摘    要：　倉儲作為電力企業供應鏈體系的重要組成部分，在智慧供應鏈發展中起著至關重要的作用。引入設計3D智慧倉儲布局優化方法，依托3D技術、UWB技術，打造一套智能化倉儲業務管理的智能化平臺。將已有的管理系統進行數據接入和功能整合，建設成可視化水平高、業務管理統一，對于物資、環境、安防、消防等各方面管理有著一體化解決方案的集成性高、業務性強的3D智慧倉庫管理系統，有效實現電力企業倉庫管理降本增效。

　　關鍵詞 :     電力供應鏈; 3D智慧倉庫;管理系統;

　　Abstract：　Warehousing, as an important part of the power supply chain system, plays a layout optimization method and relying on 3D and UWB technologies, a set of intelligentvital role in the development of smart supply chains. With the design of 3D smart storage platform for intelligent storage business management is built. The existing management system is accessed with data and integreted functionally to build highly integreted and professional 3D smart warehouse management system with high-level visualization and unified business management so as to achieve effective cost control and high efficiency in power enterprise warehouse management.

　　Keyword：　power supply chain; 3D smart warehouse; management system;

　　0 、引言

　　目前電力企業所處的內外部環境正在發生巨大變化：互聯網技術和可再生能源的融合推動了第三次工業革命的到來；云計算、物聯網、大數據、移動互聯網、語音識別技術等新技術漸趨成熟。在新形勢、新環境下，客戶全方位服務也將萌發新的發展需求。其中，供應鏈監控管理系統需要及時完善提升，各服務渠道也需要及時地進行整合優化，實現對客戶服務的支撐[1]。智慧供應鏈作為重點突破的方向，需要全面構建高效鏈接全球、服務輻射競爭性和管制性業務、技術先進的供應鏈發展新格局。云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等新技術深度嵌入供應鏈管理，提升供應鏈的智能化、網絡化和自動化水平，形成“可視化、分析預測、動態優化”的智慧供應鏈體系。

　　1、 智慧倉庫問題分析及研究目標

　　1.1 、現狀調研與問題分析

　　倉儲作為電力企業供應鏈體系的重要組成部分，在智慧供應鏈發展中起著至關重要的作用。高效合理的倉儲管理可以加快物品周轉，降低存儲成本，保障生產的順利進行。隨著信息化應用的迅猛發展，創新性技術投入到倉儲業務管理中，能夠創造越來越大的價值。

　　本文通過調研目前電力企業倉儲管理現狀，梳理業務流程，發現目前國內電力倉儲業務普遍存在下列管理難點問題：系統獨立，管理困難；物資較多，取用困難；位置偏遠，調度困難；環境復雜，管控困難。
 

　　1.2 、文獻綜述與研究目標

　　我國目前的倉儲管理體系大都基于RFID技術，結合人工手段進行管理，效率不高[2]。隨著智能化時代的到來，大數據技術、3D技術越來越多地被研究到倉儲管理中來，通過3D倉庫的可視化管理，讓倉庫管理人員快速定位貨物位置，進行貨物數據直觀簡潔的操作[3]。通過深度學習、UWB技術等技術[4],可形成精準的3D實物模型及圖像，結合倉儲布局優化算法[5],可在系統中快速完成貨物的精準擺放。

　　基于現狀問題分析，結合相關技術研究，本文通過引入3D技術、UWB技術，打造一套智能化倉儲業務管理的智能化平臺，將目前已有的管理系統進行數據接入和功能整合，建設成可視化水平高、業務管理統一，并且對于物資、環境、安防、消防等各方面管理都有著一體化解決方案的集成性高、業務性強的3D智慧倉庫管理系統[6]。

　　2、 3D智慧倉儲布局研究總體設計

　　本文首先通過對電力倉儲現狀進行調研分析，梳理出存在的問題，結合文獻研究方法，提煉出要研究的目標。通過建立3D倉儲布局優化算法解決倉儲物資調控的核心難題，在此基礎上搭建3D倉庫管理系統，形成系統化的3D倉庫物資管理模塊，并進行統一的倉庫管理系統設計，解決倉庫管理難的問題。

　　3、3D智慧倉儲布局優化算法與技術

　　3.1、 基于深度學習的3D構建算法

　　基于深度學習算法，大量學習倉庫內部結構及貨物結構獲取基礎數據，進而構建全量空間的貨物與倉庫匹配模型[5]。流程如圖1、圖2所示。通過倉儲結構數據、貨物空間數據，結合深度學習算法進行倉儲的3D空間構建，實現倉儲布局最優。

　　圖像識別：圖像識別對倉庫貨物的特征數據進行提取并進行存儲。

　　解碼：通過解碼器將貨物特征數據進行三維表示，完成貨物的3D模型構建。

　　損失函數：建立基于3D貨物模型的損失函數，對倉庫貨物特征數據進行機器學習計算，有助于模型收斂，使得3D模型構建更加精準。

　　圖1 3D構建算法流程

　　圖2 3D模型算法流程

　　3.2 、依賴UWB技術的3D圖像構建

　　1)圖像識別與處理

　　3D智慧倉庫庫存狀態依賴于智能攝像頭對貨物的圖像識別，針對圖像邊緣識別過程中點采樣困難的問題，通過對圖像預處理，依賴貨物邊緣語義分割算法，進而轉換為3D模型渲染，有效提升3D構建算法的精準性[4]4]。

　　2)基于UWB技術的3D圖像構建

　　為了快速、精準地獲取倉庫貨物的三維模型，將預處理后的圖像傳輸至3D構建網絡中得到其三維模型�；�于UWB技術對網絡信道做了改進，提升了3D圖像傳輸的精準和速度，并降低了網絡的參數量，使消耗更低[4]4]。

　　電力倉儲環境下的網絡信號以簇為單位依次到達接收端，簇內的網絡信息在圖像傳播之間的通信時間符合泊松分布。信道模型表達式為

　　h(t)=∑l=0L=0∑k=0K=0αk,l?δ(t?Tl?τk,l)(1)

　　式中：αk,l為衰減系數；Tl為第l簇傳播時間；τk,l為相對于Tl第l簇的第k簇傳播時間。

　　3.3 智慧倉儲布局優化算法

　　定義智慧倉儲貨物擺放最優目標任務函數為Eij,由于任務不能同時執行，所以不同任務之間需要進行排序優化[6]6]。為保證任務的緊急性及準時性，本模型的目標函數為：

　　min Z=t1proid++t2proid++…+tmproid+ (2)

　　上式目標函數中t1proi表示第一個任務的優先級，右上角表示任務的序號，該目標函數會對任務進行優先級排序，優先執行優先級高的。

　　上式條件中，前n個條件為只能執行一個貨物的擺放任務；后面m個任務保證系統下發單個任務的串行與并行，1表示串行，N表示并行；當t1proi>t2proi即任務1比任務2優先級高，則t1date<t2date即任務1比任務2的開始執行時間早；當ttiming=1時，tdate<ttimingtime,保證定時任務的準時運行。

　　4、 3D智慧倉庫管理系統設計

　　4.1、 系統建設需求分析

　　結合智慧供應鏈的要求，3D智慧倉庫主要實現兩方面功能，一是電力倉庫全景3D虛擬仿真[3]3],無需到現場即可觀察倉庫現場情況，并根據管理需求，進行遠程管控與調度；二是整合倉儲現有的物資系統、條形碼系統、巡檢及助力機器人系統、安防系統、消防系統、視頻監控等，實現全方位實時監控。

　　4.2、 系統建設內容

　　a) 3D倉庫物資管理設計

　　1)3D場景庫容整體展示

　　通過3D構建算法建模后，對于出入庫數據進行直觀展示，更新倉庫中實際貨位的貨物及數量，達到遠程監控及查看庫存的目的，通過導入物資系統的庫存信息，進行數據自動生成。

　　2)3D場景物資位置查詢以及導航功能

　　依托UWB技術，精準賦予物資位置信息，當需要查找貨物時，輸入相應物資信息查詢，并且通過位置信息進行精準位置導航，方便貨物快速查找和領用。

　　3)庫存優化管理功能

　　通過倉庫提供的物資存放規則，結合目前庫存狀態，利用倉儲布局優化算法，為庫存管理提供合理的貨物存放方案，提高庫存利用率，對整體庫存配置進行優化管理，實現貨物堆放智能推薦方案。

　　b)倉庫統一管理系統設計

　　1)動態環境監控管理

　　通過接入溫濕度傳感器、水浸傳感器、多種氣體檢測傳感器，獲取實時環境數據在平臺上呈現，相關數據指標超過設定的閾值就會發出對應的告警。

　　2)安防管理

　　采集倉庫內現有的安防設備數據，包括監控攝像頭、視頻抓拍等功能，對倉庫整體安全狀態進行管理，可以通過點擊3D場景內的攝像頭模型進行錄像調取，查看現場狀況。

　　3)消防管理

　　平臺接入消防管理子系統，能夠實時監測消防系統的預警、狀態信息。在3D虛擬倉庫內模擬出最優措施方案，例如最佳救援路線、行車路線、人員疏散路線等。

　　4)智能照明管理

　　通過對接倉庫照明系統，實現遠程開關照明燈光，3D場景可查看倉庫內照明情況，照明燈故障也可進行遠程巡檢，方便安排維修人員檢修。

　　5、 結語

　　綜上所述，本文通過引入3D構建算法、倉儲布局優化算法、UWB技術，實現3D智慧倉儲布局優化方法，通過打造一套智能化倉儲業務管理的智能化平臺，將目前已有的管理系統進行數據接入和功能整合，建設成可視化水平高、業務管理統一，并且對于物資、環境、安防、消防等各方面管理都有著一體化解決方案的集成性高、業務性強的3D智慧倉庫管理系統，有效實現電力企業倉庫管理降本增效。

　　參考文獻

　　[1]周佩文倉庫物料體積自動測量系統軟件的設計與實現[D].成都:西南交通大學，2019.
　　[2]鐸陪,謝露艷基于3D虛擬現實和RFID技術實現3D倉庫的可視化管理([J]數字通信世界, 2020(7):88-89.
　　[3]樊雨露,倪蔚穎智慧物流視角下快遞行業轉型分析[J]現代商業，202011);:3-5.
　　[4]鈞基于UWB技術的槍支管控系統研究與實現[D].吉林:東北電力大學, 2019.
　　[5]馮相如基于二維圖像規則物品體積計算方法研究[D].合肥:中國科學技術大學, 2020.
　　[6]歐陽昌峰非傳統倉儲布局參數化設計仿真系統的研究與實現[D].南昌:南昌大學, 2020.