物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在“智慧倉儲(chǔ)”中的應(yīng)用模式研究

戴恩勇，李金亮，楊 芳

（長沙學(xué)院，湖南 長沙 410022）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在“智慧倉儲(chǔ)”中的應(yīng)用模式研究

戴恩勇，李金亮，楊 芳

（長沙學(xué)院，湖南 長沙 410022）

從智慧倉儲(chǔ)發(fā)展的趨勢出發(fā)，分析了智慧倉儲(chǔ)的解決方案，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在“智慧倉儲(chǔ)”中的入庫、在庫管理以及出庫系統(tǒng)中的應(yīng)用模式進(jìn)行了分析。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智慧倉儲(chǔ)；應(yīng)用模式

1 引言

倉儲(chǔ)是現(xiàn)代物流活動(dòng)中最重要的環(huán)節(jié)之一，在物流管理中處于核心地位。如何高效、準(zhǔn)確、全面的掌握倉儲(chǔ)過程中貨物的具體信息，保障貨物的安全存儲(chǔ)，在現(xiàn)代倉儲(chǔ)管理中起著至關(guān)重要的作用。在協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展大潮的推動(dòng)下，倉儲(chǔ)管理逐步發(fā)展成為集自動(dòng)化、集成化、智能化為一體的智慧倉儲(chǔ)體系。張明（2011）認(rèn)為智慧倉儲(chǔ)就是運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)，整合物流資源，是一種全新的倉庫體系模式。Kamil Durski等（2011）設(shè)計(jì)出了一種基于云模式管理結(jié)構(gòu)的智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)。張映鋒等（2012）對(duì)制造領(lǐng)域中信息資源的主動(dòng)感知和動(dòng)態(tài)調(diào)度等做了重點(diǎn)深入研究。張曉楠（2012）闡述了智慧倉儲(chǔ)的基本概念和理念。譚章祿等（2013）在倉儲(chǔ)出入庫的整個(gè)作業(yè)流程之中導(dǎo)入了RFID技術(shù)應(yīng)用于貨物追蹤。張秋嵐（2015）設(shè)計(jì)出了一套全方位感知、數(shù)據(jù)傳輸安全、可視化重現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)高效智慧倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)。單彬（2017）提出了一種將各類功能性倉儲(chǔ)集成于綜合性智慧倉儲(chǔ)之中的技術(shù)方案。劉佳（2017）應(yīng)用RFID技術(shù)對(duì)貨物各類信息進(jìn)行自動(dòng)抓取采集，并通過相關(guān)代碼對(duì)貨物進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，再對(duì)貨物入庫、出庫和揀取等進(jìn)行自動(dòng)反復(fù)連續(xù)循環(huán)操作，從而達(dá)到智能化倉儲(chǔ)管理的目的。綜合國內(nèi)外有關(guān)智慧倉儲(chǔ)的研究現(xiàn)狀，智慧倉儲(chǔ)研究的核心主要集中于數(shù)據(jù)處理和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等方面。雖然研究成果也比較多，但是，仍然還存在許多缺陷和局限性，還需要進(jìn)一步研究。

2 智慧倉儲(chǔ)發(fā)展趨勢

《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見（2015）》中明確鼓勵(lì)建設(shè)智能倉儲(chǔ)體系，鼓勵(lì)積極推廣應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)?！吨笇?dǎo)意見》即對(duì)加速我國物流業(yè)健康發(fā)展提供了新要求，同時(shí)也對(duì)智慧倉儲(chǔ)發(fā)展指明了新方向。物流倉儲(chǔ)領(lǐng)域是產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的無盡源泉，具有龐大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的廣闊天地，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的理念更是為智慧倉儲(chǔ)管理的發(fā)展帶來了新的契機(jī)。

（1）智能信息技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展與普及，信息技術(shù)已越來越多地為智能倉儲(chǔ)所廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮了其無可取代的作用。目前，在智慧倉儲(chǔ)系統(tǒng)中，傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。

（2）智能感知技術(shù)。近年來，物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)在智慧倉儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用迎來了一輪新的發(fā)展高峰。物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分，是智慧倉儲(chǔ)收集復(fù)雜數(shù)據(jù)和信息的關(guān)鍵手段，更是智慧倉儲(chǔ)感知體系的關(guān)鍵部分。

（3）倉儲(chǔ)機(jī)器人。伴隨著“新零售”概念的強(qiáng)勢推出，對(duì)倉儲(chǔ)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化、柔性化、可視化等提出了更高更嚴(yán)的要求。企業(yè)要想低成本高效運(yùn)營，智能化倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的建立就顯得尤為重要，這就對(duì)倉儲(chǔ)機(jī)器人的應(yīng)用提出更高更多元化的需求。在國家有關(guān)部委一系列產(chǎn)業(yè)政策的積極引導(dǎo)和全行業(yè)的共同努力下，國內(nèi)的倉儲(chǔ)機(jī)器人迎來一個(gè)蓬勃發(fā)展的高潮，不過中國目前多數(shù)機(jī)器人企業(yè)都主要在做AGV方面的研發(fā)。

（4）智能追溯系統(tǒng)。在智能追溯領(lǐng)域，目前最具代表性、應(yīng)用最廣泛的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)是RFID技術(shù)，其次是GPS北斗智能定位終端和GIS數(shù)據(jù)采集技術(shù)等各種智能終端產(chǎn)品。建立一套完善的貨物雙向賦碼追溯系統(tǒng)，對(duì)貨物實(shí)行雙向追溯，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每件貨物的物流和信息流進(jìn)行監(jiān)督管理和控制。

3 智慧倉儲(chǔ)的解決方案

智慧倉儲(chǔ)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)出入庫、盤庫和移庫管理等各作業(yè)過程的信息自動(dòng)識(shí)別抓取和自動(dòng)識(shí)別預(yù)警的智能管理功能，達(dá)到降低倉儲(chǔ)管理成本、提高倉儲(chǔ)管理效率、智慧提升倉儲(chǔ)管理能力的目標(biāo)。具體解決方案如下：

（1）在倉庫作業(yè)環(huán)節(jié)部署WIFI環(huán)境，由PC端通過WIFI環(huán)境來推送任務(wù)到無線PDA。

（2）在商品入庫作業(yè)中，使用計(jì)算機(jī)和無線局域網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提高入庫的效率和精確度。通過無線手持計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)獲取收發(fā)貨信息，用戶輕易地就可以使用這種智能設(shè)備進(jìn)行快速、可靠的掃描。掃描作業(yè)完成后，回寫數(shù)據(jù)給到PC端相應(yīng)單據(jù)。

（3）在訂單揀貨作業(yè)中，通過車載觸摸屏式計(jì)算機(jī)和無線掃描器，可在1到10米距離內(nèi)任意掃描條碼。

（4）在訂單執(zhí)行作業(yè)中，作業(yè)人員根據(jù)作業(yè)任務(wù)進(jìn)行掃描，使用智能輸入方便的平板式計(jì)算機(jī)，根據(jù)數(shù)進(jìn)行核對(duì)，提供異常報(bào)警，可讓管理者實(shí)時(shí)作出更好的決定。

（5）在發(fā)貨作業(yè)中，使用移動(dòng)計(jì)算機(jī)和RFID讀寫器，可使訂揀貨、暫存和集貨更加迅速。

“智慧倉儲(chǔ)”中既有“物”的智能，也有“人”的智慧，這都與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著極其密切的關(guān)系。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在“智慧倉儲(chǔ)”中的應(yīng)用模式

以庫存管理系統(tǒng)為紐帶，以倉儲(chǔ)作業(yè)流程為依托，從根本上解決倉儲(chǔ)中現(xiàn)有信息化系統(tǒng)分散、現(xiàn)場管理與后端信息平臺(tái)脫節(jié)、質(zhì)量服務(wù)滯后等各種問題，全面提升倉儲(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)“智慧倉儲(chǔ)”目標(biāo)。智慧倉儲(chǔ)作業(yè)流程如圖1所示。

圖1 智慧倉儲(chǔ)作業(yè)流程

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在倉儲(chǔ)入庫作業(yè)中的應(yīng)用。倉儲(chǔ)入庫作業(yè)是指各倉儲(chǔ)管理部門按照客戶的要求合理組織倉儲(chǔ)資源，按照入庫作業(yè)程序（如圖2所示），認(rèn)真履行并綜合監(jiān)管入庫作業(yè)各環(huán)節(jié)的職責(zé)，及時(shí)完成貨物入庫任務(wù)的工作過程。

在貨物入庫前，根據(jù)相關(guān)要求，生成對(duì)應(yīng)的入庫單或調(diào)撥單，并將數(shù)據(jù)傳輸回庫存管理系統(tǒng)。在倉庫作業(yè)環(huán)節(jié)部署WIFI環(huán)境，由PC端通過WIFI環(huán)境來推送任務(wù)到無線PDA。貨物包裝好后，堆放在帶有RFID電子識(shí)別及快捷捆扎功能的托盤上，由AGV拖到成品庫進(jìn)行入庫。

在貨物入庫時(shí)，倉庫入口處裝有的RFID讀卡器讀取RFID標(biāo)簽信息，并將所讀取貨物信息及時(shí)傳入到庫存管理系統(tǒng)；庫存管理系統(tǒng)根據(jù)貨位空閑情況智能找位并按需要分配貨位，再打印入庫單，最后根據(jù)上架規(guī)則進(jìn)行上架操作，即將托盤放置在制定的貨位。出庫信息經(jīng)由AP傳送到庫存管理系統(tǒng)，系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)無誤后打印相關(guān)的入庫報(bào)表并辦理入庫。

圖2 入庫作業(yè)流程

在貨物入庫后，帶RFID的托盤到達(dá)庫門激勵(lì)器激活區(qū)域，激活標(biāo)簽并主動(dòng)向RFID讀卡器發(fā)送信號(hào)，由遠(yuǎn)距離讀卡器讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)，自動(dòng)記錄并上傳時(shí)間、地點(diǎn)、物資相關(guān)詳細(xì)信息等，經(jīng)過AP發(fā)送至庫存管理信息系統(tǒng)，入庫作業(yè)信息數(shù)據(jù)就傳到了庫存管理信息系統(tǒng)中形成存儲(chǔ)貨物庫存報(bào)表，并對(duì)原來的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)更新。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在庫存管理作業(yè)中的應(yīng)用。在進(jìn)行庫存盤點(diǎn)作業(yè)前，庫存管理系統(tǒng)通過對(duì)盤點(diǎn)的工作過程進(jìn)行說明、規(guī)定和指導(dǎo)，根據(jù)既定任務(wù)要求生成相關(guān)作業(yè)指令，該指令通過AP傳輸?shù)街悄芙K端設(shè)備，通過盤點(diǎn)助手將PC端與盤點(diǎn)機(jī)無縫銜接，管理人員再根據(jù)相關(guān)指令信息到貨位區(qū)進(jìn)行盤點(diǎn)，將盤點(diǎn)信息經(jīng)由AP傳送到庫存管理系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)規(guī)則要求將信息進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)、處理、計(jì)算和更新。

商品移庫管理是指商品存放地點(diǎn)的變動(dòng)。在進(jìn)行移庫作業(yè)前庫存管理系統(tǒng)會(huì)基于特定的任務(wù)生成相關(guān)作業(yè)指令，并將該指令通過AP傳輸?shù)街悄芙K端設(shè)備，AGV根據(jù)作業(yè)指令信息到相應(yīng)的貨位上取出貨物，然后掃描條碼確認(rèn)無誤后，將信息傳送到庫存管理系統(tǒng)，如果物料不對(duì)應(yīng)則終端設(shè)備自動(dòng)顯示及報(bào)警提示，掃描確認(rèn)后將貨物搬運(yùn)到指定的位置上，移庫作業(yè)完成后在設(shè)備上進(jìn)行信息確認(rèn)并經(jīng)由AP傳送到庫存管理系統(tǒng)。

（3）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在出庫作業(yè)中的應(yīng)用。倉儲(chǔ)出庫作業(yè)是各倉儲(chǔ)管理部門根據(jù)各業(yè)務(wù)單位或客戶開出的貨物出庫憑證（提貨單、調(diào)撥），按其所列貨物名稱、規(guī)格、型號(hào)、技術(shù)參數(shù)及數(shù)量等項(xiàng)目，組織貨物出庫一系列工作的總稱。出庫作業(yè)流程如圖3所示。

貨物出庫時(shí)，庫存管理系統(tǒng)根據(jù)出庫憑證（提貨單、調(diào)撥）及貨物信息，自動(dòng)獲取所取貨物所在的貨位，然后發(fā)出下架指令，進(jìn)行下架操作。

圖3 出庫作業(yè)流程

RFID讀寫器采集數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)傳輸回庫存管理信息系統(tǒng)，生成對(duì)應(yīng)的出庫單。然后將該信息經(jīng)由AP傳送到出庫無線射頻設(shè)備終端，揀貨機(jī)器人根據(jù)信息提示到指定貨位上提取貨物，然后通過條碼標(biāo)簽掃描對(duì)貨物數(shù)量、品種等信息進(jìn)行及時(shí)確認(rèn)。將出庫貨物運(yùn)至整理區(qū)進(jìn)行裝車，作業(yè)完成后在設(shè)備上自動(dòng)進(jìn)行信息確認(rèn)，并將出庫信息經(jīng)由AP傳送到庫存管理系統(tǒng)，系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證復(fù)核，無誤后打印相關(guān)的出庫報(bào)表并通知發(fā)貨部門正式發(fā)貨。

當(dāng)貨物箱到達(dá)庫門時(shí)，利用RFID讀寫器由遠(yuǎn)距離讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)，或利用條碼槍掃描條碼，自動(dòng)記錄并上傳相關(guān)詳細(xì)信息，并與出庫單比對(duì)后經(jīng)由AP傳送到庫存管理信息系統(tǒng)。

5 總結(jié)

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)整體技術(shù)的日漸成熟及智慧倉儲(chǔ)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在倉儲(chǔ)管理中的應(yīng)用模式不斷完善，極大地提高了倉儲(chǔ)管理水平和作業(yè)效率。物聯(lián)網(wǎng)前景在倉儲(chǔ)領(lǐng)域應(yīng)用雖然廣闊，但當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)仍停留在低端水準(zhǔn)，整體物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案功能化偏低，數(shù)據(jù)的采集傳輸、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、信息的加密安全等多方面還不甚成熟，有待進(jìn)一步加強(qiáng)和完善，離現(xiàn)代“智慧倉儲(chǔ)”的要求還差距很大，所以還存在巨大的探索研究空間。

[1]涂長永.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在印刷品倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].物流技術(shù),2014,(4):61-64．

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Study on Application Mode of IOT Technologies in Smart Warehousing

Dai Enyong,Li Jinliang,Yang Fang
(Changsha University,Changsha 410022,China)

In this paper,starting with development tendency of smart warehousing,we analyzed the popular smart warehousing solutions and then further studied the application mode of the IOT technologies in the inbound,in-storage management and outbound subsystems in smart warehousing.

IOT technologies;smart warehousing;application mode

F253.9

A

1005-152X(2017)09-0167-04

10.3969/j.issn.1005-152X.2017.09.038

2017-08-08

長沙市科技計(jì)劃項(xiàng)目“基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧倉儲(chǔ)云平臺(tái)研發(fā)及應(yīng)用推廣”（ZD1601020）；湖南省社科基金項(xiàng)目“經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下城市物流空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜性特征研究”（15YBB003）

戴恩勇（1978-），男，湖南邵陽人，講師，研究方向：物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。