基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

劉雪斐

（北京鐵路局?貨運(yùn)處，北京?100860）

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃，物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域包括智能交通、智能物流等，每個(gè)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的質(zhì)量都會(huì)對(duì)我國整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)帶來直接的影響。隨著我國鐵路貨場不斷向鐵路物流中心轉(zhuǎn)型發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心系統(tǒng)的研究越來越受到關(guān)注和重視，而中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃為鐵路運(yùn)輸?shù)奈锫?lián)網(wǎng)整體規(guī)劃提供了政策支撐。為此，設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，從而為物聯(lián)網(wǎng)在鐵路物流中心的推廣和應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心體系結(jié)構(gòu)概述

物聯(lián)網(wǎng)是指基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，使所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)[1]。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)主要有 3 層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[2]。感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，主要負(fù)責(zé)識(shí)別物體、采集信息；網(wǎng)絡(luò)層立足于感知層，將感知層感知到的信息通過傳感器進(jìn)行高效、安全的傳輸；應(yīng)用層是通過云計(jì)算將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理，是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口。物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)如圖 1 所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

鐵路物流中心的物聯(lián)網(wǎng)以提高鐵路運(yùn)輸市場競爭能力、增運(yùn)增收為目標(biāo)，向貨主提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)[3]。鐵路物流中心的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)主要有感知層、網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)支持層、應(yīng)用層 4 層結(jié)構(gòu)。鐵路物流中心的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示。

圖2 鐵路物流中心的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)圖

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 鐵路物流中心倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)流程

鐵路物流中心業(yè)務(wù)流程自始端到末端，主要包括集貨、運(yùn)輸、配送、倉儲(chǔ)等一系列作業(yè)，從而形成聯(lián)動(dòng)的流程，達(dá)到鐵路物流運(yùn)輸反應(yīng)快速、運(yùn)作高效、收費(fèi)低廉的要求[4]。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)可以通過快速、自動(dòng)識(shí)別技術(shù)來提高操作準(zhǔn)確度及工作效率，通過提供鐵路物流庫存的實(shí)時(shí)與準(zhǔn)確的信息，實(shí)現(xiàn)快速安全供貨并最大限度地降低庫存成本，因此將物聯(lián)網(wǎng) RFID 等技術(shù)應(yīng)用到鐵路物流中心的倉儲(chǔ)管理過程中，可以有效避免人工輸入可能出現(xiàn)的失誤，大大提高物流中心倉儲(chǔ)流程中物品的入庫、出庫、驗(yàn)貨、盤點(diǎn)、補(bǔ)貨等環(huán)節(jié)的工作效率，從而有效保證信息的有效傳遞，減少人工作業(yè)和重復(fù)作業(yè)，提高業(yè)務(wù)效率，使作業(yè)流程更順暢，最終達(dá)到壓縮流程總時(shí)間的目的。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)流程圖如圖 3 所示。

圖3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)流程圖

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)流程主要包括 4 部分：入庫前準(zhǔn)備、入庫管理、倉儲(chǔ)管理和出庫管理。

（1）入庫前準(zhǔn)備。鐵路物流中心采取車輛上門取貨或貨主自行送貨的方式，將分散的、小批量的貨物集中成大批量貨物，并通過系統(tǒng)電子數(shù)據(jù)交換進(jìn)行貨物清單交接，采用入庫系統(tǒng)感知系統(tǒng) ( 如 RFID 掃描、紅外感知等 ) 對(duì)入庫貨物進(jìn)行信息感知，完成貨物的智能驗(yàn)收。實(shí)現(xiàn)高效率、低成本、快速度的物流運(yùn)作，可以為客戶節(jié)省大量的精力和時(shí)間。

（2）入庫管理。鐵路物流中心將貨物和車輛的信息錄入信息系統(tǒng)，根據(jù)裝車計(jì)劃進(jìn)行合理配車，再按順序進(jìn)行裝車、編組、運(yùn)輸?shù)竭_(dá)。入庫業(yè)務(wù)包括確認(rèn)貨物信息后理貨入庫、智能貨位分配和堆碼、電子手續(xù)辦理等內(nèi)容。貨物經(jīng)過信息感知后進(jìn)行入庫作業(yè)，通過貨物屬性統(tǒng)籌貨位分派、處理及堆碼作業(yè)，同時(shí)進(jìn)行電子手續(xù)辦理內(nèi)容。一系列的工作由于信息的有效傳輸和引導(dǎo)，可以節(jié)省大量的人工環(huán)節(jié)，從而降低裝卸成本。

（3）倉儲(chǔ)管理。倉儲(chǔ)管理具有緩沖、調(diào)節(jié)和平衡運(yùn)輸?shù)淖饔?。鐵路物流中心具備強(qiáng)大的貨物儲(chǔ)存潛力，鐵路物流中心利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過感知技術(shù)物品屬性進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，將獲取的貨物信息輸入屬性庫以供查詢，從而節(jié)約時(shí)間成本。

（4）出庫管理。主要包括辦理電子出庫手續(xù)、裝載搬運(yùn)和發(fā)貨運(yùn)輸?shù)葍?nèi)容。在物流中心的出庫環(huán)節(jié)設(shè)置流通加工和包裝功能，能節(jié)省貨物出站再進(jìn)站再出站等類似情況的運(yùn)作和時(shí)間成本。

2.2 鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)鐵路物流中心倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)流程，將 RFID 技術(shù)用于鐵路物流中心業(yè)務(wù)的出、入庫操作及庫存盤點(diǎn)過程中，通過對(duì)出、入庫及盤點(diǎn)的貨物進(jìn)行掃描，RFID 讀寫器自動(dòng)采集相關(guān)貨物信息并與訂單進(jìn)行匹配，確認(rèn)貨物信息后，將 RFID 傳感器通過設(shè)備及數(shù)據(jù)接口，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)，對(duì)海量的貨物信息進(jìn)行過濾與處理，將貨物信息傳遞至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中。

鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物自動(dòng)分揀、智能托盤、虛擬庫存及虛擬倉庫的管理[5]。倉儲(chǔ)管理人員基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過對(duì)相關(guān)的貨物庫存進(jìn)行盤點(diǎn)與控制，完成貨物的訂單管理，而無需通過人工進(jìn)行現(xiàn)場處理，不僅避免了由于人工輸入可能出現(xiàn)的失誤，而且減少了貨物在搬運(yùn)過程中的損耗。通過智能托盤，可以將貨物相關(guān)信息存放在貼有 RFID 標(biāo)簽的托盤中，從而節(jié)省分貨和包裝時(shí)間。同時(shí)企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)掌握商品的庫存信息，從中了解每種商品的需求模式并及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)貨，從而提高庫存管理能力，降低庫存成本，增強(qiáng)作業(yè)準(zhǔn)確性及快捷性，最終實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、倉庫一體化的管理模式。

通過設(shè)備接口和功能接口將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，之后運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)資源尋址技術(shù)進(jìn)行名稱解析服務(wù)，將其轉(zhuǎn)化為相關(guān)的數(shù)據(jù)庫信息，同時(shí)通過云計(jì)算平臺(tái)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效計(jì)算與存儲(chǔ)，最終將信息數(shù)據(jù)有效地存儲(chǔ)于自動(dòng)化流程倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)中。倉儲(chǔ)管理人員及客戶能夠通過該系統(tǒng)對(duì)貨物庫存狀態(tài)進(jìn)行查詢，并且根據(jù)貨物庫存信息對(duì)倉庫進(jìn)行虛擬化管理，及時(shí)掌握鐵路物流中心的庫存信息和存儲(chǔ)環(huán)境并最終將信息傳遞至銷售管理系統(tǒng)、采購管理系統(tǒng)、客戶管理系統(tǒng)及供應(yīng)商庫存管理系統(tǒng)。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)示意圖如圖 4 所示。

圖4 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)

3 結(jié)束語

隨著鐵路貨場不斷向鐵路物流中心轉(zhuǎn)型發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的應(yīng)用將逐漸得到推廣。在鐵路物流中心倉儲(chǔ)管理中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)時(shí)掌握商品的庫存信息，提高庫存管理能力，降低庫存成本，增強(qiáng)作業(yè)準(zhǔn)確性及快捷性，最終實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、倉庫一體化的管理模式。

[1] Koshizuka N，Sakamura K. Ubiquitous ID:Standards for Ubiquitous Computing and the Internet of Things[J]. Pervasive Computing，IEEE. 2010，9(4)：98-101.

[2] 喻 嘩. 鐵路物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求與前景規(guī)劃研究[D]. 北京：北京交通大學(xué)，2012.

[3] 孫其博，劉 杰，黎 . 物聯(lián)網(wǎng)：概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，33(3)：1-9.

[4] 劉錦武，秦四平，李思陽. 鐵路貨場向鐵路物流中心轉(zhuǎn)型的分析與思考[J]. 鐵道貨運(yùn)，2013，31(3)：16-21.

[5] 尤 冰，王 彥. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化冷藏倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J]. 商業(yè)經(jīng)濟(jì)，2012(19)：38-39.