的仿真动作，以构建所述三维模型；

具体的，本步骤中，仿真动作包括但不限于以下动作：存储动作、提取动作。这里，需要说明的是，立体仓库的三维模型中的仿真对象包括但不限于以下内容：货架、堆垛机、料箱、托盘、输送机、穿梭机。

作为一个具体的实现方式，根据用户输入的第一信息生成所述立体仓库中的各个目标仿真对象，包括：

在仿真模块库中提取初始仿真对象；

这里，需要说明的是“初始仿真对象”可以为仿真模块库中的标准对象。

调整所述初始仿真对象的第一参数，生成所述目标仿真对象，所述第一参数包括以下至少一项：

仿真对象位置；

仿真对象尺寸；

仿真对象的移动速度；

仿真对象的安全距离；

仿真对象的数量。

也就是说，本具体的实现方式中，通过对仿真模块库中的仿真对象的各个参数进行调整，以获得该立体仓库中的各个仿真对象，如此，避免用户每次进行立体仓库仿真时均需要生成各个仿真对象，提高了仿真效率。

这里，需要说明的是，本申请实施例可以让用户在实行立体仓库仿真时，只需要将双伸式自动化立体仓库仿真模块库导入到仿真模型当中，再调用当中的模块即可实现双伸式自动化立体仓库的仿真，实现了对双伸式自动化立体仓库的快速仿真，以获得其工作参数。

下面，以一个具体实例对本申请实施例进行说明：

在某印刷包装工厂中央立体仓库项目中，存储货物库位624个，如果采用单伸式自动化立体仓库，需要8个巷道，巷道长度需要167米；如果采用双伸式自动化立体仓库，只需要4个巷道，巷道长度只需84.8米，巷道式堆垛起重机路程直接减少一半，通过结合仿真手段优化货物的出入库逻辑，减少了4台升降机的采购成本、货物的出入口速度提升38％。

另外，以四个存储对象为例，对本申请实施例仿真过程的存取逻辑进行说明：

存储物料时，可以先存储满外侧存储对象后再将物料存储于内侧存储货柜。取物料时，优先在内侧存储对象中取物料，如果物料在外侧存储对象，则会先把内侧存储对象的物料按照相同的存储逻辑存储到空闲位置，再将物料取出。如此，可以提高存取效率。

本申请实施例的立体仓库仿真方法，首先，构建立体仓库的仿真模型，所述仿真模型包括三维模型和仓储管理模型；其次，通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真；最后，显示所述仿真模型的运行参数。如此，实现了在建立立体仓库之前，对立体仓库进行仿真，以根据仿真结果对立体仓库的各项参数进行调整，使得最终建立的立体仓库能够达到预期的效果。

需要说明的是，本申请实施例提供的立体仓库仿真方法，执行主体可以为立体仓库仿真装置，或者该立体仓库仿真装置中的用于执行加载立体仓库仿真方法的控制模块。本申请实施例中以立体仓库仿真装置执行加载立体仓库仿真方法为例，说明本申请实施例提供的立体仓库仿真方法。

如图2所示，本申请实施例还提供一种立体仓库仿真装置，包括：

构建模块201，用于构建立体仓库的仿真模型，所述仿真模型包括三维模型和仓储管理模型；

仿真模块202，用于通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真；

显示模块203，用于显示所述仿真模型的运行参数。

本申请实施例的立体仓库仿真装置，首先，构建模块201构建立体仓库的仿真模型，所述仿真模型包括三维模型和仓储管理模型；其次，仿真模块202通过调用所述仓储管理模型和所述三维模型，对所述立体仓库进行仿真；最后，显示模块203显示所述仿真模型的运行参数。如此，实现了在建立立体仓库之前，对立体仓库进行仿真，以根据仿真结果对立体仓库的各项参数进行调整，使得最终建立的立体仓库能够达到预期的效果。

可选地，所述仿真模块202包括：

第一确定子模块，用于调用所述仓储管理模型，确定目标存储库位；

第一存取子模块，用于调用所述三维模型，将待存储物料存储在所述目标存储库位上。

可选地，所述第一确定子模块包括：

判断单元，用于判判断是否存在空闲库位，若存在，则确定其中一个所述空闲库位为所述目标存储库位，若不存在，输出提示信息。

可选地，所述仿真模块202包括：

第二确定子模块，用于调用所述仓储管理模型，确定目标提取库位；

判断子模块，用于调用所述仓储管理模型，判断能否直接提取所述目标提取库位上的物料，若能，则将目标提取库位信息输出至所述三维模型，若不能，则确定阻碍物料提取的第一存储库位信息和空闲库位信息，并依次将所述第一存储库位信息、所述空闲库位信息和所述目标提取库位信息输出至所述三维模型；

第二存取子模块，用于调用所述三维模型，直接提取所述目标提取库位上的物料，或者，将所述第一存储库位上的物料提取至所述空闲库位之后，提取所述目标提取库位上的物料。

可选地，所述构建模块201包括：

第一生成子模块，用于根据用户输入的第一信息生成所述立体仓库中的各个目标仿真对象；

第三确定子模块，用于确定所述目标仿真对象的仿真动作，以构建所述三维模型。

可选地，所述第一生成子模块包括：

提取单元，用于在仿真模块库中提取初始仿真对象；

调整单元，用于调整所述初始仿真对象的第一参数，生成所述目标仿真对象，所述第一参数包括以下至少一项：

仿真对象位置；

仿真对象尺寸；

仿真对象的移动速度；

仿真对象的安全距离；

仿真对象的数量。

本申请实施例还提供一种立体仓库仿真系统，包括：处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上所述的立体仓库仿真方法的实施例的各个过程，为了避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质上存储有程序，该程序被处理器执行时实现立体仓库仿真方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，该可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。