化工自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱雷

（揚(yáng)州恒基達(dá)鑫國際化工倉儲(chǔ)有限公司，江蘇揚(yáng)州 211401）

倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)屬于產(chǎn)品供應(yīng)鏈中間層[1]，上層與ERP 相連，下層與運(yùn)輸設(shè)備相連，該系統(tǒng)能夠與DCS 系統(tǒng)開展實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，進(jìn)而將企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)中獲取的訂單信息、交付信息準(zhǔn)確無誤地處理，使得倉儲(chǔ)物流設(shè)施中能夠?qū)崟r(shí)地將各種資源獲取。 在該系統(tǒng)中，物流設(shè)施也能將訂單執(zhí)行情況定時(shí)傳輸?shù)絺}儲(chǔ)物流系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以獲取物流信息， 并對(duì)物流信息進(jìn)行管理，提升物流管理的速度與質(zhì)量，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的倉儲(chǔ)物流管理目標(biāo)。

1 自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)

化工自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流設(shè)施主要由產(chǎn)品物流和產(chǎn)品包裝兩個(gè)部分組成， 除了這兩個(gè)部分外，也引入了ERP 系統(tǒng)、DCS 系統(tǒng)和LMS 系統(tǒng)，通過這些系統(tǒng)構(gòu)成了完整的管理系統(tǒng)[2]。 圖1 為自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖。

圖1 自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖

1.1 物流管理

物流系統(tǒng)的作用在于對(duì)倉庫產(chǎn)品儲(chǔ)存和產(chǎn)品進(jìn)出情況進(jìn)行管理，包括入庫管理，出入口管理、人員管理、車輛管理等，這些內(nèi)容是物流管理的主要內(nèi)容。

1.2 包裝管理

包裝系統(tǒng)的作用在于對(duì)包裝料倉和包裝線進(jìn)行管理，包裝料倉的作用是將未包裝的產(chǎn)品存儲(chǔ)在特定的區(qū)域，包裝線的作用是將包裝后的產(chǎn)品運(yùn)到特定的區(qū)域[3]。

1.3 ERP 系統(tǒng)

ERP 系統(tǒng)是一種基于信息技術(shù)而建立的管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備了信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和前沿的管理理念，通過系統(tǒng)化管理模式給決策層提供多種行之有效的管理參照。 ERP 系統(tǒng)主要由MRP演變而來，屬于新型的集成化管理系統(tǒng)，管理的重點(diǎn)在于供應(yīng)鏈管理，保障供應(yīng)鏈的流暢性。 ERP系統(tǒng)的建立主要考慮到供應(yīng)鏈資源的有效應(yīng)用，能夠改善企業(yè)運(yùn)作方式，使得企業(yè)核心競(jìng)爭力能夠得到有效地提升。 ERP 系統(tǒng)中涵蓋了財(cái)務(wù)管理、會(huì)計(jì)核算、物流管理、生產(chǎn)控制管理、分銷管理、采購管理、人力資源管理和庫存管理等。 圖2為ERP 系統(tǒng)工作原理圖。

當(dāng)前企業(yè)所用的倉儲(chǔ)物流設(shè)施的工作方式是借助于計(jì)劃信息、預(yù)測(cè)信息和訂單信息安排物流輸送的具體內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃向著產(chǎn)品計(jì)劃轉(zhuǎn)變的目標(biāo)，等到系統(tǒng)將物料和需求進(jìn)行調(diào)控后，可以進(jìn)一步將物流的時(shí)間、產(chǎn)品的數(shù)量等明確，然后按照倉儲(chǔ)物流計(jì)劃執(zhí)行后續(xù)的物流任務(wù)，實(shí)現(xiàn)全方位管理目標(biāo)。

1.4 DCS 系統(tǒng)

DCS 系統(tǒng)應(yīng)用了處理器，工作的特點(diǎn)是顯示操作集中、控制功能分散和兼顧分而自治，通過這種綜合協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)物流各環(huán)節(jié)的控制， 在倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)里，DCS 能夠?qū)⑺形催M(jìn)行包裝的產(chǎn)品信息傳送送到LMS 系統(tǒng)中，然后通過LMS 系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品損耗情況分析。 此外，LMS系統(tǒng)可以對(duì)故障的公用信號(hào)進(jìn)行集中管理，在發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在故障后及時(shí)發(fā)出警報(bào)，確保產(chǎn)品的安全。 圖3 為DCS 系統(tǒng)工作流程圖。

圖3 DCS 系統(tǒng)工作流程

2 自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)硬件設(shè)備

現(xiàn)階段市面上使用的管理軟件系統(tǒng)較多，例如EWM 系 統(tǒng)、SIMATIC IT 系 統(tǒng)、Optivision 系 統(tǒng)和Proficy 系統(tǒng)等。 但是，無論企業(yè)選擇哪一種軟件系統(tǒng)，都需要相應(yīng)的硬件系統(tǒng)為軟件提供穩(wěn)定的運(yùn)行基礎(chǔ)，需要通過倉儲(chǔ)設(shè)施中安裝的各種硬件設(shè)備調(diào)控管理任務(wù)， 進(jìn)而保障物流的穩(wěn)定性，才能提升其自動(dòng)化程度。

2.1 服務(wù)器

倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)需要通過專門的服務(wù)器保障其運(yùn)行的穩(wěn)定性，在服務(wù)器內(nèi)部加裝了多種系統(tǒng)軟件，其作用是調(diào)控物流系統(tǒng)運(yùn)行。 例如：出入口管理軟件、倉庫管理軟件、人員管理軟件和車輛管理軟件等，系統(tǒng)能夠自主執(zhí)行運(yùn)算相應(yīng)的物流信息[4]。 在系統(tǒng)中設(shè)立了工程師站，其作用在于調(diào)控服務(wù)器中各類軟件，保障軟件系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，與此同時(shí)，服務(wù)器中的操作站能夠執(zhí)行多種復(fù)雜的操作任務(wù)，在錄入數(shù)據(jù)與檢查數(shù)據(jù)上有著較大優(yōu)勢(shì)。

2.2 無線網(wǎng)絡(luò)

無線網(wǎng)絡(luò)能夠通過倉儲(chǔ)物流設(shè)施中安裝的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從而使得倉存系統(tǒng)能夠不間斷地獲取到無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，進(jìn)而對(duì)各項(xiàng)物流流程進(jìn)行調(diào)控，保障物流信息處理的有效性。

2.3 條形碼打印

在產(chǎn)品出倉前需要在產(chǎn)品包裝線上打印條形碼，條形碼主要包含了產(chǎn)品的主要信息，包括發(fā)貨人和收貨人等信息。 條形碼的生成主要由許多寬度不等的空白線條組成，通過一定規(guī)則將這些線條排列， 能夠?qū)a(chǎn)品的信息存儲(chǔ)到條碼之中。 在化工裝置中，條碼的信息包括牌號(hào)、類別、批次、等級(jí)、產(chǎn)地和日期等[5]。

2.4 掃描器

掃描器主要用來獲取條碼信息，掃描器的結(jié)構(gòu)由光學(xué)透鏡、光源、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、掃描模組和加塑料外殼組合而成。 其工作原理是借助于光電元件發(fā)出的光信號(hào)獲取產(chǎn)品信息，然后將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在設(shè)備內(nèi)容電信號(hào)經(jīng)過再次轉(zhuǎn)換變成模擬數(shù)字信號(hào)，然后在計(jì)算機(jī)中形成特定的產(chǎn)品信息。 掃描器的信息傳輸方式有多種，例如USB、無線傳輸、RS232 等。 掃描器的位置位于包裝線末端，主要作用是采集產(chǎn)品入庫信息，同時(shí)將信息保存與傳遞到相應(yīng)位置。 圖4 為掃描器組成模塊圖，表1 為掃描器詳細(xì)參數(shù)。

圖4 掃描器組成模塊圖

表1 掃描器詳細(xì)參數(shù)

2.5 車載終端

車載終端主要位于叉車和卡車中的特定位置中，主要作用是實(shí)現(xiàn)通信，為車輛與倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)提供持續(xù)穩(wěn)定的通訊服務(wù)，信息傳輸?shù)姆绞揭话銥闊o線方式，通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)通信。 和無線手持終端相比這種傳輸方式十分相似，運(yùn)輸車輛中安裝了操作系統(tǒng)、鍵盤和顯示屏，而通信系統(tǒng)的電力供應(yīng)主要也是由運(yùn)輸車輛提供。 車載終端中都加裝了管理系統(tǒng)軟件，車輛能夠獲取到倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)給出的管理任務(wù)，系統(tǒng)會(huì)安裝清單順序開展管理工作，與此同時(shí)車輛駕駛員也能夠在車載終端上對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行了解[6]。

2.6 射頻識(shí)別

射頻識(shí)別也稱為RFID，其屬于通信技術(shù)中的一個(gè)類別，能夠借助于無線電訊號(hào)獲取到產(chǎn)品的數(shù)據(jù)并自動(dòng)處理系統(tǒng)給出的各類任務(wù)[7]。 RFID 無需識(shí)別系統(tǒng)是否已經(jīng)與目標(biāo)建立了相應(yīng)的通信方式。 如果站在識(shí)別角度分析，RFID 與條碼掃描有著很相似的地方，在條碼掃描中，需要將已編碼條形碼粘貼到產(chǎn)品的表面，然后借助于專門的掃描讀寫器獲取到條碼中的信息，但是不同的是RFID 主要借助于RFID 讀寫器對(duì)產(chǎn)品上粘貼的RFID 標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別分析， 借助于頻率信號(hào)實(shí)現(xiàn)RFID 標(biāo)簽信息轉(zhuǎn)化的目標(biāo)[8]。RFID 讀寫器的位置通常位于車輛出入口區(qū)域，此外在一些特定車輛信息識(shí)別位置也會(huì)安裝RFID 讀寫器，RFID 標(biāo)簽的位置通常在卡車上， 其特點(diǎn)在于針對(duì)性較強(qiáng)。圖5 為RFID 電路示意圖。

圖5 RFID 電路示意圖

2.7 光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)

OCR 是光學(xué)識(shí)別的建成，OCR 系統(tǒng)主要通過多個(gè)特定的攝像機(jī)和感應(yīng)線圈結(jié)合而成，其位置主要在車輛出入口區(qū)域， 能夠?qū)ν鶃碥囕v拍照，根據(jù)拍照信息識(shí)別車輛信息，從而實(shí)現(xiàn)高精度管理。 OCR 系統(tǒng)需要與RFID 系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)使用，車輛在經(jīng)過出入口時(shí)無須停車，安裝在相應(yīng)位置的檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)囕v精確地進(jìn)行識(shí)別，然后將任務(wù)自動(dòng)分配給各車輛，進(jìn)而提升系統(tǒng)管理的質(zhì)量[9]。 圖6為光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)組成框圖。

3 物流管理數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

3.1 需求分析

1）貨物、客戶信息管理，包括貨物、客戶信息的增加、修改、刪除和瀏覽管理。

2）貨物入庫、出庫管理，對(duì)采購的貨物完成電子入庫和出庫。

3）查詢管理，包括對(duì)貨物信息、客戶信息以及其他信息的查詢。

4）對(duì)當(dāng)前倉庫中的貨物信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和打印。

5）管理員與用戶或用戶組管理，主要是管理員的登錄管理與口令管理，以及用戶或用戶組權(quán)限、口令管理[10]。

3.2 數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)

根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的要求，數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見表2。

表2 管理員信息表

4 結(jié)束語

如果想要構(gòu)建自動(dòng)化的倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物流流程的高效管理，使得產(chǎn)品的入庫、出庫等信息得到完善，需要不斷優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)的操作流程規(guī)劃，進(jìn)而保障倉儲(chǔ)管理的合理性，同時(shí)也要確保硬件、軟件配置的完整性，只有將這三個(gè)要素更好地體現(xiàn)出來，才能使得系統(tǒng)的工作效率提升，減少系統(tǒng)錯(cuò)誤概率，提升現(xiàn)場(chǎng)操作的科學(xué)性，為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。 本文提出的這些系統(tǒng)構(gòu)建模式對(duì)于企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制管理有著一定的參考作用。