基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)的智慧倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用分析

孫永武

（林洋能源科技（上海）有限公司，上海 200120）

1 概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是指連接物品應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，是近些年較為熱門的詞匯。在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，應(yīng)用中國(guó)制造，并且成為我國(guó)新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中的關(guān)鍵點(diǎn)，形成了創(chuàng)新發(fā)展行業(yè)市場(chǎng)，整體效益優(yōu)良。物聯(lián)網(wǎng)在使用中，RFID傳感器技術(shù)以及嵌入式系統(tǒng)技術(shù)屬于極為關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。其主要核心在于應(yīng)用對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如對(duì)紅外感應(yīng)器、RFID、全球定位等諸多傳感設(shè)備的應(yīng)用，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)載體，以特定協(xié)議達(dá)到萬(wàn)物互聯(lián)效果，使信息實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，由此使智能管理、智能識(shí)別、智能追蹤的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以應(yīng)用在各垂直產(chǎn)業(yè)鏈中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。諸如智慧物流、智慧城市、智慧電網(wǎng)等領(lǐng)域[1]。

1.2 智慧倉(cāng)儲(chǔ)

智慧倉(cāng)儲(chǔ)在應(yīng)用中，主要是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各類先進(jìn)的管理手段識(shí)別倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)信息，并進(jìn)行預(yù)警與管理。由此提升作業(yè)效率，降低倉(cāng)儲(chǔ)的綜合成本，智慧倉(cāng)儲(chǔ)具有倉(cāng)儲(chǔ)及集散兩類功能。而儲(chǔ)存主要是提供對(duì)貨物進(jìn)行儲(chǔ)存的環(huán)境以及相關(guān)的過(guò)程服務(wù)。主要為出入庫(kù)、檢驗(yàn)以及裝卸、運(yùn)輸?shù)戎T多環(huán)節(jié)。集散是指物流的分發(fā)收集服務(wù)，在傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)工作中，手工操作是主流的工作模式，無(wú)法及時(shí)更新貨物信息，致使無(wú)法批量化、自動(dòng)化的采集倉(cāng)儲(chǔ)，整體管理效率較低。由此可見，物流等諸多行業(yè)中迫切需要應(yīng)用智慧倉(cāng)儲(chǔ)[2]。

2 智慧倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

在互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展思路之下，智慧倉(cāng)儲(chǔ)體系不斷完善，國(guó)家更加鼓勵(lì)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)，確保物流行業(yè)能夠健康發(fā)展。并且物聯(lián)網(wǎng)等創(chuàng)新技術(shù)的深度發(fā)展，使智慧倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展有了新方向。物流倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域會(huì)產(chǎn)生各類大數(shù)據(jù)，其處理基礎(chǔ)極為龐大?；趧?chuàng)新驅(qū)動(dòng)理念，能夠使智慧倉(cāng)儲(chǔ)管理帶來(lái)創(chuàng)新發(fā)展機(jī)遇，以下對(duì)當(dāng)前智慧倉(cāng)儲(chǔ)在發(fā)展中形成的各類技術(shù)進(jìn)行分析。

2.1 智能信息技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù)不斷發(fā)展，各類信息技術(shù)在智慧倉(cāng)儲(chǔ)中廣泛應(yīng)用，其有著不可替代的重要作用。智慧倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)，通信技術(shù)、傳感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍使用，明顯提升了技術(shù)應(yīng)用效率。

2.2 智能感知技術(shù)

在互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展思路之下，物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術(shù)在智慧倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域不斷普及，迎來(lái)創(chuàng)新發(fā)展的高峰。在物聯(lián)網(wǎng)技感知技術(shù)的應(yīng)用中，此技術(shù)是極為重要的構(gòu)成部分，是智慧倉(cāng)儲(chǔ)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行收集的主要方式，同時(shí)也是智慧倉(cāng)儲(chǔ)感知體系中極為關(guān)鍵的構(gòu)成部分。

2.3 倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人

在新零售概念推進(jìn)的背景下，對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)智能柔性化，可視化等諸多要求不斷增加，企業(yè)在發(fā)展中若想實(shí)現(xiàn)降本增效，便需要應(yīng)用智能化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，由此需要對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人的應(yīng)用提出更加多元的要求。在我國(guó)相關(guān)部委各類產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)及全行業(yè)的共同努力下，國(guó)內(nèi)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人在發(fā)展過(guò)程中迎來(lái)了新的發(fā)展高潮。但我國(guó)多數(shù)機(jī)器人企業(yè)更加注重AGV方面的研發(fā)，其研發(fā)局限性相對(duì)較高[3]。

2.4 智能追溯系統(tǒng)

目前在物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，最具代表性且應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)為 RFID技術(shù)，其次為GPS和北斗智能定位終端，以及GIS數(shù)據(jù)采集等諸多智能終端產(chǎn)品。在發(fā)展中會(huì)構(gòu)建完善的貨物雙向賦碼追溯系統(tǒng)，使貨物能夠獲得雙向追溯，以此類模式可有效監(jiān)管貨物的物流信息。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)

3.1 總體目標(biāo)設(shè)計(jì)

3.1.1 以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的各類功能

此系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中主要有入庫(kù)、出庫(kù)、在庫(kù)管理以及財(cái)務(wù)管理、倉(cāng)庫(kù)管理等功能。在應(yīng)用中需要實(shí)現(xiàn)多途徑、全方位的自動(dòng)信息采集技術(shù)、無(wú)線有線網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)、多種終端與平臺(tái)數(shù)據(jù)同步傳輸技術(shù)、倉(cāng)庫(kù)全景3D建設(shè)以及用戶決策生成報(bào)表技術(shù)。

3.1.2 分布式架構(gòu)

在系統(tǒng)構(gòu)建中以 web servics多層分布式架構(gòu)為基礎(chǔ)，在應(yīng)用中集成移動(dòng)APP，滿足不同地點(diǎn)以及差異性用戶使用系統(tǒng)的需求，保證系統(tǒng)應(yīng)用不會(huì)受到影響。在系統(tǒng)開發(fā)完成后，會(huì)大幅度的提升企業(yè)的儲(chǔ)存力、庫(kù)存以及發(fā)貨的正確率，降低整體庫(kù)存短缺損失，使各類設(shè)備的實(shí)際費(fèi)用得以降低，確保倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)更具節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性。

3.2 web surprise多層分布架構(gòu)

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)應(yīng)用RUP確保系統(tǒng)開發(fā)與具體實(shí)施的質(zhì)量。同時(shí)，在部分CPM及各類關(guān)鍵實(shí)施單元之上，會(huì)采取敏捷建模以及極限片編程等諸多模式系統(tǒng)。在應(yīng)用過(guò)程中能夠做到本地部署，同時(shí)也可在云端運(yùn)行倉(cāng)庫(kù)管理，倉(cāng)庫(kù)可分散在全國(guó)各地，并且可進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)置。云服務(wù)架構(gòu)在應(yīng)用中繼續(xù)進(jìn)行簡(jiǎn)單配置，從而能夠滿足客戶的需求。

3.3 功能模塊設(shè)計(jì)

3.3.1 后臺(tái)管理系統(tǒng)

用戶管理。一個(gè)用戶可以將其隸屬于多個(gè)分組，而一個(gè)組同樣可擁有諸多用戶，用戶組可將其歸屬于部門。第二，權(quán)限管理。此部分管理會(huì)授予用戶或者相應(yīng)的用戶組實(shí)際業(yè)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用權(quán)限。授權(quán)成功則相應(yīng)的用戶可登錄到系統(tǒng)內(nèi)，依照用戶的權(quán)限分配用戶的應(yīng)用系統(tǒng)功能。第三，系統(tǒng)管理。在成功設(shè)置后完工作計(jì)劃后，有兩方面的應(yīng)用效果。系統(tǒng)會(huì)依照整體計(jì)劃協(xié)作的請(qǐng)求向當(dāng)班用戶發(fā)送，由此可使相關(guān)用戶了解自己和其他用戶的實(shí)際排班情況。

3.3.2 倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)

入戶管理。主要為入庫(kù)、申請(qǐng)入庫(kù)、結(jié)算、入庫(kù)驗(yàn)貨以及訂單管理4個(gè)板塊。入庫(kù)申請(qǐng)主要為導(dǎo)入外部Excel訂單以及手工錄入訂單兩種模式。第二，出庫(kù)管理。主要為出庫(kù)申請(qǐng)、出庫(kù)結(jié)算、出庫(kù)驗(yàn)貨以及出庫(kù)訂單管理四部分內(nèi)容。在出庫(kù)管理中，出庫(kù)申請(qǐng)為導(dǎo)入Excel訂單以及手工錄入訂單。第三，在庫(kù)管理。在庫(kù)管理在應(yīng)用中主要為盤點(diǎn)管理、移庫(kù)管理與相應(yīng)的過(guò)戶管理。第四，倉(cāng)庫(kù)管理。此部分功能主要為貨物容器收費(fèi)、車輛排班、智能報(bào)表管理。第五，客戶管理。此部分內(nèi)容主要為客戶信息、IC卡以及查詢系統(tǒng)管理。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)

4.1 智慧倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)平臺(tái)

在社會(huì)共享開放的理念之下，依照模塊的特點(diǎn)分解智慧倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，需要詳細(xì)說(shuō)明所涉及的各類關(guān)鍵性技術(shù)。分步計(jì)算倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)，梳理各類技術(shù)，進(jìn)行深入的挖掘與研究，在海量數(shù)據(jù)中，挖掘數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)一步發(fā)揮數(shù)據(jù)所具有的價(jià)值。具體而言，在智慧倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)平臺(tái)框架內(nèi)，將其分為三個(gè)部分。其一為請(qǐng)求端；其二為提供端；其三為服務(wù)平臺(tái)。而服務(wù)平臺(tái)在構(gòu)建中，并不局限于單一性的對(duì)象，需要面向供應(yīng)商客戶，代理商以及相應(yīng)的生產(chǎn)商。以GPS系統(tǒng)與GIS數(shù)據(jù)采集模式，向倉(cāng)儲(chǔ)平臺(tái)發(fā)送倉(cāng)儲(chǔ)需求，通過(guò)傳感器設(shè)備所具有的智能感知技術(shù)識(shí)別相應(yīng)的貨物信息。

4.2 智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)軟件架構(gòu)

4.2.1 軟件功能

倉(cāng)儲(chǔ)管理是系統(tǒng)中的核心環(huán)節(jié)，系統(tǒng)在應(yīng)用中不僅能滿足基礎(chǔ)性的參數(shù)管理需求，同時(shí)能夠以大數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)構(gòu)建相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析模型，主要包括風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、庫(kù)存的智能提示、貨物分類等諸多內(nèi)容，使倉(cāng)儲(chǔ)管理以及生產(chǎn)商能夠獲得更加高效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4.2.2 入庫(kù)登記功能

在倉(cāng)庫(kù)入口會(huì)安裝RFID讀卡器，當(dāng)相應(yīng)的貨物入庫(kù)時(shí)，讀卡器會(huì)有效的讀取實(shí)際的標(biāo)簽信息，在第一時(shí)間回傳讀取的各類信息，使其進(jìn)入到倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)搜索倉(cāng)庫(kù)處于閑置狀態(tài)的各類貨物，依照貨物的實(shí)際分類，對(duì)貨位進(jìn)行更加智能的分配。同時(shí)打印貨，依照上架規(guī)則，將托盤放置在對(duì)應(yīng)的貨位上。最后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行入庫(kù)檢驗(yàn)，在確認(rèn)無(wú)誤后，會(huì)自動(dòng)辦理入庫(kù)登記。當(dāng)貨物成功入庫(kù)后，具有RFID的托盤會(huì)回到整體倉(cāng)庫(kù)入庫(kù)所具有的激活區(qū)，相應(yīng)的激活標(biāo)簽會(huì)對(duì)讀卡器發(fā)送有關(guān)信息，讀卡器則會(huì)讀取相應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

4.2.3 出庫(kù)管理功能

在出庫(kù)過(guò)程中，庫(kù)存管理系統(tǒng)會(huì)依照指令與貨物的實(shí)際信息提取相應(yīng)的貨物的貨位，同時(shí)發(fā)送 RFID讀卡器下架指令。在相應(yīng)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，會(huì)使數(shù)據(jù)回傳至相應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)中，并且自動(dòng)生成出庫(kù)單，將庫(kù)存信息由IP發(fā)送至出庫(kù)無(wú)限射頻終端。倉(cāng)庫(kù)之內(nèi)相關(guān)機(jī)器人會(huì)依照整體系統(tǒng)所傳輸?shù)闹噶睿谪浳贿M(jìn)行揀貨工作，同時(shí)需要掃描條形碼，確認(rèn)品種數(shù)量等諸多信息。而后出貨的貨物會(huì)輸送到整理區(qū)等待裝車，在初步作業(yè)完成后，相應(yīng)的系統(tǒng)會(huì)對(duì)信息進(jìn)行自動(dòng)性的確認(rèn)，并且由APP對(duì)庫(kù)存的各類信息傳輸?shù)匠鰩?kù)管理模塊。在復(fù)核無(wú)誤后，打印出庫(kù)單，同時(shí)由相關(guān)部門發(fā)送發(fā)貨通，更新庫(kù)存信息。

4.3 智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件架構(gòu)

4.3.1 RFID智能貨架

RFID智能貨架會(huì)在貨架之上裝配分支器、RFID讀寫器以及天線等諸多設(shè)備。同時(shí)，會(huì)在貨物之中張貼高頻標(biāo)簽，以確保全倉(cāng)庫(kù)的全部貨架能獲得全方位的感知，獲取對(duì)每一貨物所具有的位置，將整體平板天線固定在貨架最頂層，同時(shí)整體貨架每一層會(huì)安裝8口天線分支器，并且確保天線能夠?qū)ω浖苓M(jìn)行全方位的覆蓋。在倉(cāng)庫(kù)中設(shè)置開放式貨架，劃分相關(guān)的區(qū)域。而每一區(qū)域都安裝識(shí)別指示燈，能夠由指示燈顯示貨物當(dāng)前的位置，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)音播報(bào)。

4.3.2 智能機(jī)器人

在盤庫(kù)及搬運(yùn)機(jī)器人時(shí)，會(huì)安裝讀寫器以及低頻激活器。機(jī)器人如果經(jīng)過(guò)2.4G+125K雙頻標(biāo)簽區(qū)，能夠以2.4G遠(yuǎn)程識(shí)別技術(shù)以及125K低頻喚醒技術(shù)激活標(biāo)簽，同時(shí)讀取相應(yīng)的信息。機(jī)器人在應(yīng)用中會(huì)擁有定位功能，能夠有效的定位及清點(diǎn)貨物。低頻喚醒器實(shí)際工作范圍可設(shè)置在1～3.5m內(nèi)，d當(dāng)?shù)竭_(dá)相應(yīng)區(qū)域的標(biāo)簽，則可自動(dòng)激活，同時(shí)獲取標(biāo)簽信息。而標(biāo)簽在平時(shí)會(huì)處于休眠狀態(tài)，由此確保使用年限。另外，機(jī)機(jī)器人在工作中會(huì)依照已經(jīng)制定的線路對(duì)貨物進(jìn)行清點(diǎn)，雙頻設(shè)計(jì)在應(yīng)用中能夠使貨物盤點(diǎn)工作更為便捷，實(shí)現(xiàn)一次性盤貨。

4.3.3 智能物品管理機(jī)器人

需要將貨架區(qū)進(jìn)行有效的分類管理，每一區(qū)域需要放置一個(gè)機(jī)器人，開展綜合性的管理，提升工作效率。每一區(qū)機(jī)器人能夠共享同一網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，為了防止存在碰撞問(wèn)題，需要有效優(yōu)化相關(guān)服務(wù)器的實(shí)際算法。

4.3.4 手持終端

手持終端在應(yīng)用過(guò)程中，其主要的作用為清點(diǎn)資產(chǎn)點(diǎn)，在盤存過(guò)程中，管理員會(huì)通過(guò)手持的RFID設(shè)備進(jìn)行操作，而貨物信息將自動(dòng)上傳至相應(yīng)的系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)信息進(jìn)行核查，顯示出其不同顏色所具有的背景標(biāo)識(shí)，如并無(wú)入庫(kù)，則可標(biāo)識(shí)為淺紅色，貨物缺失標(biāo)識(shí)為綠色貨，物正確標(biāo)示為白色。由此，倉(cāng)儲(chǔ)管理人員能夠及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)的各類貨物信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，智慧倉(cāng)儲(chǔ)創(chuàng)新得到大幅度的提升，倉(cāng)儲(chǔ)管理的綜合水平以及效率不斷的增加?；ヂ?lián)網(wǎng)在當(dāng)前倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域有著更加廣闊的前景，但在實(shí)際應(yīng)用中，相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)仍然處于相對(duì)低端的水平，因此需要進(jìn)一步對(duì)相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行不斷的深入研究，以確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用中得到不斷的深化，真正的將智慧倉(cāng)儲(chǔ)以物聯(lián)網(wǎng)的角度進(jìn)行有效的構(gòu)建，以便倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)的創(chuàng)新度以及倉(cāng)儲(chǔ)的綜合能力得到不斷的提升?！?/p>