0 引言

2019年，物流业首次被定义为支撑国民经济发展的基础性、战略性、先导性行业，物流业的快速发展为仓储业的崛起提供了巨大的市场需求，加之制造业、商贸流通业外包需求的释放和政策的引导，物流仓储的战略地位持续加强，未来物流仓储的市场需求不断扩大。

物流企业在考虑建立物流仓储中心时，需对仓储流通中各个环节都需统筹规划，谨慎抉择。如物流仓储中心规划的容量是否匹配，仓储中心选用的硬件设备是否满足企业业务要求，亦或是整个物流中心的规划的配套设施是否合理，物流中心内的输送设备动线布局是否合理等。针对每个项目中涉及的实际问题，如果依靠管理者经验来做预判，可能会在某些方面出现问题，从而产生系统瓶颈，也有可能会使整体系统的成本提高；对于一个投资巨大的物流仓储中心而言，任何一处损失，可能会使整体运营效果大打折扣。因此，为了预先评估前期可能出现的规划问题，三维可视化仿真成为前期规划设计中重要的一个环节。

1 三维可视化仿真技术

三维可视化仿真技术利用计算机技术建立一个逼真的虚拟环境，将该技术应用在物流仓储行业中称为物流仿真技术。物流仿真技术是借助计算机技术，网络技术和数学模型，采用虚拟现实的方法，对物流仓储系统进行三维模拟的一项应用技术。它需要凭借计算机仿真技术对系统项目方案三维建模和求解算法分析，通过仿真试验得到各种运行过程中的瞬间效能数值，最后研究整个系统的性能指标和完成三维可视化的输出效果。

物流仓储系统中各个环节耦合性很强，仿真工作可对整体方案系统进行评估，预演整个方案的动线流程等。目前这些仿真技术的呈现都需要用到合理有效的仿真软件，在仿真软件平台上得到施展。本文中所用的仿真软件为Flexsim和Demo3d两款主流的物流仿真软件平台。

2.1物流仿真技术的应用

利用仿真软件，借用物流仿真技术，建立必备的三维模型库，并进行二次开发模型设备。利用软件层级结构属性，快速继承模型对象属性，节省开发时间，运行调试仿真数据，输出多种样式的仿真结果，如渲染出高清图片、导出三维模型、三维PDF作为系统场景效果展示；编制物流动态流程，生成仿真动画，让客户清晰直观地了解整个物流仓储中心的流程动线；通过仿真试验进行仿真分析决策，评估方案的可行性。

物流仿真在物流仓储系统中的应用主要步骤为:调研物流仓储系统，明确业务流程；设立仿真目标，进行分析；仓储数据分析整理；依据方案建模；编制仿真流程程序；检验运行仿真流程；运行仿真系统，统计仿真结果；统计分析，优化方案配置找出最优方案。可参考某物流仓储项目案例来介绍物流仿真技术在物流仓储中的应用。

1）仿真试验数据分析案例

图1为某物流仓储配送中心，由自动存取系统、箱式密集存储系统、托盘输送机系统、箱输送线系统、机械手拆码垛系统、货到人拣选系统等组成。依托历史订单数据作为原始数据，应用三维可视化仿真技术模拟货到人系统订单分拣作业工况，评估规划的货到人拣选数量与布局是否满足企业的业务需求。

为满足出库订单效率要求，整箱和拣选出库采用预处理模式，提前将出库的物料由自动存取系统以托盘单元形式通过托盘输送机输送到机械手拆垛位置，依据订单要求，机械手将订单所需的物料箱进行拆垛，通过箱输送线系统，将订单所需的物料暂存在箱式密集存储系统中。货到人拣选系统负责从出库的物料箱里根据订单要求拆分出所需数量的物料。仿真系统通过执行历史订单数据，依据试验原理运行，最后统计每个拣选订单分拣时间，验证货到人拣选系统方案是否可行。

仿真试验原理为：抽取历史订单中某日订单数据，将该日数据拆分为上午和下午两个半天订单量。因上午订单物流系统已经提前进行预处理，拣选订单所需物料直接从箱式密集存储系统调取。上午订单启动后，首先将上午的订单进行拆分，拆分出整箱订单和拆零订单；整箱订单按照所需要的物料数量直接出库，拆零订单则按照定义的拣选顺序出库。当拣选完成后，尾箱回库，若为空箱则回流到空周转箱箱线中，拣选完的周转箱送往复核包装台，经复核无误，包装完成后出库。在执行上午订单任务的同时，对下午订单所需的物料也进行预处理，因此下午的订单拣选流程同上午订单操作相同。

通过仿真平台运行8 h，尾箱回库的工况下统计拣选订单数据,得到单个订单完成的最长时间为347 s，平均订单完成时间为165 s。

通过仿真试验获得的数据，验证规划的方案满足企业业务需求，同时企业管理者对于物料出库和拣选过程有清晰主观的观察分析，所得的试验结果可信度高。

图1 某物流配送中心仿真  

2）仿真三维效果输出

在物流企业人员进行项目交流时，不同于以常规的二维CAD图纸形式讲解方案，物流仿真的另一输出结果是三维效果，可以输出静态的三维效果图和动态的三维仿真动画来展示交流。以三维场景的方式交流可以让物流企业管理人员能够通过清晰，直观，动态的了解整个方案构架，让物流企业管理者能有一个整体的宏观高度和微观细节认知。在仿真动画的展示中还方便交流沟通，直观的了解整个方案的亮点。三维展示的效果如图2所示。

图2 仿真三维方案效果   

3 结语

伴随着“智慧物流”理念的不断深化，为用户提供智能、高效的物流解决方案必将成为未来物流仓储行业的主流发展方向。传统的二维平面图表已经不能满足当今物流仓储行业快速发展的需求，三维可视化技术结合多媒体技术、网络技术以及三维镜像技术可实现数据处理的虚拟化，通过对物流装备进行全方位的监控，构建基于现实的3D虚拟现实效果，提高决策者的预见性，能够对其质量和成果进行前期的评估，可使物流系统发挥更大的经济效益。