时间:2023-05-30 09:46:34
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇智能仓储系统,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
引言
传统的仓储管理以人为干预为主,从入库、拣货到出库基本上都是依靠人力完成,以至于人力物力消耗巨大,效率很低.依赖于信息技术的智能仓储管理虽然已经引入了一些智能化设备,但总体上仍然处于初始阶段,主要表现在行业内缺乏统一的标准,智能设备的连接以有线为主,不利于仓库的二次改造和布线.现阶段,智能仓储管理系统逐步开始结合无线通信技术和射频技术[1,2],这些新技术的引入加速了现有仓储的二次改造和智能化,无线网络在布线上的灵活性,能很好满足智能仓储管理中数据近距离和低速率的需要.同时,随着RFID无线射频技术的发展,从货物入库到出库的整个流程实现了飞跃性的发展和创新性的变革.RFID非接触、读写速度快的特点,使得货物在入库、拣货、出库等环节上可完全实现机器化和智能化.近来,面向ZigBee网络的智能仓储系统已然成为了当前社会的研究热点,相关方面的理论研究和应用也取得了丰硕的成果.ZigBee具有无线自组网和低功耗的特点,并且可以嵌入到各种移动设备,非常适合对仓库广阔空间内各种环境数据的检测.
1相关技术
LabVIEW是美国NI公司推出的一种集成开发环境,采用与传统文本字符代码完全不同的图形化编程语言,在程序运行方式上,LabVIEW的G语言程序根据数据流的流动来运行程序,而不是根据指令的空间顺序来运行,所以不具备传统高级语言程序时间局部性和空间局部性的特点.除图形化编程以外,LabVIEW的显著特点是具备功能强大的函数库和丰富的图形界面控件,LabVIEW的函数库包含数据采集、数据分析、数据显示和存储等一系列数据相关函数,图形界面控件包含了外观类似于示波器、万用表等的用户界面,所以LabVIEW非常适合于数据采集系统和虚拟仪器编程、控制和仿真[3].蓝牙作为低速、短距离、低功耗的无线通信方式,一直以来是工业控制、家用自动控制领域的首选方案,但其功耗大、组网规模小、价格昂贵,基于IEEE802.15.4标准的ZigBee无线通信技术,采用了五层网络架构,传输可靠性高,自组网能力强.通过物理层使用扩频抗干扰技术,MAC层使用CS-MA冲突避免和应答重传机制,ZigBee的数据传输可靠性有了很大提高,而在自组网方面,ZigBee采用了直扩方式,各传感器节点可以在1秒内自由加入网络,据统计,蓝牙网络只有8各节点,而ZigBee自组网可以达到65000个节点.所以,ZigBee无线网络通信技术非常适合具有大量分散传感器的控制领域[4].RFID是指无线射频技术,作为物联网应用的关键技术,它主要用于非接触的读写目标数据.它由专用的RFID读写器和RFID标签两部分构成,与传统条形扫描采用光信号不同的是,RFID读写器采用的高频率信号,根据供电方式,RFID可分为有源RFID和无源RFID两种,有源RFID使用自供电,可满足远距离高速数据扫描需要,无源RFID使用近距离读写器供电,用于近距离数据读写和定位,由于RFID易于操控、高速率识别、非接触的特点,已被广泛应用到智能交通、医院、智慧城市等智能控制领域.
2系统设计
2.1系统概要设计该系统主要功能是实现仓库智能化管理,该系统的功能模块如图1所示.在智能仓储管理系统中,上位机处理中心是该系统的核心,处理中心中配置有信息处理和监测环境的软件[6],可以对入库出库货物的信息进行处理,该系统的运行处理过程为:(1)上位机和数据库进行数据的交互,对货物的基本信息存取.(2)温度节点,湿度节点,烟雾浓度节点采集环境数据,并将数据通过ZigBee网络传给ZigBee协调器.(3)协调器将整合来自出库各个节点的数据,再通过串口传给上位机.(4)每个货物都携带有特定的RFID标签,通过RFID读写器将信息存储在标签中,同时更新上位机的数据库.(5)上位机与读写器之间的通信是通过路由器,设定好路由器的IP地址,与上位机通信.(6)上位机软件处理所有数据信息以及与Zig-Bee协调器和读写器通信.2.2系统详细设计2.2.1ZigBee组网组建一个完整的Zigbee网络分为两步:第一步是协调器初始化一个网络;第二步是路由器或终端加入网络.1)协调器初始化一个网络协调器建立一个新网络的流程如图2所示.(1)检测协调器建立一个新的网络是通过NLME_NETWORK_FORMATION.request发起的,但发起NLME_NETWORK_FORMATION.(2)信道扫描,协调器发起建立一个新网络的进程后,网络层管理实体将请求MAC子层对.(3)配置网络参数,如果扫描到一个合适的信道,网络层管理实体将为新网络选择一个PAN描述符.(4)运行新网络,网络参数配置好后,网络层管理实体通过MLME_START.通过以上流程协调器就建立了一个网络并处于允许设备加入网络的状态.2)路由器或终端加入网络子节点请求通过MAC关联加入网络进程如图3所示.步骤如下:(1)子节点发起信道扫描(2)子节点存储各PAN信息(3)子节点选择父节点(4)子节点请求MAC关联(5)父节点响应MAC关联(6)子节点响应连接成功(7)父节点响应连接成功2.2.2上位机软件编写上位机程序采用Labview实现,功能是编写网络接口与读写器通信,编写串口接口与ZigBee协调器通信.
3运行效果
3.1货物上架将货物放置于对应的货架上时,效果如图43.2环境监测环境的温湿度以及烟雾浓度监测界面,效果如图5所示.
4结束语
0 引 言
随着产业结构的调整、信息化建设的推进,智能存储技术迅猛发展且日?成熟,自动化库房逐步在企业现代化车间、智能配送中心、设备管理中心等部门建立,智能仓储管理系统(Warehouse Management System,WMS)成为企业信息化建设中不可或缺的一部分。
目前,WMS系统在国内企业实施建设过程中面临着诸多问题:
(1)企业现有信息系统没有统一的规划和设计,MES、PDM、CRM等系统不具备库存管理功能;
(2)企业并行存在的多个信息系统下的采购数据、出入库账目和库存数据无法整合,整体数据欠缺一致性和完整性;
(3)企业现有信息系统与智能仓储管理系统之间的信息流和数据流相对封闭、独立;
(4)自动化库房、智能制造生产系统的建立对企业信息系统在自动化、智能化、信息化方面提出新的要求。由此,WMS系统如何在企业生产现场、自动化库房设备控制系统(Warehouse Control System,WCS)与企业信息管理之间扮演好信息沟通的桥梁作用,对于优化企业的生产管理、信息管理等至关重要。
本文综合以往WMS系统与企业信息系统进行系统集成的案例,就WMS系统在企业实施过程中常见的系统集成思路和常用的数据交换方式进行了探讨和总结。
1 如何集成
WMS系统与企业信息系统的集成需要在企业信息系统已有功能的基础上,充分发挥WMS系统在库存管理、智能存储方面的优势进行系统集成。WMS系统与企业信息系统的集成主要从两方面着手,即业务集成和数据交换规则。业务集成,即业务流的集成,主要解决如何融合、衔接企业信息系统和WMS系统相关业务流程的问题。数据交换规则,即数据接口和数据交换协议,解决企业信息系统和WMS系统之间数据流和信息流如何交互的问题,从软件开发角度约定数据交换的规则和方式。
在前期调研阶段,WMS系统与企业双方技术人员需要就以下几个方面展开业务调研和需求分析:
(1)企业信息系统的类型及企业信息系统现有的业务流程和功能;
(2)企业需要在自动化库房中存储物品类型,如电子元器件、刀具、普通生产物资等。不同的物品类型会有截然不同的业务流程;
(3)企业现有信息系统是否具备物品信息管理、库存管理、库位管理的功能?
(4)企业信息系统是否具备完整的出入库相关单据编制流程?
(5)企业信息系统与WMS系统如何进行数据信息交互?
(6)双方系统是否需要信息接收后的回传确认,即是否需要回传任务执行状态、关键任务信息?
双方技术人员应依照上述思路,最终确定系统集成方案。
1.1 业务集成
在WMS系统实施过程中,企业信息系统是否具备库存管理、库位管理功能是决定WMS系统与之进行业务集成方式的关键决定因素。
1.1.1 企业信息系统具备库存管理、库位管理功能
企业信息系统初期规划时功能规划较完善,可管理存储在智能存储设备中的物品库存、库位信息,通过采购入库、领用出库、借用出库、归还入库等业务流程编制出入库单据,向WMS系统传达指令:“何种物品―出/入动作―请求数量―存放货位”。WMS系统通过数据接口接收出入库单据,并根据“存放货位”中的设备编号、货位编号等信息将出入库任务分解至WCS终端的系统中执行出入库动作,完成物品出入。同时,WMS系统将任务执行结果返回至企业信息管理系统,即任务执行成功与否及失败原因等信息,确保信息流程的完整性和数据信息的一致性。这种集成方式以企业信息系统为主、WMS系统为辅,对企业信息系统的依赖性较强,整个过程基本可实现全自动化操作,无需操作人员参与。具备库存管理、库位管理功能的企业信息系统如图1所示。
1.1.2 企业信息系统具备库存管理功能,不管理具体货位
企业信息系统管理物品库存信息,WMS系统管理物品在智能存储设备中的库位信息。企业信息系统编制出入库单据,向WMS系统传达指令“何种物品―出/入动作―请求数量”。不同于前一种情况,WMS系统接收出入库单据后,需要对物品货位进行分配或查找,对入库任务推荐分配货位,对出库任务读取历史货位。WMS系统形成动作指令,待WCS系统执行完成后向企业信息系统回传任务执行结果,同时更新系统数据库中物品的存放信息。这种集成方式仍然以企业信息系统为主,但货位管理过程需要有操作人员一定程度的参与。具备库存管理功能,不管理具体货位的企业信息系统如图2所示。
1.1.3 企业信息系统不具备库存管理功能
企业信息系统不具备库存管理功能,编制出入库单据后依旧向WMS传达指令“何种物品―出/入动作―请求数量”,WMS系统负责解析、执行。但这种情况下WMS系统接收出入库单据后需要根据系统管理的物品库存信息核对单据中请求数量的合理性。这种集成方式双方系统业务传递的信息不止是任务信息,还需要将WMS系统管理的物品库存信息共享至企业信息系统。不具备库存管理功能的企业信息系统如图3所示。
1.2 数据交互
确定业务集成方式后,数据信息如何交互成为系统集成的关键。目前主流的数据信息交换方式有中间表、基于HTTP协议的Web Service/SOAP方式、RFC方式、普通HTTP/HTTPS协议通讯、普通Socket方式自定义报文通讯、文件模式等。其中,以Web Service、中间表为主流对接方式。这几种接口方式各有优缺点:
(1)中间表接口:企业信息管理系统向WMS系统提供相关业务中间数据库/中间表,在中间库中建立公用的入库单据表、出库单据表、库存信息表等,在共享表中建立标志位,表明有新数据、已读取数据、反馈数据、读取反馈数据完成、删除标志等,通过标志位的定义来完成数据交互。这种方式的优点是开发量小,简单,高效,较直接读写数据库方式能够确保数据信息的安全性;但存在实时性低,通用性差,接口变动时影响较大,不适合多用户的并发等缺点。
(2)基于HTTP协议的Web Service/SOAP接口:双方技术人员就需要传递的单据信息、查询信息编写服务端和客户端接口函数。Web Service接口可确保信息的实时读取,并及时回传信息是否接收成功。这种方式具有易于重构,开放性好,可集成性好等优点,且Web Service可穿越防火墙,实现真正的自由通信。但其缺点也很明显,Web Service使用了XML对数据进行封装,导致大量数据在网络中传输。
(3)RFC接口:SAP系统是业界最先进、最稳定的ERP系统,其接口方式主要有RFC、IDOC、BAPI三种,其中RFC调用最常见。对接方根据SAP提供资料,在对接程序中进行代码开发,即数据同步、数据读取、信息反馈等。由双方共同承担开发工作。这种方式的优点是双方各司其责,商讨开发,不容易造成混乱和错误,开发进度快。但使用方必须承担SAP二次开发费用,需要组织三方商讨,在原有SAP的流程上加入对接方开发软件。
(4)Socket报文接口:集成双方技术人员自定义报文通讯,以TCP/IP,Socket方式将通讯内容编制成电文形式进行传送,由双方共同开发,定制报文格式和内容,定义侦听方和连接方,发送报文和回传信息。这种接口方式需双方共同开发,可逐条发送指令,连接方在需要时开机运行同步数据即可,信息反馈针对性较强,实时性高。但须保证网络畅通,否?t无法传送指令,接口协议较复杂,技术门槛相对较高,问题定位较复杂。
(5)普通HTTP/HTTPS协议接口:区别于前文描述的Web Service接口,HTTP-GET和HTTP-POST是标准协议,我们日常网站、系统都使用HTTP-GET和HTTP-POST标准协议进行数据访问。该接口基于应用级接口,使用方便,程序员开发水平要求不高,容错性强。但传输速度慢,数据包大(HTTP协议中包含辅助应用信息),实时交互,服务器性能压力大,数据传输安全性差。
关键词:起重设备;仓储;PLC;智能化
中图分类号:U693+.5 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2016)03-0064-03
随着港口的不断建设与快速发展,港口的规模不断扩大,设备种类不断增多。通常散货港口系统设备工艺流程复杂,参与运行的设备数量多,备品备件数量规格较多,存储场地占用面积大,需要智能化仓储系统及相应的采购、配送等体系,来提高效率节约成本。在智能化仓储系统中,起重设备是不可或缺的组成部分,而针对港口备件的智能仓储系统中,起重设备的选用及控制有自身的特点。本文主要阐述了在港口备件智能化仓储系统中起重设备的选择及应用,结合起重设备电控系统的发展方向,分析其在港口备件仓储系统中的前景。
1背景
随着社会经济的发展,现代化港口中各种设备及技术的应用越来越广泛,自动化程度越来越高。通常散货港口的工艺流程比较复杂,涉及到的系统多、设备多、技g要求高。港口设备一般要求能够连续作业,一旦出现故障停机,时间越长经济损失越大。在现代化港口的管理工作中,设备的维修与管理是保证设备运行效率和安全的基本条件,各大港口企业高度重视,因而突显了港口设备备品备件在港口运行过程中的重要性。
港口设备备品备件要求专业性和及时性,通过建立港口备件智能化仓储系统,满足港口设备维修对备品备件的需求,缩短响应周期,提高工作效率。
2总体工艺设计
港口备件智能化仓储系统是将智能仓储系统运用到港口备件的存储上,针对于港口备件的特点,选择合适的存储方式和设备,制定合理高效安全的管理调度策略。典型的仓储系统主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统组成,还有与之配套的供电系统、空调系统、消防报警系统、称重系统、信息系统等。广义上说,港口的集装箱堆场智能化管理也属于智能仓储的一方面,而针对港口备件的智能仓储,主要是自动化立体仓库、垂直升降智能货柜等,以及条码技术、ERP系统、GPS/GIS、RFID等技术的使用。
起重设备在货物传送中起着重要的作用。港口设备的备品备件,大到电机、机械结构,小到螺丝、垫片,存储的要求各不相同的。对于大型的设备,需要用到的起重设备一般是传统的电动葫芦、桥式起重机等。对于小型设备,运用不同的包装运输容器,能够存储在自动化立体仓库中,起重设备主要是堆垛起重机。
3主要起重设备介绍
起重设备是一种以间歇的作业方式对物料进行起升、下降和水平移动的装卸机械设备,以满足货物的装卸、转载等作业要求。起重运输设备贯穿着仓储系统的整个工艺流程,货物入库运输至指定存放位置,再从存放位置取出,都是由起重运输设备执行的。前面提到了针对不同类型的货物,存储要求不同,起重设备的需求也不尽相同,常见的起重设备主要有悬挂式起重机、桥式起重机和堆垛起重机等。在备件仓储中使用的起重设备主要参数有起重量、起升高度、跨度、起升速度、运行速度、生产率、工作级别等。
3.1电动葫芦
3.1.1主要特点
电动葫芦是一种特种轻小型起重设备,电动葫芦具有体积小,自重轻,操作简单,使用方便等特点,在仓储场所有着广泛的应用。起重量一般为0.1~80吨,起升高度为3~30米,工作级别为M3/M4。
电动葫芦结构紧凑,将电动机、制动装置和运行小车等结构集成为一个整体,采用机电一体化设计。电动葫芦起重量有限,水平移动在横梁的范围内,主要是由线控、遥控等人工手动操作,一般无精确定位要求。
3.1.2实际应用
因为电动葫芦的起重量局限及自动化智能化程度较低,在港口备件智能化仓储系统中并非主要的起重设备,更多是在其他起重设备不适用的情况下,作为桥式起重机与堆垛起重机的补充,通过人工控制进行货物起重运输的工具。
3.2桥式起重机
3.2.1主要特点
桥式起重机是横架于仓库、料场上空进行物料吊运的起重设备,依靠起升机构和在水平面内两个相互垂直方向移动的运行机构,能在矩形场地及其上空作业,是一种广泛使用的起重运输机械。它具有承载能力大,工作可靠性高,制造工艺相对简单等优点。
桥式起重机一般由大车运行机构、起升机构和小车运行机构组成,具有独立的电控系统,设有司机室。起升机构用来垂直升降物品,小车用来带着载荷作横向移动,以达到在跨度内和规定高度内组成的三维空间里做搬运和装卸货物用,其额定起重量可到500吨。桥式起重机相对于电动葫芦,起重量、跨度等参数都较大,工作级别较高。
3.2.2实际应用
桥式起重机在仓储系统中,主要用来运输吨位高的货物,运用吊具,进行大型设备或整装货物的装卸。桥式起重机需要根据仓储场所的实际需要、建筑结构进行设计、安装,并不是所有的仓储场合都适合配备桥式起重机。
通过起重量等需求,计算轮压,结合建筑结构,确定是否需要配备桥式起重机、以及桥式起重机的具体参数。根据智能化的需要,桥式起重机的控制能够实现无人化、遥控操作,起升机构、大车运行机构、小车运行机构都能够实现精确定位。
3.3堆垛起重机
3.3.1主要特点
堆垛起重机是用货叉或串杆攫取、搬运和堆垛以及从高层货架上存取单元货物的专用起重机。它是一种仓储专用设备,主要分为桥式堆垛起重机和巷道式堆垛起重机两种。针对于仓储系统的特点和要求,堆垛起重机的自动化程度一般较高。
桥式堆垛起重机是在桥式起重机的基础上结合叉车的特点发展起来的一种机械设备。在从小车悬垂下来的刚性立柱上有可升降的货叉,立柱可绕垂直中心线性转动,因此货架间需要的巷道宽度比叉车作业时所需要的小。这种起重机支承在两侧高架轨道上运行,除一般单元货物外还可堆运长物件。立柱可以是单节或多节伸缩式。单节立柱结构简单、较轻,但不能跨越货垛和其他障碍物,主要适用于有货架的仓库。多节伸缩式一般有2~4节立柱,可以跨越货垛,因此也可用于单元货物直接堆码成垛的无架仓库。额定起重量一般为0.5~5吨,有的可达20吨,主要用于高度在12米以下、跨度在20米以内的仓库。
巷道式堆垛起重机专用于高架仓库,有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机。堆垛机是立体仓库中最重要的起重运输设备,是代表立体仓库特征的标志。采用这种起重机的仓库高度可达45米。起重机在货架之间的巷道内运行,主要用于搬运装在托盘上或货箱内的单元货物;也可开到相应的货格前,按出库要求拣选货物出库。巷道式堆垛起重机由起升机构、运行机构、控制系统和机架等组成。机架有一根或两根立柱,货台沿立柱升降。货台上的货叉可以伸向巷道两侧的货格存取物品,巷道宽度比货物或起重机宽度大15~20厘米。起重量一般在2吨以下,最大达10吨。起升速度为15~25米,分,有的可达50米份。起重机运行速度为60~100米份,最大达180米份。货叉伸缩速度为5~15米/分,最大可达30米/分。
3.3.2实际应用
堆垛起重机是整个自动化立体仓库的核心设备,也是智能化仓储系统的重要组件。通过手动操作、半自动操作或全自动操作实现货物的运输。
根据仓储的需要,结合立体仓库的设计,确定堆垛机的形式、参数。根据仓库的流量要求,计算出堆垛机的水平速度、提升速度及货叉速度。根据要求和需要选定堆垛机的定位、通讯方式,配置可高可低,视具体情况而定。
运用堆垛起重机能够实现高速堆垛,自由位置设定,无中断的连续堆垛。减少人工参与,提高生产效率。
4起重设备与智能化仓储管理的接口
4.1起重设备控制系统
所有的起重设备都有控制系统,通过控制系统,可以改变起重机的运动特性,实现各机构的起动、变速、变向、制动、停止,从而完成起重机的工作任务。
如桥式起重机、堆垛起重机,早期都需要配置司机室,通过人工操作控制系统,实现起重机的控制。随着科学技术的发展,自动监控、自动跟踪、检测智能化、高效自动定位运行,起重设备从司机在司机室操作,逐步实现遥控操作,甚至是现场无人化操作。
4.2管控一体化
智能化仓储管理系统是物流输送的核心,通过仓储量、库位等数据建立数学模型,不断优化算法、模型,使得物流输送的智能化水平越来越高。何时、何地存取何种货物,智能化仓储管理系统发出管理命令,起重设备可以直接接受命令,通过其控制系统,实现自动存取。智能化不仅是通过出入库管理、优化算法、大数据分析来实现的管理智能化,还包括控制的自动化。控制系统化由管理系统对起重设备的控制来实现,是实现智能化仓储不可或缺的环节。
管理系统下达将货物将A处货物运载至B处的命令,起重设备的控制系统将命令转化为起升机构、行走机构的位移,通过行走认址器、提升认址器等定位系统,结合安全保护装置,以特定的速率运行至目标位置存取,实现起重设备运行的自动化、智能化。
5起重设备电控系统的发展
随着科技的发展,越来越多的先进技术逐渐在起重设备的电控系统中使用。起重设备由最早的人工滑轮,到如今各式大型起重机械。电控系统以电机调速起动来说,从较早的转子切电阻到变频器的使用,多传动技术、交流伺服电机等等各种新技术的使用,系统的稳定性也大大提高。定位从人工观察,到接近开关、刻度标尺、射频识别定位,技术不断发展中,生产效率不断提高。操作控制由传统的继电器硬线联锁,到单片机、PLC,DCS与集中控制相结合。
起重设备电控系统向着精确控制、节能环保的大方向l展,自动化程度越来越高。
关键词 物联网 仓储 应用
中图分类号:F252 文献标识码:A
一、引言
国内外普遍公认的物联网的构想是麻省理工Ashton教授于1999年在研究RFID时提出来的:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。在2005年国际电信联盟(ITU)的报告《ITU互联网报告2005:物联网》中,正式提出物联网的概念。随后,从“智慧地球”的理念到“感知中国”的提出,从“唐芯一号”的研制成功到无锡“物联网产业基地”的确立,物联网技术与应用在政府、企业得到广泛的认同与重视。
二、物联网简介
物联网是“物物相连的互联网”,是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。
物联网主要有三层架构,即感知层、网络层和应用层。物联网的感知层、网络层、应用层均有很多关键技术,其中的核心关键技术主要包括RFID技术、传感器技术、无线网络通信技术以及终端数据智能处理技术等。
三、物联网在智能仓储的应用
智能物流仓储系统包括硬件和软件两部分。软件部分主要为仓储管理系统,它按照物流仓储的业务要求,对信息、资源、行为、物品和人员等进行管理和调配,使它们高效合理地运转,并使整个系统与互联网相对接;硬件部分主要是支撑仓储管理系统的各种硬件设备和各种工具等。
智能物流仓储系统将货物的信息到物联网中。在整个物联网范围内,不管是货物信息查询、货物订购,还是货物流通都可以方便地进行远程操作和监控。智能仓储系统中用到的物流技术如下:
1、感知技术应用情况。华夏物联网研究中心的调查发现,相对而言,目前在我国仓储业应用最多的物联网感知技术是RFID技术,在一些先进的仓储配送中心,RFID标签及智能无线射频手持终端有比较广泛的应用。这是因为,RFID技术与托盘系统结合,在仓储配送中心闭环应用,可以有效降低成本。
2、智能仓储的网络与传输技术应用情况。现代物流最大的趋势就是网络化与智能化。在制造企业内部,现代仓储配送中心往往与企业生产系统相融合,仓储系统作为生产系统的一部分,在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部系统的网络架构,往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立网络系统。
3、智能仓储作业与管控技术。根据对相关资料的统计分析,目前仓储业智能终端技术有机器人技术、无线射频(RF)手持终端、语音提示终端、视频监控终端、无人搬运车等技术。借助这些技术,实现了物品的自动搬运、机器人自动堆码垛、物品自动识别、智能辅助人工拣选等作业。在智能仓储管控系统中,物联网技术与仓库管理系统(WMS)相结合,实现了仓储业的智能化与自动化。
四、物联网在智能运输系统中的应用
智能交通系统ITS的核心是应用现代通信、信息、网络、控制、电子等技术,建立一个高效运输系统. 它包括:先进的交通信息服务系统,先进的交通管理系统,先进的车辆控制系统,营运货车管理系统,电子收费系统,紧急救援系统等. 这些技术的成功应用能够使人和物以更快、更安全的方式完成空间移动,显著地减少交通事故,缓解交通拥挤。
智能运输所用的物联网技术如下:
1、移动信息技术。为了将移动的车辆信息纳入物流运转的信息链中,则需要使用移动信息系统。 该系统和物流企业的信息中心构成统一的整体,将合同数据、运输路线数据、车辆数据和行驶数据进行收集、存储、交换和处理。
2、定位技术。 车辆的实时定位,有助于物流控制中心在任意时刻查询车辆的地理位置并在电子地图上直观地显现出来。动态掌握车辆所在位置可帮助物流企业优化车辆配载和调度。另外,车辆定位技术也是搜寻被盗车辆的一个辅助手段,这对运输贵重货物具有特别重要的意义. GPS技术是车辆定位最常见的解决方案。对于网络GPS的用户,还可使用GSM的语音功能与司机进行通话或使用安装在运输工具上的汉字液晶显示屏,进行汉字消息收发。驾驶员按下相应的功能键,将需要了解的道路交通情况的请求和当前运行状况信息反馈到网络GPS。网络GPS工作站管理员在显示屏上确认后,可传送相关信息,同时也了解并控制整个运输作业的准确性(如发车时间、到货时间、卸货时间、返回时间等)。
3、感知技术。借助电子识别系统,使运输中的货物可通过一个号码和特别的信息加以区别,方便运输途中时间及地点的跟踪与监控。还可以与其它系统衔接,用于控制物流中运输、转运、代销和存储过程。
4、通信与网络技术。在现代运输网络中,数据越来越多地需要远程输送与交换。采用标准化电子数据交换EDI信息网,可使数据具有较好的兼容性与适用性,有利于加速信息流程,降低手工输入错误率,减少纸张需求以及使数据易于检验等。
(作者单位:河南工业职业技术学院)
参考文献:
[1]武晓钊.物联网技术在在仓储领域的应用分析与展望.中国流通经济,2011(6):36-39.
[2]武晓钊,王继祥.物联网技术在物流业应用现状与前景.物流技术与应用,2011(2):53—59.
【关键词】智能手持终端 数据采集 仓储业务
1 引言
在传统的仓储业务中,货物的入库操作、盘存、库内操作、出库操作,都是由人工来进行记录,耗费大量的时间和精力,容易出现错误并不易察觉,往往无法准确的记录每一件货物在库房内的情况,所以会导致如货位不准、货物遗漏、堆存天数不准、费用结算不准、历史货物无法统计等情况,给企业和货主带来损失。在应用智能手持终端的新型仓储业务中,结合库房的实际需要,配备无线网络环境和条形码技术,可以随时掌握库房内的任意货物的情况,大大提高了工作效率,减少错误的发生,规范了企业的管理,在仓储业务中得到了越来越广泛的应用。
2 智能手持终端简介
智能手持终端是一种集数据采集、数据传输和语音对讲于一体的便携式手持终端设备。对于不同业务领域的要求,它可以具备2G、3G、4G、WIFI网络连接、语音或视频通话、红外线扫描、RFID或条码识别、摄像头等多种功能。对于某些领域特殊的环境要求,如温度要求(零下二十摄氏度以下)、防摔要求、噪声环境、电池续航能力等,目前都有针对各种环境的专用设备,为在苛刻的环境下应用提供了可靠的性能。
智能手持终端目前有多种操作系统,以Android系统、WinCE系统、Windows mobile系统为主,各系统都可以提供接口,供使用单位开发专用的业务或生产管理软件,与企业本身的信息系统完成对接。
智能手持终端在资产管理、工业流程管理、服装零售、物流运输、仓储等多个行业均有广泛的应用,本文主要探讨其在仓储业务中的各个环节的应用。
3 智能手持终端在仓储业务中的应用
仓储业务历来注重准确和高效,这就要求企业必须要实时的了解和准确的掌握整个仓储过程中的每个环节每个组成部分的变化和结果。怎样能够准确的进行每一个环节,并在第一时间掌握物品从入库、堆存、移位、出库、配送各环节实时的变化和进展信息,是仓储行业标准化管理所必须要面对和解决的问题。因此,快速、实时、准确的信息采集、传输和处理是解决这个问题的必要方法。
智能手持终端设备具备实时采集并传输数据的能力,结合企业内部的管理模式和信息化建设,对于仓储行业极为适合。其在仓储行业的具体应用价值主要体现在仓储业务的以下几个环节:
3.1 入库环节
在入库环节,智能手持终端将和用户在企业的管理系统中制定的入库计划和库存信息相结合。设备通过扫描打印在单据上的条码或者读取射频卡取得事先已经做好的入库计划并显示在终端设备上,然后业务人员核实单证、实际货物与手持终端上的信息是否一致,并在终端上进行入库动作的确认,将条码信息粘贴到货物上,同时可以将货物的库位登记到系统中,避免出现单证与货物不符的情况。如果货物存在残损信息,可以直接用终端进行拍照上传到系统中供企业内部其他人员随时查看。如果货物已经办理过入库手续,再次扫描时,智能手持终端会通过数据传输在信息系统中查询到之前做过的入库记录,给予提示,避免出现重复登记。
3.2 盘存环节
在货物进入库房后,库房内的管理人员可以随时通过智能手持终端扫描货物上的条形码,通过信息采集和数据传输得到货物的入库和残损等信息。管理人员每日做盘存时,可以从智能终端上查看到当前库内的所有货物的实时情况,并将终端上显示的数据与实际库房中的货物信息进行比对,及时纠正错误信息,如果发现新的残损信息,可以通过智能终端实时记录。
3.3 移位环节
当库房内的货物位置发生变化时,也可以通过智能手持终端实时登记新的库位信息,以便于库区的整理和日后做出库时,可以快速的找到要出库的货物。
3.4 出库环节
当货主办理提货手续时,业务人员会先制定提货计划,然后根据货物的堆存情况核算费用,在费用结清后,打印条码贴到提货单上。货主持提货单去库房提货。库房的管理人员通过手持终端扫描提货单上的条码,通过数据传输取得货物的费用结算情况及堆存位置,在核实提货的商品名称、件数后,可以及时、准确的为客户办理提货手续,如果货物有残损,也可以通过手持终端将残损的详细信息显示出来,告知客户。在传统的仓储管理中,都不可避免的会出现费用计算不准、提错货,或者漏提货的情况,在应用智能手持设备后,因为可以查询到事先办理的提货计划,并与现场核对,将大大降低这些错误的发生。
3.5 数据实时查询
对于整个仓储业务的各个环节,因为有智能手持终端的参与,每一个步骤的信息都是实时采集,并记录到系统中,因此,作为企业的管理者,可以随时掌握仓储业务的费用情况、货物堆存和损坏情况。作为货主,可以通过网站查询到自己的货物在仓储流程中每一个步骤办理的时间、所产生的费用,省去了电话或者邮件咨询的时间,为企业提高效率,节约成本起到了很大的作用。
4 结论
智能手持终端在仓储行业中发挥着越来越重要的作用,为现代仓储行业管理提供了最便捷有效的操作方式。贴在每件商品、包装箱、托盘上的条形码,可以提供仓储管理中产品内容和信息流的双向通信,并通过网络传输智能手持终端采集到的数据。随着信息技术的发展,智能手持终端将可以提供越来越便捷的体验和越来越丰富的功能,企业可以通过智能手持终端来采集数据,从而减少了人工采集,使仓储业务各环节操作自动化,对于提供仓储的工作效率、准确率和减少人员成本起到了很大的作用。
参考文献
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[3]陈禹.信息系统分析与设计[M].北京:高等教育出版社,2005(07):255-257.
存放及管理制度化药品、器材、通用物资、生活物资的管理都有章可循,管理人员应由各类专业人员组成,要了解战备物资的装备、分类、存放情况,熟悉管理要求。个人生活物资是应急队员野战生存的物资基础,卫生战备需要时,应按性别配备个人携行背囊,接到紧急任务携带配备背囊迅速集结出发。
2传统物流仓储在卫生战备物资管理中的不足
传统物流是被动单一的服务,只提供简单的位移,并且为人工控制,没有规范化的统一服务标准,侧重点到点、线到线的服务,存在以下不足。
2.1管理效率低下
传统的仓库管理,一般依赖于人工实施统筹、分拣、搬运、查验等管理工作。战备物资种类繁杂、数量庞大,药品、器械相关性强,人工管理不仅效率低下,而且容易出现入库和出库时的人工误置、遇突发事件时管理员不在位、器械没有定期维护保养等问题,从而影响保障效率。
2.2信息管理不善
在仓储管理活动过程中会产生大量的仓储信息,这种信息伴随着仓库订货、物资入库、物资管理和物资出库活动产生。传统的仓库管理,依赖于非自动化、以纸张文件为基础的系统记录、追踪进出的物资,一般具有数据操作频繁、数据量大和信息内容复杂等特点。常常出现物资出入库与记录不对应,或是应急状态下信息无法快速查阅等现象。
2.3管理成本较高
安全需要,战备库需要专人专管,但医院不设库管助理员编制,战备库一般由分管训练的助理员负责。但是,按照上述战备库管理特点,想要科学有效管理,一个人难以胜任,多人管理就会增加管理成本。传统战备库都是非自动化人工搬运,人力成本高,由于信息管理不善而导致药品超期失效、设备逾期不修等问题均会造成浪费。
3物联网在卫生战备物资管理中的优势
3.1物流仓储特色和发展方向
现代仓储物流是利用信息技术对库房、场地物资的保管和配送物品进行存库、分拣等物流活动。仓储的发展经历了人工和机械化仓储、自动化仓储和智能可视化仓储三个阶段。随着无线射频识别(radiofrequencyidentification,RFID)技术的不断成熟,应用成本的逐步降低,以及在国内物流企业应用案例的增多,仓储的自动化得以实现。RFID技术支持更多自动读取,在缩减分拨人员工作量的同时,提高物资出入库的准确度,显著提升物流业务处理效率。智能仓储物流是自动仓储物流、信息采集决策系统、RFID技术和物联网的有机结合。物联网(internetofthings,IOT)为智能仓储系统的产生奠定了良好基础。将物品与互联网相联系,使所有的物品都能被远程感知和控制,使得工作人员了解产品的详细信息,并通过电子标签操作完成物资的下单到运输库房储存再到出库程序,使用这一完整的物资供应链实时监控,保证库存高可视化、集约化、信息化。
3.2物联网智能仓库管理系统的理念
物联网是通过RFID、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把物品与互联网连接进行信息交换和通信,以实现物与物之间的协同互动,能够智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的设计理念是“M2M”,M2M可以解释成为人到人(mantoman)、人到机器(mantoma-chine)、机器到机器(machinetomachine)。因此,物联网智能仓库管理系统,实现仓库中的物、物关联和物、人关联,使卫生战备中的“人装结合”更加紧密。
3.3物联网智能卫生战备物资管理措施
【关键词】石油;物探设备;仓储智能管理;系统设计
1石油物探设备仓储智能管理系统的设计
1.1国内外相关技术的应用现状
1.1.1国外物联网技术的研究现状物联网的发展可分为四个发展阶段,分别是:①大型机和主机联网;②台式机和笔记本的联网;③手机等其他一些移动设备的互联;④插入式的物联网发展。对于物联网的研究,美国提出了智能化基础设施,在智能化电网;智能互联的建筑取得了很大发展。欧洲则提出了微电子传感器技术。1.1.2国外物探设备管理现状在国外,物联网在石油的开采上面的应用可以说是无处不在,市场中,物联网正不断在实践中开发,油田得益于物联网的发展,也拥有了属于自己的物联网油田系统,国外的某些油气开采公司开始应用物联网技术对石油开采设备实行了数字化的管理,淘汰了原有的人工记录,极大地提高了工作效率,使得设备管理变得简单规范合理。
1.2国内技术研究现状
1.2.1国内物联网技术研究现状随着这几年经济的发展,及党和国家对物联网技术研究的支持和重视,物联网技术总体在我国取得了比较快的发展,在有些技术领域也取得了突破性进展,比如云计算技术的发展,还有可满足无线传感网;无线局域网;有缘射频识别技术,等特殊应用的“唐芯一号”的研制成功,进一步推进了物联网的发展。目前,我国的互联网已经成功地应用于超市管理、农业的自动化管理、电子医院、图书馆的管理,还有一些其他的交通收费设施等等。1.2.2国内物探设备管理现状由于数字化油田的发展尤其是在石油的生产环节提高了其极大的生产效率,但是目前在我国的现状是油田的管理环节我国的物联网应用总体还是一片空白,不过随着物联网油田建设的发展,一些石油企业在管理环节也开始慢慢的引进互联网,如大庆油田利用物联网进行某些数字化管理,但大部分的石油公司仍进行着传统的人工登记,极大地影响着工作效率,所以我国目前急需要有一个可以实时更新与查询的数字化仓储管理系统。
2数字化仓储管理系统的研究
2.1数字化仓储管理系统的作用
总结目前我国物探设备仓储管理的不足,再在研究物联网的优势的基础上,开发出一套能够适应油田仓储管理的数字化管理体系。具体任务如下:研究国内外物联网现状;研究国内外仓储管理的现状;了解物联网的发展方向;了解数字化油田的概念;了解物联网构架的基本组成方式、原理及如何应用;初步提出物联网构架在物探设备仓储管理应用的构想。
2.2数字化仓储管理系统的方案设计
首先,借鉴国外先进的管理模式,充分对国内外物探设备资料和仓储管理现状进行研究,总结物联网在仓储管理中的应用时所采用的基本框架,进而为仓储管理系统的使用也设计出相应的框架,一定要对物探设备在安装和使用过程中的重要参数进行详细的记录,以便为仓储管理系统提供数字基础。其次,在针对需要识别的物探设备信息物联网要提供相应的识别技术,在互联网上搭载感知层系统,使得仓储信息数据实现传输,并研究仓储信息数据的传输方案,实现最终的无线传输功能,再通过搭载能够对数据进行控制输入的软硬件设备,以便读取更改信息,在对仓储管理系统进行设计时,优选出数据库管理和仓储管理的编程较短的软件,以便实现数据的快速传递[1]。
3成功研究完的工作和创新方面
3.1成功研究完的工作
研究了物联网在国内外发展情况和仓储管理系统在国内外的发展情况之后,详细分析了物联网的组成框架,并对物探设备仓储管理的数据进行详细地剖析,对完成数字化管理所需要的软硬件技术的支持也进行了详细地分析,针对我国仓储数字化管理的不足设计出了一套符合发展的物联网框架体系,比如手持式写读器,高分辨率显示器提供硬件支持,设计相应软件对系统进行优化提供了相应的硬件支持。
3.2创新方面
通过对石油物探设备仓储智能管理系统的研究,运用物联网技术,实现了石油物探设备仓储数字化的智能管理,并通过相应的软硬件技术的支持,实现了信息数据的实时更改,实时查询,提高了物探设备信息的安全性,也提高了工作的效率等等。
4石油物探设备管理系统的物联网架构设计
①首先要对石油设备进行编码,物联网的感知层方面要对编码进行相应的识别,对于编码方面所采用的技术有条形码技术、射频识别技术;条形码技术采用的是光学原理,根据黑白条的不同频率进行信息表达,射频技术则采用载波的形式对信息进行存储与信息的表达。由于考虑到石油勘探地质环境的恶劣,通常采用射频识别技术对勘探设备进行编码识别。②在物联网的传输层上采用无线传输技术,常用的无线传输技术有:移动传输技术、卫星通信技术、微波通信技术。采用的技术根据不同的使用要求有不同的用处,同时也要考虑成本因素。③该石油管理系统的应用层上需要有能够让人与机器实现交流的软件,对于存在石油物探管理系统中的数据能够实现管理,该开发工具可采用c语言,vb语言等,开发出来的软件要满足三大要求:安全、实用、经济。
5石油物探设备管理系统的运行构架设计
总系统运行框架可如图所示:总系统运行框架由三个部分组成,分别是:①射频识别技术;②数据库服务器;③客户机组成。射频识别系统是物联网中的感知层,实现对信息的无线传输功能,对数据库进行交互处理,完成数据库中数据的修改和查询;无线传输是传输层,对各个部分发出的指令与收到的数据进行传输,使应用层与感知层有机结合为一个整体;客户机也是应用层能反映数据库信息,可以方便直观管理整个数据库,继而管理整个石油物探设备信息。整个系统中,通过控制无线收发器的微控制器,使射频读写模块对电子标签进行录入,并将所得到的信息传给上位机,进而调用数据库相应的信息,通过收发器把信息传送给微调控器并显示在液晶屏上,如果要更改信息,单片机驱动无线收发器发送到上位机继而更改更新数据库数据。本文通过分析国内外物探设备管理系统的设计,在总结他人优势和不足的情况之下提出了更符合我国国情发展的一套石油物探设备管理系统的设计,并详细分析了系统的物联网构架、石油物探设备管理系统的运行构架和石油物探设备管理系统的总体结构是如何针对石油物探设备管理所需要的功能进行设计和运行的,从而保证了系统的可实时更新,查询的功能,并最终在物联网的应用下实现了对石油物探设备进行信息的数字化管理。
【参考文献】
伴随着中国电商的繁荣和兴盛,物流业正在深刻地影响中国经济的前进方向。以互联网为核心的新一轮科技革命,让传统的物流产业转型成为智慧物流,这种通过与互联网技术、大数据技术、智能硬件深度融合的模式,为物流行业发展开辟了新的路径。智慧物流不仅限于仓储、运输和配送能力,还包括售后、客服、金融供应链、大数据管理等全生命周期物流服务。2017年,随着工业4.0、智能制造的持续推进以及电子商务快速发展,智慧物流的需求还将大幅上升,市场规模还将继续扩大。
事件 京东青龙系统印证智慧化发展路径
京东的物流体系称得上是有口皆碑,消费者对于京东的物流一向给予较高评价。近几年来,京东不断投入的智慧物流系统终于结出了硕果,那就是智慧物流中的佼佼者――青龙配送系统。
比如在处理2016年双11的巨额订单中,是由大数据驱动的青龙配送系统发挥了“中枢”作用,形成了分拨中心仓、配送仓为支撑,仓间调拨、技术系统为纽带的智能化仓网格局,大大提高了货物仓储、运输和配送的供应链效率,最大限度地减少货物搬运次数,也让单日3200万订单配送这一艰巨任务有条不紊地高速运转起来。
2016年11月23日,京东集团对外公布集团物流战略,宣布将过去10年积累的物流能力全面向商家开放,范围不仅限于仓储、运输和配送能力,还包括售后、客服、金融供应链、大数据管理等线上线下多平台的全生命周期物流服务。这虽然是一条行业性新闻,但离我们的生活并不远,因为每一个通过电商购物的人都会感觉到――智慧物流来了。
那么和传统的物流系统相比,到底智慧物流系统有什么优势呢?就让我们来看一下青龙配送系统的组成吧!
青龙配送系统的组成如表1所示,包括终端系统、运单系统、质控平台、监控和报表、GIS系统五个子系统。青龙配送系统的战略价值在于,这是驱动京东到家O2O、敏捷供应链、全品类扩张(特别是生鲜)、末端众包物流等新战略的关键。智慧物流能将物流过程智能化,以信息交互为主线,使用条形码、射频识别、传感器、全球定位等先进的物联网技术,集成自动化、信息化、人工智能技术,通过信息集成、物流全过程优化以及资源优化,使物品运输、仓储、配送、包装、装卸等环节自动化运转并实现高效率管理。
据悉,青龙配送系统在预分拣中采用了深度神经网络、机器学习、搜索引擎技术、地图区域划分、信息抽取与知识挖掘,并利用大数据对地址库、关键字库、特殊配置库、GIS地图库等数据进行分析并使用,使订单能够自动分拣,且保证7×24小时的服务,能够满足各类型订单的接入,提供稳定准确的预分拣接口。可以说,京东的青龙系统在技术上的突破不但涵盖了智慧物流中的全部精髓,而且其在物流智能化上的实践已经完全超越了学界的认知水平。
不仅如此,目前京东还在不断优化青龙系统,京东甚至开始测试可穿戴的分拣设备,推行可穿戴式的数据采集器,来解放分拣人员双手,提高工作效率。此外像配送员APP、自提柜系统也在逐步覆盖,用来完成“最后一公里”物流配送业务的操作、记录、校验、指导、监控等内容。
更重要的是,除了京东,阿里、苏宁等也纷纷把目光投向智慧物流,这将给物流行业带来更大的改变。因为智慧物流的发展,不仅是供给侧结构性改革的重要内容,也是今天中国经济发展的必然要求和必然趋势。
背景 智慧物流是工业4.0核心组成
发展智慧物流是我国物流行业发展的需要。
数据显示,当前我国社会物流总费用与GDP的比率为16%,是美国的两倍左右。我国物流成本占商品销售金额的比例为20%至40%,而发达国家则低于10%,显示我国企业物流水平仍较落后。2016年年末中国民营企业的代表人物之一、福耀集团董事长曹德旺在接受第一财经采访时,披露的数据表明国内物流成本达到美国物流成本的2倍。特别是我国的物流管理,还处于比较落后的状态。数据显示,当前我国已经实施或者部分实施信息化的物流企业仅占39%,全面信息化的企业仅占10%,存在较大的提升空间。
发展智慧物流还是电子商务发展的必然要求。
一年一度的双11不仅是电商和消费者的盛宴,也给快递行业带来无限的机遇。随着双11和电商的高速发展,中国已经成长出了一批世界级的快递物流公司,仅用了五年,我国单个快递公司日均处理快递包裹量已经从100万单跃升到1000万单级别。随着电商的进一步发展,线上线下打通环节,各大电商巨头的智慧物流布局深入,2小时急速达、半日达、次日达、门店自提、送装一体、以旧换新覆盖的地区会越来越广。到2016年橹梗快递业已经连续5年增幅超过50%,成为中国增速最高的行业之一。但是今年的物流还要面对人力短缺、缺乏统一标准、信息化程度不高的挑战,传统物流模式的弊端会越来越明显。
对于工业4.0的发展而言,企业内部的物流系统更是至关重要。由于生产的弹性化,企业的仓储、库存管理、零部件供应都面临着全新的挑战。只有智慧物流能以其智能、数据、协同共享的理念根据大数据算法能力来进行精确分仓,合理调拨,通过降低物流成本做到生产端和消费者之间的合理优化,实现产销一体化进程。
一个最突出的案例就是海尔的日日顺大件物流平台。因为与小件物流和标准品物流的日趋成熟形成对比,大件物流行业的特点以及投入大、门槛高等问题导致大件物流企业很难做大、更难形成覆盖全国的网络。但是海尔的日日顺物流平台通过整合海尔集团的物流网、服务网、营销网以及信息网资源,建成开放的四网融合的智慧物流平台。
通过17年的发展,目前日日顺已经成为拥有全国100个TC库、6000个大件送装HUB库、500万平米仓储空间以及强大的智慧物流IT平台。在日日顺这个开放的大平台上同时聚合了一支覆盖全国的9万辆车,18万个服务兵的强大“物流军团”,同时日日顺物流在业内创新推出“按约送达、送装同步、超时免单”等差异化服务模式,不断升级迭代,创造了用户的最佳体验,持续引领行业的发展。海尔的日日顺也成为家电、家居、卫浴、健康器材、电动车等大件品牌客户,快消品、部分工业品等中件客户,以及跨境、冷链等客户的重要物流伙伴。
目前我国的物流正在从城市市场下沉到农村市场、从海外通过跨境进入国内市场,另外一线市场也在不断细分强化,这些都在要求物流行业进入必须智能时代,实现更智慧更高效的运营,带动而来物流行业的智能化进程。同时作为工业4.0的重要组成部分,智慧物流在我国人工、土地、仓储租金成本大幅提升的大背景下,企业如果采用先进智慧物流技术与装备,那么其成本优势将更凸显。
焦点 智慧物流硬件成为关键生产力
一直以来,我国物流业的低效率和高成本,不仅吞噬了制造业的大量利润,制约了制造业的转型升级步伐,而且也深度影响了广大消费者的消费体验,间接抑制了消费动能。只有解决了这一问题,我国实体经济才能获得实质性的减负,更大程度地扩大消费占比也才具备可能。
2016年7月,国家发改委印发了《“互联网+”高效物流实施意见》,内容包括支持物流企业建设智能化立体仓库,应用智能化物流装备提升仓储、运输、分拣、包装等作业效率和仓储管理水平,在各级仓储单元推广应用二维码、无线射频识别等物联网感知与大数据技术。据悉,在物流系统中,后台的数据分析和处理工具等等,能够帮助行业应对全渠道经营下的挑战,而且数据是保证流程正确性的唯一手段。但是如何才能让大数据合理应用,与生产流通等各行业擦出创新的火花呢?答案就是智慧物流硬件。因为只有硬件的配合使用才能将大数据转化为生产力。
一个典型的市场是无人驾驶版的智能叉车的应用。
智能叉车是用于基于托盘为载具的成品仓、高架仓、线边仓和原辅料仓的仓储物流,还有用于生产物料适时配送转运的类Kiva配送机器人,用于半成品和中间品快速全自动吞吐的智能iAGV,用于电商物流订单出货的智能分拣机器人、用于港口码头集装箱货运吞吐的无人驾驶集装箱货柜车,用于集群物流机器人协同运作的中控调度系统等。那么,这些多款的物流机器人及整体化智能物流解决方案集合起来,每年就有接近100亿人民币的市场规模。目前虽然单台无人驾驶版的智能叉车价格是普通电动叉车车体价格的六到七倍,但是现在有人驾驶向无人驾驶的智能叉车市场转化率均在10%以上。我国智能叉车物流机器人的市场规模达到每年近20亿的市场规模。
另外就是各种智能仓储物流机器人,这种硬件产品可谓是来势汹汹。
比如在京东的仓储基地,搬运机器人、货架穿梭车、分拣机器人、六轴机器人等一系列物流机器人辛勤地工作在无人仓中,组成了完整的中件商品与小件商品智慧物流场景。环环相扣的机器人配合作业,使得仓库存储密度、搬运的速度、捡选的精度有大幅度提升。京东目前“无人仓”的存储效率是传统横梁货架存储效率的10倍以上,并联机器人拣选速度可达3600次/小时,相当于传统人工的5-6倍。
目前亚马逊的几十个仓库里,有超过15000个Kiva机器人在辛勤工作。亚马逊因此也被成为全球最高效的仓库。比如亚马逊位于美国马萨诸塞州的物流运营中心有200 台该类型机器人,每天可以处理超过 1 万个订单商品,准确率能达到 99.99%。
天猫超市的“曹操” 货品分拣机器人则在货品分拣领域成为最重要的智能产品之一。为了缓解分拣压力,在配送中心,仓储搬运智能机器人“曹操”承担了重要的任务。“曹操”接到订单后,它可以迅速定位出商品在仓库分布的位置,并且规划最优捡货路径,拣完货后会自动把货物送到打包台。目前在“曹操”和小伙伴们的共同努力下,天猫超市在北京地区已经可以实现当日达。
数据显示,2001-2016年,中国的智慧物流系统市场规模从不足20亿元迅速增长至2016年的790亿元。复合增速30%。智能仓储为系统为定制化产品,预计到2020年,行业总需求将超过1390亿。
过去10年看电商,未来10年看物流”,可以预见到,随着政策和制度红利大规模释放,大数据和智能化的渗透、物流基础建设和消费升级,智慧物流硬件行业将迎来黄金发展的时代。
启示 物流业正在经历前所未有的变革
智慧物流的日益普及和高速发展,必将引爆一场仓储物流智能化的变革,甚至是整个物流行业、制造业、生产和生活方方面面的智能化大革命。
近年来,我国消费结构升级带动生活性物流潜力释放,消费对物流增长的贡献度增加。电商物流、快递快运、冷链物流等生活性物流持续快速增长,但是与消费者快速增长的需求相比仍显不足。物流业亟需新的技术和新的模式来进行支持。
物流作为国民经济新的增长点正处于快速发展阶段,传统行业向互联网的转型,电商的快速崛起,都给物流带来了很大的发展机遇。但与此同时,物流又面临一系列新的挑战,例如全渠道零售的挑战、订单量的爆炸式增长、人员的流失与培训、成本控制、安全性等,对仓储作业以及配送路径优化等都提出了挑战。
智慧物流整合商流、资金流、信息流、物流于一体,同时应用互联网、云计算等信息技术,供应链、金融等服务手段,贯穿供应链全链条,缔造中国物流行业新生态,成橐领和提升中国物流行业的平台型企业,推动制造业升级,助力国家经济转型发展。
比如在江苏海澜之家的仓储基地,高10多米的自动化“立体库”堆满各式服装产品,存储量是原来“平层库房”的7倍,原来花24小时处理的配货量,现在只需8小时,人力成本节省60%。在太仓耐克物流中心,通过语音识别、自动化传输及识别码扫描实施分拣打包,仓库已基本实现半自动化。可以看到,中国的企业家们都意识到了智慧物流的趋势,不少市场主体也纷纷对仓库实施信息化改造,以提高其运作效率。
但是在我国,目前只有奶制品、烟草、智能手机、3C 电子、白色家电、电商物流等行业开始逐步接受智能物流的洗礼,还有很多行业的物流面临着发展的痛点难点。
一、制造业仓储物流现状分析
根据原材料到产成品过程中种类的变化,制造业可以分为三大类:A字型、V字型和T字型,制造类企业按照产品和工艺的不同,从中选择一种或多种进行生产制造活动。A字型企业,其特点是最终产成品比原材料种类多,这类企业多见于化工材料、纺织和医院建筑材料等行业,由于产成品数目众多,库存管理偏向拣配、发货,产品交货及时性和顾客服务意识性方面均需投入大量人力。V字型企业,其特点是原材料比最终产成品种类多,这类企业多见于机械制造、装备和重工等行业,由于原材料数目量大,在制品和材料库存压力大,供应链环节响应速度要求高,收货和配货压力大。T字型企业,其特点是最终产品的原材料可以通用,这类企业多见于仪表仪器、家用电器和消费品等行业,由于大量产成品所需材料部件可以共用,仓库存货和制造在工均有大量的库存,需要较高的生产管理能力和产供销调配能力,仓库既需要进行材料到货的验和保管工作,又需要及时进行配送料。制造业物流是指制造类企业将原材料转化为产成品的过程中,进行的材料采购、物料保管、生产制造、成品储存、产品运输、售后服务等一系列关于货物流动、信息流通的活动。我国制造业集中在加工制造环节,在产品研发、材料采购、仓储管理、订单处理和批发零售等环节技术和管理较为薄弱。其中仓储管理环节信息化和自动化水平低,仍是企业劳动密集型部门,集中体现在以下几个方面:一是企业信息标准化水平低,制造业物流信息与物流业信息标准不统一,整体水平较低,如编码规则、容器尺寸等。不同企业之间信息数据标准、物流信息平台没有完全统一,新型企业在进行标准选择时不知所措,又不到当地政府、行业协会及专业机构的指导,影响了制造业物流信息化推进进程。二是企业物流信息化程度低,我国制造业物流信息化程度整体仍低,据悉,我国制造企业实现物流精益化管理的占6%,供应链实现JIT配送的占11%,采用条码技术的占13%,仓库采用看板管理的占25%,原材料直送工位的占44%,大部分中小企业物流信息化还处于空白状态,影响制造业物流整体效率提升。三是企业物流资源整合度低,虽然部分制造类企业构建平台信息系统,但与上下游企业信息技术、信息资源相对独立,信息资源不能有效交换与共享,存在着严重的“信息孤岛”和信息不对称现象,不能有效地形成上下游资源的高效流通。因此,我国制造业企业物流整体上仍处于分散的功能性阶段,物流活动分散在公司的各个部门,企业经营中经常出现物料停滞和无效搬运的情景,与国外先进企业相比,思想观念和管理水平,存在着明显的差距。
二、制造业智能化转型对仓储物流的启示
首先,智能化将使得仓储物流系统化和整体化,通过智能化系统管理,企业的整个供应链形成一个相互联系、环环相扣的系统,采购物流、生产物流和成品物流互为整体。因此,一个动态的、适时优化的和自我组织的价值链系统形成了,供应商和企业采购部门、资材部门及生产部门可以实时监控物料到货备货状态,提高资源调配效率,避免因信息不畅导致等待浪费和存储浪费。其次,智能化将使得制造业物流与流通业物流整合,制造业可将仓储物流环节交由更专业的物流企业去运作,物流业发挥主体的服务功能,承接制造业日益增长的对物流服务和质量的要求,为制造业提供优质高效的供应链一体化服务,最终实现联动双赢。制造业与现代物流业互为依托,加强沟通衔接,促进相互融合、联动发展,是调整产业结构、转变经济增长方式的重要途径。再次,智能化将使得仓储物流向生产服务业转型,实现形态从生产型制造向生产服务的转变。在智能化工厂下,产品将出现从局部到全球,从离线到在线,从被动到主动的转变,仓储不简单是保管存放,还承担配送、跟踪等功能,协调公司内部各个部门、乃至上下游产业实现协同配合,从而进行资源的高效调配,为用户提供更好的消费感受和贴心的体验服务。最后,智能化使得仓储物流业务模式发生改变,工业4.0“网络化制造”、“自我组织适应性强的物流”和“集成客户的制造工程”等新的商业模式,使得整个供应链系统利益相关者流程再造,甚至制造业领域所有资源间形成全新的循环网络,智能化的产品以独特的可识别性、个性化开始逐步问世。作为仓储物流的从业人员将拥有高度的管理自,可以更加积极地投入和调节自己的工作,大幅度提升老年人和妇女的就业比例,确保人口结构的变化维持持续的生产力。
三、制造业仓储物流发展策略
发展制造业仓储物流,一方面需根据企业现有的实际情况和物流发展的要求,确定与自身特点和发展要求相适应的物流运作模式。另一方面,通过智能化转型的影响,运用现代物流技术,使得仓储管理自动化、物流信息网络化、智能配送云端化,改善物流管理及服务水平,营造高效率、低成本的物流服务体系。
第一、构建物流信息共享平台,实现供应链系统的集中化管理。成立物流管理部,整合企业采购、仓库、生产、销售各环节物流业务,实现物流的规模化和一体化管理。同时,构建智能化系统管理平台,将工厂内所有设备互联的“智能工厂”融合在一起,提供全面、快捷、安全可靠的服务和应用业务,支持移动终端设备和业务网络中的协同制造、服务、分析和预测等功能。
第二、建立订单监控管理系统,实现供应链全程可视化管理。构建过程透明的物流信息系统,便于进行订单集拼,变小零担为大零担,实现经济配载。对于仓储管理来说,实时分析产品库龄,实现先进先出运作;对于财务核算,实现对费用当天自动核算,便于整合整体收益;同时强化过程控制,提高服务效率及速度,便于多维度分析供应链各环节的数据,包括库存周转、订单规律、物流成本等。
第三、联动流通业物流企业,实现制造类企业与第三方物流企业的互利双赢。世界五百强在华投资中的400多家企业中,有超过350家企业选择物流外包,国内企业中物流外包的比例不超过20%,仓储物流均由自身负责设计运营,不利于企业核心竞争力的聚集和进一步发展壮大。联动第三方物流企业,建立供应链伙伴关系,有利于在制造业体系中形成稳定、富有创造性的伙伴关系。
第四、实现生产服务业转型,实现产业形态由生产制造向服务型制造的蜕变。通过延伸产业链,加大采购研发、销售物流服务投入,提供更多附加值的产品和服务。在从事制造业的跨国公司中,其服务收入占总销售收入的平均值超过25%,19%的制造业公司的服务收入超过总收入的50%。随着服务与制造相互渗透和融合,服务环节在制造业价值链中的作用越来越大,并促进制造业加速服务化,仓储物流环节直接影响服务质量和水平,成为制造转型升级的关键。
作者:翟垒垒单位:北京京东方显示技术有限公司
众所周知,仓储管理在物流中占据着极其重要的地位,传统的仓储功能比较单一,而且信息化程度很低,服务水平不高,已不适应我国市场经济发展的新形势和国际经济一体化的发展趋势。我国的传统仓储很多都是六七十年代的产物,那时它们的主要功能是为企业提供简单的仓储和一些短途运输服务,也就是说传统的物流业务,信息化程度很低,经营方式和管理方式比较粗放,经济效益不是很好。因为人为参与的工作太多,因此就有很大的可能造成错误,影响公司的效益。仓储管理的社会化程度很落后,即便在同一个企业,有些资源也不能共用。而且因为仓储管理水平落后,仓储设施资源利用率也很低,从而导致物流效率也普遍很低。随着科学技术的进步,产品周期也变得越来越短,生产方式也发生了转变,因此对库存控制的要求也越来越严,因而必须建立供应链管理系统,借助互联网将供应商、制造商、客户三者紧密联合在一起,共同来承担担库存风险。库存在有一个企业中是成本很大的部分,甚至可以说是成本中心,对企业来说要以控制运营成本为目标,从而追求合理库存甚至零库存。这样才能极大降低企业的成本,因此精确的了解库存的物品信息对企业来说至关重要,所以我们提出要实现精确的仓储管理。仓储管理在企业的整个物流过程中起着非常重要的作用,如果无法及时准确的进货、库存和发货,就会给企业带难以想象的损失,这不仅会使企业各项管理费用极大地增加,而且会影响客户服务质量以及企业的信誉,最终将会影响企业的市场竞争力。所以我们提出了基于RFID技术的只能仓库管理系统来解决仓储管理问题。
2RFID技术的应用现状、工作原理及优势
2.1RFID技术的应用
智能仓储是物流全过程中的一个环节,通过应用智能仓储技术,可以提高货物在仓库管理中每个环节输入数据的速度以及准确性,从而使企业可以实时准确地掌握库存的变化,从而依据这些库存做出合理的决策。通过对整个仓库进行编码,还可以对库存货物的批次、保质期等相关信息进行管理。并且通过系统的数据库功能,可以实时掌握所有在库的货物当前的状态,这样可以提高仓库管理水平和工作效率。但是建立一个智能仓储系统离不开物联网的支持,现在仓储系统不仅物品复繁多,形态不同、性能不同,而且作业流程很复杂,这里面包含有存储,移动,分拣,组合等。因此,在以仓储为核心的物流中心,很多都会采用一些智能技术,比如:自动控制技术、机器人堆垛技术、智能信息管理技术、自动分拣技术等。这样可以大大提高物流系统的效率。国内物联网应用,有以下几个方面的特点:感知技术应用的较多。目前在国内仓储中感知技术应用最多的就是RFID技术,并且在一些比较先进的物流中心,RFID标签还有RFID手持终端和带有RFID终端的叉车也已经有了比较广泛的应用。通过将RFID技术与托盘系统结合,在仓储配送中心进行应用,可以提高识别效率从而有效提高工作效率。在传统的仓储系统中,除了具有比较广泛应用的条码自动识别技术以外,“电子标签辅助拣选系统”也有一定程度的应用。当然这里所说的电子标签指的不是RFID标签,而是应用电子指示标签进行拣选作业的系统。这一系统简洁实用,应用较广。通过2010年一些报道我们知道一种新的基于辅助语音拣选的技术也开始在国内进行应用。通过网络与拣货员头上的耳机相互配合,可以向拣货员发出指令,以此完成拣选作业。这个技术看起来还是蛮酷的。
2.2RFID技术的工作原理
RFID标签进入读取范围内后,会收到解读器发出的射频信号,通过感应电流获得能量发送出早已经存储在芯片中的产品信息,也可以由标签主动发送出特定频率的信号,解读器获取信息并解码,然后将解了码的信息送至中央信息系统进行有关数据处理。
2.3RFID技术的优势
读取方便快捷:标签数据的读取不用借助光源,而且可以透过包装来进行信息的读取。这样信息读取的范围更大,如果采用的事自带电池主动标签,有效识别距离更可以高达30米以上,可以覆盖相当大的面积。读取速度快:RFID标签只要一进入磁场,阅读器马上就可以读取出其中的信息,而且不是一次只能读取一个标签的信息,而是可以对多个标签同时进行读取,实现批量识别,这样可以大大提高信息读取的效率。穿透性和无屏碍阅读:我们知道传统的条形码要想读取信息的话,扫描机必须要近距离接触标签,而且中间还不能有物体阻挡,这样才能识别出条形码的信息。然而RFID可以穿透纸箱、木材和塑料等一些常见的非金属和非透明的材料对标签进行信息读取,实现穿透性通信,不需要借助光源,读取范围更广。数据容量大:随着标签技术的发展,数据容量逐渐变得越来越大。与现在我们使用的条形码相比,RFID标签的容量是条形码的几十甚至几百倍,储存的信息更多。因为未来物品所需携带的信息量会越来越大,所以对标签的最大容量无可置疑的提出了更高的要求。使用时间长,应用范围广:RFID采用无线电通信方式,使其可以适应粉尘、油污等高污染环境,而且其包装是封闭式使其寿命大大超过条形码的寿命;传统条形码的载体是纸张,所以很容易受到污染,但RFID标签对水、油和化学药品、灰尘等物质具有很强抵抗性。条形码一般贴在外包装纸箱上或者包装袋上,因此特别容易受到折损;RFID标签是将数据存在芯片中,这样可以免受污损,所以RFID抗污染能力和耐久性强。标签数据可以更改:利用编程器向电子标签里编入数据,从而使RFID标签具有了交互式便携数据文件的功能,而且写入数据的时间比打印条形码的时间更短;更好的安全性:RFID电子标签不但可以嵌入和附着在不同形状、规格的产品上,而且还可以对标签数据的读写设置密码保护,从而使其具有更好的安全性;因为RFID承载的是电子信息,可以用密码保护它的数据信息,使其内容不易被伪造和改写,安全性更高。动态实时通信:RFID标签以每秒几十次的频率与读取器进行通信,所以一但带有RFID标签的物体出现在读取器的识别范围以内,立即就可以对其进行动态的追踪和监控,实时掌握其动态。体积小型化、形状多样化:RFID不需要像传统的条形码那样为读取精确而使用固定尺寸的纸张和印刷品质,而是往小型化与多样化发展,从而可以更方便嵌入或附着在不同形状、规格的产品上。
3RFID在仓储管理中的应用分析
在传统仓储管理工作中,比较突出的问题是利用人工对物品进行去区分和验证,而且对于进出库的商品要有票据为证,工作效率低下,而且也较容易出差错。而利用了RFID技术后。这种问题就比较容易的得到解决。RFID核心是使每件商品都有自己特定的一段信息,一边与别的商品进行区分,与之相配合的在仓库的进出口都设立RFID读写器,会读取通过读写器的货物的信息,在仓库里面可以使用RFID的手持客户端,对物品进行扫描。这样可以很容易的实现从商品进库到商品出库过程中的商品的识别、定位、追踪、运送、存取、出库的信息收集和整理。
3.1RFID基础上的入库过程
货物装车起运后会将货物信息和车辆信息传到仓库,仓库的仓储管理系统会根据实际情况对货物的库区和储位进行分配。当货物到了以后,仓库工作人员可以用RFID读写器验证货物,读写器会迅速读取货物的相关信息,可以迅速的核对货物是否正确,可以保证货物及时的入库。将货物送到指定的库区后,入库的时候读写器会再次进行扫描和核对,并且会将信息传递到仓储管理系统上面,当出现错误时,有人工进行修正。与传统的仓储管理业务流程相比,RFID智能仓储有了以下优势:(1)仓储库区储位不在由调度员安排,而是由系统进行分配。(2)入库和上架时有读写器进行扫描,提高了正确率。
3.2RFID基础上的盘点业务
传统的盘点工作由于是靠人工完成的,不仅浪费了大量的人力资源,且由于操作繁琐,比较容易出错,而且效率低下。但是采用了RFID技术后,这些问题可以很好地得到解决,是使盘点工作可以快速的完成,且准确率高。通过读写器读取货物的信息,并与系统的货物进行比对,可以很容易的查清楚货物的数量,种类,质保期等信息。与传统的盘点工作相比,采用了RFID技术的具有以下的优势:(1)节省了大量的人力资源,可以降低人工成本。(2)提高了工作效率和准确率,降低了企业的损失。(3)通过管理系统对货位进行调整,不需要人工进行调整,更加智能以及准确。
3.3RFID基础上的出库业务流程
出库时,工作人员核对取货单,并将信息录入系统,系统会自动调出货物的相关信息,可以确定货物的库区和货位,然后用带扫描器的叉车取下货物,或者用一般叉车取下货物后用手持的RFID客户端进行扫描。核对货物是否准确,如过错误,系统会提醒。扫描时会将货物信息录入电脑,已确认仓库管理系统取货信息,生成取货单,并自动更改系统中的货物信息。与传统的仓储管理出库业务流程相比,采用了RFID技术的有以下优势:(1)系统会自动生成取货单,不用人工手写取货单,降低了错误率。(2)由带有RFID读写器的自动分拣机进行分拣,提高了效率,降低了失误率。(3)由RFID读写器对出库的货物进行核对,提高了检验的效率,并可以实现货物库存信息的自动更新。
4RFID应用在仓储管理中的优势和问题
4.1RFID在仓储管理中的优势
(1)将仓储管理系统与射频识别技术相结合,可以高效率的完成各项工作。(2)可以实现非接触识别,提高了效率,也保证了货物的安全,也提高了验证的准确率。(3)在货物在库存储期间进行盘点时,可以很及时的更新系统的数据信息,可以实现动态化管理,让管理者很清楚的了解货物的相关信息。从而更好的控制库存,降低企业成本。(4)拣选货物和分发货物时利用读写器阅读信息进行区分,可以很迅速的完成,并且准确率高。(5)出库和发货时利用RFID技术可以很迅速的定位货位的位置,从而能迅速找到货物,提高了发货效率。(6)应用RFID技术可以帮助企业很好掌握货物状况,从而优化库存,降低企业的管理成本,提高企业的效益。
4.2RFID在仓储管理中的问题
目前国内运用了RFID技术的企业还很少,主要有以下几个问题:(1)成本高,因为RFID技术运用的标签制作成本高采购这些配套设备价格比较高。(2)没有相应的技术,需要聘请专业的人才来实现管理系统的升级和维护工作。这会增加企业的成本。(3)一旦采用RFID技术,相应的工作流程会有很大的改变,需要员工去进行适应。甚至会有相当一部分人失业。目前RFID技术还有缺陷,还会存在错误率,还没有很统一的标准。
5结语
关键词:物联网 营区 建设与管理
0 引言
随着网络技术及计算机技术的普及,信息产业迎来了继计算机和互联网之后的第三次浪潮——物联网((Internet of Things,IOT)。而随着军队信息化建设水平的不断提高,要实现新阶段的“强国梦、强军梦”目标,积极探索物联网技术在部队营区建设与管理中的应用,达到需求实时可知、资源实时可视和行动实时可控,对提高部队现代化建设具有重要意义。
1 物联网技术的特性简介
物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪监控和管理的一种网络,通俗的讲就是将网络赋予物体智能,既可以实现人与物体的“沟通和对话”,也可以实现物体与物体之间的“沟通和对话”。从具体应用特性上讲,可分为全面感知、可靠传递和智能处理三个方面。
1.1 全面感知
全面感知是指利用无线射频识别(FRID)、传感器、定位器和二维码等手段,随时随地对物体进行信息采集和获取。感知包括传感器的信号采集、协同处理、智能组网,甚至信息服务,以达到控制、指挥的目的。而射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,就像视觉、听觉和嗅觉器官对于人的重要性一样,它们是物联网不可或缺的关键元器件。
1.2 可靠传递
可靠传递是指通过各类传输网络的融合,对接收到的感知信息进行适时远程传送,实现信息的交互和共享,并进行各种有效的处理。在这一过程中,通常需要利用现有的无线或有线运行网络。由于传感器网络是一个局部的无线网,因而无线移动通信网、3G网络是作为承载物联网的一个有力的支撑。
1.3 智能处理
物联网是一个智能的网络,面对采集的海量数据,必须通过智能分析和处理才能实现智能化。智能处理是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对随时接收到的跨地点、跨行业、跨部门的海量数据和信息进行分析处理,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现智能化的决策和控制。
2 物联网技术在部队营院建设与管理中的运用
按照物联网构建原理,类似于互联网的体系架构,可以按感知层、网络层、应用层三层构建营区物联网体系。感知层由各种传感器及传感器网关构成,包括各类传感器、二维码标签、RFID标签和读写器,摄像头、GPS或北斗定位等感知终端,是物联网识别物体、采集信息的来源,完成对个体的识别、采集信息并将信息传递出去。网络层可由营区内部网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和控制处理平台等组成。在感知层和网络层之间采用有线或无线通信方式进行连接,并加注部队专用保密系统,保证传输链路的信息安全。基于部队实际工作特点,物联网的应用可以体现在仓储管理、资源监管和安全保密三个方面。
2.1 营区仓储管理方面
军队作为随时执行任务的武装集团,决定其平时必须保持有一定量的战备物资储备,但如何实现仓储物资的信息处理,充分有效发挥其利用率,并对仓储物资进行有效地维护,物联网都有用武之地。
2.1.1 仓储信息处理
可将物联网计算机、网络、关系型数据库、条形码、EDI等技术加心应用,对仓储信息进行收集、传输、储存、加工处理的过程,为实现营区内仓储的科学管理和决策提供信息保障。运用了物联网技术的仓储物资都拥有各自独特的电子标签信息,存储着生产厂家、物资运输部门和物资使用部队的整个保障链,能为管理部门提供迅速、准确、及时、全面的物资储备信息,便于对一切仓储活动实行动态监管,实现实时可知,有效消除人工信息处理带来的错误,降低重复劳动,提高仓储信息处理效率。同时对于实时查询物资的出处源和还厂维修能够直接提供链接,。这会极大地简化了部门之间协调事宜的程序,对于有效提高资源的利用率,能大幅提高部队战备工作的效率和标准。
2.1.2 仓储条件控制
可以实时视频监控数据、消防报警数据、温湿度与油气浓度数据及防雷设施控制数据为基础,比对各类仓储条件标准值和设备正常运转状态,适时智能调节相关仓储条件,并可以用图形的形式为仓库管理人员提供便捷的态势信息,例如可以红、绿等不同颜色动态标注各点状态,帮助仓库管理人员及时掌握仓库各部位的仓储条件状况。当遇有特别紧急情况,智能控制设备无法自行调节的,也能迅速以不同报警等级的形式快速发出报警信息,管理人员能够迅速准确定位异常部位,按照事先设定的预案迅速调动相应应急力量进行人为干预,将损失降到最低,真正全面保证各类重要仓库物资与装备的安全。
2.2 资源监管方面
由于部队特有的任务特点,平时营区都保持着相对较封闭的管理模式,这决定了部队营区内部必须能满足官兵的一切工作与生活,资源消耗量相对较大,物联网可以运用在智能电网、能耗维护两方面。
2.2.1 智能电网
智能电网是将传感器安装在电网的固有设备(如断路器、变压器、线路等)、数字信号采集设备、智能仪表、电力电子设备、安全稳定装置、保护装置以及其他智能终端配套设施上以此对关键设备的运行状况进行实时监控,如:电气设备的温度、湿度、气压等运行状态;电力系统各网络节点的电气量监测;电力系统主设备的“健康”状态;技术人员、运行或检修人员的管理信息。实现数据的实时、高速、双向传输,从而提高整个电网可靠性、安全性,使运行和管理达到最优化,外部电网故障的应急情况下,能自动启动营区内部发电系统,及时保障营区关键部位正常作业和值班,也保证了部队重要部位工作的连续性。而利用基于物联网嵌入式技术的路灯控制器,利用营区内既有的网络平台,实现路灯的智能控制,实现自动测光、调光、开关照明,自动调整营院各区域与重要部位的照明,实现节电管理。
2.2.2 能耗维护
该系统就是建立一个融采集、监测、管控为一体的管理平台,使能耗管理更加系统和全面。利用物联网的泛在网关把遍布营区的各终端电子计量表计信息上传至系统平台,系统平台通过数据通讯、数据存储、数据处理、远程监控、定时或实时完成计量表计的抄、核、控等功能,从而节省工作量;按部队组织机构或用能分项来进行能耗监测,如按部队建制机构逐级管理或按标准区分办公、公共保障区、官兵住宿区、家属区及内部服务营业网点等不同类别进行多级用能标准控制,就可有效提高人员的节约资源的意识。如果对各类建筑适时能耗、历史信息、分项信息等数据进行对比分析,就能分析出能耗差异和定位用能管理漏洞,也便于设备及时维护。
3.1 营区安全保密
部队是随时执行任务的武装集团,内部的安防工作十分重要。传统安防系统是可将视频信号实时传输到各节点控制机房,这样摄像设备只能监控面,不能精确监控到一个点,存在很多监控死角。而利用物联网技术可利用电子墙、红外传感器和实时录像相结合,监控系统与防盗报替系统联动,通过设置营区周界自动报警,就能节约平时部队大量的巡检工作量和减少人力设岗数量,用在边防艰苦地区部队更能够有效减轻人员工作任务。
参考文献
关键词 物联网,;RFID;手持设备;仓储管理;智能仓库
中图分类号:TP331 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)13-0171-03
神华黄骅港是我国西煤东运第二条大通道的出海口,是集矿、电、路、港、航为一体的神华工程的重要组成部分。神华黄骅港务公司三期工程(以下简称“三期工程”)更是我国第一个采用“封闭式筒仓堆存”的煤炭专用码头工程,是“资源节约型、环境友好型”港口建设理念的体现,为国内同类港口的建设提供一种新方向,为新型的港口管理和建设模式探索一个新思路,成为同类港口建设的示范工程。
基于电子标签技术的智能仓储管理系统,旨在为仓储物资的管理工作提供一套基于物联网RFID技术的仓储物资管理技术平台。该平台综合运用物联网领域的先进技术-RFID自动识别技术、仓库可视化技术、计算机网络技术等,以RFID电子卡片为信息纽带,建立起仓储物资实物管理的实时信息库,保障在物资仓储管理业务各个环节的有效衔接和信息实时更新,实现物资仓储的动态管理,并确保仓储物资的账卡物动态统一。
1 问题简介
目前,神化集团黄骅港设备部所属仓库,共有备品备件库、大件库、精品库、可修复件库、室外堆场等多个仓库和库区,各个仓库的存放和管理方式有所不同,既有高货架仓库,也有平库区、还有精品库包装箱或标准箱装的零部件。仓储物资的出入库操作,通过SAP ERP系统进行后台业务操作管理,在WM模块上进行业务操作,然后人工到现场进行货物出库或者入库的实物核实。其中,现场实物核实工作采用的是纸质记录清单或者通过手持机PDA的方式进行工作。
问题描述如下。
经现场调研,现在的工作方式下,存在以下情况需要通过技术改进来提高和改善仓库管理工作。
1)采用手持机PDA的工作方式,操作不太方便,操作效率有待提升。
由于手持机PDA的屏幕小,显示的业务界面小,内容显示不全面,有些内容需要在不同业务界面之间进行切换。一定程度上降低了工作效率。现场工作人员在业务处理时间比较集中时,为了仓库现场实物与货物清单查对方便和提高查对效率,直接通过手工抄录清单的方式辅助工作。因此,有必要通过改善手持机的操作方案,来提升现场工作效率,建议采用平板电脑辅助进行现场操作,解决上述工作中的困难。
2)对于设备和物资管理的相关业务,缺乏明晰的业务状态展示手段。
目前,仓库管理人员通过现有桌面程序进行仓库管理业务的操作和业务查询,缺少对当前业务的直观明了的查询、汇总、分析手段。比如,没有直接简便的手段统计分析当日业务整体情况、完成情况、待完成工作任务情况等等信息,往往需要破费周折才能够了解的当日的业务情况及其进展状况。有必要提供一种更科学、方便快捷的技术手段,进行当日业务、周业务、月业务、季度业务、年度业务等业务状况的统计分析,使得仓库主管能够清晰的掌控库存物资及其近期业务的运作状况。建议增加一套LED展示屏,直观展示当前仓储管理的业务状态。该功能通过建设业务统计、分析模块,实现对业务操作日志、周历、周统计、月历、月统计等的统计分析功能。
3)对于仓库各类物资的分布状况缺少一个直观的图形展示。
目前,仓储管理业务关注的内容集中于物资清单、出入库操作等具体业务项、数据项,由于仓库物资种类众多、数量庞大,对于仓库管理人员而言,清晰地掌握仓库内物资的分布情况、储存状况十分困难。有必要引入新的三维仓库展示技术手段,直观、透明地展示仓库物资的分布情况、储存状况等。
4)仓库物资盘点工作,目前全部通过手工盘点,仓库物资的盘点工作量很大。
通过人工盘点,往往难以及时掌握仓库物资的最新变化情况,对于出入库的物资,即便是出现数量不符的情况,往往需要等到下次盘库的时候才能够发现,发现时间不及时,很难核对当时的具体物资[1]。应用物联网RFID技术手段,可以及时进行库存物资盘点,对于物资数量的异常变化情况可以及时发现。
2 系统目标
1)建设仓库业务展示LED屏。在仓库办公区,设置一套LED大屏幕,实时展示仓库物资的出入库周转业务。公司管理人员以及仓库管理人员都可以通过LED大屏幕清晰的掌握库存情况,以及各类物资的流动情况。
2)采用平板电脑的移动办公模式。采用平板电脑进行仓库操作的移动办公,为仓库业务的现场操作提供方便、快捷的操作手段。
3)建设基于物联网RFID电子标签技术的仓储管理技术平台。在兼容现有所有基于条形码应用的基础上,引入RFID电子标签技术和应用,构建起基于物联网RFID技术的仓库管理软硬件平台,提升仓储管理业务操作效率。提升仓库出入库作业的物资变化透明度和物资数据变化汇报的及时性、方便性[3]。
4)实现仓库物资的自动盘点。应用RFID电子标签自动识别技术,实现仓库物资的即时自动盘点,通过自动化、智能化的工作手段,尽量减少了人工操作的工作项,减少了人为因素造成的出错几率,提高了物资管理工作的自动化、智能化管理水平[2]。
基于RFID技术(兼容现有条形码)建立起快速准确的数据采集工作模式,大大提高工作效率,降低了物资管理人员的劳动强度,实现了在现有技术条件下即便通过提高职工劳动强度和技能水平所不能够达到的工作效率[3]。
5)实现库存物资的可视化和业务的可视化。通过三维虚拟仓库技术,建设虚拟的三维可视化仓库子系统,仓库管理人员可以通过仓库的分布图,直接进入到具体的某个仓库查看仓库的内部布局和物资摆放情况。鼠标点击任何一个仓库物资,系统自动提示该仓库物资所对应的详细台账情况,以及该物资的出入库业务进展状况。
系统通过统计图表,提供仓库业务过程可视化的管理手段,并可以实现库存物资全程可追溯,清晰明了地展示某项物资从入库、盘点、移库、出库等业务的具体情况。
3 改造方案
1)系统结构。基于物联网RFID技术的智能仓储管理系统采用B/S架构,系统分为数据采集层、数据服务层、应用服务层、应用层四层架构[4]。
①数据采集层,指基于RFID电子标签和RFID自动化采集设备的软硬件采集设施所构成的数据采集网络。数据采集层的硬件主要有:RFID电子标签、RFID阅读器、RFID天线、以及相关的网络硬件辅件等[5-6]。
②数据服务层,由ERP数据接口、仓储管理本地化数据库服务两部分构成。数据服务层的硬件设备需要1台Windows服务器,数据库服务器上部署Oracle数据库或者微软MS SqlServer等数据库平台软件。ERP数据接口主要提供仓储业务中的数据交互服务,涉及的业务包括入库业务、出库业务、上架业务、下架业务、盘点业务、移库业务等。
③应用服务层,由RFID仓储管理系统的仓储管理应用服务器软件提供服务支撑,仓储管理应用服务器软件是RFID技术体系与ERP系统之间的中间件软件,是进行ERP仓储管理业务与基于RFID电子标签的现场业务操作之间联系的桥梁。应用服务层的硬件设施由1台Windows服务器及配套网络设施如交换机等构成,该应用服务器也可以与数据库服务器共用同一台服务器硬件,从而节省项目投资。
④应用层,由管理工作站、移动终端(平板电脑)、RFID标签打印机等组成,应用层是系统功能的实现和进行用户交互的操作界面。通过管理工作站或者移动终端,用户可以进行仓库管理业务的操作、库存信息的查看、统计等,也可以通过管理工作站或者移动终端进行入库、出库、盘点等仓库任务进行权限管理、人员计划安排等。
2)总体业务流程图,见图1。
图1 物资管理业务总流程图
4 系统功能
1)物资入库。
①收货检验。物资设备到运至理货区,可进行初步检验,对检验无误的设备粘贴RFID电子标签。
②物资入库。RFID系统与ERP系统进行实时的数据交互,从而实现出入库时对物资信息进行自动识别和实时显示。
③上架。将物资移动到指定货位后,通过RFID移动系统读取货位RFID标签,确认上架货位正确后完成入库确认,差错时及时告警。库区可分为如下两类。
高架库区:标准件物资按物资分类放置在高架库区,采用货架库位安装RFID标签的方式进行货架标识。
平面库区:大件、散件物资可放置在平面库区,采用分区域管理的方式,可将库区分成大的区域,每个区域进行编号,安装区域库位RFID标签,进行区块标识。
2)物资出库、移库。
①拣货下架。操作员根据出库任务进行拣货,通过RFID移动系统读取货位RFID标签确认货位正确后,完成拣货确认。
②出库作业。待出库物资通过RFID识别通道时,RFID系统可自动读取物资RFID标签,实现出库计数统计和数据校验,差错时及时告警。
③移库作业。操作员根据移库任务,执行拣货下架任务。货物下架确认后,根据RFID移动系统指示,将物资移动到指定货位后,通过RFID移动系统读取货位RFID标签,确认上架货位正确后完成移库确认[4]。
3)仓库自动盘点。利用RFID无线远距离自动定位识别(RTLS)技术,通过部署在仓库内的RFID雷达天线矩阵,自动盘点仓库内的库存物资。
图2 RFID天线作用示意图
利用RFID采集终端,结合仓储图形管理软件,可在后台监控终端可视化地监控仓库内的物资实际存储情况。可以解决以下问题。
①仓库物资实时在线可视化。将仓库自动盘点的物资数据,与三维图形化软件功能结合起来,可以通过图形直观的展示库内物资的实际存放情况,实现仓库物资实物的实时在线的可视化管理。
②仓库物资自动对比分析。自动盘点仓库物资,并判断仓库存储货位是否与实际相符。通过盘点结果与库存台账数据的自动对比分析,可以判断库存物资数量与实际库存物资不符的情况。通过自动盘点和对比分析,同时也可以校验仓库出入库业务的办理过程是否及时、准确。对于物资临时出库,后续补办出库手续的情况,系统可以自动提示补办出库手续,避免数据不符。
4)仓库业务操作可视化。通过三维图形的方式展示仓库现场的虚拟图形,通过图形化的操作进行仓库的直观可视的管理。仓库的虚拟化图形包括多个层次,如仓库平面索引图、仓库内部部署图、物资信息交互图等。
仓库三维图形化操作按照仓库平面索引图、仓库内部部署图、物资信息全息图三个层次依次展开。并配合灵活的物资检索功能,使得物资信息的调用方便快捷。
①仓库平面索引图。采用三维图形的方式展示仓库位置图景。系统可直观显示库内物资不匹配等异常情况,以图形指示符号和信息提醒标识显示,可方便的查看库存物资不匹配的详细情况说明。
②仓库内部部署图。采用三维图形的方式虚拟仓库内部部署场景,直观展示仓库内部货架和货位的部署情况、货位的占用情况等。并可以通过图形直接查看具体物资的照片、物资信息等电子文档资料。
③物资信息图。系统记录物资详细信息,可视化的查看物资所对应的出入库记录、盘点记录、设备照片、库存数量等,并对盘点异常的物资进行特殊标识。系统具备与仓库内部署的摄像头进行联动,通过远程网络在线观察仓库内的货位及货物实景。
④货位统计图。可以对仓库的货物占用情况采用空间统计图进行汇总显示,系统可直观显示货位占用情况、空闲情况等信息。
图3 货物统计图
5)仓储数据信息可视化。采用数据可视化技术,以数据、图表等形态可视化展示业务状态、内容,实现物资存取管理业务的快捷追溯。
①业务状态可视化。系统提供分类统计功能,可以以数据分类报表的形式体现,也可以业务状态、数量统计图的形式体现,实现仓储管理业务状态的信息可视化,直观明了。
②库存信息可视化。库存物资信息的统计分析和图形化展示,可直观地展现仓库库存信息及库存物资变化情况。
最常用物资排序表:通过对物资出入库的频次、数量、时间先后等仓库管理因素,进行物资使用情况的分析,列出最常用物资的清单。便于仓库管理人员清晰地掌握常用物资的使用情况。
库存变化统计图表:统计库存物资的最新变化情况,便于仓库管理人员清晰地掌握物资变动情况。并对于低于库存预警限值的库存物资,自动告警提示,便于及时补充购置物资。
物资盘点盈亏统计表反应出库存物资盈亏情况,以便仓库管理人员及时发现库存物资信息不匹配等异常原因。
6)便携移动RFID平板系统。便携移动RFID平板系统采用Windows 8操作系统,系统支持有线或者离线两种方式与智能仓储管理的后台服务器系统进行数据交互。
①离线方式下,手持平板电脑通过通讯底座USB数据线与办公电脑连接,进行数据传输。
②在线方式下,通过无线wifi与智能仓储管理的后台服务器系统进行数据交换,由智能仓储管理的后台服务器系统将数据自动传输到ERP系统。
便携式RFID系统能够实现仓库管理业务中的出库操作、入库操作、上架操作、下架操作、移库操作、盘点操作等各项业务。而且由于其便携的特性,可随手携带到仓库内各处,在进行业务操作的同时,可以方便地对照现场实物,直观明了。
5 总结
系统在原有WM系统基础上,采用了RFID技术加货物一维条码的技术方案,是对原有WM系统的升级改造,避免了重新建设系统的浪费,降低了企业成本。引入了RFID技术的仓储系统,可以实时、精准的掌握物资动向,工作效率得到了显著的提高。主要体现在:
1)物资出入库差错及时报警,库存更加精准。
2)完整的物资流转过程管理,物资的实时动态管理的能力得到极大提高。
3)管理实时,操作快捷,记录详尽,实现完整的管理链路。
4)物资流转全过程数据的实时采集,通过数据服务接口与ERP系统进行数据交换。
5)对物资数据进行统计分析处理,为管理人员提供各类物资决策数据。
6)实现库区、库存物资的可视化管理及仓储作业的可视化操作。
RFID仓储系统使得企业从大量重复作业中解脱出来,提高了工作效率,克服了传统仓储管理的不足,有效的降低了企业成本。但是目前还有不少问题制约着RFID技术的推广,如电子标签价格等问题。但是随着科技和经济的发展,成本的降低,RFID将会有很广阔的发展前景。
参考文献
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