基于物聯(lián)網(wǎng)的倉儲自動化探究

胡正皓

摘 要 隨著現(xiàn)代化電子商務(wù)的發(fā)展，物流倉儲技術(shù)越發(fā)重要，而傳統(tǒng)的半自動化倉儲系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足新的要求，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的倉儲自動化技術(shù)是新的發(fā)展方向，它將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于倉儲之中，在信息編碼、產(chǎn)品檢索、倉儲網(wǎng)絡(luò)等方面極大地改進了倉儲技術(shù)，實現(xiàn)了更高程度的自動化倉儲，且更為智能化，其與人的交互也更為簡單，未來智能倉儲將會是物流的關(guān)鍵支撐。

關(guān)鍵詞 倉儲；物聯(lián)網(wǎng)；自動化

中圖分類號 TP2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）230-0113-02

1 物聯(lián)網(wǎng)與倉儲自動化概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指現(xiàn)實物體之間通過網(wǎng)絡(luò)連接，從而可以進行信息交互的技術(shù)，它是互聯(lián)網(wǎng)的高級階段，其基本的技術(shù)基礎(chǔ)是計算機技術(shù)以及自動控制技術(shù)。雖然其思想很早就已經(jīng)有了，但直到21世紀初，物聯(lián)網(wǎng)的概念才被麻省理工學院提出，隨著近些年信息化的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。就其實現(xiàn)方式來說，基本上從三個層面模仿人類智能化交互，一是感知層，二是網(wǎng)絡(luò)層，三是應(yīng)用層。

倉儲技術(shù)歷史悠久，從最早的簡單儲存到現(xiàn)今的智能化倉儲，經(jīng)過了多個階段的發(fā)展，自工業(yè)革命以來，簡單的機械設(shè)備被用于倉儲技術(shù)之中，這個階段主要是解決搬運以及轉(zhuǎn)移的問題，后來隨著自動控制技術(shù)的發(fā)展，倉儲中出現(xiàn)了電氣化的自動控制，實現(xiàn)了簡單的標記式控制，使整個系統(tǒng)較為整齊，較之前有很大的進步。進入21世紀，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，整個科技行業(yè)邁向信息化，倉儲系統(tǒng)也獲得了較大發(fā)展，尤其是近些年基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化倉儲系統(tǒng)，可以說顛覆了以前的倉儲技術(shù)，這得益于現(xiàn)代化電子商務(wù)及物流的發(fā)展?，F(xiàn)代化智能倉儲系統(tǒng)可以對產(chǎn)品進行自動識別編碼、儲存、監(jiān)控、調(diào)取等一站式操作，極大地簡化了倉儲流程，使其更為智能簡潔?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，智能倉儲中產(chǎn)品及設(shè)備之間可以通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，這在技術(shù)上主要依賴于傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，當需要對產(chǎn)品進行操作時，指令可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至操作層，從而快速地做出反應(yīng)，以實現(xiàn)高程度的自動化過程[ 1 ]。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的倉儲技術(shù)

2.1 信息編碼分類技術(shù)

信息編碼技術(shù)是指對貨物進行一定的標記識別以有效對其管理的技術(shù)，較早的有條形碼標記技術(shù)，現(xiàn)今流行的有二維碼技術(shù)以及RFID技術(shù)。

二維碼技術(shù)是通過幾何圖形來識別標記的技術(shù)，它一般是讓一些圖形分布在黑白相間的平面上儲存信息，現(xiàn)代電子商務(wù)及物流中二維碼技術(shù)使用非常廣泛，已經(jīng)成為生活中不可獲取的東西。在智能倉儲中，二維碼技術(shù)也被廣泛用于貨物的標記以及排列。二維碼技術(shù)的特點是編碼范圍寬且保密性非常強，同時其讀寫速度很快，優(yōu)勢比較明顯。

RFID技術(shù)是通過射頻技術(shù)來實現(xiàn)信息識別的一種技術(shù)，它是非接觸式的，它的優(yōu)勢在于體積小、壽命長、可靠性強，同時其容量比較大，可以長時間重復使用。RFID技術(shù)使用非常靈活，可以快速讀寫并且不受到目標移動的影響，而且可以同時對多個目標進行識別。這些優(yōu)勢使得RFID技術(shù)大范圍應(yīng)用于現(xiàn)代化物流及制造領(lǐng)域，在智能倉儲中非常普遍，從效率上講，它可以有效地提高編碼標記速度，從商業(yè)成本上講，它可以很大程度上降低貨物管理的成本，另外它還可以關(guān)聯(lián)物流和制造業(yè)的關(guān)系，使得二者的匹配更為順暢[ 2 ]。

在物流系統(tǒng)的具體操作中，可以通過二維碼技術(shù)實現(xiàn)以下功能，首先是掃描物流的客戶訂單，獲取物流信息，然后將訂單信息傳輸至控制端，控制端下達指令，開始掃描訂單配貨碼以及驗收碼等，快速地將這一物流信息儲存，等待貨物調(diào)撥的通知。在倉儲碼應(yīng)用方面，鑒于所錄信息較為簡單，一般都是文字數(shù)字等，而且容錯率要求較高，所以可以采用簡單的一維碼來實現(xiàn)有關(guān)信息的查詢。倉儲標記碼一般包括存儲、倉儲位置等，倉儲位置編碼是編碼的重點，倉位編碼一般標記在倉庫較為明顯的位置，工作人員可以通過對其掃描獲取當前倉庫中貨物的陳放信息，從而提高整個工作效率。具體來說，可以通過倉儲位置編碼掃描實現(xiàn)對貨物位置信息的快速掃描，通過對存儲單元編碼掃面以獲取貨物的身份編碼信息。

2.2 立體智能倉庫

立體化智能倉庫是倉儲系統(tǒng)的重要組成部分，是利用存儲設(shè)備構(gòu)建存儲倉庫的技術(shù)。它利用計算機技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上構(gòu)建集存取、管理、監(jiān)控為一體的自動化倉庫，其硬件設(shè)施主要包括貨架、通道、貨物起重機及叉車，另外還包括一定的控制和管理系統(tǒng)。系統(tǒng)利用相關(guān)軟件來對貨物進行調(diào)配，可以實現(xiàn)訂單到出貨的高自動化運行。就目前來看，立體化倉儲系統(tǒng)有以下幾個關(guān)鍵因素應(yīng)該重視。

首先是重力式的貨架系統(tǒng)，此系統(tǒng)需要考慮到托盤的位置以及托盤運動的方式，需要考慮到托盤運動時整個設(shè)施的重量。

其次是安全分離器，對于重力式倉庫來說，安全分離器非常重要，它可以避免后入的貨物對前面的貨物產(chǎn)生累計的壓力，由此不至于影響到貨物的調(diào)取。

最后在自動化倉儲中，相關(guān)硬件設(shè)備的角度選取也是值得注意的問題，角度不合適將會影響到倉庫的正常運行，角度過大時整個倉庫的空間差會增大，當角度太小時可能會造成貨物中途停止，從而影響整個系統(tǒng)的正常運行。

3 控制及信息系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建是智能倉儲系統(tǒng)的重中之重，基于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)平臺可以實現(xiàn)倉儲系統(tǒng)各部件之間的信息交互，從而使得整個系統(tǒng)中的貨物無時無刻不在掌握之中，各個部件之間也可以根據(jù)具體的情況進行配合，共同完成對貨物的整體性控制。

要構(gòu)建倉儲的控制系統(tǒng)，首先要明確倉庫中貨物以及相關(guān)設(shè)備的形狀、位置等信息，必須從空間上對其進行規(guī)劃，以形成井然有序的排列。

譬如貨物的分類及排序，需要同運輸帶以及移載設(shè)備進行綜合考慮?；谏鲜鰡栴}，智能倉儲的控制系統(tǒng)一般采用一對多的控制模式，硬件上采取主控制板+多個終端的配置，主控制板總攬整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)分析處理之后，以指令的方式將命令傳輸至終端，從而帶動整個控制系統(tǒng)的工作。

控制主板一般采用無線通信的方式來工作，在硬件上可以搭載一個無線通信模塊以及一個WiFi模塊，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)與各個終端進行通信，而主控制器可以直接連接到服務(wù)器端，并且可以直接通過PC機訪問云端，此時主服務(wù)器端也可以隨時查看各個終端部件的工作狀況，并予以動態(tài)的調(diào)控，至此就形成了主服務(wù)器—主控制端—終端的控制架構(gòu)，可以有效地對整個倉儲系統(tǒng)進行控制。

在相關(guān)設(shè)備的具體選擇方面，一般小型的倉庫在無線通信模塊上可以選擇RF模塊，對于比較大的倉儲系統(tǒng)，則可以選擇433M等通信模塊；控制板選擇方面應(yīng)該主要考慮穩(wěn)定性和成本兩個方面，一般情況下選擇常規(guī)的STM32單片機系統(tǒng)即可。

對于貨物堆放位置的控制，一般可以采用RFID標簽結(jié)合讀寫器來實現(xiàn)，如此可以測試相關(guān)位置點的距離，對于多位置點來說，可以設(shè)置三角式的RFID讀寫器來對其進行可視化監(jiān)管。當貨物正在被傳輸時，需要注意排序的問題，要避免出現(xiàn)多個貨物混亂的情況，此時應(yīng)該通過相關(guān)傳感器對其進行檢測，并將信息傳輸至控制端，以實現(xiàn)有序的調(diào)配[ 3 ]。

4 倉儲自動化發(fā)展前景

倉儲技術(shù)總體上來說向著智能化、模塊化、可靠化發(fā)展。

首先倉儲是建立在現(xiàn)代物流技術(shù)之上的，這決定了它的實踐來源于現(xiàn)代化電子商務(wù)，其本身就與現(xiàn)代信息智能有很大的聯(lián)系，隨著現(xiàn)代貿(mào)易信息化不斷加強，倉儲首先會向著智能化發(fā)展，它是保證其他行業(yè)得以順利進行的關(guān)鍵基礎(chǔ)之一，從商業(yè)的角度來看，物流是主要成本之一，智能化意味著成本的減少以及人力物力的解放。

其次智能化倉儲將會走向模塊化，物聯(lián)網(wǎng)及人工智能其底部技術(shù)比較復雜，而對于物流來說，人們并不關(guān)系其原理，而在意其效果，因此為了實現(xiàn)更為簡潔高效的人機交互，有必要將其模塊化，即將一批相似的技術(shù)聚集在一起，形成一個個可以直接操作的模塊，如此可以極大地提升工作效率。

就物聯(lián)網(wǎng)的具體技術(shù)而言，現(xiàn)今狀況下傳感器技術(shù)的缺陷在于不能很好地實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)控，而網(wǎng)絡(luò)端不夠順暢，現(xiàn)今5G技術(shù)將投入商用，預計會為整個網(wǎng)絡(luò)平臺帶來大的變革，在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用端，智能運輸機及立體倉儲的發(fā)展將會帶動整個倉儲系統(tǒng)的發(fā)展[ 4 ]。

參考文獻

[1]袁慶霓，謝永康.基于物聯(lián)網(wǎng)的可視智能倉儲系統(tǒng)設(shè)計方法[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2018（6）：110-113.

[2]李冬.自動倉儲系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與實施[J].設(shè)計開發(fā)，2015（7）：146-147.

[3]盧堯，任曉明.智能倉儲控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].自動化儀表，2017（2）：28-35.

[4]李龍.新工業(yè)時代下中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].智能制造，2015（8）：9-13.