【文章內(nèi)容簡介】 ，可以把C++語言編制的仿真程序與Vega的環(huán)境實現(xiàn)無縫連接，在程序運行時通過綁定的Vega模塊即可實現(xiàn)該環(huán)境下的虛擬現(xiàn)實仿真。 倉儲仿真系統(tǒng)的組成倉儲是指倉庫中物品堆放的管理，包括貨架、貨位、分揀等操作，其中就主要的是出入庫及在庫管理。也就是說倉儲是以改變“物”的時間狀態(tài)為目的，通過倉庫這類特定場所來對“物”進(jìn)行控制、保管等操作，從供求關(guān)系之間的時間差中獲得效益。現(xiàn)代倉儲不是傳統(tǒng)意義上的“倉庫”、“倉庫管理”，而是在經(jīng)濟(jì)全球化與供應(yīng)鏈一體化背景下的倉儲，是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中的倉儲，它表示一項活動或一個過程，在英文中對應(yīng)的詞是“warehousing”，是以滿足供應(yīng)鏈上下游的需求為目的，在特定的有形或無形的場所、運用現(xiàn)代技術(shù)對物品的進(jìn)出、庫存、分揀、包裝、配送及其信息進(jìn)行有效的計劃、執(zhí)行和控制的物流活動。倉儲在物流中具有儲備、庫存的廣義概念。是和運輸（物的空間狀態(tài)的改變）相并列的兩個重要功能因素。倉儲的主要功能是包括進(jìn)入物流系統(tǒng)的貨物進(jìn)行堆存、保管、保養(yǎng)、管理、維護(hù)等一系列的活動。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，物流也從大批量、少品種進(jìn)入到小批量或少批量、多品種的時代。重視保管效率的功能也逐漸被重視如何保證貨物的順利發(fā)送所取代。圖2－2表示出完備的倉儲功能。 圖22 倉儲的功能 在現(xiàn)代大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)中，勞動生產(chǎn)的高效率和產(chǎn)量的擴大導(dǎo)致了絕大部分產(chǎn)品都需要在倉庫是進(jìn)行存儲而不是很快就被消費，因此這些物品在物流過程中有很大一部分時間是處于存儲狀態(tài)的，而且需要在倉庫中進(jìn)行重新整合、配送、加工或根據(jù)市場需要進(jìn)行重新調(diào)整供給。在物品的流通中，倉儲的主要功能體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）當(dāng)產(chǎn)品由于量大而不會在短時間內(nèi)消費時，可以運用倉儲來避免生產(chǎn)過程的堵塞，生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行就得到保證。同樣，生產(chǎn)過程中所需的原材料合理儲備，也是生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要保證。（2）產(chǎn)品在流通過程經(jīng)過從生主到消費的過程，各環(huán)節(jié)的順利連接也是非常重要的。倉儲服務(wù)可以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運輸。因此商品在倉庫中進(jìn)行分類、包裝、配送等，可以使商品更容易銷售。 （3）如何商品在消費前保持其使用價值，而倉儲是產(chǎn)品用于消費的最后一個環(huán)節(jié)，倉儲就需要對產(chǎn)品進(jìn)行管、保護(hù)來防止其何價值的損失。（4）當(dāng)需求與供給之間的平衡因此生產(chǎn)和消費之間的時間差打破時，市場就會出現(xiàn)波動。對產(chǎn)品在倉庫中進(jìn)行集中儲存，可以保證產(chǎn)品對市場的持續(xù)供給，滿足市場需求，可以解決集中生產(chǎn)與供給的時間差，穩(wěn)定市場，有利于生產(chǎn)活動的持續(xù)進(jìn)行。（5）通過對產(chǎn)品倉儲的及時了解，生產(chǎn)者可以掌握市場需求動向，倉儲環(huán)節(jié)的反饋信息還可以反應(yīng)出產(chǎn)品的銷售狀況，雖然具有一定的滯后性，但具有低成本的優(yōu)點，而且信息更加集中準(zhǔn)確，生產(chǎn)者也可以把倉儲的充化作用決定生產(chǎn)的依據(jù)之一。倉儲在物流體系中扮演“節(jié)點”的角色。在化解供求關(guān)系在時間上的矛盾的同時還可以創(chuàng)造新的時間上的效益（如時令上的差值等），因此倉儲在物流系統(tǒng)中有非常重要的作用。在現(xiàn)代物流中，倉儲的主要作用如下：1生產(chǎn)運輸成本的降低。建立產(chǎn)品的倉儲雖然會增加費用，與此同時卻可以提高生產(chǎn)和運輸效率，總得來說是降低了兩者的成本。在市場需求難以預(yù)測不確定的情況下，儲存一定數(shù)量的產(chǎn)品可以防止缺貨成本的產(chǎn)生，同時也可以在一定程度上保證了生產(chǎn)的節(jié)奏化運行，生產(chǎn)計劃能夠很好的實施，降低生產(chǎn)成本。倉儲可以將小批量、分散的產(chǎn)品運輸任務(wù)集中整合，有利于形成整擔(dān)運輸以及運輸線路的整體優(yōu)化，從而降低了運輸成本。雖然倉儲的建立會增加新的成本，但同時可以減少物流其他方面的運營成本，最終可以達(dá)到物流系統(tǒng)總成本降低的目的。2貨物運輸?shù)恼{(diào)節(jié)。由于各種運輸工具的運輸能力不一樣。船舶的運輸能力最大，海運船一般都是萬噸級，內(nèi)河船舶也可以達(dá)到幾百噸至幾千噸的。火車的運輸能力相對較小，但每節(jié)車皮裝運力也有30～60t，一列火車的運量最多也有幾千噸。汽車的運輸能力很小，一般每輛車4～10t。它們之間的運輸銜接是比較困難的，這種運輸能力的差異，都可以通過倉儲進(jìn)行調(diào)節(jié)和銜接。3供需調(diào)節(jié)。物流的基本職能之一就是創(chuàng)造物質(zhì)的時間效用，倉儲環(huán)節(jié)可以完成這一職能。在多樣化的現(xiàn)代大生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)和消費是連續(xù)的，每種產(chǎn)品各不相同，有些產(chǎn)品的生產(chǎn)是不均衡的，而消費是均衡的，還有一些產(chǎn)品生產(chǎn)均衡，消費卻是不均衡進(jìn)行。在這種情況下，需要通過倉儲進(jìn)行供需調(diào)節(jié)供需平衡。4 檢驗。如何有效的防止偽劣產(chǎn)品流入市場保護(hù)消費者權(quán)益，還需要要貨物在倉儲環(huán)節(jié)中進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，同時也是在保護(hù)廠商的信譽。在倉儲環(huán)節(jié)中保證產(chǎn)品質(zhì)量主要有兩個方面：一是在入庫時進(jìn)行質(zhì)量檢驗，查看貨物是否符合倉儲要求，嚴(yán)禁不合格品混入庫，二是在貨物的儲存期間內(nèi)，保證產(chǎn)品盡量不發(fā)生物理和化學(xué)變化，減少庫存貨物損失。5 傳遞信息。信息傳遞是從傳統(tǒng)物流向現(xiàn)代物流轉(zhuǎn)變提出的新要求。在處理倉庫有關(guān)事務(wù)時，需要計算機互聯(lián)，利用條碼技術(shù)和電子數(shù)據(jù)交換（EDI）來提高倉儲信息的傳遞速度，及時準(zhǔn)確地了解儲庫信息，比如進(jìn)出庫的頻率、儲位利用率、顧客需求、倉庫人員置配及倉庫運輸狀況等。6 支持產(chǎn)品生命周期。在2002年1月美國物流管理協(xié)會發(fā)布的物流定義中：在物流供應(yīng)鏈運作中要以滿足客戶要求為目的，是對貨物、服務(wù)等有關(guān)信息在產(chǎn)銷地間實現(xiàn)低成本高效率的正反向流動儲存時所進(jìn)行的計劃、執(zhí)行和控制的過程?？梢姮F(xiàn)代物流包括了產(chǎn)品從“生”到“死”的整個生產(chǎn)、流通及服務(wù)的過程。因此，倉儲系統(tǒng)能為產(chǎn)品生命周期提供支持。 倉儲的類型根據(jù)倉儲在物流系統(tǒng)中的作用，主要有幾下幾種類型：1儲存?zhèn)}儲。這是一種較長周期存放的倉儲類型。費用相對較低，通常設(shè)在比較偏遠(yuǎn)地區(qū)。存放品種也比較單一，但存儲量比較大。2物流中心倉儲。以物流管理為目的是物流中心倉儲，是對物流的數(shù)量、方向、過程進(jìn)行控制，實現(xiàn)物流時間價值。通常設(shè)在一定經(jīng)濟(jì)地區(qū)的中心、交通便利、儲存成本低。物流中心倉儲是以大批量、少品種的方式入庫，以分批、定批量的方式出庫，整體吞吐能力強。3配送倉儲。配送倉儲也可以稱為配送中心倉儲，在商品配送交付消費者之前所進(jìn)行的短期倉儲，也是商品銷售或供生產(chǎn)使用前的最后儲存。配送倉儲經(jīng)常設(shè)在商品的消費經(jīng)濟(jì)區(qū)間，可以快速送達(dá)消費和銷售。配送倉儲物品種類繁多，要支持銷售、控制物品存量，需采用定量進(jìn)貨、分批次少批量出庫的操作方法，而且同時還要對物品進(jìn)行拆包、分揀、組配等作業(yè)。4運輸轉(zhuǎn)換倉儲。是在不同運輸方式之間進(jìn)行運輸轉(zhuǎn)換銜接的倉儲方式。設(shè)在不同運輸方式的相接處，可以保證不同運輸方式的高效銜接，有效地減少運輸工具的裝卸和停留時間。運輸轉(zhuǎn)換倉儲具有大進(jìn)大出、貨物存期短的特點，注重貨物的周轉(zhuǎn)率和周轉(zhuǎn)作業(yè)效率。在本文所研究的倉儲類型為儲存?zhèn)}儲型。我們在物流系統(tǒng)運用仿真之前，首先要剖析物流系統(tǒng): 實體、屬性和活動是一個系統(tǒng)必須存在的三個要素服。組成系統(tǒng)的具體對象的實體，屬性是指實體所具有的每一個屬性，隨著時間的推移的活動。一個完整的物流系統(tǒng)實體是構(gòu)成物流系統(tǒng)并且維持其正常物流活動的各類有形物體，通常包括生產(chǎn)商(暫不考慮廠內(nèi)物流) 、消費者、經(jīng)銷商以及交通運輸、搬運堆垛、倉儲、通信等設(shè)施設(shè)備。這些實體都具有不同的屬性，廠商屬性是生產(chǎn)能力、生產(chǎn)量等，經(jīng)銷商屬性是則有銷售量、進(jìn)貨量、進(jìn)貨周期等，倉儲設(shè)備屬性是容量、自動化程度、堆垛高度等，搬運設(shè)備的屬性為機械數(shù)量、機械利用率作業(yè)效率等，以此類推。這些因素組成了整個物流系統(tǒng)，并在物流系統(tǒng)中各自起到了各自的作用。實際上，倉庫作用物流系統(tǒng)的一個成本中心，倉庫布置則是有關(guān)物流系統(tǒng)運作效率和物流成本的關(guān)鍵問題。屬于設(shè)施布置的范疇，基本內(nèi)容是在一定的設(shè)施范圍內(nèi)、安排參與物流單元的活動。目的是將系統(tǒng)內(nèi)合理安排的各種物流設(shè)施運行，得到高效、低成三的系統(tǒng)運行服務(wù)，獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)施布置的基本問題包括以下幾個方面:(l) 物流活動單元的確定。這些單元包括倉庫庫房、貨架、托盤、搬運工具、堆場等。這主要由物流企業(yè)的客戶、規(guī)模、物流專業(yè)化水平、協(xié)作化水平和技術(shù)水平?jīng)Q定。(2)單元需求空間。包括每個單元的基本空間要求、以及考慮單元間聯(lián)系的附加空間要求，還有考慮到庫存中特殊商品要求的各種要求所進(jìn)行的空間調(diào)整。(3)單元屬性。包括單元的平面幾何形狀及其基本面積要求與基本空間要求，單元的工作能力，以及單元的成本消耗等。(4)單元相對位置與絕對位置。絕對位置指單元的地理坐標(biāo)，它通常與設(shè)施范圍的出入口相聯(lián)系。而相對位置指單元之間的相對靠近程度，是與單元間物料的搬運和信息溝通的效率相關(guān)。單元相對位置和絕對位置都與運費有關(guān)，相對位置決定內(nèi)部運輸?shù)馁M用，絕對位置與外部運輸有著聯(lián)系的密切。這些問題都是與搬運系統(tǒng)及內(nèi)部設(shè)備選用決策，物流系統(tǒng)的倉庫布局決策，儲位與揀貨管理決策等有關(guān)倉儲系統(tǒng)成本效率的主要問題都是緊密相關(guān)的。目前這些問題都有大量的研究，由于物流系統(tǒng)的復(fù)雜性與隨機性，利用數(shù)學(xué)公式無法有效的做出準(zhǔn)確快速的描述和決策。現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展彌補了這一遺憾，可以用計算機仿真方法對倉庫布置問題進(jìn)行模擬，通過運行仿真系統(tǒng)，對倉庫系統(tǒng)設(shè)計、布置、運作管理中的優(yōu)化問題作出正確的決策，還可以利用仿真的思路開發(fā)出適合物流決策應(yīng)用的輔助決策軟件。（EOQ模型）經(jīng)濟(jì)訂貨理論的原理是在進(jìn)行訂貨的時，使訂貨費用最低，要確定一個經(jīng)濟(jì)訂貨量。假設(shè)全年需求量H，每次訂貨費用O，存儲費用率K，貨物資單價p(元每噸)，訂購批量Q，每年的訂購次數(shù)N，則:訂貨費用B=每次訂貨費用*每年訂購次數(shù)= O* N =H*O/Q存儲費用C=存儲費用率*平均庫存值=QPK/2= HPK/(2N)單個訂貨周期內(nèi)發(fā)生的總費用為A=B+C，經(jīng)濟(jì)訂貨批量使得總費用是最小值。即: =0根據(jù)以上可以推導(dǎo)出訂購次數(shù)N與經(jīng)濟(jì)訂貨批量Q的計算公式:Q= 公式（21）N= 公式（22）安全庫存理論的原理是：在先確定服務(wù)水平的前提下，規(guī)定在此服務(wù)水平情況下訂貨完成率為P，假定對存貨的需求量服從正態(tài)分布，為單位時間內(nèi)平均需求量的標(biāo)準(zhǔn)差，Z是標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)，貨物在訂貨周期內(nèi)訂貨量的標(biāo)準(zhǔn)差。利用統(tǒng)計學(xué)可以從調(diào)查數(shù)據(jù)中得到：Z根據(jù)Ｐ從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表I網(wǎng)中查得，假設(shè)訂貨提前期為T，那么在訂貨提前期內(nèi)需求標(biāo)準(zhǔn)差:=*，因此可以得出此時的安全量SS=Z* 公式（23） 訂貨提前期理論（再訂貨時間的確定）發(fā)出補貨訂單后，要經(jīng)過一個隨機的訂貨周期后才能對倉庫中的貨物補足。因此在設(shè)立再訂貨點時，必須根據(jù)商家所提供的供貨情況確定合理的提前訂貨期。企業(yè)要保證生產(chǎn)經(jīng)營的順利進(jìn)行，需要提前進(jìn)行補貨，提前的時間就是訂貨提前期。通常，訂貨提前期要與交貨時間相等。在提前進(jìn)貨的前提下，企業(yè)一般在根據(jù)發(fā)出訂貨單時倉庫尚存貨的庫存量確定再訂貨點。通常，在考慮安全庫存的前提下，再訂貨R的數(shù)量要等于交貨時間L與平均每日需求量d之積再加上安全庫存量SS表達(dá)式(即再訂貨點模型)為：R=d*L+SS 公式（24） 倉庫外形設(shè)計理論 在不考慮限制建筑用地的前提下，倉庫(存儲區(qū)域)一般都是按矩形設(shè)計的，因此，接下來就是確定倉庫平面形狀的長(L)和寬(W)，而最優(yōu)寬度與長度則可以通過倉庫周長成本(每單位長度倉庫周長的年建筑和維護(hù)成本) 與物料搬運成本確定。該倉庫的出入庫站臺位置與最優(yōu)長、寬相關(guān)，一般采用有兩種出入庫站臺安排位置，一是站臺設(shè)在倉庫的一角，另一種就是在倉庫正中設(shè)站臺，如圖23所示: 圖23 出入庫位置示意圖 物流學(xué)家弗朗西斯(Francis)從理論上研究了這個問題，得出結(jié)論:采取往返揀貨法時，出入庫站臺在一角(位置1)的倉庫最優(yōu)寬度W*為: W*= 公式（25）C—所存貨物出入庫的單位長度成本乘以每年貨物出入庫數(shù)量(元/米)。K—單位長度年周長成本(元/米)。S—倉庫占地面積(平方米)。由此，最優(yōu)長度L*為: L*＝= 公式（26）而位于倉庫中間點的站臺(位置2)的最優(yōu)寬度L*:W*= 公式（27）最優(yōu)長度L*:L*= 公式（28）這時倉庫會由矩形變?yōu)檎叫巍＝?jīng)理論證明，站臺位置在倉庫中間點的安排方法是最經(jīng)濟(jì)合理。因為，位置1的站臺設(shè)置總相關(guān)成本TC1為：TC1=2*位置2的站臺布局總相關(guān)成本TC1為：TC2=[(1/2)C+4K] *因為：最后可以得出TC1TC2。因此，最經(jīng)濟(jì)合理的方法是把站臺設(shè)置在倉庫中間點上，也就是說倉庫采用正方形是最佳選擇。但并不適用于使用傳送帶物料搬運系統(tǒng)的情況，因為傳送帶可以弱化站臺布局和倉庫結(jié)構(gòu)與可變成本(物料搬運成本)之間還將聯(lián)系。所以，傳送帶系統(tǒng)可以彌補多層型、L型倉庫或其他偏離倉庫設(shè)計理論結(jié)構(gòu)的缺點。本章從仿真的有關(guān)理念及倉庫的設(shè)計理論入手，研究了倉儲仿真系統(tǒng)的基本要素，介紹了倉儲的基礎(chǔ)知識點。簡要介紹了倉庫設(shè)計與構(gòu)造。第三章 系統(tǒng)設(shè)計的軟件介紹[11]如果能夠深入了解一個實時系統(tǒng)是如何處理模型數(shù)據(jù)的，那么對如何高效地設(shè)計可視化模型數(shù)據(jù)庫有一個更清晰的認(rèn)識。虛擬現(xiàn)實應(yīng)用系統(tǒng)的許多性能都會不同程度影響應(yīng)用程序的質(zhì)量，因此模型數(shù)據(jù)庫需要滿足特定實時系統(tǒng)的操作規(guī)范，還必須針對性的性能優(yōu)化處理對進(jìn)行模型數(shù)據(jù)庫。虛擬現(xiàn)實模型數(shù)據(jù)庫從模型數(shù)據(jù)到實時渲染成一幀一幀畫面，一般要經(jīng)過應(yīng)用（APP）、剔除（CULL）和繪制（DRAW）三個過程，如圖31所示。圖31 虛擬現(xiàn)實模型的渲染過程（1）應(yīng)用階段在進(jìn)行仿真之前要處理一些必要操作，這其中包括虛擬場景模型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的更新，輸入設(shè)備（例如操縱桿、控制臺按鈕、鼠標(biāo)或者其他模擬輸入設(shè)備）的控制信息讀取，視點及模型在虛擬場景中的方向位置的計算等，然后將所有的數(shù)據(jù)信息儲存為場景圖（scene graph），進(jìn)入圖形管道后繪制處理和剔除。（2）剔除階段先介紹兩個基本概念：①邊界體（bounding volume）：限定模型邊界范圍的立方體、球體、圓柱體等閉合幾何體；②觀測體（viewing volume）：表示虛擬場景中的觀察者視線范圍的假想幾何體。在剔除階段進(jìn)行場景圖遍歷，判斷場景模型元素的邊界體與觀測體是否相