一种复合材料智能仓库液冷恒温与WMS联动系统及方法与流程

本发明涉及复合材料智能仓储、仓库管理系统作业计划前馈控制、分区液冷恒温、材料温控画像和温控负荷反向调度，具体为一种复合材料智能仓库液冷恒温与wms联动系统及方法。

背景技术：

1、复合材料如碳纤维预浸料、胶膜、树脂基复合材料和蜂窝芯材，由于其优异的力学性能、轻量化特性和耐腐蚀性能，在航空航天、汽车制造、风电能源、轨道交通等高端制造领域得到了广泛应用。然而，这些复合材料对存储环境的温度波动和暴露时长极为敏感。温度过高或波动过大可能导致树脂基体提前固化、胶膜粘性下降、预浸料保质期缩短，甚至造成材料性能不可逆的劣化，严重影响最终产品的质量和可靠性。

2、现有恒温库或冷库多采用传统的反馈式控制方式，即依据温度传感器反馈的实时温度数据进行调节。这种控制方式通常在温度已经偏离设定值后才启动制冷或加热系统进行调整，存在明显的滞后性。当仓库门打开、作业设备进入或进行大规模物料搬运时，会产生较大的局部热扰动，而反馈式控制无法提前预知这些热扰动并采取预防措施，导致作业区域温度出现明显峰值，超出复合材料允许的温度波动范围。

3、随着智能仓储技术的发展，现代仓库管理系统（wms）已经能够实现作业计划的精细化管理和自动化调度。wms系统可以提前制定详细的出入库、移库、盘点等作业计划，明确作业时间、作业区域、涉及物料和作业设备等信息。然而，现有温控系统通常与wms系统相互独立，温控系统只接收温度报警信号，不提前读取wms作业计划版本，无法利用作业计划中的信息预测即将发生的热扰动并进行预控制。

4、此外，不同类型、不同批次的复合材料具有不同的温控要求。例如，碳纤维预浸料通常需要在-18℃以下的低温环境中存储，且允许的温度波动范围极小；而胶膜可能需要在5℃左右的恒温环境中存储，热敏感系数相对较低。现有复合材料仓储通常采用统一的温控策略，没有针对不同材料类型和批次建立个性化的温控画像，无法根据材料的热敏感特性实施差异化的控制，造成能源浪费或温控不足。

5、当温控系统负荷过高，无法有效控制温度时，现有系统通常只能发出报警信号，而不能主动向wms系统提出作业调整建议。这导致在极端情况下，即使温控系统已经超负荷运行，wms系统仍然按照原计划执行作业，进一步加剧温度失控的风险。同时，当发生温度异常时，现有系统通常只记录温度曲线，没有将温度异常与作业计划版本、材料批次和液冷回路参数进行关联，难以准确判断异常原因，也无法为后续温控策略的优化提供数据支持。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合材料智能仓库液冷恒温与wms联动系统及方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合材料智能仓库液冷恒温与wms联动方法，包括：

3、s1、从仓库管理系统wms获取复合材料智能仓库的作业计划版本，所述作业计划版本包括存储区域标识、材料批次、复合材料类型、作业类型、预计开门时长、作业设备、计划开始时间、作业优先级和计划版本号，所述复合材料类型包括碳纤维预浸料、胶膜、树脂基复合材料和蜂窝芯材中的至少一种；

4、s2、根据所述复合材料类型和材料批次查询材料温控画像，确定对应存储区域的目标温度、允许温度波动范围、热敏感系数、最大暴露时长和历史温度响应参数；

5、s3、获取对应存储区域的分区液冷回路状态，所述分区液冷回路包括液冷板或冷却盘管、分区阀门、变频泵、换热单元和温度传感器，所述分区液冷回路状态包括供液温度、液冷流量、阀门开度、泵频、冷却余量和液冷系统响应时间；

6、s4、基于所述作业计划版本、材料温控画像、外部环境温度和历史温度响应参数预测局部热扰动，所述局部热扰动满足式（1）：

7、

8、其中，为预测的局部热扰动值，为预计开门时长，为作业设备热负荷，为外部环境温度与目标温度的差值，为材料热敏感系数，为当前冷却余量；

9、s5、根据局部热扰动、允许温度波动范围和液冷系统响应时间确定液冷预控制提前量，所述液冷预控制提前量满足式（2）：

10、

11、式（2）中，为液冷预控制提前量，为液冷系统响应时间，为预设比例系数，为预测的局部热扰动值，为允许温度波动范围；

12、并在计划开始时间之前所述液冷预控制提前量对应的时刻调整对应存储区域的分区液冷回路参数，所述分区液冷回路参数的调整满足式（3）：

13、

14、其中，为第个分区调整后的液冷流量，为第个分区的初始液冷流量，为第个分区的最小允许液冷流量，为第个分区的最大允许液冷流量；

15、s6、在作业执行期间采集对应存储区域的实时温度，基于目标温度、允许温度波动范围和实时温度对分区液冷回路参数进行闭环修正；

16、s7、当对应存储区域的温控负荷率超过负荷阈值或预测温度峰值超过允许温度波动范围时，向wms发送作业调整建议，所述温控负荷率满足式（4）：

17、

18、其中，为第个分区的变频泵频率，为第个分区的阀门开度，为第个分区的供回液温差，为第个分区的冷却余量；

19、s8、接收wms返回的调整后作业计划版本号，根据调整后作业计划版本号重新预测局部热扰动并更新分区液冷回路参数；

20、s9、当发生温度异常时，将温度异常时间窗与近期作业计划版本、材料批次和分区液冷回路参数进行关联，生成温度异常关联记录，所述温度异常关联记录的关联得分满足式（5）：

21、

22、式（5）中，为温度异常事件e与第z个分区的关联得分，、、为预设权重系数，为温度异常时间窗与第z个分区作业时间窗的重叠程度，为温度异常事件涉及的材料批次与第z个分区存储材料批次的匹配程度，为温度异常发生前后第z个分区液冷回路参数的变化程度。

23、进一步的，所述材料温控画像还包括材料入库时间、累计暴露时长、建议存储区域和温控优先级。

24、进一步的，所述分区液冷回路参数的调整包括降低供液温度、提高液冷流量、增大阀门开度或提高泵频中的至少一种。

25、进一步的，所述作业调整建议包括延后低优先级作业、合并作业窗口、转移作业区域、缩短开门时长、替换作业设备、预计温度风险等级、预计恢复时间、建议替代存储区域和建议调整后的作业开始时间。

26、进一步的，所述温度异常关联记录包括异常开始时间、异常结束时间、峰值温度、材料批次、作业计划版本号、调整后作业计划版本号、分区液冷回路参数和关联作业类型。

27、进一步的，所述作业类型包括入库、出库、移库、盘点和复检。

28、进一步的，所述作业设备包括叉车、agv、机械臂和人工搬运设备。

29、一种复合材料智能仓库液冷恒温与wms联动系统，包括：

30、作业计划获取模块，用于从仓库管理系统wms获取复合材料智能仓库的作业计划版本，所述作业计划版本包括存储区域标识、材料批次、复合材料类型、作业类型、预计开门时长、作业设备、计划开始时间、作业优先级和计划版本号；

31、温控画像查询模块，用于根据所述复合材料类型和材料批次查询材料温控画像，确定对应存储区域的目标温度、允许温度波动范围、热敏感系数、最大暴露时长和历史温度响应参数；

32、液冷状态采集模块包括液冷板或冷却盘管、分区阀门、变频泵、换热单元和温度传感器；液冷状态采集模块用于获取对应存储区域的分区液冷回路状态，所述分区液冷回路状态包括供液温度、液冷流量、阀门开度、泵频、冷却余量和液冷系统响应时间；

33、热扰动预测模块，用于基于所述作业计划版本、材料温控画像、外部环境温度和历史温度响应参数预测局部热扰动；

34、预控制计算模块，用于根据局部热扰动、允许温度波动范围和液冷系统响应时间确定液冷预控制提前量，并在计划开始时间之前所述液冷预控制提前量对应的时刻调整对应存储区域的分区液冷回路参数；

35、闭环修正模块，用于在作业执行期间采集对应存储区域的实时温度，基于目标温度、允许温度波动范围和实时温度对分区液冷回路参数进行闭环修正；

36、反向调度模块，用于当对应存储区域的温控负荷率超过负荷阈值或预测温度峰值超过允许温度波动范围时，向wms发送作业调整建议；

37、计划更新模块，用于接收wms返回的调整后作业计划版本号，根据调整后作业计划版本号重新预测局部热扰动并更新分区液冷回路参数；

38、异常关联模块，用于当发生温度异常时，将温度异常时间窗与近期作业计划版本、材料批次和分区液冷回路参数进行关联，生成温度异常关联记录。

39、一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述的方法。

40、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

42、本发明通过读取wms作业计划版本，在作业开始前预测局部热扰动并实施液冷预控制，将传统的反馈式温控转变为前馈式温控，有效解决了温控滞后的问题，显著降低了作业导致的温度峰值，避免了复合材料因温度波动过大而性能劣化。

43、本发明通过建立材料温控画像，针对不同复合材料类型和批次采用差异化的温控策略，能够根据材料的热敏感特性精确调整液冷参数，在保证材料存储质量的同时，提高了能源利用效率，避免了不必要的能源浪费。

44、本发明通过温控负荷反向调度和调整后计划版本回传机制，实现了wms与液冷控制系统的双向闭环联动。当温控系统负荷过高时，能够主动向wms提出作业调整建议，wms调整作业计划后，温控系统能够及时根据新的计划重新进行预测和控制，形成了完整的闭环控制回路，提高了系统的稳定性和可靠性。

45、本发明通过温度异常关联记录功能，将温度异常与作业计划版本、材料批次和液冷回路参数进行关联，能够准确追溯温度异常的原因，为后续温控策略的优化和作业流程的改进提供了数据支持，有助于持续提升仓库的温控管理水平。