一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及仓库管理技术领域，具体为一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导系统及方法，所述综合环境信息管理模块预测仓库环境综合信息在不同情况下，仓库中存储的所有物料对应的综合影响值，选取最小综合影响值对应的仓库环境综合信息作为当前时间仓库的最佳存储环境综合信息。本发明专利技术不仅通过数字孪生技术构建仓库的三维模型，将仓库中的传感器位置与构建的三维模型中相应位置一一对应，实现对仓库监测信息的可视化；还能够根据现有监测的存储物料种类、时长、不同存储环境对存储物料质量的影响程度，预测仓库当前时间的最佳存储环境，实现对仓库的有效监管。实现对仓库的有效监管。实现对仓库的有效监管。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导系统及方法


[0001]本专利技术涉及仓库管理
，具体为一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导系统及方法。

技术介绍

[0002]随着互联网技术的快速发展，人们对互联网技术的应用越来越广泛，在仓库管理领域，人们往往可通过传感器实现对仓库数据的监测，该方式在一定程度上使得人们对仓库的管理更加直观、有效，不仅降低了人们对仓库的巡检工作量，还提高了人们对仓库数据的获取精度，为人们带来了较大的便利。
[0003]数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
[0004]现有的基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导系统，只是简单的通过数字孪生技术构建仓库的三维模型，将仓库中的传感器位置与构建的三维模型中相应位置一一对应，并在三维模型中呈现出来，实现对仓库监测信息的可视化；但是现有技术无法根据现有监测数据（存储物料种类、时长、不同存储环境对存储物料质量的影响程度）预测仓库当前时间的最佳存储环境。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导方法，所述方法包括以下步骤：S1、基于数字孪生技术构建与仓库等比例大小的三维立体模型，将仓库内的存储空间划分成多个存储区域，并对划分各个存储区域分别进行编号；S2、获取时间t时仓库中不同编号的存储区域中设置的传感器分别监测到的存储环境信息，记为时间t时相应编号存储区域内对应的环境信息，获取时间t时仓库中环境调节装置显示的环境信息，记为时间t时对应的仓库环境综合信息，环境信息包括温度及湿度；S3、获取时间t时各个编号的存储区域中存储物料的种类及相应的存储时长，结合时间t时仓库内的环境信息，得到时间t时各个编号的存储区域内的物料存储信息，并将获取的物料存储信息实时呈现在三维立体模型中，所述时间t时仓库内的环境信息包括时间t时相应编号存储区域内对应的环境信息及时间t时对应的仓库环境综合信息；S4、通过数据库获取不同物料分别对应的最佳存储环境信息，并结合历史数据分析不同物料存储环境偏差值与物料质量影响速率之间的关系，物料存储环境偏差值表示物料存储环境信息相对于相应物料对应的最佳存储环
境信息的偏差情况；计算物料存储环境信息不变且存储时长为t1时物料中的坏损率HS1与物料最佳存储环境信息不变且存储时长为t1时物料中的坏损率HS2，物料质量影响速率等于（HS2
‑
HS1）/t1；S5、根据历史数据分析不同编号的存储区域中存储环境信息与仓库环境综合信息之间的关系；S6、结合S4及S5中的分析结果，预测仓库环境综合信息在不同情况下，仓库中存储的所有物料对应的综合影响值，选取最小综合影响值对应的仓库环境综合信息作为当前时间仓库的最佳存储环境综合信息，获取上一次仓库环境综合信息变更距离当前时间的时长，记为第一时长，将第一时长与t1进行比较，当第一时长大于等于t1时，则将当前时间对应的仓库环境综合信息调整为当前时间仓库的最佳存储环境综合信息；当第一时长小于t1时，则不对当前时间对应的仓库环境综合信息进行调整，所述t1为数据库中预置的第一预设时长。
[0007]进一步的，所述S1中将仓库内的存储空间划分成多个存储区域的方法包括以下步骤：S1.1、获取仓库中每个存储货架内空间区域对应的长a1、宽a2及高a3，默认不同存储货架的规格相同，所述仓库内的存储空间为仓库内各个存储货架中空间区域的并集；S1.2、获取a1、a2及a3这三个数中对应的最大公约数，记为a4；S1.3、将仓库内每个存储货架内空间区域均分为a1*a2*a3/a43个规格相同的存储区域，每个存储区域的规格为：存储区域的长宽高均等于a4；从1开始分别对仓库内所有存储货架内每个存储区域进行编号，每个存储区域对应一个编号，且不同存储区域对应的编号不同，所述与仓库等比例大小的三维立体模型中包括仓库中各个存储货架相对于仓库中心点的分布位置。
[0008]本专利技术将仓库内的存储空间划分成多个存储区域的过程中，获取a1、a2及a3的最大公约数，是为了确定仓库存储空间划分的存储区域的个数，确保划分的每个存储区域的规格均相同。
[0009]进一步的，所述S3中得到时间t时各个编号的存储区域内的物料存储信息的方法包括以下步骤：S3.1、获取时间t时各个编号的存储区域中存储物料的种类及相应的存储时长，查询数据库中预置的不同存储物料种类对应的种类编号，不同存储物料种类对应不同的种类编号，将时间t时编号为B的存储区域中存储物料的种类对应的种类编号记为BLt，将时间t时编号为B的存储区域中存储物料的存储时长记为BtT；S3.2、获取时间t时仓库内的环境信息，记为{（WBt，SBt），（WZt，SZt）}，WBt表示时间t时编号为B的存储区域内对应的温度，SBt表示时间t时编号为B的存储区域内对应的湿度，WZt表示时间t时仓库环境综合信息中的温度，SZt表示时间t时仓库环境综合信息中的湿度；S3.3、得到时间t时编号为B的存储区域内的物料存储信息，记为{BtT，BLt，（WBt，SBt），（WZt，SZt）}。
[0010]本专利技术得到时间t时各个编号的存储区域内的物料存储信息，是为了将时间t时各个编号的存储区域中的存储物料的种类、存储时长、相应存储区域内的环境信息及仓库环境综合信息进行绑定，进而同时呈现在通过数字孪生技术构建的三维立体模型中，实现对仓库监测数据的可视化。
[0011]进一步的，所述S4中结合历史数据分析不同物料存储环境偏差值与物料质量影响速率之间的关系的方法包括以下步骤：S4.1、获取数据库中，存储物料种类编号为WZB时对应的最佳存储环境信息，将WZB对应最佳环境信息中的温度记为W1
WZB
，将WZB对应最佳环境信息中的湿度记为S1
WZB
；S4.2、获取历史数据中，存储物料种类编号为WZB时，物料的存储环境信息为（W
WZB
，S
WZB
）及相应存储环境下对应的物料质量影响速率V
WZB
，W
WZB
表示存储物料种类编号为WZB时的物料的存储环境信息中的温度，S
WZB
表示存储物料种类编号为WZB时的物料的存储环境信息中的湿度；S4.3、构建第一关系数据对（WP
WZB
，SP
WZB
，V1
WZB
），WP
WZB
=W
WZB
‑
W1
WZB
，SP
WZB
=S
WZB
‑
S1
WZB
，WP
WZB
表示历史数据中存储物料种类编号为WZB时，物料存储环境偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、基于数字孪生技术构建与仓库等比例大小的三维立体模型，将仓库内的存储空间划分成多个存储区域，并对划分各个存储区域分别进行编号；S2、获取时间t时仓库中不同编号的存储区域中设置的传感器分别监测到的存储环境信息，记为时间t时相应编号存储区域内对应的环境信息，获取时间t时仓库中环境调节装置显示的环境信息，记为时间t时对应的仓库环境综合信息，环境信息包括温度及湿度；S3、获取时间t时各个编号的存储区域中存储物料的种类及相应的存储时长，结合时间t时仓库内的环境信息，得到时间t时各个编号的存储区域内的物料存储信息，并将获取的物料存储信息实时呈现在三维立体模型中，所述时间t时仓库内的环境信息包括时间t时相应编号存储区域内对应的环境信息及时间t时对应的仓库环境综合信息；S4、通过数据库获取不同物料分别对应的最佳存储环境信息，并结合历史数据分析不同物料存储环境偏差值与物料质量影响速率之间的关系，物料存储环境偏差值表示物料存储环境信息相对于相应物料对应的最佳存储环境信息的偏差情况；计算物料存储环境信息不变且存储时长为t1时物料中的坏损率HS1与物料最佳存储环境信息不变且存储时长为t1时物料中的坏损率HS2，物料质量影响速率等于（HS2
‑
HS1）/t1；S5、根据历史数据分析不同编号的存储区域中存储环境信息与仓库环境综合信息之间的关系；S6、结合S4及S5中的分析结果，预测仓库环境综合信息在不同情况下，仓库中存储的所有物料对应的综合影响值，选取最小综合影响值对应的仓库环境综合信息作为当前时间仓库的最佳存储环境综合信息，获取上一次仓库环境综合信息变更距离当前时间的时长，记为第一时长，将第一时长与t1进行比较，当第一时长大于等于t1时，则将当前时间对应的仓库环境综合信息调整为当前时间仓库的最佳存储环境综合信息；当第一时长小于t1时，则不对当前时间对应的仓库环境综合信息进行调整，所述t1为数据库中预置的第一预设时长。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导方法，其特征在于，所述S1中将仓库内的存储空间划分成多个存储区域的方法包括以下步骤：S1.1、获取仓库中每个存储货架内空间区域对应的长a1、宽a2及高a3，默认不同存储货架的规格相同，所述仓库内的存储空间为仓库内各个存储货架中空间区域的并集；S1.2、获取a1、a2及a3这三个数中对应的最大公约数，记为a4；S1.3、将仓库内每个存储货架内空间区域均分为a1*a2*a3/a43个规格相同的存储区域，每个存储区域的规格为：存储区域的长宽高均等于a4；从1开始分别对仓库内所有存储货架内每个存储区域进行编号，每个存储区域对应一个编号，且不同存储区域对应的编号不同，所述与仓库等比例大小的三维立体模型中包括仓库中各个存储货架相对于仓库中心点的分布位置。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导方法，其特征在于，所述S3中得到时间t时各个编号的存储区域内的物料存储信息的方法包括以下步骤：
S3.1、获取时间t时各个编号的存储区域中存储物料的种类及相应的存储时长，查询数据库中预置的不同存储物料种类对应的种类编号，不同存储物料种类对应不同的种类编号，将时间t时编号为B的存储区域中存储物料的种类对应的种类编号记为BLt，将时间t时编号为B的存储区域中存储物料的存储时长记为BtT；S3.2、获取时间t时仓库内的环境信息，记为{（WBt，SBt），（WZt，SZt）}，WBt表示时间t时编号为B的存储区域内对应的温度，SBt表示时间t时编号为B的存储区域内对应的湿度，WZt表示时间t时仓库环境综合信息中的温度，SZt表示时间t时仓库环境综合信息中的湿度；S3.3、得到时间t时编号为B的存储区域内的物料存储信息，记为{BtT，BLt，（WBt，SBt），（WZt，SZt）}。4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导方法，其特征在于，所述S4中结合历史数据分析不同物料存储环境偏差值与物料质量影响速率之间的关系的方法包括以下步骤：S4.1、获取数据库中，存储物料种类编号为WZB时对应的最佳存储环境信息，将WZB对应最佳环境信息中的温度记为W1
WZB
，将WZB对应最佳环境信息中的湿度记为S1
WZB
；S4.2、获取历史数据中，存储物料种类编号为WZB时，物料的存储环境信息为（W
WZB
，S
WZB
）及相应存储环境下对应的物料质量影响速率V
WZB
，W
WZB
表示存储物料种类编号为WZB时的物料的存储环境信息中的温度，S
WZB
表示存储物料种类编号为WZB时的物料的存储环境信息中的湿度；S4.3、构建第一关系数据对（WP
WZB
，SP
WZB
，V1
WZB
），WP
WZB
=W
WZB
‑
W1
WZB
，SP
WZB
=S
WZB
‑
S1
WZB
，WP
WZB
表示历史数据中存储物料种类编号为WZB时，物料存储环境偏差值中的偏差温度，SP
WZB
表示历史数据中存储物料种类编号为WZB时，物料存储环境偏差值中的偏差湿度，物料存储环境偏差值包括偏差温度及偏差湿度，V1
WZB
等于历史数据中存储物料种类编号为WZB时，物料存储环境偏差值为（WP
WZB
，SP
WZB
）的情况下对应的各个物料质量影响速率的平均值，得到历史数据中（W
WZB
，S
WZB
）不同时，分别构建的各个第一关系数据对，控制获取的（W
WZB
，S
WZB
）中W
WZB
与S
WZB
分别对应的变化步长，将W
WZB
对应的变化步长记为c1，将S
WZB
对应的变化步长记为c2，则第一关系数据对中第一个数据对应变量的变化步长为c1，第一关系数据对中第二个数据对应变量的变化步长为c2，c1＞0，c2＞0且c1≠c2；S4.4、以o为原点、以温度为x轴、以湿度为y轴且以物料质量影响速率为z轴构建空间直角坐标系，并将获取的各个第一关系数据对在空间直角坐标系中相应的坐标点上进行标注；S4.5、将空间平面直角坐标系中，在xoy平面上投影为矩形的相邻四个坐标点划分成一个数组，获取每个数组中四个坐标点构成的关系面；S4.6、将各个数组构成的关系面在空间直角坐标系中进行汇总，得到存储物料种类编号为WZB时，物料存储环境偏差值与物料质量影响速率之间的关系曲面，记为GM
WZB
，进而得到不同物料存储环境偏差值与物料质量影响速率之间的关系。5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的3D智慧仓库监测引导方法，其特征在于：所述S4.5中获取每个数组中四个坐标点构成的关系面的方法包括以下步骤：
S4.5.1、获取每个数组中的四个坐标点，将数组内的四个坐标点中，x轴坐标与y轴之和最小的坐标点记为第一坐标点，将数组内的四个坐标点中，x轴坐标与y轴之和减去第一坐标点中x轴坐标与y轴之和，结果为c1的坐标点记为第二坐标点，将数组内的四个坐标点中，x轴坐标与y轴之和减去第一坐标点中x轴坐标与y轴之和，结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松宇，
申请(专利权)人：江苏智方数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：