CN112949041B - 一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法 - Google Patents

Abstract

一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，包括步骤：S1按照设计要求从模型库选取对应设备的单机基础模型；S2对单机基础模型按设计要求进行修改得到单机定制模型；S3对各单机定制模型进行虚拟集成得到自动化立体仓库模型；S4动作编制、绑定功能点位，得到单机定制模型的数字孪生体；S5对数字孪生体进行集成离线模拟运行。本发明自动化立体仓库构建方法利用过往经验构建模型库，实现对现有设计成果的复用，将三维模型与实体设备之间进行映射建立数字孪生体，达到虚实结合的调试，使设计阶段的调试仿真相较于全数字仿真结果更加可信，相较于全物理仿真可以缩短设计调试的周期，加快工程进度，降低仿真实验成本。

Description

一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法

技术领域

本发明涉及自动仓储技术领域，更具体地，涉及一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法。

背景技术

现有自动化立体仓库及周边设备开发模式是从系统调查及需求分析、仓库类型与作业方式的选择、机械设计、电控设计最后到软件验证的串行模式，设计周期长。同时当前一阶段发生变更时，可能导致后续阶段也发生变更，甚至变成无用功，导致变更成本高。同时为了满足企业个性化的需求，所设计出的自动化立体仓库各不相同，且在现有的串行模式下，过去的设计经验对接下来的设计提供的参考有限，无法有效利用过往设计经验。

针对于设计自动化立体仓库这种高投入、高复杂度的系统，为了确保可靠性，通过仿真实验进行调试是一个不可缺少的环节，并贯穿于项目过程的始终。目前该行业常见的仿真形式为全数字仿真及全物理仿真，其中，全数字仿真所采用的模型很难精确地概括真实器部件的所有特性，是一种简化版的描述，这使得全数字的仿真结果与真实情况始终存在一定偏差。与之相对，全物理仿真能最大程度地复现待测设备的真实工况环境。然而，这种实验方式的硬件门槛较高、资源投入以及作业难度大，中小企业难以实现。

公开号为CN112163651A公开日2021-01-01：提出的基于RFID的智能仓库设计方法，采用了系统工程分析法和0-1规划建模的技术手段，解决了非标尺寸产品的库位管理、一定定位精度要求下RFID卡的布置优化和进出库混合作业优化的技术问题，但无法有效利用过往设计经验，且不能进行有效的调试仿真。

发明内容

本发明为克服上述现有技术无法复用过往设计成果、不能进行有效的仿真调试的缺陷，提供一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法。技术方案如下：

一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，包括步骤：

S1、根据仓库设计要求查询需求配置对照表，从模型库中调取仓库设计要求对应的各个仓库内部设备的单机基础模型；

S2、根据仓库设计要求通过数字孪生设计调试平台对各个所述单机基础模型进行调整，得到单机定制模型；

S3、根据仓库设计要求通过数字孪生设计调试平台对所有所述单机定制模型进行虚拟集成得到自动化立体仓库模型；

S4、通过数字孪生技术，将自动化立体仓库模型中的单机定制模型转变为单机数字孪生体，所述转变的过程包括：

在数字孪生设计调试平台上，通过编辑脚本语言，为静态的单机定制模型封装功能函数、特征参数，完成对单机定制模型的泛化封装，使设备的单机定制模型具备物理实体设备的基本功能和特征；

为单机定制模型添加输入模块和输出模块得到单机数字孪生体，所述输入模块用于识别设置在物理实体设备的PLC控制系统传来的指令，根据所述指令利用已封装的功能函数和特征参数使单机定制模型做出与物理实体设备相同的功能或运动，输出模块用于将单机定制模型目前的控制动作识别处理后传达给PLC控制系统，从而使PLC控制物理实体设备做出与单机定制模型相同的功能或运动；

所述单机数字孪生体是指能够同步执行对应物理实体设备的动作和功能的单机定制模型，并且对所述单机数字孪生体的控制动作可以同步到相应的物理实体设备上；

S5、通过数字孪生设计调试平台对自动化立体仓库模型中的单机数字孪生体进行集成离线模拟运行，若集成离线模拟运行结果符合设计要求，则集成离线模拟运行通过，保存所述单机数字孪生体；若集成离线模拟运行结果不符合设计要求，则针对出现的问题对所述单机数字孪生体进行修改，直至单机数字孪生体的集成离线模拟运行结果符合设计要求。

本自动化立体仓库构建方法利用过往经验构建模型库，实现对现有设计成果的复用，节省工作量提高效率，将三维模型与实体设备之间进行映射建立数字孪生体，达到虚实结合的调试，在物理实体设备未全部制造完成之前，即可结合物理实体设备进行调试，使设计阶段的调试仿真相较于全数字仿真结果更加可信，相较于全物理仿真可以缩短设计调试的周期，加快工程进度，降低仿真实验成本。

进一步地，在所述步骤S1中，构建所述模型库和所述需求配置对照表的方法包括：根据仓库设计要求查询需求配置对照表，在需求配置对照表中未能查询到设计要求中的需求对应的物理实体设备时，则用户输入该需求对应的物理实体设备，并建立所述需求与该物理实体设备的映射关系，将所述映射关系添加到需求配置对照表中；

根据设计要求能够在需求配置对照表中查询到需求对应的物理实体设备，但无法在所述模型库中调取相应的单机基础模型时，则对所述物理实体设备构建三维模型，完成三维模型的动作规划、编制运动和动作控制脚本，对所述三维模型实现泛化封装得到单机基础模型，然后将所述单机基础模型添加到所述模型库。

上述方案中，泛化封装是指通过控制脚本将实体设备关键的参数、动作、特性、功能封装到虚拟模型中，使虚拟模型的功能特性尽可能的贴合实体设备，并可通过外部指令控制虚拟模型做出指定的动作。

进一步地，模型库中的所述单机基础模型对应的所述物理实体设备包括复杂设备和简单设备，所述复杂设备包括堆垛机、AGV小车、拆垛码垛设备、拣货设备；所述简单设备包括货架、传送带、货物托盘。

进一步地，所述动作规划、编制运动和动作控制脚本是根据对应物理实体设备的具体动作和功能，用脚本语言控制单机基础模型在虚拟环境中实现与实体相同的动作和功能。

进一步地，步骤S4对单机定制模型的泛化封装后，还包括，将所述传感器设置在所述物理实体设备上，以实现传感器对所述物理实体设备状态和位置信息的获取；通过所述输入模块和所述输出模块在所述单机定制模型与所述PLC控制系统之间建立通信，用于物理实体设备与单机定制模型之间的信息互通；在PLC控制系统和物理实体设备上的传感器之间建立通信，用于PLC控制系统获取物理实体设备的状态和位置信息；在PLC控制系统与物理实体设备上的动作执行元件之间建立连接，以实现PLC控制系统对物理实体设备动作的控制。

进一步地，在完成步骤S1所述单机基础模型泛化封装后，通过所述数字孪生设计调试平台对所述单机基础模型进行初步离线模拟运行，若初步离线模拟运行结果符合设计要求，则在所述模型库中添加所述单机基础模型，若初步离线模拟运行结果不符合设计要求，针对出现的问题对所述单机基础模型进行修改，直至初步离线模拟运行结果符合设计要求。

进一步地，所述数字孪生设计调试平台包括设计单元和管控单元，所述设计单元基于3D建模软件实现单机设备的三维模型设计；所述管控单元基于物流系统动画、仿真、控制平台Demo3D，实现对自动化立体仓库相关设备的泛化封装、参数设计、运行和调试功能。

上述方案中，可选的，所述3D建模软件是SolidWorks或CAD，所述Demo3D是指由英国Emulate3D公司开发的高逼真度物流系统动画、仿真、控制平台。

进一步地，所述初步离线模拟运行包括：基于数字孪生设计调试平台，检测静态的单机基础模型各组件的大小比例位置是否符合实际，检测单机基础模型运行时模型是否存在穿模，单机基础模型的动作和功能是否正确，具体数据是否正确，运行过程中是否会报错；

步骤S5所述集成离线模拟运行包括：基于数字孪生设计调试平台，检测单机数字孪生体大小比例是否与物理实体设备数据相同，检测初始化数据是否与设计要求相符，运行时单机数字孪生体是否存在穿模，单机数字孪生体的运动和功能是否正确，单机数字孪生体之间衔接是否符合控制逻辑，自动化立体仓库的运行数据是否符合设计要求，运行过程中是否会报错。

所述初步离线模拟运行和集成离线模拟运行中的离线模拟运行是指，在不与物理实体设备关联同步的情况下，使虚拟的单机定制模型基于数字孪生设计调试平台进行运行调试。所述管控单元可通过更改控制逻辑对自动化立体仓库的整体运行过程和单机设备进行控制。比如，可通过更改某设备的具体参数从而提高该设备作业效率，可通过更改AGV的输送加速度、最大速度、减速度，提高或减少AGV运输货物的效率。

进一步地，步骤S1所述需求配置对照表中的需求和配置的映射关系包括：根据同类产品在研发阶段为满足用户初始需求而添加的配置，根据同类产品在服务阶段为满足用户进阶需求而添加的配置，根据同类产品在报废阶段为满足回收需求而添加的配置，将所述需求与配置映射关系保存到所述需求配置对照表。

进一步地，在步骤S5执行完毕后，进行虚实结合的仿真调试，所述仿真调试包括：

根据物理实体设备完成情况，调用已设计制造完成的物理实体设备的单机数字孪生体，使所述单机数字孪生体关联对应物理实体设备，然后启动物理实体设备运行，测试单机数字孪生体与对应物理实体设备的关联运行情况，判断仿真调试是否符合设计要求；基于数字孪生设计调试平台对单机数字孪生体进行运行调试，结合对应物理实体设备与单机数字孪生体的关联运行情况，判断仿真调试是否符合设计要求；若仿真调试符合设计要求，则当前物理实体设备仿真调试通过，若仿真调试不符合设计要求，则针对出现的问题进行修改，直至仿真调试通过。

所述仿真调试还包括根据设计要求确定需求，制定控制方案，同时将设备使用环境温度实时记录，使单机数字孪生体在与物理实体设备同步运行时，能够读取设备所处环境的温度；在管控单元下发指令，对自动化立体仓库模型模拟进行货物存取任务，检测自动化立体仓库模型是否满足设计要求。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本自动化立体仓库构建方法利用过往经验构建模型库，实现对现有设计成果的复用，节省工作量提高效率，将三维模型与实体设备之间进行映射建立数字孪生体，达到虚实结合的调试，在物理实体设备未全部制造完成之前，即可结合物理实体设备进行调试，使设计阶段的调试仿真相较于全数字仿真结果更加可信，相较于全物理仿真可以缩短设计调试的周期，加快工程进度，降低仿真实验成本。在设计完成后还可利用数字孪生体同步模拟整个仓库全生命周期的运行情况，使仓库的运行数据更加直观，方便归档和分析。

附图说明

图1为实施例1基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法的流程图。

图2为构建数字孪生体模块连接图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本发明提出一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，所述方法的流程图如图1所示，包括步骤：

S1、根据仓库设计要求查询需求配置对照表，从模型库中调取仓库设计要求对应的各个仓库内部设备的单机基础模型；

构建所述模型库和所述需求配置对照表的方法包括：根据仓库设计要求查询需求配置对照表，在需求配置对照表中未能查询到设计要求中的需求对应的物理实体设备时，则用户输入该需求对应的物理实体设备，并建立所述需求与该物理实体设备的映射关系，将所述映射关系添加到需求配置对照表中；

根据设计要求能够在需求配置对照表中查询到需求对应的物理实体设备，但无法在所述模型库中调取相应的单机基础模型时，则对所述物理实体设备构建三维模型，完成三维模型的动作规划、编制运动和动作控制脚本，对所述三维模型实现泛化封装得到单机基础模型，然后将所述单机基础模型添加到所述模型库。

所述动作规划、编制运动和动作控制脚本是根据相关设备的具体动作和功能，用脚本语言控制单机基础模型在虚拟环境中实现与实体相同的动作和功能。

所述需求配置对照表中的需求和配置映射关系包括：根据同类产品在研发阶段为满足用户初始需求而添加的配置，根据同类产品在服务阶段为满足用户进阶需求而添加的配置，根据同类产品在报废阶段为满足回收需求而添加的配置，将所述需求与配置映射关系保存到所述需求配置对照表。

所述泛化封装是指通过控制脚本将实体设备关键的参数、动作、特性、功能封装到虚拟模型中，使虚拟模型的功能特性尽可能的贴合实体设备，并可通过外部指令控制虚拟模型做出指定的动作。

在完成步骤所述单机基础模型泛化封装后，通过所述数字孪生设计调试平台对所述单机基础模型进行初步离线模拟运行，若初步离线模拟运行结果符合设计要求，则在所述模型库中添加所述单机基础模型，若初步离线模拟运行结果不符合设计要求，针对出现的问题对所述单机基础模型进行修改，直至初步离线模拟运行结果符合设计要求。

所述初步离线模拟运行包括：基于数字孪生设计调试平台，检测静态的单机基础模型各组件的大小比例位置是否符合实际，管控单元下达运行指令，检测单机基础模型运行时模型是否存在穿模，单机基础模型的动作和功能是否正确，具体数据是否正确，运行过程中是否会报错。

所述数字孪生设计调试平台包括设计单元和管控单元，所述设计单元基于3D建模软件实现单机设备的三维模型设计；管控单元基于物流系统动画、仿真、控制平台Demo3D，实现对自动化立体仓库相关设备的泛化封装、参数设计、运行和调试功能。

可选的，所述3D建模软件是SolidWorks或CAD，所述Demo3D是指由英国Emulate3D公司开发的高逼真度物流系统动画、仿真、控制平台。

所述模型库中的所述单机设备包括复杂设备和简单设备，所述复杂设备包括堆垛机、AGV小车、拆垛码垛设备、拣货设备；所述简单设备包括货架、传送带、货物托盘。

S2、根据仓库设计要求对各个所述单机基础模型进行相应调整，得到单机定制模型；

根据仓库设计要求通过数字孪生设计调试平台对所有所述单机定制模型进行虚拟集成得到自动化立体仓库模型；

S3、对单机定制模型进行虚拟集成得到自动化立体仓库模型；

根据仓库设计要求通过数字孪生设计调试平台对所有所述单机定制模型进行虚拟集成得到自动化立体仓库模型；

所述虚拟集成是指，根据车间建筑布局，完成对仓库的整体规划，然后基于数字孪生设计调试平台，根据自动化立体仓库的布局规划和工艺路径规划将设计好的单个虚拟设备(如货架、AGV小车、堆垛机、穿梭车、传送带、托盘)集成为一个虚拟的自动化立体仓库，实现对自动化立体仓库的快速定制设计。

S4、通过数字孪生技术，将自动化立体仓库模型中的单机定制模型转变为单机数字孪生体，所述转变的过程包括：

在数字孪生设计调试平台上，通过编辑脚本语言，为静态的单机定制模型封装功能函数、特征参数，完成对单机定制模型的泛化封装，使设备的单机定制模型具备物理实体设备的基本功能和特征；

为单机定制模型添加输入模块和输出模块得到单机数字孪生体，所述输入模块用于识别设置在物理实体设备的PLC控制系统传来的指令，根据所述指令利用已封装的功能函数和特征参数使单机定制模型做出与物理实体设备相同的功能或运动，输出模块用于将单机定制模型目前的控制动作识别处理后传达给PLC控制系统，从而使PLC控制物理实体设备做出与单机定制模型相同的功能或运动；

所述单机数字孪生体是指能够同步执行对应物理实体设备的动作和功能的单机定制模型，并且对所述单机数字孪生体的控制动作可以同步到相应的物理实体设备上；

对于复杂设备，其动作或功能等实际运行情况无法通过封装后的三维实体模型准确反应出来，因此可通过PLC控制系统进行真实设备现场数据的采集，并通过PLC信号控制数字化的单机定制模型泛化封装的功能函数驱动单机定制模型运作，实现物理实体设备与自动化立体仓库模型中的对应单机定制模型的动作和功能同步化。

对于简单设备，其实际运行情况可通过单机定制模型较好的反应出来，因此可根据实际情况直接采用单机定制模型作为数字孪生体。

如图2所示，对单机定制模型的泛化封装后，还包括，将所述传感器设置在所述物理实体设备上，以实现传感器对所述物理实体设备状态和位置信息的获取，具体的，所述传感器设置在物理实体设备上的动作执行元件或实现功能的元件上，用于获取物理实体设备动作或功能的执行情况；通过所述输入模块和所述输出模块在所述单机定制模型与所述PLC控制系统之间建立通信，用于物理实体设备与单机定制模型之间的信息互通；在PLC控制系统和物理实体设备上的传感器之间建立通信，用于PLC控制系统获取物理实体设备的状态和位置信息；在PLC控制系统与物理实体设备上的动作执行元件之间建立连接，以实现PLC控制系统对物理实体设备动作的控制。

S5、通过数字孪生设计调试平台的管控单元控制自动化立体仓库中的数字孪生体进行集成离线模拟运行。

所述集成离线模拟运行包括：基于数字孪生设计调试平台，检测单机数字孪生体大小比例是否与物理实体设备数据相同，管控单元下达运行指令，检测初始化数据是否与设计要求相符，运行时单机数字孪生体是否存在穿模，单机数字孪生体的运动和功能是否正确，单机数字孪生体之间衔接是否符合控制逻辑，自动化立体仓库的运行数据是否符合设计要求，运行过程中是否会报错。

所述管控单元为满足一定的存取需求，可通过更改控制逻辑对自动化立体仓库的整体运行过程和单机数字孪生体的单机性能进行优化，从而完成对管控单元的改进，形成可满足特定存取需求的控制逻辑方案。

其中具体的优化方案包括，基于存取需求，增加或减少某设备的数量，针对于某一设备改用其他类型的设备，调整和优化某设备的具体静态参数或动态参数，比如，通过更改某设备的具体参数提高该设备作业效率，通过更改AGV的输送加速度、最大速度、减速度，提高或减少AGV运输货物的效率。

本发明的基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法使设计过程并行化，相对于现有技术中串行化的设计模式，需要从系统调查及需求分析、仓库类型与作业方式的选择、机械设计、电控设计最后到软件验证一步步进行，最终建成自动化立体仓库，在本发明基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法的并行化模式下，可以在没有制造或者没有完全制造出物理实体设备之前，对物理实体设备与管控单元进行设计与调试，缩短设计调试周期，节约调试成本，增加设计方案的可靠性。

在步骤S5执行完毕后，进行虚实结合验证可靠性的仿真调试，所述仿真调试包括：

根据物理实体设备完成情况，调用已设计制造完成的物理实体设备的单机数字孪生体，使所述单机数字孪生体关联对应物理实体设备，然后启动物理实体设备运行，测试单机数字孪生体与对应物理实体设备的关联运行情况，判断仿真调试是否符合设计要求；基于数字孪生设计调试平台对单机数字孪生体进行运行调试，结合对应物理实体设备与单机数字孪生体的关联运行情况，判断仿真调试是否符合设计要求；若仿真调试符合设计要求，则当前物理实体设备仿真调试通过，若仿真调试不符合设计要求，则针对出现的问题进行修改，直至仿真调试通过。

若物理实体设备已全部完成，所述仿真调试还包括，根据设计要求确定需求，制定控制方案，同时将设备使用环境温度实时记录，使单机数字孪生体在与物理实体设备同步运行时，能够读取设备所处环境的温度；在管控单元下发货物存取指令，对自动化立体仓库模型模拟进行货物存取任务，同时，单机数字孪生体联动物理实体设备，在物理实体设备组成的实体仓库同步执行货物存取任务，检测自动化立体仓库模型是否满足设计要求，若不满足设计要求，则针对问题对物理实体设备或单机数字孪生体进行修改，直至仓库满足设计要求。

本自动化立体仓库构建方法利用过往经验构建模型库，实现对现有设计成果的复用，节省工作量提高效率，将三维模型与实体设备之间进行映射建立数字孪生体，达到虚实结合的调试，在物理实体设备未全部制造完成之前，即可结合物理实体设备进行调试，使设计阶段的调试仿真相较于全数字仿真结果更加可信，相较于全物理仿真可以缩短设计调试的周期，加快工程进度，降低仿真实验成本。在设计完成后还可利用数字孪生体同步模拟整个仓库全生命周期的运行情况，使仓库的运行数据更加直观，方便归档和分析。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，包括步骤：

S1、根据仓库设计要求查询需求配置对照表，从模型库中调取仓库设计要求对应的各个仓库内部设备的单机基础模型；

S2、根据仓库设计要求通过数字孪生设计调试平台对各个仓库内部设备的所述单机基础模型进行调整，得到单机定制模型；

S3、根据仓库设计要求通过数字孪生设计调试平台对所有所述单机定制模型进行虚拟集成得到自动化立体仓库模型；

S4、通过数字孪生技术，将自动化立体仓库模型中的单机定制模型转变为单机数字孪生体，所述转变的过程包括：

在数字孪生设计调试平台上，通过编辑脚本语言，为静态的单机定制模型封装功能函数、特征参数，完成对单机定制模型的泛化封装，使设备的单机定制模型具备物理实体设备的基本功能和特征；所述泛化封装是指通过控制脚本将实体设备关键的参数、动作、特性、功能封装到虚拟模型中，使虚拟模型的功能特性尽可能的贴合实体设备，并可通过外部指令控制虚拟模型做出指定的动作；

为单机定制模型添加输入模块和输出模块得到单机数字孪生体，所述输入模块用于识别设置在物理实体设备的PLC控制系统传来的指令，根据所述指令利用已封装的功能函数和特征参数使单机定制模型做出与物理实体设备相同的功能或运动，输出模块用于将单机定制模型目前的控制动作识别处理后传达给PLC控制系统，从而使PLC控制物理实体设备做出与单机定制模型相同的功能或运动；

所述单机数字孪生体是指能够同步执行对应物理实体设备的动作和功能的单机定制模型，并且对所述单机数字孪生体的控制动作能够同步到相应的物理实体设备上；

S5、通过数字孪生设计调试平台对自动化立体仓库模型中的单机数字孪生体进行集成离线模拟运行，若集成离线模拟运行结果符合设计要求，则集成离线模拟运行通过，保存所述单机数字孪生体；若集成离线模拟运行结果不符合设计要求，则针对出现的问题对所述单机数字孪生体进行修改，直至单机数字孪生体的集成离线模拟运行结果符合设计要求。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，在所述步骤S1中，构建所述模型库和所述需求配置对照表的方法包括：根据仓库设计要求查询需求配置对照表，在需求配置对照表中未能查询到设计要求中的需求对应的物理实体设备时，则用户输入该需求对应的物理实体设备，并建立所述需求与该物理实体设备的映射关系，将所述映射关系添加到需求配置对照表中；

根据设计要求能够在需求配置对照表中查询到需求对应的物理实体设备，但无法在所述模型库中调取相应的单机基础模型时，则对所述物理实体设备构建三维模型，完成三维模型的动作规划、编制运动和动作控制脚本，对所述三维模型实现泛化封装得到单机基础模型，然后将所述单机基础模型添加到所述模型库。

3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，所述模型库中的所述单机基础模型对应的所述物理实体设备包括复杂设备和简单设备，所述复杂设备包括堆垛机、AGV小车、拆垛码垛设备、拣货设备；所述简单设备包括货架、传送带、货物托盘。

4.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，所述动作规划、编制运动和动作控制脚本是根据对应物理实体设备的具体动作和功能，用脚本语言控制单机基础模型在虚拟环境中实现与实体相同的动作和功能。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，步骤S4对单机定制模型的泛化封装后，还包括，将传感器设置在所述物理实体设备上，以实现传感器对所述物理实体设备状态和位置信息的获取；通过所述输入模块和所述输出模块在所述单机定制模型与所述PLC控制系统之间建立通信，用于物理实体设备与单机定制模型之间的信息互通；在PLC控制系统和物理实体设备上的传感器之间建立通信，用于PLC控制系统获取物理实体设备的状态和位置信息；在PLC控制系统与物理实体设备上的动作执行元件之间建立连接，以实现PLC控制系统对物理实体设备动作的控制。

6.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，在完成步骤S1所述单机基础模型泛化封装后，通过所述数字孪生设计调试平台对所述单机基础模型进行初步离线模拟运行，若初步离线模拟运行结果符合设计要求，则在所述模型库中添加所述单机基础模型，若初步离线模拟运行结果不符合设计要求，针对出现的问题对所述单机基础模型进行修改，直至初步离线模拟运行结果符合设计要求。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，所述数字孪生设计调试平台包括设计单元和管控单元，所述设计单元基于3D建模软件实现单机设备的三维模型设计；所述管控单元基于物流系统动画、仿真、控制平台Demo3D，实现对自动化立体仓库相关设备的泛化封装、参数设计、运行和调试功能。

8.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，所述初步离线模拟运行包括：基于数字孪生设计调试平台，检测静态的单机基础模型各组件的大小比例位置是否符合实际，检测单机基础模型运行时模型是否存在穿模，单机基础模型的动作和功能是否正确，具体数据是否正确，运行过程中是否会报错；

步骤S5所述集成离线模拟运行包括：基于数字孪生设计调试平台，检测单机数字孪生体大小比例是否与物理实体设备数据相同，检测初始化数据是否与设计要求相符，运行时单机数字孪生体是否存在穿模，单机数字孪生体的运动和功能是否正确，单机数字孪生体之间衔接是否符合控制逻辑，自动化立体仓库的运行数据是否符合设计要求，运行过程中是否会报错。

9.根据权利要求7所述的一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，步骤S1所述需求配置对照表中的需求和配置的映射关系包括：根据同类产品在研发阶段为满足用户初始需求而添加的配置，根据同类产品在服务阶段为满足用户进阶需求而添加的配置，根据同类产品在报废阶段为满足回收需求而添加的配置，将所述需求与配置映射关系保存到所述需求配置对照表。

10.根据权利要求7所述的一种基于数字孪生的自动化立体仓库构建方法，其特征在于，在步骤S5执行完毕后，进行虚实结合的仿真调试，所述仿真调试包括：

根据物理实体设备完成情况，调用已设计制造完成的物理实体设备的单机数字孪生体，使所述单机数字孪生体关联对应物理实体设备，然后启动物理实体设备运行，测试单机数字孪生体与对应物理实体设备的关联运行情况，判断仿真调试是否符合设计要求；基于数字孪生设计调试平台对单机数字孪生体进行运行调试，结合对应物理实体设备与单机数字孪生体的关联运行情况，判断仿真调试是否符合设计要求；若仿真调试符合设计要求，则当前物理实体设备仿真调试通过，若仿真调试不符合设计要求，则针对出现的问题进行修改，直至仿真调试通过。

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