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虚拟技术在库存管理中的可视化研究 |
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| 2007-08-13 |
１ 引言
库存管理是仓库管理工作的中心环节。库存管理的数质量不但关系企业的经济效益，而且直接影响企业的长远利益，编制和调整库存实力是企业经常进行的日常工作。库存管理辅助系统（ＩＭＡ）的研制，国外７０年代就已开始，我国从８０年代末至今，也进行了一定的研究，如应用计算机模拟与ＣＡＤ技术，将计划动态地在计算机屏幕上进行显示。但由于该软件用户界面不直观，有用信息的提取需二次加工（即比较、排列等），难以真实地反映其动态状况。有鉴于此，我们研究了库存管理可视化系统，文章对该系统的应用、体系结构、关键技术等，进行了描述，为今后更好的开展仓库可视化研究奠定了基础。
２ 系统的应用
虚拟现实技术在仓库管理中有着广泛的应用前景，一方面它可以用于确定订货策略、订货点和订货批量，从而提高所订货物的可行性与可用性，为订货决策提供了一个有效、合理的依据。另一方面它还可以确定仓库的分布与库存物资的合理规划，为库房堆垛的合理放置提供有效的方案。最后可以通过系统模型来对库房的安全库存水平进行有效、直观的评估。通过对新技术的利用，将以往只能够通过图纸而进行的规划设计，直观的展现在人们面前。
３ 系统的体系结构
３．１ 系统软件功能
库存管理可视化系统是用以辅助仓库管理员优化仓库管理、协助领导通过虚拟现实技术适时了解掌握库房储备情况，提高物资储备管理水平的软件系统。
（１） 数据管理模块。对整套系统数据进行安全加密、维护、备份及灾难性恢复等功能，为用户提供安全的数据存储。
（２）模型管理模块。提供各种库房、物资及附属设施设备等的模型及相关数据、信息，令使用者能够清晰直观的了解到库房内所有设施设备的基本情况与库房内部情况。
（３）物资管理模块。记录了库存物资的实力统计、出入库管理情况、物资堆放情况，并根据以往的保障预案，根据实际情况从中提取，为用户提供辅助决策分析功能。
（４）三维场景模块。通过调用综合数据库信息，生成相应的虚拟仓库模型，使用户更加直观的了解到物资的放置情况，便于用户能够及时的对物资进行调整以及设施之间的相互规划。
（５）实时监控模块。利用安放在库房内的摄像头，对库房内部实时进行监控，从而确保物资的安全。
３．２ 模型的建立
系统采用ＭｕｌｔｉＧｅｎ Ｃｒｅａｔｏｒ建模工具对库房环境进行建模。ＭｕｌｔｉＧｅｎ作为 ＭｕｌｔｉＧｅｎ－Ｐａｒａｄｉｇｍ公司最新推出的一套高逼真度、最佳优化的实时三维建模工具，它能够满足视景仿真、交互式游戏开发、城市仿真以及其它的应用领域。它将多边形建模、矢量建模和地形生成集成在一个软件包中的手动建模工具。它包括多边形和纹理建模、矢量编辑和建模以及地形地表生成等功能子模块。为更好的可视化建模提供了一个有效的平台。
在构建系统模型时采用了几何建模、运动建模与物理建模技术。几何建模技术描述了虚拟环境的三维造型（多边形、三角形和顶点）及其外观（纹理、表面反射系数、颜色等）。软件不仅提供了点、线、多边形、曲线、规则三维物体等基本体素，而且可以通过放样、组合等算法构造不规则的三维物体，在给模型施加了纹理映射算法与光照反射模型后使虚拟环境看上去更加逼真。运动建模技术考虑虚拟环境随着其位置、碰撞、缩放、表面变形等变化而动态产生的变化。比如对象位置的变化、碰撞检测、抓握物体等。物理建模技术通过说明虚拟对象的质量、重量、惯性、表面纹理（光滑或粗糙）、变形模式（弹性或可塑性）来给其建模。物理建模与几何建模、运动建模相融合，构成了一个更具真实感的虚拟环境。
３．３ 网络结构设计
系统在网路布线时采用了管理间布线模式，利用交联、互联和ＩＯ三种方式组成，这样系统能够同时满足语音应用、数据传输、影响影视等大流量数据的交换与采集。采用这种布线技术，可以为连接其它子系统提供手段。系统在交联与互联时将通信线路定位在建筑物的不同部分，以便于能够更容易的管理与维护通信线路。ＩＯ接口位于用户终端与其它库房之间，为今后使用移动终端时能够更加方便的插拔做好铺垫。
４ 系统运行模式
系统的运行模式采用ＢＳ模式，利用分布式数据维护与串行数据调用两种方法。运行时由数据库维护终端分别创建并修改综合数据库中的模块数据模型数据、基本数据、业务数据、三维数据 ，并将修改后的结果导入综合数据库中，使业务处理终端能够方便的调用综合数据库中的信息，令管理人员能够更加清晰直观的了解到库存物资的数质量及仓库内部的仿真结构模型等相关数据。
５ 系统实现的关键技术
５．１ 三维建模技术
仓库结构采用三维建模技术，通过利用可视化仿真软件，模拟出所需仓库的内部结构、物资储备及相关的附属设施与库存环境等。
５．２库存资源数据抽取与管理
系统从底层数据库中抽取库存物资相关数据，加上各项技术指标及相应的保管标等形成虚拟库存信息数据库，库存信息数据库可分别存储在各部门所使用的计算机上，形成相互独立、互为备份、动态一致的资源共享体系。
５．３ 系统安全控制
数据存放的安全性与可靠性在库存管理中至关重要，系统的抗破坏能力与灾难恢复能力是通过数据库的网上多重备份，同步或异步的智能交互更新实现的，从而确保系统数据库的完备性。安全防护则是通过确定身份、授予权限和设置口令的措施确保确定身份的访问者在网络内任何机器上访问授权的全部资源，从而将非法用户排斥在系统之外，确保系统的保密与安全。
５．４ 储备物资动态监控
过去储备物资的管理，传统作法是以经验和记忆进行，它对仓库管理员业务素质要求较高，也难免出错。而系统将建立储备物资动态监控机制，对库房内所有储备物资按其储备情况，需要倒垛和接近保质期等情况进行报警，提示进行相关处理，确保物资储备良好。
６ 结束语
由于ＶＲ既可以是真实世界的模拟，也可以是假想世界的模型，用户在这种环境里有很好的临场感。因此，它将成为高科技、军事领域中不可缺少的技术。本文初步探讨了应用虚拟现实技术进行库存物资的可视化研究，在此基础上，还要进一步研究ＶＲ技术的二次开发，改进并完善库存物资管理可视化系统的功能。
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