# V4：从模型展示到可运行的仓内作业仿真

完成日期：2026-09-05。沿用完整仓内空间，不包含园区。

## 实际实现的流程

1. **收货与补货**：拆箱扫描、装入库存料箱、提升到高位主线；向 Sequoia 或 Vulcan 存储支路送货，完成上架后增加对应库存。
2. **库存取货**：Sequoia 移动容器架向交接塔送箱；Hercules 将货架送至隔离区边界的人工作业位；Vulcan 执行货架商品取出；Titan 走大件独立通路。
3. **拣选与回流**：源库存料箱在工位呈现，订单所需商品与余货分开。余货进入 Sparrow 整理并回库；标准订单料箱去包装。
4. **包装与贴标**：按订单包装类型进入纸袋或按需纸箱工位。商品进入包装时，空料箱从侧面移出并回收；包裹继续进入既有自动贴标工位。
5. **质量闭环**：DWS 复核后，异常包裹分流到 QA、重包、验证回线并再次复核。已返工订单通过重检，不会因“异常批次”开关无限循环。
6. **分拣与出库**：Robin 在 Pegasus 空闲时抓取上料；Pegasus 转向、行驶、停靠并卸载；Cardinal 向有空位的 GoCart 装笼；达到装载量或等待时限后，Proteus 接笼、穿过交接口、送到仓内月台，回送空笼后再待命。
7. **大件**：Titan 供货，助力人工包装，独立车行通道和仓内出库。大件绕过普通纸袋线与标准包裹机械臂。

## 这次运行中发现并修复的布局问题

- Sequoia 原有进出箱共用通路在双向占用时可能互相等待：补建分层出箱支路，与存箱支路分开。
- 包装工位缺少可运行的空箱出口：补建侧向移出、独立提升和高位回程。空箱不逆向进入等待中的订单来料队列。
- 余货进入 Sparrow 与包装空箱回收原本共享一段反向升降通路：改用分开的交接口，再顺向并入回收干线。
- 贴标后的包裹需要回到复核口：补建高位复核回程，保留原有贴标设备所在位置。
- Pegasus 顶部输送面与固定分拣出口存在高度差：增加短接驳坡段。
- Sequoia 和 Pegasus 待命设备移出工作车辆的主行驶通路。Hercules 和 Titan 的载荷与底盘保持绑定。

这些扩建是为此概念布局设计的接口，不代表 Amazon 某个真实站点的机构尺寸。

## 仿真机制

引擎以 0.1 秒固定步长执行，并与浏览器帧率分离。每个订单、补货料箱、余货返回任务和车笼运输任务有唯一编号、持有者、位置和事件历史。

输送路径按共用几何区段拆分，跟踪占用方向与间距；合流节点预约避免互相穿过；单列升降机一次只持有一个载具，空托盘要先返回入口高度才能接下一箱。机械臂和工位互斥占用。下游没有空间时保持货物与原占用，逐级回堵。移动底盘转弯会先原地转向，轮组角度根据实际行驶距离变化。

Sequoia 料箱的商品数量在取出时从库存扣除；拣出订单数量后，余货仍属于返回任务。只有完成回库才增加库存，只有完成仓内月台交接才计为出库。料箱在包装移出后，回到回收点才重新进入可用池。

### 默认演示参数（全部为假设）

| 项目 | 默认值 |
|---|---:|
| 订单到达 | 120 单/h；界面可改 0–900 单/h |
| 每单数量 | 1–3 件；采用规则组合演示四种库存来源 |
| 输送速度 | 1.2 m/s |
| 移动底盘速度 | 1.1 m/s |
| 底盘转向角速度 | 0.9 rad/s |
| 升降速度 | 0.65 m/s |
| 输送间距 | 0.92 m |
| 同时在途订单上限 | 80 单 |
| 可流转料箱池 | 180 个 |
| GoCart 演示容量 | 6 个订单；100 秒超时后可部分装载出发 |
| 拣选周期 | 人工 12–13 s；Vulcan 16 s |
| 包装周期 | 纸袋 14 s；纸箱 22 s；贴标 7 s |
| 分拣 / 装笼周期 | Robin 9 s；Cardinal 11 s |
| DWS / QA | 3 s / 36 s；常态异常抽样概率 8% |
| 初始化 | 20 分钟计算预运行后显示，可从空线重启 |

处理周期之外，接近、转向、升降空返和排队时间另行累计。这些参数用于看清动作、排队与交接，不是 Amazon 公布的标准节拍或实测产能。模型没有将装有设备的所有区域都强制设为同时生产：六条 Sequoia 取箱通路、三个 Hercules 接口、三个 Vulcan 存取对、两台 Sparrow、四个包装工位、一台贴标工位、四条 Robin/Pegasus/Cardinal/Proteus 链路及一条大件支路参与本场景；其他安装设备待命或保留为展示。

## 实测验证结果

详细证据在 `qa/`，以下数字来自实际执行而非估计：

- **8 组引擎测试通过，0 失败**。包括全流程、时间步分割一致性、Robin 停机恢复、月台阻塞恢复、异常订单重检、多随机种子、运动连续性、非法输入和零需求。
- 常态运行 1 小时产生 **120 单**，停止新增需求与补货后 **120 单全部出库**，剩余任务 **0**，可用料箱恢复 **180**，货物守恒误差 **0**。
- Robin 故障实验在 600 单/h 下累计到达 **500 单**；故障期间标准订单无法出库，出现有限在制和外部等待。恢复后继续完成同一批需求，**500 单全部出库**。
- 月台阻塞实验累计到达 **225 单**；阻塞期间出库 **0**，车笼达到上限。恢复后 **225 单全部出库**。
- 强制异常批次的 **55 个标准订单**均返工一次并重检，没有重复返工死循环。
- **312,554 次位置连续性观察**中，0.1 s 内最大位移约 **0.194 m**；未发现超过 0.31 m 阈值的交接跳位。
- 浏览器验证 **18 类设备独立查看**、订单跟踪、故障切换、运行记录下载、手机布局。暂停后仿真时间变化 **0**，静止画面额外重绘 **0**；单步恰好 **1 s**。
- 桌面运动检查的约 2.2 秒窗口内实际绘制 **63 帧**，仿真推进约 9.1 s。此为本机、当次画面的测量，性能随设备和画面变化。
- Blender 5.2.1 导入 **120 秒**回放，**956 个动画节点**；比较第 1 与第 481 帧，**436 个动画对象**的世界变换实际变化。

## 边界

这是一套可运行的物流单元和机构运动仿真。它不是某个 Amazon 站点经过数据校准的数字孪生，也不是施工模型或安全认证。库存以来源类别和件数维护；并未导入真实 SKU、订单历史、WMS、PLC 或机器人控制器。机械臂以逆运动学驱动外观关节，抓取、人工处理及包装内部加工采用过程模型；不执行真实视觉识别、触觉控制、柔性包装接触或全场刚体碰撞求解。输送占用和运行轨迹检查不能替代工程安全验收。

原模型中的 STARK 保留为试点参考，不参与现役产能；不把已经停止运营的试验设备当作当前生产设备加入链路。

## 公开流程依据（2026-09-05 核查）

| 官方资料 | 本模型采用的逻辑 |
|---|---|
| [Amazon：Sequoia 与新型机器人系统](https://www.aboutamazon.com/news/operations/amazon-introduces-new-robotics-solutions) | 移动容器架、gantry 与员工工位协同；拣选后的余货由 Sparrow 整理并回库 |
| [Amazon Science：Vulcan 的触觉存取](https://www.amazon.science/blog/how-amazons-vulcan-robots-use-touch-to-plan-and-execute-motions) | 货架由移动机器人送至存取工位；拣出商品进入料箱后送包装；区分存储与取出末端任务 |
| [Amazon：新一代履约中心](https://www.aboutamazon.com/news/operations/amazon-fulfillment-center-robotics-ai) | 仓内包装、Robin / Cardinal / Sparrow 协同，Proteus 搬运装有包裹的车笼到出库月台 |
| [Amazon：十年机器人发展](https://www.aboutamazon.com/news/operations/10-years-of-amazon-robotics-how-robots-help-sort-packages-move-product-and-improve-safety) | Cardinal 单件抓取、读标和装入 GoCart；Proteus 搬运车笼 |
| [Amazon Science：Robin 工作实例](https://www.amazon.science/latest-news/amazon-robotics-see-robin-robot-arms-in-action) | 包裹上料、移动分拣以及异常包裹交由员工处理 |

本文件中的路线长度、单层仓内组合、FIFO 容量、分流概率、具体节拍和控制规则均为本项目设计假设。原 V3 物流审查保留在 `物流专家审查与优化.md`，作为设计基线参考。

最终轮组几何检查：驱动轮最高点约 0.317 m、最低点约 0.003 m；固定脚轮从自转网格中分离，12 次不同角度的顶点检查通过。