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以往電子物資倉儲管理嚴重依賴于現(xiàn)場作業(yè)人員的已有經(jīng)驗，主要依賴于人工作業(yè)，相關工作重復繁瑣，倉儲作業(yè)效率較低，且存在因人為疏忽而導致的作業(yè)差錯風險。故構建基于發(fā)光電子標簽的智能倉儲管理系統(tǒng)，通過智能化將人員從繁瑣低效的工作中解放出來，實現(xiàn)人、機、物的泛在接入、全面感知和信息高效處理。通過實現(xiàn)庫房內(nèi)物資的定位查找，能在幾秒內(nèi)從批量密集物資中迅速找到所需單品貨物，極大提升作業(yè)效率，實現(xiàn)物資的精益化管控。

不少物資公司以往使用的物資標簽，將電力物資信息記錄在普通紙張上，用塑料殼封起來后粘貼在電力物資本體上，在使用一定時間后容易發(fā)生損壞、脫落等問題，導致作業(yè)人員完成相關工作的平均時長延長到1.5倍以上。表1為傳統(tǒng)物資標簽信息管理情況。

而發(fā)光電子標簽內(nèi)嵌“國網(wǎng)芯”UHF射頻識別標簽芯片，利用無線取能技術實現(xiàn)無源發(fā)光功能，支持指定標簽的可視化查找。其原理如圖1所示。發(fā)光電子標簽的技術參數(shù)如下：

表1 傳統(tǒng)物資標簽信息管理情況     

(1）支持協(xié)議：符合國際標準ISO-18000-6C;

(2）識讀距離：讀距≥2.5m；寫距≥1.6m；點亮距離≥1.6m;

(3)EEPROM：擦寫次數(shù)≥10萬次；數(shù)據(jù)保存時間≥15年；

(4）標簽材質(zhì)：阻燃耐候防曬抗UV材料，適用于室內(nèi)及戶外倉儲環(huán)境；

(5）抗靜電能力：HBM(VESD）：±2 k V;

(6）工作溫度：-30～70℃；

(7）存儲溫度：-40～80℃；

(8）防護等級：IP68。

相較于傳統(tǒng)物資標簽，發(fā)光電子標簽具有如下顯著優(yōu)勢：采用TPV材質(zhì)，耐磨、防鹽霧酸堿腐蝕、阻燃達到V0等級；采用注塑一體成形工藝生產(chǎn)，防護等級IP68；符合國際標準ISO-18000-6C協(xié)議；采用無源設計，可按要求點亮選中標簽上的LED指示燈；內(nèi)置中國標準SM7算法，支持雙向身份認證，杜絕非授權設備獲取相關信息。

圖1 發(fā)光電子標簽的工作原理   

基于發(fā)光電子標簽的電力物資倉儲管理應用方案如圖2所示。整體由如下幾個部分構成：

(1）終端層：負責現(xiàn)場信息采集，其中物資粘貼發(fā)光電子標簽，支持指定標簽點亮功能，標簽內(nèi)存儲物資唯一身份碼；作業(yè)人員配備工業(yè)級平板手持機，為超高頻讀寫手持設備（可單獨使用），支持符合ISO/IEC18000-6CEPCClass1Gen2和GB/T29768-2013《信息技術射頻識別800/900MHz空中接口協(xié)議》雙協(xié)議；

圖2 基于發(fā)光電子標簽的電力物資倉儲應用方案  

(2）網(wǎng)絡層：負責數(shù)據(jù)的通信傳輸，支持北斗定位，5G u RLLC/m MTC,LTE電力無線專網(wǎng)、廣域窄帶物聯(lián)網(wǎng)等組網(wǎng)模式；

(3）平臺層：負責數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口，存儲相關業(yè)務數(shù)據(jù)，包括物資信息、作業(yè)人員信息、作業(yè)人員地理位置信息、管理歷史記錄等；

(4）應用層：電力物資倉儲管理平臺。通過該平臺可實施各項管理功能，如定制倉儲盤點任務、物資出入庫、倉儲工作人員管理等。

(1）信息化管理。實現(xiàn)系統(tǒng)中用戶的信息數(shù)據(jù)、電力倉儲物資信息、地點信息、圖片數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、作業(yè)操作履歷的導入導出、個性定制、增刪改查等操作，如管理員可導出和刪除作業(yè)人員的具體操作記錄。

(2）作業(yè)管理。設定系統(tǒng)的一些重要參數(shù)，如設置目標服務器、目標存儲器類型；作業(yè)一欄顯示具體作業(yè)的上傳、下載和刪除；將已完成的作業(yè)提交服務器進行作業(yè)審批認可；進行作業(yè)下的報表數(shù)據(jù)采集，信息采集終端還包含操作文檔下載、歷史數(shù)據(jù)查看、作業(yè)項目定位及圖片信息采集等；實現(xiàn)地圖顯示功能，實時定位操作人員所在位置信息和電力物資位置信息等。

(3）終端功能。可移動終端的主要任務是讓作業(yè)人員獲取各自的工作任務，在執(zhí)行任務的過程中將相關信息傳輸?shù)椒掌鳎唧w如表2所示。

特殊情況下，本應用還具有作業(yè)模板功能，用戶在下載作業(yè)的同時也下載作業(yè)模板。離線狀態(tài)下，在現(xiàn)場信息采集終端上通過作業(yè)模板創(chuàng)建作業(yè)來應對特殊情況下的離線作業(yè)。離線作業(yè)的創(chuàng)建過程包括作業(yè)數(shù)據(jù)的復制和報表文件的復制。

表2 可移動終端的功能     

(4）典型應用：發(fā)光電子標簽在電力物資倉儲管理整體應用流程如圖3所示。

圖3 發(fā)光電子標簽在電力物資倉儲的應用流程 

下面分別講述其中幾個典型應用：

(1)物資入庫：通過識讀發(fā)光電子標簽完成物資入庫，其流程如圖4所示。

圖4 物資入庫   

A.供應商提前預約物資送貨并安排物資裝車，將物資運輸至指定的倉庫；

B.倉儲作業(yè)人員通過移動作業(yè)終端選擇業(yè)務類型及入庫物資條目，掃描發(fā)光電子標簽，識別物資身份碼，讀取物資身份信息，并上傳當前地理位置信息。系統(tǒng)自動比較物資身份信息與物資補庫計劃，核實物料類型、數(shù)量、廠商、倉庫地點等信息，確認無誤后，倉儲作業(yè)人員檢查到貨物資外觀，拍攝現(xiàn)場到貨物資照片，同步至后臺系統(tǒng)，便于后期物資管理人員抽樣查驗；

C.倉儲作業(yè)人員掃描《貨物交接單》、《到貨驗收單》、《退料申請單》、《廢舊物資入庫申請單》等業(yè)務單據(jù)上的單據(jù)碼，關聯(lián)物資身份碼與單據(jù)碼，系統(tǒng)自動核實業(yè)務單據(jù)信息是否與物資身份碼信息一致，核實無誤后，系統(tǒng)自動完成相應的ERP系統(tǒng)入庫操作，提示業(yè)務人員打印相關業(yè)務單據(jù)；

D.系統(tǒng)根據(jù)到貨物資類型、數(shù)量及當前倉庫存儲狀態(tài)，通過移動作業(yè)終端，向倉儲作業(yè)人員自動推薦物資存儲貨位；

E.倉儲作業(yè)人員結合WMS系統(tǒng)提供的物資存儲貨位建議，選擇、確認物資存儲庫區(qū)，并借助移動作業(yè)終端查看可存儲貨位信息，選擇最佳存放貨位（全自動作業(yè)存儲區(qū)的倉儲位置由后臺系統(tǒng)自動分配）；

F.根據(jù)倉庫選擇的不同，利用相應設備完成物資搬運上架作業(yè)。自動立體庫由懸臂吊、輸送帶、堆垛機、精定位行吊、穿梭車等物流設施設備，進行自動上架入庫；平置自動庫由AGV將物資運送至指定貨位，輔以人工作業(yè)完成上架；室內(nèi)平置區(qū)、室外堆場區(qū)分別由叉車、行吊完成物資上架作業(yè)。

(2)物資掃碼出庫：通過識讀發(fā)光電子標簽完成物資精準查找及物資出庫，其流程如圖5所示。

圖5 物資出庫  

A.項目單位提前通過電話或移動APP聯(lián)系倉庫進行預約領料，倉儲作業(yè)人員在接到項目單位領料業(yè)務辦理信息后，及時將領料物資類型及數(shù)量等預約信息錄入后臺管理系統(tǒng)；

B.系統(tǒng)根據(jù)領料物資信息，生成出庫物資貨位信息，并推送至倉儲作業(yè)人員的移動終端上；

C.倉儲作業(yè)人員根據(jù)系統(tǒng)提示的出庫物資信息，進行領料物資提前備貨準備工作。若為人工作業(yè)庫區(qū)，倉儲作業(yè)人員根據(jù)發(fā)光電子標簽提示，至相應貨位前，通過移動終端，掃描相應的貨位碼，更新發(fā)光電子標簽物料卡信息，完成物資下架確認工作，并借助行吊、叉車等設備，將待出庫物資搬運至相應區(qū)域；若為立體自動庫區(qū)，系統(tǒng)接收出庫指令后，由安裝有RFID讀寫裝置的堆垛機、穿梭車、輸送帶等設施設備，自動讀取貨位碼信息，更新發(fā)光電子標簽物料卡信息，將待出庫物資搬運至指定區(qū)域，完成物資出庫下架準備工作；

D.倉儲作業(yè)人員掃描項目單位提交的《領料單》上的單據(jù)碼與物資身份碼，系統(tǒng)自動核實物料類型、供應商名稱、出庫數(shù)量等信息，確認無誤后，完成相應的系統(tǒng)出庫操作；

E.所領物資交由領料單位/回收商裝車出庫，同時，領料雙方通過手機APP，進行線上簽字確認，完成物資發(fā)貨。

(3)物資自動盤點：通過識讀發(fā)光電子標簽完成物資自動盤點，其流程如圖6所示。

圖6 物資自動盤點   

A.針對立體自動作業(yè)庫區(qū)，倉儲作業(yè)人員通過倉儲管理系統(tǒng)發(fā)送庫存盤點指令，配備RFID讀寫裝置的堆垛機、自行式叉車、穿梭車等自動化物流設備，通過掃描發(fā)光電子標簽，對倉庫物資進行全方位、多頻次的自動盤點；針對平置區(qū)盤點，倉儲作業(yè)人員手持移動作業(yè)終端，逐個掃描發(fā)光電子標簽清點物資數(shù)量，并將實盤數(shù)量錄入移動終端，傳至后臺系統(tǒng)；

B.系統(tǒng)根據(jù)盤點數(shù)量，自動從后臺數(shù)據(jù)庫抓取對應的賬面物資數(shù)量，對比賬面物資數(shù)量和實際盤點數(shù)量是否存在差異，如存在差異，則系統(tǒng)提示倉儲作業(yè)人員再一次對相關庫存物資進行盤點、核實，并將盤點結果錄入移動終端，后臺系統(tǒng)進行差異對比；

C.系統(tǒng)根據(jù)賬面庫存數(shù)量與庫存盤點實物數(shù)量，自動生成庫存盤點表，相關人員簽字后，留檔保管。

(4)倉儲業(yè)務可視：通過識讀發(fā)光電子標簽實現(xiàn)物資可視化，其流程如圖7所示。

圖7 倉儲可視化   

A.在辦理物資入庫時，物資移至指定貨位后，倉儲作業(yè)人員通過移動作業(yè)終端，讀取貨位碼（自動作業(yè)庫區(qū)由安裝有條碼、電子標簽等讀取裝置的堆垛機、自行式叉車、穿梭車等設備，自動讀取貨位編碼），系統(tǒng)自動將物資身份碼與貨位碼進行綁定，并借助WM模塊，即時更新貨位信息與發(fā)光電子標簽物料卡信息，包括貨位編碼、物資信息及存儲數(shù)量、庫齡、可用貨位等；

B.在辦理物資出庫時，倉儲人員根據(jù)出庫要求，通過手持移動作業(yè)終端掃描貨位碼（安裝有條碼、電子標簽等讀取裝置的物流設施設備可自動掃碼貨位碼）與發(fā)光電子標簽，辦理物資出庫，借助WM模塊同步更新貨位信息；

C.倉儲管理人員可通過WMS系統(tǒng)，實時查看倉庫各存儲單元的存儲狀態(tài)，包括已存儲數(shù)量和剩余可存儲數(shù)量，實現(xiàn)庫存信息可視化管理。

(5)廢舊物資處置。廢舊物資拆除環(huán)節(jié)，項目管理部門與使用保管單位通過掃描發(fā)光電子標簽盤點退役電網(wǎng)實物資產(chǎn)拆除情況，檢查與拆除設備對應準確性；廢舊物資入庫環(huán)節(jié)，使用保管單位與物資部門辦理廢舊物資移交及入庫手續(xù)，通過掃描發(fā)光電子標簽，核實廢舊物資入庫基本信息，獲取廢舊物資編碼，完成廢舊物資入庫，廢舊物資和標簽ID同步移交；廢舊物資銷售出庫環(huán)節(jié)，各級物資公司（供應中心）在系統(tǒng)中創(chuàng)建廢舊物資銷售訂單，在銷售訂單中記錄實物ID信息，在廢舊物資銷售出庫后，歸檔實物ID編碼。

輸出信息列舉：物資身份信息：物資編碼、廢舊物資碼、項目編碼、物資規(guī)格型號、物資數(shù)量、物資單位、供應商名稱、廢舊物資拆解信息等信息。倉儲業(yè)務信息：庫存地點、存儲庫區(qū)、貨位信息、物資出入庫數(shù)量、出入庫時間、在庫時間等信息。

實施步驟：

A.倉儲作業(yè)人員通過移動作業(yè)終端掃描發(fā)光電子標簽獲取物資身份信息，完成物資一鍵收發(fā)貨。

B.物資上下架后，通過讀取貨位碼，關聯(lián)貨位碼與唯一編碼，實現(xiàn)庫存信息可視化管理。

C.物資盤點環(huán)節(jié)，倉儲作業(yè)人員通過掃描發(fā)光電子標簽獲取物資信息，系統(tǒng)自動比較實物信息與庫存信息。

D.廢舊物資處置環(huán)節(jié)，倉儲作業(yè)人員通過掃描發(fā)光電子標簽獲取廢舊物資碼，核實廢舊物資入庫信息。

當采用移動式終端來開展電力物資倉儲管理時，作業(yè)數(shù)據(jù)一般直接存儲在數(shù)據(jù)庫中，容易被人篡改，并且數(shù)據(jù)庫動后不易被察覺，信息缺乏安全性，對責任追究也造成了不便。針對此現(xiàn)象，具體應用時增加加密模塊來做到作業(yè)的有效監(jiān)管，確保信息的真實性。

為增加應用可信度，作業(yè)人員在現(xiàn)場拍照記錄后，終端在將圖片上傳至服務器前，會將采集到的作業(yè)信息通過加密算法處理。服務器端接收到圖片后，通過對應的算法將信息提取出來，與數(shù)據(jù)庫記錄進行比對，如此一來，提高了作業(yè)照片的真實可信度，減小了數(shù)據(jù)庫被篡改的風險。圖8為信息加密示意圖。

這種方法的可行性和優(yōu)勢在于，信息加密算法相當于給圖片做了一個安全防護和防偽加密，在不知道秘鑰以及精確的時間和地理位置的前提下，無法偽造數(shù)據(jù)，只有終端傳過來的數(shù)據(jù)才能通過可信性檢驗，從而確保了數(shù)據(jù)的可信性。

圖8 信息加密示意圖   

綜上所述，基于發(fā)光電子標簽的電力物資倉儲管理應用支持對識讀到的電力物資進行身份認證、秘鑰解析、消息上傳等物資倉儲管理工作，同時還支持全網(wǎng)通話、短消息、北斗/GPS定位、攝像拍照、二維碼掃描等功能，方便電力倉儲管理人員的使用，幫助實現(xiàn)電力倉儲數(shù)字化及智能化管理，能夠有效提升管理水平，具有較高的應用價值