本發(fā)明涉及物流倉庫管理，尤其是一種數(shù)字孿生驅(qū)動的物流倉庫管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球貿(mào)易的蓬勃發(fā)展和消費者需求的不斷增長，物流倉庫作為供應(yīng)鏈的重要節(jié)點，承擔著貨物存儲、分揀、配送等關(guān)鍵職能。倉庫優(yōu)化可通過提高物流效率、降低成本、減少庫存周轉(zhuǎn)時間等手段，實現(xiàn)對供應(yīng)鏈的全面增值，進而提升企業(yè)競爭力和客戶滿意度。同時，隨著數(shù)字化、智能化技術(shù)的不斷成熟與應(yīng)用，優(yōu)化倉庫管理將成為提升整個供應(yīng)鏈效率、降低環(huán)境影響、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

2、針對物流倉庫的管理，現(xiàn)有方法大多是通過倉庫管理軟件實現(xiàn)對出入庫、貨物調(diào)度、運送路徑等，這些管理軟件大多都需要人進行操作，在使用層面上存在易錯、費時等缺陷。隨著人工智能熱潮的到來，一些如粒子群優(yōu)化算法或強化學(xué)習(xí)算法開始逐漸應(yīng)用于物流倉庫的管理中，但這些方法可信度薄弱，容易出現(xiàn)隱性錯誤。原因在于上述方法高度依賴于數(shù)據(jù)的質(zhì)量，如果輸入數(shù)據(jù)有誤或不完整，算法可能會產(chǎn)生錯誤的結(jié)果；其次，上述算法的內(nèi)部決策過程過于復(fù)雜，其決策透明度和信任度相對于管理軟件而言較低，且調(diào)度過程無法實時反饋給用戶端，用戶無法感知倉庫貨物的狀態(tài)。對于物流倉庫的實際運作而言，用戶不僅需要的是快速且高效的倉庫內(nèi)調(diào)度方法，對倉庫內(nèi)貨物的狀態(tài)把控也關(guān)乎著倉庫運作質(zhì)量。

3、因此，如何提高物流倉庫運作情況反饋的實時性與便捷性，以及提高物流倉庫內(nèi)貨物調(diào)度的效率，是一個亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種數(shù)字孿生驅(qū)動的物流倉庫管理系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的物流倉庫管理系統(tǒng)存在的物流倉庫運作情況反饋的實時性與便捷性不高，以及物流倉庫內(nèi)貨物調(diào)度的效率欠佳且嚴格錄入依賴物流數(shù)據(jù)準確性的問題。

2、本發(fā)明提供了一種數(shù)字孿生驅(qū)動的物流倉庫管理系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)獲取模塊，被配置為獲取數(shù)據(jù)采集組件采集的目標倉庫內(nèi)若干個調(diào)度實例的屬性數(shù)據(jù)；其中，所述調(diào)度實例包括貨物、運輸工具和貨架，所述屬性數(shù)據(jù)包括貨物關(guān)聯(lián)信息、運輸工具位置信息和貨架狀態(tài)信息；

4、數(shù)字孿生模塊，被配置為根據(jù)采集的目標倉庫內(nèi)各調(diào)度實例的屬性數(shù)據(jù)，構(gòu)建包含有貨物數(shù)字體、運輸工具數(shù)字體和貨架數(shù)字體的目標倉庫的數(shù)字地圖；

5、實時交互模塊，被配置為基于每個調(diào)度實例的屬性數(shù)據(jù)，為每個數(shù)字體在數(shù)字地圖中生成數(shù)字體信息，將所述數(shù)字地圖發(fā)送至用戶終端，執(zhí)行目標倉庫的運作呈現(xiàn)交互；

6、管理調(diào)度模塊，被配置為基于所述數(shù)字地圖中每個數(shù)字體的數(shù)字體信息，構(gòu)建目標倉庫的貨物調(diào)度優(yōu)化函數(shù)，對所述貨物調(diào)度優(yōu)化函數(shù)進行優(yōu)化求解，生成貨物調(diào)度策略；其中，所述貨物調(diào)度策略被配置為驅(qū)使調(diào)度人員執(zhí)行目標倉庫的貨物調(diào)度。

7、可選的，所述數(shù)據(jù)采集組件，具體包括：

8、掃碼裝置，設(shè)置于每個運輸工具，被配置為掃描每個貨物的標識碼圖案，獲取每個貨物的貨物關(guān)聯(lián)信息；其中，所述貨物關(guān)聯(lián)信息包括貨物種類、貨物尺寸和貨物目的地；

9、定位裝置，被配置為采集每個運輸工具的運輸工具位置信息；

10、圖像獲取與處理裝置，被配置為采集目標倉庫內(nèi)每個貨架的貨架圖像，對所述貨架圖像進行處理，獲得每個貨架的貨架狀態(tài)信息。

11、可選的，所述數(shù)據(jù)采集組件，還包括：設(shè)置于每個運輸工具的壓力檢測裝置，被配置為檢測貨物從運輸工具放置到貨架的卸貨動作；

12、所述數(shù)據(jù)獲取模塊，具體包括：

13、貨物綁定單元，被配置為在掃碼裝置掃描到運輸工具上貨物的標識碼圖案時，將所述貨物與所述運輸工具進行位置綁定；

14、貨物解綁單元，被配置為在壓力檢測裝置檢測到運輸工具的卸貨動作時，將所述貨物與所述運輸工具進行位置解綁。

15、可選的，所述定位裝置，具體包括：

16、固定定位單元，等間隔的設(shè)置于目標倉庫內(nèi)的運輸通道上，被配置為存儲有設(shè)置位置的位置信息；

17、移動定位單元，設(shè)置于每個運輸工具，被配置為在跟隨運輸工具移動到距離固定定位單元預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時，被固定定位單元識別；

18、其中，所述運輸工具位置信息被配置為設(shè)置于運輸工具的移動定位單元被設(shè)置于運輸通道的固定定位單元識別到時，所述固定定位單元存儲的設(shè)置位置的位置信息。

19、可選的，所述圖像獲取與處理裝置，具體包括：

20、第一圖像采集模塊，包括設(shè)置于目標倉庫內(nèi)的若干個第一攝像頭，被配置為采集每個貨架表征貨倉占位情況的貨架圖像；

21、圖像處理模塊，被配置為提取所述貨架圖像的圖像特征構(gòu)建圖像特征集，利用所述圖像特征集識別每個貨架上貨倉的占位情況，將所述貨架上貨倉的占位情況作為每個貨架的貨架狀態(tài)信息。

22、可選的，所述圖像獲取與處理裝置，還包括：

23、第二圖像采集模塊，包括設(shè)置于目標倉庫內(nèi)的若干個第二攝像頭，被配置為采集每個運輸工具在執(zhí)行貨物調(diào)度時的若干張調(diào)度圖像；其中，每張調(diào)度圖像包含有被調(diào)度貨物和當前位置的參照貨架；

24、貨物尺寸估測模塊，被配置為根據(jù)每張調(diào)度圖像中參照貨架的圖像尺寸信息與實際尺寸信息的比值，利用所述比值與調(diào)度圖像中調(diào)度貨物的圖像尺寸信息，估計每張調(diào)度圖像中調(diào)度貨物的實際尺寸信息；

25、貨物尺寸修正模塊，被配置為根據(jù)每張調(diào)度圖像的實際尺寸信息與掃碼裝置掃描獲取的貨物尺寸，計算平均尺寸信息，將所述平均尺寸信息作為調(diào)度貨物的真實貨物尺寸進行修正。

26、可選的，所述數(shù)字孿生模塊，具體包括：

27、數(shù)字地圖構(gòu)建單元，被配置為根據(jù)目標倉庫的建筑信息，構(gòu)建所述目標倉庫孿生的數(shù)字地圖；

28、數(shù)字體構(gòu)建單元，被配置為根據(jù)貨物關(guān)聯(lián)信息、運輸工具位置信息和貨架狀態(tài)信息，在所述數(shù)字地圖中生成相應(yīng)尺寸的貨物數(shù)字體、相應(yīng)位置的運輸工具數(shù)字體和相應(yīng)狀態(tài)的貨架數(shù)字體；

29、屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)單元，被配置為建立每種數(shù)字體與對應(yīng)調(diào)度實例的屬性數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系。

30、可選的，所述實時交互模塊，具體包括：

31、交互動作采集單元，被配置為采集用戶的物流倉庫查詢動作，匹配所述物流倉庫查詢動作在生成數(shù)字地圖中的待查詢位置，基于所述待查詢位置，在所述數(shù)字地圖中確定待查詢數(shù)字體；

32、運作呈現(xiàn)交互單元，被配置為將所述待查詢數(shù)字體對應(yīng)數(shù)字體信息中的屬性數(shù)據(jù)在所述數(shù)字地圖中呈現(xiàn)。

33、可選的，所述管理調(diào)度模塊，具體包括：

34、優(yōu)化函數(shù)建立單元，被配置為基于所述數(shù)字地圖中每個實例數(shù)字體的數(shù)字體信息，構(gòu)建目標倉庫的貨物調(diào)度優(yōu)化函數(shù)；

35、其中，所述貨物調(diào)度優(yōu)化函數(shù)的表達式，具體為：

36、；

37、式中，表示運輸工具運輸貨物到貨架所用時間，表示運輸工具從貨物的貨架返回接貨點所用時間，表示貨物從貨架被運輸至貨物的出貨口的時間，n為運輸貨物的數(shù)量，運輸工具的運輸速度恒定，運輸時間關(guān)聯(lián)于運輸工具執(zhí)行每次運輸動作時在數(shù)字地圖中的運輸距離；

38、貨物調(diào)度策略生成單元，被配置為對所述貨物調(diào)度優(yōu)化函數(shù)進行求解，生成將目標貨物采用目標運輸工具運輸?shù)侥繕素浖艿淖顑?yōu)調(diào)度動作，判斷所述目標貨架的貨倉是否有空余；若是，基于所述最優(yōu)調(diào)度動作，驅(qū)使調(diào)度人員執(zhí)行目標倉庫的貨物調(diào)度；若否，選擇次優(yōu)調(diào)度動作，直至目標貨架的貨倉有空余時，基于該次優(yōu)調(diào)度動作，驅(qū)使調(diào)度人員執(zhí)行目標倉庫的貨物調(diào)度。

39、本發(fā)明還提供了一種數(shù)字孿生驅(qū)動的物流倉庫管理方法，包括：

40、s1：獲取數(shù)據(jù)采集組件采集的目標倉庫內(nèi)若干個調(diào)度實例的屬性數(shù)據(jù)；其中，所述調(diào)度實例包括貨物、運輸工具和貨架，所述屬性數(shù)據(jù)包括貨物關(guān)聯(lián)信息、運輸工具位置信息和貨架狀態(tài)信息；

41、s2：根據(jù)采集的目標倉庫內(nèi)各調(diào)度實例的屬性數(shù)據(jù)，構(gòu)建包含有貨物數(shù)字體、運輸工具數(shù)字體和貨架數(shù)字體的目標倉庫的數(shù)字地圖；

42、s3：基于每個調(diào)度實例的屬性數(shù)據(jù)，為每個數(shù)字體在數(shù)字地圖中生成數(shù)字體信息，將所述數(shù)字地圖發(fā)送至用戶終端，執(zhí)行目標倉庫的運作呈現(xiàn)交互；

43、s4：基于所述數(shù)字地圖中每個數(shù)字體的數(shù)字體信息，構(gòu)建目標倉庫的貨物調(diào)度優(yōu)化函數(shù)，對所述貨物調(diào)度優(yōu)化函數(shù)進行優(yōu)化求解，生成貨物調(diào)度策略；其中，所述貨物調(diào)度策略被配置為驅(qū)使調(diào)度人員執(zhí)行目標倉庫的貨物調(diào)度。

44、本發(fā)明的有益效果在于：提出了一種數(shù)字孿生驅(qū)動的物流倉庫管理系統(tǒng)及方法，通過利用數(shù)據(jù)采集組件采集的目標倉庫內(nèi)若干個調(diào)度實例的屬性數(shù)據(jù)，構(gòu)建包含有貨物數(shù)字體、運輸工具數(shù)字體和貨架數(shù)字體的目標倉庫的數(shù)字地圖，并將屬性數(shù)據(jù)作為每個數(shù)字體的數(shù)字體信息進行映射關(guān)聯(lián)，用戶基于數(shù)字地圖可實現(xiàn)針對每個調(diào)度實例進行數(shù)字體信息查詢，提高物流倉庫運作情況反饋的實時性與便捷性，同時，基于數(shù)字地圖中每個調(diào)度實例的屬性數(shù)據(jù)，可針對每次貨物從接貨點到貨架以及從貨架到出貨點的貨物調(diào)度動作進行最優(yōu)求解，通過簡單的數(shù)據(jù)采集方式為貨物調(diào)度提供準確的物流數(shù)據(jù)，不依賴錄入數(shù)據(jù)的準確度，具有較好的適應(yīng)性與較高的物流倉庫內(nèi)貨物調(diào)度的效率。