倉庫的設(shè)計(jì)與研究

李亮

摘 要：倉庫作業(yè)是物流環(huán)節(jié)中最重要的一環(huán)，改革開放以來，我國的社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，倉儲過程中進(jìn)出貨物的種類、數(shù)量在不斷的增加，導(dǎo)致了倉庫作業(yè)中人力資源的投入加大、倉庫管理的難度增加、資金占用等問題的發(fā)生。在新的物流體系中為了適應(yīng)時代發(fā)展的要求，倉庫進(jìn)行信息化設(shè)計(jì)已經(jīng)迫在眉睫，而計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展恰恰為這種變革提供了內(nèi)在支持，以RFID、Zigbee為代表的新技術(shù)正在對倉儲系統(tǒng)進(jìn)行著深刻的改變。本文將首先對我國目前的倉儲情況進(jìn)行具體分析，然后在結(jié)合RFID技術(shù)和Zigbee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對倉庫的信息化設(shè)計(jì)進(jìn)行簡要的介紹，以期能為我國倉儲物流行業(yè)的發(fā)展提供些許的幫助。

關(guān)鍵詞：倉庫信息化；RFID技術(shù)；Zigbee網(wǎng)絡(luò)；設(shè)計(jì)；研究

物流是企業(yè)運(yùn)作中非常重要的一環(huán)，與企業(yè)的利潤有著密切的聯(lián)系，從成本角度分析物流大約占商品最終成本的三成左右，而倉儲管理則至少要占物流總成本的一半以上，由此可見倉儲管理在物流當(dāng)中的重要地位，也由此可以看出倉儲管理的有效性將直接關(guān)系著企業(yè)的發(fā)展。

1 對我國倉儲的分析

1.1 我國倉儲的現(xiàn)狀

改革開放以來我國的經(jīng)濟(jì)一直處于飛速的發(fā)展之中，特別是近幾年電商活動的逐漸火熱，為我國的物流產(chǎn)業(yè)帶來了強(qiáng)烈的需求，使得我國物流產(chǎn)業(yè)的規(guī)模不斷變大。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國的社會物流總花費(fèi)已經(jīng)從90年代初期的5000億元左右增至現(xiàn)在的4萬億元以上，物流規(guī)模擴(kuò)大了6倍以上，年平均增幅約為15%，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于約4.1%的國民經(jīng)濟(jì)增速，由此可見我國物流行業(yè)的火爆。倉儲作為物流管理中最重要的一環(huán)，直接關(guān)系著物流的效率和效益，盡管在我國物流的發(fā)展過程中倉儲管理已經(jīng)得到了較大的發(fā)展，但是與歐美等發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距。例如，美、日等發(fā)達(dá)國家都已在倉儲領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了高度的信息化、機(jī)械化以及自動化，在歐美企業(yè)的物流企業(yè)中堆垛機(jī)、升降機(jī)、叉車、傳送帶、AVG小車等機(jī)械的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，倉庫作業(yè)也進(jìn)行了流水線式控制，極大的提高了倉儲作業(yè)的準(zhǔn)確性和效率。而我國雖然在倉儲領(lǐng)域有了較大的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了倉儲系統(tǒng)化，但信息化、自動化、機(jī)械化水平還是很低，與發(fā)達(dá)國家差距不小。

1.2 我國倉儲遇到的問題

目前我國的倉儲管理成本較高，而且效率較低，嚴(yán)重影響了我國倉儲行業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過筆者分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這些問題出現(xiàn)的原因主要有以下幾點(diǎn)：部分倉儲空間閑置，倉庫的存儲空間并沒有得到充分的利用，導(dǎo)致浪費(fèi)情況的發(fā)生；作業(yè)流程不順暢，在倉庫作業(yè)中作業(yè)流程時間長，流程存在重復(fù)，不成規(guī)范，導(dǎo)致效率低的情況的發(fā)生；倉庫區(qū)域設(shè)置復(fù)雜，倉庫進(jìn)行設(shè)計(jì)時結(jié)構(gòu)不合理，各區(qū)域之間設(shè)置復(fù)；機(jī)械化程度低，硬件投入不多，貨物運(yùn)輸時大多需要人力資源。

1.3 解決措施

為了實(shí)現(xiàn)我國倉儲管理效率的提升，降低倉儲管理的成本，可以從兩方面對倉儲管理進(jìn)行改進(jìn)。一是企業(yè)要大規(guī)模的引進(jìn)機(jī)械設(shè)備，提高硬件水平，例如，企業(yè)可引進(jìn)高架叉車、堆垛機(jī)、自動分揀機(jī)、自導(dǎo)向搬運(yùn)車等機(jī)械設(shè)備，降低倉儲人員的勞動強(qiáng)度，加強(qiáng)倉庫管理的效率和水平；另一方面，則是建立完善的倉儲管理系統(tǒng)，引進(jìn)信息化模式，藉此來降低倉庫管理中的失誤，加強(qiáng)倉儲管理的效率，而且，鑒于我國倉儲管理現(xiàn)狀，借鑒國外成熟的物流經(jīng)驗(yàn)，通過信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)我國倉儲管理的信息化已經(jīng)是我國未來倉儲發(fā)展的必然選擇。

2 RFID技術(shù)

RFID（Radio Frequency Identification，RFID）即射頻識別技術(shù)，是一種非接觸性的自動識別技術(shù)，主要是通過射頻信號與空間耦合及傳輸特性來實(shí)現(xiàn)靜止或移動物體的自動識別及數(shù)據(jù)交換的識別技術(shù)。

2.1 RFID的組成部分

一般來說，RFID系統(tǒng)由兩部分組成，RFID應(yīng)答器和RFID閱讀器，應(yīng)答器也可以認(rèn)為是一種電子標(biāo)簽是RFID技術(shù)的核心部分，也稱為射頻標(biāo)簽，RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體。閱讀器則是用來讀、寫標(biāo)簽信息的設(shè)備，其一般包括發(fā)送器、接收器、收發(fā)器和控制模塊等部分，根據(jù)攜程度閱讀器還可以分為固定閱讀器與手持閱讀器兩種。

2.2 RFID的工作原理

RFID系統(tǒng)的基本工作原理并不是十分復(fù)雜的，可以通俗解釋成如下原理：當(dāng)數(shù)字標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器磁場后，數(shù)字標(biāo)簽接受閱讀器發(fā)出的磁場信號，然后憑借感應(yīng)電流獲得的能量將數(shù)字標(biāo)簽中存儲的信息發(fā)出，閱讀器接收到射頻信號后，對信號內(nèi)的信息進(jìn)行讀取和解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

2.3 RFID技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

RFID技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，可適用于多種惡劣環(huán)境，可以在灰塵、污染、油漬等惡劣環(huán)境中應(yīng)用；識別方便快速，采用RFID系統(tǒng)進(jìn)行識別時，無需光源，有效識別距離大，而且還可通過外包裝進(jìn)行識別；數(shù)據(jù)容量大，RFID標(biāo)簽則可根據(jù)用戶的需要擴(kuò)充至幾十K，而最大容量的二維條形碼，最多只能存儲2725個數(shù)字；安全性更高，RFID技術(shù)可以嵌入在不同的形狀和類型的產(chǎn)品之上，而且還可以為標(biāo)簽數(shù)據(jù)的續(xù)寫提供密碼保護(hù)，有效地防止了“欺騙問題”的產(chǎn)生。

3 Zigbee自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

3.1 Zigbee自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的介

隨著無線自組織網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，包括紅外、藍(lán)牙等許多無線技術(shù)都出現(xiàn)在人們的生活中。但在倉庫信息化的設(shè)計(jì)中這些技術(shù)由于延時較高、能耗較高等問題，都不符合倉儲管理的要求，而Zigbee技術(shù)的出現(xiàn)恰好的解決了這一問題。Zigbee技術(shù)近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率的特點(diǎn)正好滿足倉庫信息化的設(shè)計(jì)要求。而且Zigbee的網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范是由Zigbee聯(lián)盟進(jìn)行制定的，不僅可以完成自組織網(wǎng)絡(luò)、路由維護(hù)、路由發(fā)現(xiàn)等功能，而且還可以支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？偠灾?，我們可以將ZigBee看做一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。

3.2 Zigbee的優(yōu)勢

Zigbee網(wǎng)絡(luò)除了具有一般無線自組網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)外，還有著可靠性高、能耗低、價格低、延短、工作容量大以及安全性高等優(yōu)點(diǎn)。

3.2.1 能耗低

Zigbee網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)工作功率較低、周期短，而且還采用了休眠模式，有效的避免了不必要的能量損耗，不必頻繁的進(jìn)行充電，在一定程度上減輕了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的負(fù)擔(dān)。

3.2.2 可靠性高

由于為通訊業(yè)務(wù)預(yù)留了專用的帶寬，并且采用了碰撞避免機(jī)制，所以發(fā)送數(shù)據(jù)之間的競爭被有效的避免了。而且，由于MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，根本上保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

3.2.3價格低廉

Zigbee協(xié)議棧設(shè)計(jì)簡單，所以其開發(fā)與生產(chǎn)的成本就相對較低。一般來說隨著Zigbee產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)行，Zigbee通信模塊的價格將會明顯降低，每個Zigbeee通信模塊的價格可能會降到1.5-2美元。

此外Zigebee網(wǎng)絡(luò)還具有延時短、大網(wǎng)絡(luò)容量、安全性高等優(yōu)勢，限于篇幅，此處不再贅述。

4 關(guān)于信息化的倉庫整體設(shè)計(jì)

在進(jìn)行倉庫信息化設(shè)計(jì)時，要依據(jù)RFID技術(shù)與Zigbee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后的綜合系統(tǒng)要包括四個層次的功能層。

4.1 數(shù)據(jù)采集層

在貨物入庫時對貨物貼上唯一的RFID電子標(biāo)簽，并通過在每個貨位上的移動識讀節(jié)點(diǎn)對該貨架上的每個貨位進(jìn)行掃描以此來獲取整個貨架上的貨物信息，完成數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行初步整理。

4.2網(wǎng)絡(luò)通信

此功能層是通過應(yīng)用每個貨架上的移動識讀節(jié)點(diǎn)上的Zigbee節(jié)點(diǎn)，來完成自組織形式的自組織網(wǎng)路，并將已進(jìn)行初步整理的貨架貨物信息發(fā)送至位于服務(wù)器。

4.3 系統(tǒng)應(yīng)用層

在此功能層中主要通過貨物信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和倉庫管理信息系統(tǒng)，對Zigbee無線網(wǎng)路傳送過來的貨位及貨物信息來進(jìn)行更新和儲存，并提供接口給倉庫管理信息系統(tǒng)，讓其能完成其監(jiān)控管理的功能。

4.4 功能擴(kuò)展層

在此功能層中，可通過互聯(lián)網(wǎng)讓上游的供貨商與下游的零售商了解倉庫貨物信息，也可以讓企業(yè)的管理層對倉庫的運(yùn)行狀況進(jìn)行了解，為企業(yè)今后的發(fā)展決策提供參考。

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國物流行業(yè)的前景一定會更加光明，更多的機(jī)會擺在了物流企業(yè)面前。為了獲得更好的發(fā)展，在競爭中獲得更加有力的地位，相關(guān)企業(yè)一定要重視倉庫的設(shè)計(jì)，積極進(jìn)行信息化建設(shè)，完成倉儲的信息化、機(jī)械化進(jìn)程。

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