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隨著社會經濟的發展和工業生產的加速, 倉庫的進出更為頻繁, 倉庫信息管理更為重要。傳統倉庫管理完全由人來完成, 以手工記錄為主, 當企業的物流業務成長到一定規模之后, 隨著訂單數量的增加, 客戶需求不斷個性化, 執行效率就成為物流發展的瓶頸, 單純依靠人力資源的增加已不能提升出入庫執行的速度和精準度。RFID技術、智能終端技術、無線數據傳輸技術、數據庫技術等物聯網技術的迅速發展解決了這個問題, 它使計算機技術與現代的管理技術相互配合, 更加準確、高速地完成工業企業日常的倉庫管理工作, 由簡單落后轉變成高科技與人工手段并存, 實現了倉庫管理的智能化、信息化、網絡化、自動化, 使企業能夠以最少的人員來完成更多的工作。

目前, 傳統中小包裝食用油穿梭式貨架倉庫存儲數十萬箱、近百個規格的中小包裝食用油。如此多規格和數量的產品儲存在倉庫 (穿梭式貨架食用油倉庫) 內, 每天又有數萬箱產品頻繁出入庫, 包裝油入庫、庫存、出庫等環節都是采用人工管理方式, 管理流程繁瑣, 倉庫管理工作量大, 貨物品種、數量等信息不完善, 經常出現帳、卡、物不符的情況, 導致庫存管理水平低、管理成本高, 已經不適應現代化企業管理的需要, 迫切需要升級改造。

為進一步提高食用包裝油庫存管理現代化水平, 保障糧油安全, 我們開發并實施了中小包裝食用油倉庫智能倉儲系統, 該系統采用物聯網技術對穿梭式貨架食用油倉庫的出入庫進行智能化集中管理。

中小包裝食用油倉庫智能倉儲系統主要擔負貨物的碼盤碼垛、傳輸、存儲、裝卸等實時監管任務, 是一個較復雜的綜合系統, 它綜合了機械、電子、系統分析、物聯網等技術。而全自動化智能倉庫建設費用較高。例如我國目前已建成實現全自動化立體倉庫, 其建設費用都在1000萬元以上, 這就促使對傳統穿梭式貨架倉庫的升級改造。同時要求智能倉儲系統必須運行可靠, 經濟實用, 實現系統貨物的碼盤、碼垛、傳輸、倉儲等統一協調調度和管理, 提高系統的運行效率和可靠性, 實現追溯。如何對傳統穿梭式貨架進行智能化管理是系統設計應該考慮的主要問題。

開發中小包裝食用油倉庫智能倉儲系統的目的主要是為了提升中小包裝倉庫管理水平, 利用現代化的物聯網技術和信息化技術實現對食用包裝油入庫、庫存、出庫全過程的貨物標識、跟蹤、管理, 提高管理水平和管理效率, 同時對生產和運行情況進行數據統計, 為管理提供更多詳實的數據支撐。

1.1.1 智能倉庫管理系統布局 (圖1)

1.1.2 入庫流程 (圖2)

1.1.3 出庫流程 (圖3)

1.1.4 移庫流程 (圖4)

根據倉庫業務流程和操作需求, 系統硬件結構設計分為五大部分, 包括服務器、管理終端、碼盤子系統、庫門子系統、叉車子系統、手持終端子系統。系統硬件結構設計見圖5。

服務器采用聯想公司的RD450服務器, 采用2顆Xeon E5 8核CPU, 內存16GB, 硬盤3×600GB, 采用RAID 5冗余方案。服務器布署ORACLE 11G數據庫管理系統和應用服務軟件。

管理終端采用聯想商用臺式計算機, 配套IC卡讀卡器和打印機。管理人員通過網頁瀏覽器登錄應用服務器網頁進行管理操作。

圖1 智能倉庫管理系統布局   下載原圖

圖2 入庫流程示意圖   下載原圖

圖3 出庫流程示意圖   下載原圖

圖4 移庫流程示意圖   下載原圖

圖5 系統硬件結構設計   下載原圖

碼盤子系統采用一體化終端, 配套RFID讀卡器、紅外檢測單元等。一體化終端布署碼盤軟件模塊, 完成碼盤業務管理, 并對附屬設備進行管理。RFID讀卡器用于托盤標簽識別。紅外檢測單元用于托盤狀態識別。

叉車子系統采用車載一體化終端, 配套IC卡讀卡器、RFID讀卡器、音箱、紅外檢測單元等。車載一體化終端布署叉車軟件模塊, 完成叉車業務管理, 并對附屬設備進行管理。IC卡讀卡器用于司機身份認證。RFID讀卡器用于托盤和巷道標簽識別。音箱用于語音指示和報警。紅外檢測單元用于托盤狀態識別。

庫門子系統采用聯想商用臺式計算機, 配套RFID讀卡器、LED顯示屏、室外音箱等。計算機上布署庫門監管軟件模塊, 完成叉車出庫業務管理、車輛排隊管理, 并對附屬設備進行管理。RFID讀卡器用于托盤和叉車標簽識別。LED顯示屏用于車輛排隊信息和出庫任務信息顯示。室外音箱用于排隊叫車和公共信息播報。

手持終端采用WINCE系統, 具有RFID標簽讀取功能。手持終端上布署移動應用軟件, 完成人工碼盤和標簽管理。

系統采用B/S+C/S復合架構。業務管理系統采用B/S架構, 經過授權的管理人員通過管理終端進行系統管理、任務下達、業務查詢、實時監管、異常報警處理等操作, 便于分布式布署, 靈活方便;碼盤、叉車、庫門、手持終端等系統采用C/S架構, 具有較高的實時性, 系統穩定可靠。

智能倉儲管理系統軟件功能模塊設計見圖6。軟件系統主要包括服務器子系統、業務管理子系統、碼盤子系統、叉車子系統、庫門子系統、手持終端子系統等6大子系統。

圖6 智能倉儲管理系統軟件功能模塊設計   下載原圖

服務器子系統主要包括數據庫管理和應用服務功能, 既承擔數據服務, 同時為系統BS客戶端提供后臺應用服務, 系統數據庫設計為三級存儲結構, 即動態數據、實時數據和歷史數據分開處理, 提高系統的數據存取速度。應用服務軟件模塊采用C#語言開發, 主要負責后臺業務管理和網頁數據服務。

業務管理子系統包括前臺網頁軟件和服務器后臺應用軟件, 網頁代碼采用JAVA開發。主要包括業務接口、計劃排產、任務管理、庫存管理、實時監管、業務查詢、統計報表、異常報警、系統維護、漏油管理等模塊。

碼盤子系統主要負責碼盤任務接收和碼盤作業監控, 對已碼貨的托盤進行識別和貨物數據匹配, 并將碼盤實績反饋到服務器系統的數據庫中。碼盤子系統還對碼盤隊列進行動態維護, 為叉車子系統提供已碼托盤信息。

叉車子系統主要負責叉車任務的接收和叉車作業監控, 包括入庫任務、出庫任務、移庫任務、盤庫任務等。

庫門子系統主要負責出庫叉車和托盤信息識別與任務確認, 并負責完成出庫車輛排隊管理。包括出庫任務監控和車輛排隊管理兩個模塊。

手持終端子系統基于WINCE系統開發, 主要負責移動業務的處理, 包括人工碼盤、標簽管理、托盤維護等模塊。

項目實施后對穿梭式貨架食用油倉庫實現了全過程的智能化管理, 取得了很好的效果, 系統的主要優點包括:

系統采用RFID+物聯網技術實現了貨物閉環流程化管理, 避免出入庫錯誤, 貨物信息全程可追溯。

系統采用任務驅動模式實現自動理貨、自動調度、自動跟蹤檢查的功能。

系統實現了出入庫動態管理和自動盤庫, 庫存實時在線, 庫存超期預警, 提高庫位利用率, 提高管理效率。

項目投資少, 上線快, 可在線改造, 不影響正常生產, 能夠快速實現倉庫智能化升級。

通過RFID識別技術對食用包裝油的碼盤、入庫、庫存、出庫整個生產流轉過程進行智能化管理, 所有生產和庫存信息均利用信息化技術集中管理, 具體到每一箱食用包裝油流轉過程的跟蹤和管理, 有效提高了食用包裝油生產庫存的管理效率和管理水平。實現倉庫的信息自動化、精細化管理, 指導和規范倉庫人員日常作業, 完善倉庫管理、整合倉庫資源:

(1) 實現數字化管理, 出/入庫、物料庫存量等倉庫日常管理業務可做到實時查詢與監控; (2) 提升倉庫貨位利用效率; (3) 減少對操作人員經驗的依賴性, 轉變為以信息系統來規范作業流程, 以信息系統提供操作指令; (4) 實現對現場操作人員的噸位考核; (5) 降低作業人員勞動強度; (6) 改善倉儲的作業效率; (7) 改善出庫準確率; (8) 提高倉庫作業的靈活性。

系統運行近一年來取得了很好的效果, 可根據每天的訂單自動生成生產計劃、碼盤計劃、入庫計劃, 根據提貨信息自動生成出庫計劃, 并對所有計劃的執行進行跟蹤記錄, 監控計劃的執行情況, 做到作業有計劃、產品有跟蹤, 有效保證了帳、卡、物高度的動態一致性, 生產和庫存情況一目了然, 系統提供了大量的數據查詢、統計手段, 可以自動生成各類報表, 大大減輕了倉庫管理工作的壓力, 提高了倉庫管理的水平。

3.2.1 電子信息統計貨品出入庫, 實時記錄, 方便進行貨品數量查詢和盤點。

3.2.2 及時收發貨品, 并實時進行自盤, 減少出入庫錯誤率;每日系統對倉庫進行收發整理。確保了帳、物、卡的一致, 使倉庫工作做到日清日畢。

3.2.3 系統顯示倉庫實時庫存, 綜合計算庫存空間、實時并庫、先進先出, 幫助中小包裝食用油庫存管理處于健康、合理的狀態。

智能倉庫管理系統通過RFID識別, 實現了倉庫貨位的精確定位與管理, 可以更合理、有效地利用倉庫空間, 以最快速、最正確、最低成本的方式進行倉儲作業, 同樣的倉庫可以存放更多的中小包裝食用油。

通過智能倉庫管理系統, 可以實現空間、時間篩選貨位等, 大大提高了作業效率;同時, 系統可以推薦合并貨位, 根據避免存儲空間浪費的原則給出并貨建議及優先度排序, 提升效率。

理貨指令中包含位置信息和最優路徑, 避免無效穿梭和貨品的找尋, 提高了單位時間內的理貨量。另外, 系統采用掃描方式提高理貨、出庫速度和準確度, 避免人工操作的失誤。減少理貨員3名 (現不設置理貨員崗) , 共計節約了大量人工人本。

使用系統后, 數據采集及時、過程精準管理、自動化智能導向, 提高工作效率, 通過對批次信息的自動采集, 實現了對產品生產或出庫過程的可追溯性。

智能倉庫管理系統是基于對傳統穿梭式貨架進行智能化管理, 建立以信息系統為支撐的出入庫管理系統, 通過對出入庫的管控達到提高效率, 降低成本, 提高風險管控能力的目標, 通過信息系統使出入庫責任明確, 事后可追溯, 提高出入庫作業運行效率和質量。

通過管理系統能夠掌握倉庫的庫存、庫容、出入庫作業等詳細數據, 根據準確的數據和系統運算, 為用戶提供智能化推薦理貨、調度等管理方案, 實現中小包裝倉庫的智能化管理。

通過RFID等技術實現出庫、入庫、盤庫、移庫等作業環節數據的自動化采集, 保證倉庫管理各個環節數據輸入的效率和準確性, 確保企業及時準確地掌握庫存的真實數據。

采用RFID智能化的貨位和托盤管理, 能夠實現快速的出入庫作業。

利用先進的、可重復利用的RFID電子標簽替代紙質標簽, 減少管理成本和耗材成本。

通過準確真實的庫存數據, 合理安排庫位, 實現庫存合理化管理。

根據各作業環節實時采集的托盤信息、稱重等數據和系統分析, 實現出入庫作業的全程監管, 降低放錯、取錯、錯發、誤發、多發等風險。

實現倉庫的合理化管理, 降低運營成本。

中小包裝食用油倉庫智能倉儲系統的開發與實施在食用油倉儲自動化和信息化方面做出了有益的探索, 尤其是對以人工管理為手段的傳統倉庫升級改造提供了可行方案, 具有較大的現實價值, 可以在糧油或相近行業得到推廣應用, 進一步提升智能化倉儲系統信息化管理應用實踐水平。但是在實際應用的過程也碰到了叉車無線網絡漫游AP切換時間長影響信息傳遞等問題, 下一步還需要對無線網絡進一步優化和完善, 提高網絡的穩定性和時效性。