陳 榕（福建船政交通職業(yè)學院，福建 福州 350007）

物流園區(qū)是指為了實現(xiàn)物流設施集約化和物流運作共同化，或者出于城市物流設施空間布局合理化的目的而在城市周邊等各區(qū)域，集中建設的物流設施群與眾多物流業(yè)者在地域上的物理集結地[1]。物流園區(qū)包括物流中心、配送中心、運輸樞紐設施、運輸組織及管理中心和物流信息中心，以及適應城市物流管理與運作需要的物流基礎設施。物流園區(qū)規(guī)劃是否合理，不僅會影響園區(qū)企業(yè)的物流效率和運營成本，而且會影響社會的運行成本。因此，對物流園區(qū)進行科學、合理的規(guī)劃是增強園區(qū)競爭力的關鍵環(huán)節(jié)。

物流園區(qū)規(guī)劃涉及大量物流設備及人員的配置、場地布局評價、工程計劃以及物流系統(tǒng)工藝的設計論證，是一個空間、時間與隨機變量交錯的復雜課題，難以用方程式、或簡單的表達式來解決。并且隨著物流行業(yè)生產(chǎn)自動化水平的不斷提高，物流系統(tǒng)越來越復雜，生產(chǎn)節(jié)奏越來越快，管理者對生產(chǎn)改進的每一決策，都需謹慎考慮。決策不當，往往需要付出高昂的代價。傳統(tǒng)的物流園區(qū)規(guī)劃方法主要是基于二維的設計模式，設計者通常以繪制建筑的平、立、剖面圖作為設計過程中的主要手段，對于方案的思考、推敲也更多地是在二維平面內(nèi)進行草圖的修改。直到以3DMAX為代表的三維建模軟件在建筑設計中的應用，標志著建筑設計進入了三維的時代。但是無論是二維建筑效果圖，還是三維建筑效果圖只能提供靜態(tài)局部的視覺體驗，不具備實時的交互性，不能有效預知設計的不合理性。正是由于物流系統(tǒng)的復雜性，快節(jié)奏和柔性，要想預測每一個決策給系統(tǒng)帶來的后果，已經(jīng)是人的大腦無法勝任的了。虛擬現(xiàn)實技術正是彌補了這一不足，不僅成為物流系統(tǒng)管理者的有用工具，而且成為物流園區(qū)規(guī)劃人員的得力助手。

1 虛擬現(xiàn)實技術概況

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）一詞是80年代初美國VPL公司的創(chuàng)建人之一Jaron Lanier提出來的，當時主要應用于美國宇航局和國防部。虛擬現(xiàn)實是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)，它是借助計算機技術及傳感裝置所創(chuàng)建的一種嶄新的模擬環(huán)境。虛擬環(huán)境是由計算機生成的，通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使之產(chǎn)生身臨其境感覺的交互式視景仿真。一個好的虛擬現(xiàn)實環(huán)境是由計算機圖形學、圖像處理、模式識別、多傳感器、語音處理、網(wǎng)絡等技術所構成的大型綜合集成系統(tǒng)環(huán)境[2]。

虛擬現(xiàn)實技術具有以下特征：

（1）多感知性（Multi-Sensory）——所謂多感知是指除了一般計算機技術所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現(xiàn)實技術應該具有一切人所具有的感知功能。由于相關技術，特別是傳感技術的限制，目前虛擬現(xiàn)實技術所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等幾種。

（2）浸沒感（Immersion）——又稱臨場感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度。理想的模擬環(huán)境應該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計算機創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，該環(huán)境中的一切看上去是真的，聽上去是真的，動起來是真的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現(xiàn)實世界中的感覺一樣，典型的系統(tǒng)為虛擬現(xiàn)實大屏幕立體投影系統(tǒng)。

（3）交互性（Interactivity）——指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實時性）。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。

（4）構想性（Imagination）——強調(diào)虛擬現(xiàn)實技術應具有廣闊的可想像空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境，而且可以隨意構想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。

在虛擬現(xiàn)實技術應用中，人們能夠在一個虛擬的三維環(huán)境，用動態(tài)交互的方式對未來的建筑物進行身臨其境的全方位審視，可以從任意角度和距離觀察場景，可以選擇切換多種運動模式，如：行走、駕駛、飛行等，并可以自由控制瀏覽路線，并且在漫游過程中，還可以實現(xiàn)多種設計方案、多種環(huán)境效果的實時切換比較，這是傳統(tǒng)的建筑效果圖與三維動畫所無法達到的。

2 虛擬現(xiàn)實技術在物流園區(qū)規(guī)劃的實現(xiàn)方法

虛擬現(xiàn)實技術在物流園區(qū)規(guī)劃的實現(xiàn)就是利用三維建模技術，構建現(xiàn)實世界中物流園區(qū)的三維場景并通過一定的軟件環(huán)境驅(qū)動整個三維場景，響應用戶的輸入，根據(jù)用戶的不同動作做出相應的反應，并在三維環(huán)境中顯示出來。虛擬現(xiàn)實技術的關鍵技術主要有動態(tài)環(huán)境建模技術、實時三維圖形生成技術、立體顯示和傳感器技術、應用系統(tǒng)開發(fā)工具、系統(tǒng)集成技術等。該技術的實現(xiàn)可分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

2.1 虛擬現(xiàn)實硬件系統(tǒng)。簡單的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不需要太多復雜的設備，只要具有輸入、輸出功能的設備即可，簡單的計算機桌面互動系統(tǒng)就可以構成一個簡單的桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。如果要充分實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)帶來的多感知性、浸沒感、交互性和構想性，就需要專業(yè)的信息輸入、輸出設備，信息輸入設備包括鍵盤、鼠標、數(shù)據(jù)手套、力反饋方向盤、手柄等，信息輸出設備包括高性能顯示器適配器、單通道或多通道投影儀、立體眼鏡、頭盔顯示器等。

2.2 虛擬現(xiàn)實軟件系統(tǒng)。建立可視化三維模型從技術實現(xiàn)上可以分為三個步驟：第一步為幾何建模，主要建立所需三維場景的幾何構型；第二步為形象建模（也稱物理建模），主要對幾何建模的結果進行材質(zhì)、顏色、光照等處理；第三步為行為建模，主要處理物體的運動和行為描述。目前，用于建立可視化三維模型的物流系統(tǒng)仿真軟件主要有AutoMod、Flexsim、RaLC（樂龍）等仿真軟件，交通系統(tǒng)仿真軟件主要有交通規(guī)劃軟件TransCAD、交通仿真軟件TransModeler和地理信息系統(tǒng)軟件Maptitude，現(xiàn)主要介紹RaLC（樂龍）仿真軟件。

RaLC物流仿真軟件，是由日本人工智能服務株式會社獨立開發(fā)的擁有自主知識產(chǎn)權的物流仿真軟件。該軟件利用3D動畫仿真模塊來設計、規(guī)劃和分析物流倉儲配送中心系統(tǒng)（物流設備、控制系統(tǒng)、作業(yè)人員和業(yè)務信息數(shù)據(jù)等），為物流生產(chǎn)管理以及物流工程設計和規(guī)劃提供科學依據(jù)，是一種能為物流中心及工廠提供各種最佳解決方案的仿真驗證工具軟件系統(tǒng)。

RaLC物流仿真軟件中包含了倉庫、配送中心的所有的設備。不僅有普通倉庫用到的貨架、叉車、手推車等常用設備；也有先進的自動智能設備：如自動碼垛機、AGV無人搬運車、自動軌道車、升降機、自動立體倉庫、移動貨架、旋轉(zhuǎn)貨架等百余種與現(xiàn)實物流環(huán)境相對應的物流設備模塊。模型模塊面向?qū)ο箝_發(fā)、各有與自身結構和功能特點相對應的參數(shù)屬性表。使用時只需按要求對其屬性做相應調(diào)整即可，無需進行復雜編程。

RaLC物流仿真軟件具有命令豐富、高度智能化的作業(yè)管理器模塊，具備編輯作業(yè)人員作業(yè)內(nèi)容、控制設備的復雜邏輯等強大功能，可以全面表現(xiàn)物流配送中心進貨、入庫、分類、揀選、加工、出庫、運輸?shù)人信c貨物處理相關的設備及人員的詳細作業(yè)流程，虛擬的作業(yè)人員具備障礙物繞行、自動識別最短路徑、命令指示行動路線和實現(xiàn)多人協(xié)同工作的高度智能。該軟件可利用真實物流數(shù)據(jù)制作出商品、進貨、入庫、庫存、揀選、分類、包裝、補貨、出庫等一系列數(shù)據(jù)文件來驅(qū)動模型，動態(tài)實現(xiàn)完整意義的仿真，再現(xiàn)物流場景。

RaLC物流仿真軟件包帶有仿真數(shù)據(jù)分析工具，通過解析模型日志，可以得到設備的能力圖、作業(yè)時間分布圖、作業(yè)內(nèi)容分布圖等數(shù)據(jù)圖表。以此反映物流配送中心的總體運行情況，為改善決策提供有力參考依據(jù)。特別值得指出的是，RaLC物流仿真軟件在對人員的工作情況分析上，可以詳細劃分人員的行為和工作結構。從而可以改善作業(yè)人員的行為方式和工作方法。

3 結束語

在物流園區(qū)規(guī)劃中應用虛擬現(xiàn)實技術，可以把現(xiàn)有的或正在規(guī)劃中的物流配送中心或工廠在計算機系統(tǒng)中建成虛擬的3D動畫模型，以實現(xiàn)一種以3D動畫為載體，集作業(yè)人員、搬運設備、貨物、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)信息合為一體的系統(tǒng)仿真平臺，真實地再現(xiàn)整個物流系統(tǒng)，為物流園區(qū)的規(guī)劃建設和改善提供有效的可視化手段，避免了建立實體模擬系統(tǒng)的投資，減少了設計成本，而且可以通過計算機技術進行精確計算和驗證分析物流系統(tǒng)的生產(chǎn)量，確定瓶頸位置，報告資源利用率，從而校驗物流系統(tǒng)設計的合理性，提高系統(tǒng)方案的可行性和科學性。

[1]國家國內(nèi)貿(mào)易局,等.GB/T18354-2006，物流術語（修訂版）[EB/OL].(2011-10-14)[2012-04-15].http://wenku.com/view/d181b3d6360.cbalaa811dafl.html.

[2]朱寧克，鄒越.虛擬現(xiàn)實技術在建筑設計中的應用[J].北京建筑工程學院學報，2008(3):35.