一种基于数字孪生实现仓储系统下的数据处理方法及装置与流程

本发明涉及一种基于数字孪生实现仓储系统下的数据处理方法及装置，属于数字孪生处理。

背景技术：

1、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。目前基于数字孪生技术已实现对仓库、车辆生产、制造车间等实体的虚拟映射并实现全生命周期的监控。其中以基于数字孪生技术实现仓库管理的落地实用性最高。

2、基于数字孪生技术实现仓库管理是一种利用数字孪生技术建模实现由存储货架、出入库设备、信息管控系统等高集成度的管理手段，包括集仓储技术、精准控制技术、计算机信息管理系统于一身，是现代物流系统的重要推动方向。

3、目前基于数字孪生技术实现仓库管理的核心步骤是基于3d建模技术、逻辑判断及模型构建出与实体仓库关联的仓储孪生系统，进而根据仓储孪生系统模拟实体仓库的出入库管理、等级、监控等。

4、但基于仓储孪生系统实现仓库管理存在一个技术弊端，即对于即将入库至仓储孪生系统的待入库物品的入库逻辑及入库前各孪生组件的运行状态的判断依然不完善。换言之，缺失对待入库物品的逻辑判断，从而导致待入库物品入库至仓储孪生系统后容易产生物品监控、出入库管理不到位的情况。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于数字孪生实现仓储系统下的数据处理方法、装置及计算机可读存储介质，其主要目的在于丰富对待入库物品入库至的仓储孪生系统逻辑判断，从而提高对待入库物品入库后的监控及出库管理效率。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于数字孪生实现仓储系统下的数据处理方法，包括：

3、接收入库指令，根据所述入库指令连接预构建的仓储孪生系统，其中仓储孪生系统由实体仓库执行数字孪生建模得到，获取所述仓储孪生系统所有的孪生组件，其中孪生组件包括孪生货架、孪生堆垛机及孪生agv；

4、确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在仓储孪生系统的孪生组件信息集，其中孪生组件信息集包括组件基本信息、组件属性信息；

5、将运行状态异常的孪生组件信息集发送至实体仓库管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述入库指令确定待入库物品；

6、构建所述待入库物品的孪生信息，得到孪生物品信息集，其中孪生物品信息集包括物品基本信息及物品依附关系；

7、将所述物品基本信息及物品依附关系存储至仓储孪生系统，并生成待入库物品入库成功的提示指令反馈至入库指令的发起者。

8、可选地，所述获取所述仓储孪生系统所有的孪生组件，包括：

9、获取实体仓库的物理空间，及实体仓库中每个实物在实体仓库的空间信息；

10、分别确定所述物理空间及空间信息在仓储孪生系统的映射信息，其中映射信息包括物理映射信息及实物映射信息；

11、在所述物理映射信息的范围内，根据每个实物映射信息依次获取仓储孪生系统中对应的孪生组件，其中每个孪生组件与实体仓库中每个实物具有一一对应关系。

12、可选地，所述确定是否存在运行状态异常的孪生组件，包括：

13、获取所述仓储孪生系统中每个孪生组件的组件类型，其中组件类型包括单传感组件类型、多传感组件类型及智能控制组件类型；

14、根据组件类型生成对应的组件测试指令，其中单传感组件类型的孪生组件对应单个组件测试指令，多传感组件类型及智能控制组件类型对应多个组件测试指令；

15、利用所述仓储孪生系统将不同类型的组件测试指令依次发送至对应的孪生组件；

16、接收每个孪生组件响应组件测试指令所回传的组件响应指令，清点未回传组件响应指令对应的孪生组件，并将未回传组件响应指令对应的孪生组件确定为运行状态异常的孪生组件。

17、可选地，所述获取运行状态异常的孪生组件在仓储孪生系统的孪生组件信息集，包括：

18、获取孪生组件在仓储孪生系统的组件基本信息，其中组件基本信息的结构为：

19、swj＝{ewid,etype,kp,log,info}

20、其中，swj表示仓储孪生系统中第j个孪生组件的组件基本信息，ewid表示第j个孪生组件在仓储孪生系统中唯一标识码，etype表示第j个孪生组件的组件类型，其中组件类型包括单传感组件类型、多传感组件类型及智能控制组件类型，kp表示第j个孪生组件的孪生组件名称，包括孪生货架、孪生堆垛机及孪生agv，log表示第j个孪生组件在仓储孪生系统中的历史运行信息集，info表示第j个孪生组件对应实体仓库的实物的基础信息，包括实物体积、重量、当前位置；

21、获取孪生组件在仓储孪生系统的组件属性信息，其中组件属性信息按照孪生组件的组件类型，分为单传感组件属性信息、多传感组件属性信息及智能组件属性信息；

22、汇集组件属性信息和组件基本信息，得到孪生组件信息集。

23、可选地，所述智能组件属性信息的结构为：

24、sdj＝{ct,n,e,s,v,d,i,q,…}

25、其中，sdj表示仓储孪生系统中第j个孪生组件的组件属性信息，ct表示第j个孪生组件的当前状态，其中当前状态包括空闲、使用及故障三种状态，n表示第j个孪生组件在实体仓库中对应的所有传感器的基础信息，其中基础信息包括传感器的型号、编码、类型、运行参数，e表示第j个孪生组件在实体仓库中的能耗值，v表示第j个孪生组件在实体仓库中的当前速度值，d表示第j个孪生组件在实体仓库中的位移值，i表示第j个孪生组件在实体仓库中的视频捕捉值，q表示第j个孪生组件在实体仓库中的语音捕捉值。

26、可选地，所述将运行状态异常的孪生组件信息集发送至实体仓库管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述入库指令确定待入库物品，包括：

27、步骤a：将运行状态异常的孪生组件对应的当前状态ct由调整为故障状态，当当前状态ct调整为故障状态成功时，锁定运行状态异常的孪生组件对应的孪生组件信息集为不可更改状态；

28、步骤b：将不可更改状态的孪生组件信息集发送至实体仓库管理人员执行整修，直至修复完成后，将修复完成后的修复数据与不可更改状态的孪生组件信息集结合生成新的孪生组件信息集，其中新的孪生组件信息集的当前状态ct为空闲状态；

29、步骤c：直至所有运行状态异常的孪生组件均完成步骤a和步骤b，根据所述入库指令确定待入库物品。

30、可选地，所述构建所述待入库物品的孪生信息，得到孪生物品信息集，包括：

31、获取所述待入库物品的物品属性集，其中物品属性集包括待入库物品的材料、重量、体积；

32、将所述待入库物品贴入rfid标签器及传感器，并将包括rfid标签器及传感器的待入库物品存储至实体仓库，当存储成功时，利用rfid标签器及传感器确定入库时间、入库位置；

33、接收所述待入库物品设定的出库时间，并根据所述物品属性集、入库时间、入库位置及出库时间构建得到物品基本信息；

34、获取与所述待入库物品关联的所有其他已入库物品及实体仓库的实物，得到关联物品及关联实物；

35、获取关联物品及关联实物在仓储孪生系统的孪生物品及孪生组件，得到关联孪生物品与关联孪生组件；

36、根据所述关联孪生物品与关联孪生组件构建待入库物品的物品依附关系；

37、以二维结构形式组合物品基本信息及物品依附关系，得到待入库物品的孪生物品信息集。可选地，所述物品基本信息的结构为：

38、dri＝{rfidi,od,rm,dl,time}

39、其中，dri表示仓储孪生系统中第i个待入库物品的物品基本信息，rfidi表示仓储孪生系统中第i个待入库物品的rfid标签器的标识码，od表示第i个待入库物品存储至仓储孪生系统的入库编号，rm表示第i个待入库物品的物品属性集，dl表示第i个待入库物品的入库位置，其中入库位置包括第i个待入库物品的经纬度信息、第i个待入库物品的位于的货架信息，time表示第i个待入库物品的入库时间及出库时间的集合。

40、可选地，所述根据所述关联孪生物品与关联孪生组件构建待入库物品的物品依附关系，包括：

41、构建待入库物品与关联孪生组件的入库逻辑矩阵，其中入库逻辑矩阵的结构为：

42、

43、其中，表示第i个待入库物品入库至仓储孪生系统的入库逻辑矩阵，其中m个示第i个待入库物品入库至仓储孪生系统共包括的入库流程数，n表示每个入库流程所涉及到的关联孪生组件，xmn表示待入库物品在第m个入库流程需要使用第n个关联孪生组件；

44、基于所述关联孪生物品构建待入库物品的关联知识图谱，其中关联知识图谱的构建过程包括：

45、构建关联孪生物品与待入库物品的逻辑顺序，其中逻辑顺序包括顺序关系、并发关系及冲突关系；

46、以待入库物品为中心，基于顺序关系、并发关系及冲突关系所关联的所有关联孪生物品形成关联知识图谱；

47、将关联知识图谱及入库逻辑矩阵按照二维结构形式组合得到所述待入库物品的物品依附关系。

48、为了解决上述问题，本发明还提供一种基于数字孪生实现仓储系统下的数据处理装置，所述装置包括：

49、孪生组件获取模块，用于接收入库指令，根据所述入库指令连接预构建的仓储孪生系统，其中仓储孪生系统由实体仓库执行数字孪生建模得到，获取所述仓储孪生系统所有的孪生组件，其中孪生组件包括孪生货架、孪生堆垛机及孪生agv；

50、待入库物品确定模块，用于确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在仓储孪生系统的孪生组件信息集，其中孪生组件信息集包括组件基本信息、组件属性信息，将运行状态异常的孪生组件信息集发送至实体仓库管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述入库指令确定待入库物品；

51、孪生信息构建模块，用于构建所述待入库物品的孪生信息，得到孪生物品信息集，其中孪生物品信息集包括物品基本信息及物品依附关系；

52、物品存储模块，用于将所述物品基本信息及物品依附关系存储至仓储孪生系统，并生成待入库物品入库成功的提示指令反馈至入库指令的发起者。

53、为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：

54、至少一个处理器；以及，

55、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

56、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以实现上述所述的基于数字孪生实现仓储系统下的数据处理方法。

57、为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于数字孪生实现仓储系统下的数据处理方法。

58、相比于背景技术所述问题，本发明实施例先接收入库指令，根据所述入库指令连接预构建的仓储孪生系统，其中仓储孪生系统由实体仓库执行数字孪生建模得到，获取所述仓储孪生系统所有的孪生组件，其中孪生组件包括孪生货架、孪生堆垛机及孪生agv，可见本发明实施例并非在接收入库指令后直接确定待入库物品并对待入库物品执行入库操作，而是先确定在接收入库指令后此时仓储孪生系统所有的孪生组件，并进一步确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在仓储孪生系统的孪生组件信息集，将运行状态异常的孪生组件信息集发送至实体仓库管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述入库指令确定待入库物品，可见为了避免待入库物品在入库后产生意外，在入库之前本发明实施例反复校正各个用于入库的组件，当确定所有组件均运行正常时，构建所述待入库物品的孪生信息，得到孪生物品信息集，其中孪生物品信息集包括物品基本信息及物品依附关系，其中物品基本信息及物品依附关系的主要目的是提前生成待入库物品的相关信息，方便后续仓储孪生系统的检索、监测及出库等操作，最后将所述物品基本信息及物品依附关系存储至仓储孪生系统，并生成待入库物品入库成功的提示指令反馈至入库指令的发起者，因此本发明提出的基于数字孪生实现仓储系统下的数据处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，其主要目的在于丰富对待入库物品入库至的仓储孪生系统逻辑判断，从而提高对待入库物品入库后的监控及出库管理效率。