CN215709068U - 一种立体仓库仿真系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立体仓库仿真系统，涉及仓储物流技术领域。该方法的具体实施方式包括：多个传感设备、处理器和展示设备；其中，多个传感设备分别对应于立体仓库中的仓储设备，传感设备，用于采集对应的仓储设备的数据；处理器，用于根据多个传感设备所采集的数据，构建立体仓库对应的仿真仓库，仿真仓库包括仓储设备对应的仿真设备；展示设备，用于展示仿真仓库、以及仿真仓库中的仿真设备的工作状态。该实施方式能够实时监测立体仓库的运行情况，并根据仓库的整体运行情况优化调度、提前预测故障或者及时发现故障并处理，在设备运行过程中根据设备性能及时对其进行维护等，降低仓库运转成本，提高仓库管理效率。

Description

一种立体仓库仿真系统

技术领域

本实用新型涉及仓储物流技术领域，尤其涉及一种立体仓库仿真系统。

背景技术

物流存储中的立体仓库通常包括货架、料箱、巷道堆垛机、RGV设备、AGV设备、输送机、变电站等，用以实现物品的入库和出库作业。

现有的立体仓库在运行过程中，需要工作人员对仓库的各个运行设备进行逐个查看，确定各个设备的运行状态和数据，并根据设备的运行状态和数据进行生产调度、故障排除、性能评估以及维护等。

现有的仓库在运行过程中，无法对仓库的整体运行情况进行掌控，导致仓库运转成本较高，发生故障时未能及时定位故障点使得客户投诉较多，运行设备维护周期较长等问题，使得仓库运行效率低下。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种立体仓库仿真系统，能够实时监测立体仓库的运行情况，并根据仓库的整体运行情况优化调度、提前预测故障或者及时发现故障并处理，在设备运行过程中根据设备性能及时对其进行维护等，从而可以降低仓库运转成本，提高仓库管理效率，进而提升用户体验。

为实现上述目的，根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种立体仓库仿真系统，包括：

多个传感设备、处理器和展示设备；其中，

所述多个传感设备分别对应于所述立体仓库中的仓储设备，所述传感设备，用于采集对应的所述仓储设备的数据；

所述处理器，用于根据所述多个传感设备所采集的所述数据，构建所述立体仓库对应的仿真仓库，所述仿真仓库包括所述仓储设备对应的仿真设备；

所述展示设备，用于展示所述仿真仓库、以及所述仿真仓库中的仿真设备的工作状态。

可选地，还包括：交互模块；其中，

所述交互模块，用于接收控制指令，并将所述控制指令发送给所述处理器；所述控制指令指示了待控制的仿真设备以及控制参数；

所述处理器，还用于根据所述控制指令，按照所述控制参数对所述待控制的仿真设备进行处理，并利用所述展示设备展示处理结果。

可选地，所述处理器，还用于根据所述数据，确定是否存在处于非正常工作状态的仓储设备，如果是，确定处于非正常工作状态的仓储设备对应的目标仿真设备，并利用所述展示设备在所述仿真仓库中展示针对所述目标仿真设备的警示信息。

可选地，还包括：交互模块；

所述交互模块，用于接收针对所述警示信息的维护指令，并将所述维护指令发送给所述处理器；

所述处理器，用于将所述维护指令传输给所述目标仿真设备所对应的目标仓储设备；根据所述目标仓储设备所对应的传感设备采集的数据，更新所述目标仿真设备的工作状态。

可选地，还包括：网络中转设备；其中，

所述多个传感设备，用于将自身所采集的所述数据发送给网络中转设备，使得所述网络中转设备将所述数据传输给所述处理器。

可选地，所述多个传感设备，通过光纤或无线传输方式，向所述处理器传输所述数据。

可选地，所述传感设备包括：摄像头、里程计、高度传感器、超声波传感器、位置传感器、压力传感器、速度传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器。

可选地，所述数据包括：

物品标识、物品姿态、行驶里程、设备高度、障碍物信息、物品位置、物品重量、输送机速度、环境温度、环境湿度、光照强度。

可选地，所述仓储设备包括：RGV设备、AGV设备、变电站、货架、提升机、输送机。

上述实用新型中的一个实施例具有如下优点或有益效果：因为采用通过与立体仓库的仓储设备对应的传感设备采集数据，使得处理中心构建与立体仓库对应的仿真系统，从而展示仿真仓库中的仿真设备的工作状态的技术手段，所以克服了现有的立体仓库运转成本较高、运行效率低下的技术问题，进而达到能够实时监测立体仓库的运行情况，并根据仓库的整体运行情况优化调度、提前预测故障或者及时发现故障并处理，在设备运行过程中根据设备性能及时对其进行维护等，从而可以降低仓库运转成本，提高仓库管理效率，进而提升用户体验的技术效果。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的立体仓库仿真系统的示意图；

图2是根据本实用新型的又一个实施例的立体仓库的仿真系统的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的展示界面展示处理结果的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的展示界面展示警示信息的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本实用新型实施例的立体仓库仿真系统的示意图，本实用新型的立体仓库包括多个仓储设备、多个传感设备，每一个仓储设备可以配备一个或多个传感设备。其中，仓储设备包括RGV设备、AGV设备、变电站、货架、料箱、提升机、输送机等；传感设备包括摄像头、里程计、高度传感器、超声波传感器、位置传感器、压力传感器、速度传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器等。

在本实用新型实施例中，RGV(Rail Guided Vehicle，有轨制导车辆)设备又叫有轨穿梭小车，小车轨道可以任意设计长。AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)设备是指装备有电磁或光学等自动导引装置、沿规定的导引路径行驶的运输车。RGV设备、AGV设备可以用于运输各种物品。

如图1所示，本实用新型的立体仓库仿真系统包括多个传感设备、处理器和展示设备。

在本实用新型实施例中，多个传感设备用于采集对应的仓储设备的数据；其中，多个传感设备分别对应于立体仓库中的仓储设备。多个传感设备将自身所采集的数据传输给处理器。

在本实用新型实施例中，传感设备采集的仓储设备的数据主要包括三类：

(1)设备数据包括：各个仓储设备的运行数据，比如设备开机时长、设备作业时长、设备运行里程、设备充放电次数、设备障碍感知、设备所在位置、设备运行速度等；

(2)环境数据包括：温度、气压、湿度、光照强度等；

(3)流程数据包括：生产调度、排产等。

在本实用新型实施例中，处理器用于根据多个传感设备所采集的数据，构建立体仓库对应的仿真仓库，仿真仓库包括仓储设备对应的仿真设备。其中，仿真设备包括仿真RGV设备、仿真AGV设备、仿真变电站、仿真货架、仿真提升机、仿真输送机等。

其中，传感设备采集的仓储设备的设备数据包括物品标识、物品姿态、行驶里程、设备高度、障碍物信息、物品位置、物品重量、输送机速度等；环境数据包括环境温度、环境湿度、光照强度等；流程数据包括小车调度、入库物品量、出库物品量、库内物品量等。

在本实用新型实施例中，RGV设备、AGV设备的传感设备包括：摄像头、里程计、高度传感器、超声波传感器。其中，RGV摄像头用于拍摄照片，并传输至处理器，处理器经过图像分析，可以确定货架和料箱参数、货架和料箱的工作状态等，比如，处理器根据料箱图片判断货架对应储位是否存在料箱、料箱位置是否存在偏移等，避免提升机工作时漏取或者撞击料箱；又比如，处理器根据料箱图片确定料箱编号，将料箱编号发送至RGV设备，使得RGV设备可以根据料箱编号确定物品位置；再比如，处理器根据料箱图片确定料箱姿态，将料箱姿态发送至提升机，使得提升机通过货叉调整料箱的姿态，以便于取放物品。

RGV高度传感器用于采集RGV设备，即小车的海拔高度，并传输至处理器，处理器经过分析，可以确定小车相对于货架的垂直位置，进而便于对小车进行操作。

RGV里程计用于采集RGV设备，即小车电机的旋转圈数，并传输至处理器，处理器经过分析，可以确定小车的行驶里程S，公式如下：

其中，n表示小车电机的旋转圈数；

R表示小车轮胎半径；

f表示小车的电机频率；

I表示小车电机转速与减速机转速的减速比。通过确定RGV设备的行驶里程，累计RGV设备的行驶里程数，在RGV设备到达预设行驶里程后，可以及时对RGV设备进行保养维护。进一步地，可以在RGV设备上设置电量传感器，用于采集RGV设备的电量信息，并传输至处理器，处理器经过分析，可以根据需要利用变电站对RGV设备进行及时充电，保证RGV设备的正常运行。

RGV超声波传感器用于采集RGV设备，即小车周围的障碍物信息，利用超声波的探测功能，检测小车周围是否有障碍物，并传输至处理器，处理器经过分析，可以确定小车的行驶路径，避免与其它仓储设备发生碰撞。

在本实用新型实施例中，AGV设备的传感设备与RGV设备的传感设备类似，在此不再赘述。

在本实用新型实施例中，货架的传感设备包括：位置传感器。位置传感器与货架的储位一一对应，用于采集料箱的位置信息，即物品位置，并传输至处理器，处理器经过分析，可以精确定位料箱在货架的水平位置，以便于货叉叉取料箱。

在本实用新型实施例中，料箱的传感设备包括：压力传感器。料箱压力传感器用于采集料箱的压力信息，并传输至处理器，处理器经过分析，可以确定料箱的重量，公式如下：

其中，F1、F2、F3、F4分别表示料箱四个顶点的压力；

g表示重力加速度。通过确定料箱的重量，可以对RGV设备、AGV设备的速度和加速度进行规划，从而到达平稳输送物品的目的。

在本实用新型实施例中，提升机的传感设备包括：里程计、位置传感器、速度传感器。提升机里程计、提升机位置传感器、提升机速度传感器用于采集提升机的行驶里程、位置信息、速度信息，并传输至处理器，处理器经过分析，可以确定提升机的行驶里程、位置和速度，进而便于对提升机进行保养维护、以及其他相关操作。

在本实用新型实施例中，输送机的传感设备包括：位置传感器、速度传感器。输送机位置传感器、输送机速度传感器用于采集输送机的位置信息、速度信息，并传输至处理器，处理器经过分析，可以确定输送机的位置和速度，进而便于对输送机进行操作，比如，调节输送机速度等。

在本实用新型实施例中，传感设备还包括：环境温度传感器、环境湿度传感器、大气压力传感器、光照强度传感器等。其中，环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器可以分布在立体仓库的主要监测位置，用于采集立体仓库各个监测位置的温度信息、湿度信息和光照强度，并传输至处理器，处理器经过分析，可以确定整个立体仓库的环境温度、环境湿度和光照强度，进而便于根据物品的种类对环境温度、环境湿度和光照强度进行调整。

在本实用新型实施例中，展示设备用于展示仿真仓库、以及仿真仓库中的仿真设备的工作状态。展示设备可以是显示器或者触摸屏。

图2是根据本实用新型实施例的立体仓库仿真系统的示意图，本实用新型的立体仓库还包括网络中转设备。多个传感设备将自身所采集的数据发送给网络中转设备，使得网络中转设备将数据传输给处理器。网络中转设备的传输方式可以是光纤或无线传输方式，使得多个传感设备将自身所采集的数据通过光纤或无线传输方式向处理器传输数据。

如图2所示，本实用新型的立体仓库仿真系统还包括交互模块。交互模块可以是鼠标、键盘等，也可以是触摸屏的触摸输入等。在本实用新型实施例中，交互模块用于接收用户通过展示设备输入的控制指令，并将控制指令发送给处理器。其中，控制指令指示了待控制的仿真设备以及控制参数。

当用户通过交互模块输入控制指令时，比如，控制指令是利用1号RGV设备、2号RGV设备、3号RGV设备将当前入库物品输送至3号货架5号储位，交互模块接收到用户通过展示设备输入的控制指令后，将控制指令发送给处理器。

在本实用新型实施例中，处理器还用于根据接收到的控制指令，按照控制参数对待控制的仿真设备进行处理，并利用展示设备展示处理结果。当处理器接收到控制指令后，比如，控制指令是利用1号RGV设备、2号RGV设备、3号RGV设备将当前入库物品输送至3号货架5号储位，处理器按照控制指令，为仿真1号RGV设备、仿真2号RGV设备、仿真3号RGV设备规划行驶路线，并控制与仿真1号RGV设备、仿真2号RGV设备、仿真3号RGV设备对应的实体1号RGV设备、实体2号RGV设备、实体3号RGV设备按照规划行驶路线，将当前入库物品输送至3号货架5号储位，确定输送完成后，利用展示设备展示输送完成的处理结果，如图2所示。

在本实用新型实施例中，处理器还用于根据接收到的传感设备采集的仓储设备的数据，确定是否存在处于非正常工作状态的仓储设备，如果是，确定处于非正常工作状态的仓储设备对应的目标仿真设备，并利用展示设备在仿真仓库中展示针对目标仿真设备的警示信息，使得用户迅速确定非正常工作的仓储设备，并对非正常工作状态进行判断，进而实时掌控仓储设备的运行情况。

在本实用新型实施例中，仓储设备的非正常工作状态可以包括：设备故障、设备异常，警示信息可以。比如，设备故障可以是仓储设备突然故障无法运行，与仓储设备对应的传感设备无法采集到仓储设备的数据，因此，处理器在接收到的传感设备采集的仓储设备的数据为空时，确定仓储设备故障，利用展示设备展示与故障仓储设备对应的目标仿真设备的警示信息，警示信息可以是目标仿真设备展示警示颜色，警示颜色可以是与正常仿真设备的颜色不同的颜色，可以设置为红色；警示信息还可以是目标仿真设备展示警示信息框等，如图3所示。又比如，设备异常可以是RGV设备或者AGV设备在形式轨道的某点经常性堵塞，可能由于货架摆放位置或者输送机速度设置不合理等原因，传感设备采集的RGV设备或者AGV设备速度数据总是在某点短时期为0，处理器接收到传感设备采集的仓储设备的数据后，确定RGV设备或者AGV设备总是在某点短时期暂停，根据仓储设备历史预设时期的运行数据，确定RGV设备或者AGV设备速度数据异常的原因，进而确定合理的处理措施。其中，当RGV设备或者AGV设备速度数据异常是因为货架摆放位置不合理时，利用展示设备展示与非正常工作状态的RGV设备或者AGV设备对应的目标仿真设备的警示信息，包括目标货架以及目标位置，使得工作人员可以迅速调整立体仓库中与目标货架对应的实体货架，从而使得RGV设备或者AGV设备正常工作；当RGV设备或者AGV设备速度数据异常是因为输送机速度设置不合理时，利用展示设备展示与非正常工作状态的RGV设备或者AGV设备对应的目标仿真设备的警示信息，包括目标输送机以及目标速度，使得立体仓库中与目标输送机对应的实体输送机自动调整自身运行速度，进而使得RGV设备或者AGV设备正常工作。

在本实用新型实施例中，交互模块还用于接收用户通过展示设备发出的针对警示信息的维护指令，并将维护指令发送给处理器。当处理器利用展示设备展示与仓储设备对应的目标仿真设备的警示信息时，比如，警示信息提示目标RGV设备电量低，交互模块接收用户通过展示设备发出的针对警示信息的维护指令，比如，维护指令是为目标RGV设备充电，交互模块将维护指令发送给处理器。

在本实用新型实施例中，处理器还用于将维护指令传输给目标仿真设备所对应的目标仓储设备，目标仓储设备根据维护指令指示的维护参数进行维护。目标仓储设备维护完成后，目标仓储设备对应的传感设备继续采集目标仓储设备的数据，并发送至处理器。处理器根据目标仓储设备所对应的传感设备采集的数据，更新目标仿真设备的工作状态。当处理器接收到维护指令后，比如，维护指令是为目标RGV设备充电，处理器将为目标RGV设备充电传输给目标RGV设备和目标变电站所对应的目标仓储设备，与目标RGV设备所对应的实体RGV设备根据维护指令移动至与目标变电站所对应的实体变电站，与目标变电站所对应的实体变电站根据维护指令为与目标RGV设备所对应的实体RGV设备充电，实体RGV设备维护完成。与目标RGV设备所对应的实体RGV设备继续运行，其上的传感设备继续采集实体RGV设备的数据，并发送至处理器。

根据本实用新型实施例的技术方案，能够实时监测立体仓库的运行情况，并根据仓库的整体运行情况优化调度、提前预测故障或者及时发现故障并处理，在设备运行过程中根据设备性能及时对其进行维护等，从而可以降低仓库运转成本，提高仓库管理效率，进而提升用户体验。

在本实用新型实施例中，立体仓库的仓储设备配置了多个传感设备，用以检测仓储过程中的各种相关数据，立体仓库仿真系统以传感设备传输的数据作为基础，构建立体仓库仿真系统，监测仿真设备的运行状态，从而可以实现对立体仓库的实时掌控。

根据本实用新型的立体仓库仿真系统，通过对立体仓库物理世界的所有要素数字化，构建与之对应的仿真立体仓库系统，可以形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。仿真立体仓库系统与物理实体交互映射，可以精准地描述立体仓库物理实体的全生命周期运行轨迹。

根据本实用新型的立体仓库仿真系统，实现了真实的物理对象和虚拟的数字空间的双向映射、动态交互和实时连接。数字系统具备多种数字模型映射物理实体的能力，可以在不同数字模型之间转换，根据物理实体的特征及仿真需求，适用不同的模型进行数据分析，能够针对多尺度、多物理、多层级的模型进行内容的扩展。数字孪生系统以一种计算机可识别和处理的方式管理数据，对时间轴变化的物理实体进行表征。表征内容包括外观、状态、属性、内在机理等，形成物理实体实时的数字虚拟体映射。

数字孪生的数字虚体模型与物理实体保持高保真性。虚体和实体不仅几何机构高度仿真，状态、相态和时态也高度仿真。数字孪生系统具有闭环性，虚体可以描述物理实体的可视化模型和内在机理，以便对物理实体的状态进行监控、分析推理、优化参数和运行参数，实现决策功能。

现有的立体仓库仓储运行过程中，当设备发生故障时，工作人员对仓库的各个运行设备进行逐个查看，确定故障设备，经过故障发现、故障上报、现场维护等一系流程方可对故障进行处理，并且设备的维护和操作需要专业知识，设备的使用人员由于不具备专业知识，无法及时对故障进行处理，会导致生产延误，使得客户的体验较差。

现有的立体仓库在运行过程中，需要工作人员对仓库的各个运行设备进行逐个查看，确定各个设备的运行状态和数据，并根据设备的运行状态和数据进行生产调度、故障排除、性能评估以及维护等。

现有的仓库在运行过程中，无法对仓库的整体运行情况进行掌控，导致仓库运转成本较高，发生故障时未能及时定位故障点使得客户投诉较多，运行设备维护周期较长等问题，使得仓库运行效率低下。

根据本实用新型立体仓库的仿真系统，可以实现立体仓库的自我诊断、自我健康程度上报等功能，极大地降低了仓库的运转成本，提高了仓库管理效率，提升了用户体验。

根据本实用新型立体仓库的仿真系统，包括基础仓储设备支撑层、数据传输层、模型构建与仿真分析层、交互应用层，模型构建与仿真分析层的处理中心通过网络中转设备接收数据，利用展示设备展示立体仓库整个系统的运行状况，使得交互应用层可以根据需要对立体仓库进行监控，维护立体仓库的正常运行，优化了立体仓库的设计与维护，完成立体仓库中各个仓储设备的各项性能评估，并可以及时预测立体仓库中各个仓储设备是否存在故障，使得整个立体仓库的运行更加得高效和稳定。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种立体仓库仿真系统，其特征在于，包括：多个传感设备、处理器和展示设备；其中，

所述多个传感设备分别对应于所述立体仓库中的仓储设备，所述传感设备，用于采集对应的所述仓储设备的数据；

所述处理器，用于根据所述多个传感设备所采集的所述数据，构建所述立体仓库对应的仿真仓库，所述仿真仓库包括所述仓储设备对应的仿真设备；

所述展示设备，用于展示所述仿真仓库、以及所述仿真仓库中的仿真设备的工作状态。

2.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，还包括：交互模块；其中，

所述交互模块，用于接收控制指令，并将所述控制指令发送给所述处理器；所述控制指令指示了待控制的仿真设备以及控制参数；

所述处理器，还用于根据所述控制指令，按照所述控制参数对所述待控制的仿真设备进行处理，并利用所述展示设备展示处理结果。

3.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，

所述处理器，还用于根据所述数据，确定是否存在处于非正常工作状态的仓储设备，如果是，确定处于非正常工作状态的仓储设备对应的目标仿真设备，并利用所述展示设备在所述仿真仓库中展示针对所述目标仿真设备的警示信息。

4.根据权利要求3所述的仿真系统，其特征在于，还包括：交互模块；

所述交互模块，用于接收针对所述警示信息的维护指令，并将所述维护指令发送给所述处理器；

所述处理器，用于将所述维护指令传输给所述目标仿真设备所对应的目标仓储设备；根据所述目标仓储设备所对应的传感设备采集的数据，更新所述目标仿真设备的工作状态。

5.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，还包括：网络中转设备；其中，

所述多个传感设备，用于将自身所采集的所述数据发送给网络中转设备，使得所述网络中转设备将所述数据传输给所述处理器。

6.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述多个传感设备，通过光纤或无线传输方式，向所述处理器传输所述数据。

7.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述传感设备包括：摄像头、里程计、高度传感器、超声波传感器、位置传感器、压力传感器、速度传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器。

8.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述数据包括：

物品标识、物品姿态、行驶里程、设备高度、障碍物信息、物品位置、物品重量、输送机速度、环境温度、环境湿度、光照强度。

9.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述仓储设备包括：RGV设备、AGV设备、变电站、货架、提升机、输送机。

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