[發明專利]一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法

有效

• 申請號: 202110138317.1
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112949041B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 冷杰武;李子晗;肖雨軒;朱曉峰;李龍章;梁雨菁;林大欽;李卓然
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法，其特征在于，包括步驟：

S1、根據倉庫設計要求查詢需求配置對照表，從模型庫中調取倉庫設計要求對應的各個倉庫內部設備的單機基礎模型；

S2、根據倉庫設計要求通過數字孿生設計調試平臺對各個倉庫內部設備的所述單機基礎模型進行調整，得到單機定制模型；

S3、根據倉庫設計要求通過數字孿生設計調試平臺對所有所述單機定制模型進行虛擬集成得到自動化立體倉庫模型；

S4、通過數字孿生技術，將自動化立體倉庫模型中的單機定制模型轉變為單機數字孿生體，所述轉變的過程包括：

在數字孿生設計調試平臺上，通過編輯腳本語言，為靜態的單機定制模型封裝功能函數、特征參數，完成對單機定制模型的泛化封裝，使設備的單機定制模型具備物理實體設備的基本功能和特征；所述泛化封裝是指通過控制腳本將實體設備關鍵的參數、動作、特性、功能封裝到虛擬模型中，使虛擬模型的功能特性盡可能的貼合實體設備，并可通過外部指令控制虛擬模型做出指定的動作；

為單機定制模型添加輸入模塊和輸出模塊得到單機數字孿生體，所述輸入模塊用于識別設置在物理實體設備的PLC控制系統傳來的指令，根據所述指令利用已封裝的功能函數和特征參數使單機定制模型做出與物理實體設備相同的功能或運動，輸出模塊用于將單機定制模型目前的控制動作識別處理后傳達給PLC控制系統，從而使PLC控制物理實體設備做出與單機定制模型相同的功能或運動；

所述單機數字孿生體是指能夠同步執行對應物理實體設備的動作和功能的單機定制模型，并且對所述單機數字孿生體的控制動作能夠同步到相應的物理實體設備上；

S5、通過數字孿生設計調試平臺對自動化立體倉庫模型中的單機數字孿生體進行集成離線模擬運行，若集成離線模擬運行結果符合設計要求，則集成離線模擬運行通過，保存所述單機數字孿生體；若集成離線模擬運行結果不符合設計要求，則針對出現的問題對所述單機數字孿生體進行修改，直至單機數字孿生體的集成離線模擬運行結果符合設計要求。

2.根據權利要求1所述的一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法，其特征在于，在所述步驟S1中，構建所述模型庫和所述需求配置對照表的方法包括：根據倉庫設計要求查詢需求配置對照表，在需求配置對照表中未能查詢到設計要求中的需求對應的物理實體設備時，則用戶輸入該需求對應的物理實體設備，并建立所述需求與該物理實體設備的映射關系，將所述映射關系添加到需求配置對照表中；

根據設計要求能夠在需求配置對照表中查詢到需求對應的物理實體設備，但無法在所述模型庫中調取相應的單機基礎模型時，則對所述物理實體設備構建三維模型，完成三維模型的動作規劃、編制運動和動作控制腳本，對所述三維模型實現泛化封裝得到單機基礎模型，然后將所述單機基礎模型添加到所述模型庫。

3.根據權利要求2所述的一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法，其特征在于，所述模型庫中的所述單機基礎模型對應的所述物理實體設備包括復雜設備和簡單設備，所述復雜設備包括堆垛機、AGV小車、拆垛碼垛設備、揀貨設備；所述簡單設備包括貨架、傳送帶、貨物托盤。

4.根據權利要求2所述的一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法，其特征在于，所述動作規劃、編制運動和動作控制腳本是根據對應物理實體設備的具體動作和功能，用腳本語言控制單機基礎模型在虛擬環境中實現與實體相同的動作和功能。

5.根據權利要求1所述的一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法，其特征在于，步驟S4對單機定制模型的泛化封裝后，還包括，將傳感器設置在所述物理實體設備上，以實現傳感器對所述物理實體設備狀態和位置信息的獲取；通過所述輸入模塊和所述輸出模塊在所述單機定制模型與所述PLC控制系統之間建立通信，用于物理實體設備與單機定制模型之間的信息互通；在PLC控制系統和物理實體設備上的傳感器之間建立通信，用于PLC控制系統獲取物理實體設備的狀態和位置信息；在PLC控制系統與物理實體設備上的動作執行元件之間建立連接，以實現PLC控制系統對物理實體設備動作的控制。