[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

一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法，包括步驟：S1按照設計要求從模型庫選取對應設備的單機基礎模型；S2對單機基礎模型按設計要求進行修改得到單機定制模型；S3對各單機定制模型進行虛擬集成得到自動化立體倉庫模型；S4動作編制、綁定功能點位，得到單機定制模型的數字孿生體；S5對數字孿生體進行集成離線模擬運行。本發明自動化立體倉庫構建方法利用過往經驗構建模型庫，實現對現有設計成果的復用，將三維模型與實體設備之間進行映射建立數字孿生體，達到虛實結合的調試，使設計階段的調試仿真相較于全數字仿真結果更加可信，相較于全物理仿真可以縮短設計調試的周期，加快工程進度，降低仿真實驗成本。

技術領域

本發明涉及自動倉儲技術領域，更具體地，涉及一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法。

背景技術

現有自動化立體倉庫及周邊設備開發模式是從系統調查及需求分析、倉庫類型與作業方式的選擇、機械設計、電控設計最后到軟件驗證的串行模式，設計周期長。同時當前一階段發生變更時，可能導致后續階段也發生變更，甚至變成無用功，導致變更成本高。同時為了滿足企業個性化的需求，所設計出的自動化立體倉庫各不相同，且在現有的串行模式下，過去的設計經驗對接下來的設計提供的參考有限，無法有效利用過往設計經驗。

針對于設計自動化立體倉庫這種高投入、高復雜度的系統，為了確保可靠性，通過仿真實驗進行調試是一個不可缺少的環節，并貫穿于項目過程的始終。目前該行業常見的仿真形式為全數字仿真及全物理仿真，其中，全數字仿真所采用的模型很難精確地概括真實器部件的所有特性，是一種簡化版的描述，這使得全數字的仿真結果與真實情況始終存在一定偏差。與之相對，全物理仿真能最大程度地復現待測設備的真實工況環境。然而，這種實驗方式的硬件門檻較高、資源投入以及作業難度大，中小企業難以實現。

公開號為CN112163651A公開日2021-01-01：提出的基于RFID的智能倉庫設計方法，采用了系統工程分析法和0-1規劃建模的技術手段，解決了非標尺寸產品的庫位管理、一定定位精度要求下RFID卡的布置優化和進出庫混合作業優化的技術問題，但無法有效利用過往設計經驗，且不能進行有效的調試仿真。

發明內容

本發明為克服上述現有技術無法復用過往設計成果、不能進行有效的仿真調試的缺陷，提供一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法。技術方案如下：

一種基于數字孿生的自動化立體倉庫構建方法，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；

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可以同步到相應的物理實體設備上；