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目前, 網絡技術快速發展, 已經進入到4G網絡時代[1]。2013年12月4日, 工業和信息化部正式發放4G牌照, 宣告我國通信行業進入4G時代。另外, 倉儲管理[2]的業務受理、日常巡視、出入庫等工作都發生在庫房現場。在這種管理模式下, 倉管工作受到地域及時域的很大限制。

因4G網絡具有高帶寬、高速率、高穩定性等特點, 為革新倉儲管理模式、提高倉儲管理效率提供了良好條件。鑒于此, 本文在理論上提出了一種基于4G網絡技術的倉儲分布式管理模式。

4G是第四代網絡通信技術的簡稱, G是generation (一代) 的縮寫[3]。4G技術的發展不是一蹴而就的。從2G的GSM、GPRS到現在的4G是一個不斷演化的過程。起初的移動電話, 如大哥大, 是采用非數字的調制解調的蜂窩通信技術。這種技術只能提供語音通信服務, 而且效果不佳, 防竊密性差, 且受地域限制也大。隨著移動電話數量的增多, GSM技術出現了。這種技術是窄帶TDMA, 可以實現一個射頻組的同時聯通, 但是它提供的數據傳輸率僅為9.6kb/s。為了彌補這項缺陷, 2000年GPRS技術出現, GPRS能夠在移動用戶和數據網之間提供一種連接, 給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務[4]。隨后, 象征3G通信的標志技術WCDMA成為通信的主流技術。WCDMA通過有效地利用寬頻帶, 不僅實現了順暢的音頻、視頻、網絡傳輸, 而且WCDMA和MPEG-4技術結合實現了真實動態圖像的處理。在上述技術的基礎上, 無線網絡通信技術邁向了4G時代。

4G網絡通信的主要優勢如下。一是通信速度更快。第一代只支持語音;第二代的速率為9.6kpbs;第三代為2Mbps;第四代可實現100Mbps的無線網絡傳輸速度, 這種速度相當于目前手機數據傳輸速度的1萬倍。二是網絡頻譜更寬。據權威報告顯示, 每個4G信道將占有100MHz的頻譜, 相當于W-CDMA 3G網絡的40多倍。三是通信更加靈活。4G無線網絡可支持各種數據的傳輸, 其手持終端也不限于手機, 也可是一種小型電腦。四是智能性更高。4G手持終端的高級編程軟件智能程度較高, 能夠實現基于4G網絡的各種應用程序編輯。五是兼容性更高。手持終端可擴展各種應用接口, 如串口、網口等, 甚至是工業用口[5]。總之, 如果說2G、3G通信對于人類信息化的發展是微不足道的話, 那么4G通信卻帶來了真正的基于無線的暢通聯絡, 并將徹底改變既定的生活方式。

(1) 入庫業務受理。客戶先提交入庫業務申請, 倉庫經理經考慮后, 如果同意則與客戶簽訂入庫管理協議。否則退回申請。

(2) 貨物入庫管理。貨物入庫時需記錄貨物各種屬性, 如數量、品牌、顏色、狀態、儲存條件等, 進而對貨物的存放地點、入庫時間、管理方式等進行記錄和備案。貨物入庫后, 按照倉庫管理條例, 進行例行巡檢、安保、存儲條件維持等工作, 確保貨物的安全、有效, 當發現問題時及時處理、上報。

(3) 出庫業務受理。當倉儲管理協議到期, 或者客戶提出出庫要求時, 倉庫經理考察各種費用結算, 如倉儲管理費、配套費等。如果同意, 則簽發貨物出庫單, 否則進一步與客戶商議。

(4) 貨物出庫管理。貨物出庫時, 需記錄出庫貨物的數量、種類等信息, 對空出的存放地點做好記錄, 以便其他貨物入庫時使用。另外, 對貨物出庫時間、出庫單據等做好記錄。圖1給出了倉儲管理業務示意圖。

圖1 倉管業務示意圖   下載原圖

4G技術實現了高速率的無線數據聯通, 借助4G網絡隨地、隨時的應用特點, 可以改變當前倉儲管理的時、空限制。依托4G無線網絡實現遠程業務受理、貨物管理、出入庫操作等功能。在4G網絡技術下, 實現分布式管理模式。如辦公人員可以在家里辦公, 經理人可以在異地進行業務受理, 在線指導工作人員進行特定活動。圖2給出了倉管革新規劃示意圖。

從圖2中可以看出, 在4G網絡覆蓋下, 倉庫根據倉管業務需要建立基于4G網絡的倉管硬件、倉管軟件。建立4G網絡信息接收及控制的通道和端口。實現經理人、工作人員分別利用4G智能手持終端, 無線的對倉庫業務進行受理和管理。下面給出基于4G的倉庫軟硬件構建規劃。

圖2 倉管革新規劃   下載原圖

根據倉管業務需要, 基于4G的倉庫硬件規劃有四項內容, 其硬件搭建示意圖如圖3所示。

圖3 硬件搭建示意圖   下載原圖

(1) 4G視頻監控系統的部署。視頻監控對于倉儲管理具有特別意義。通過部署視頻監控系統, 可實現遠程化、異地化的實時巡檢。4G視頻監控硬件設備包括:攝像頭、云臺、4G無線信息收發設備、視頻服務器等。

(2) 4G業務受理平臺部署。通過部署4G業務受理平臺可實現分布式網絡業務管理。如入庫業務受理、協議簽訂、數字水印簽字、出庫業務受理、在線費用統計、單據網絡生成等。主要硬件有業務受理平臺服務器。

(3) 4G智能控制系統的部署。如基于4G無線網絡的智能門控制、燈光控制、溫濕度調節控制、報警信息通知等。主要硬件包括繼電器、空調、除濕機、PLC等。

(4) 4G貨物管理系統的部署。貨物管理包括貨物錄入操作、貨物刪除操作、貨物出庫操作、貨物入庫操作、貨物毀損記錄等。主要硬件有貨物管理系統服務器、Web服務器等。

根據倉庫的硬件部署, 合理開發軟件支持硬件運行。

(1) 4G視頻監控系統的軟件設計。軟件設計目標是能夠采集攝像頭視頻信息, 并上傳至視頻服務器, 視頻服務器整合各路視頻數據至緩沖池, 實時存入大容量硬盤, 并設定循環采集、記錄周期, 如一個月等。視頻服務器接入4G無線網絡, 經理人和倉庫管理工作人員可以異地訪問該4G設備, 獲取其視頻資料, 實現遠程視頻監視功能。

(2) 4G業務受理平臺的軟件設計。根據倉管業務需求, 軟件實現貨物管理功能、數據庫應用功能、企業出入庫業務提交受理功能、合同協議生成功能。業務服務器 (包括Web服務器) 通過4G無線設備直接接入互聯網。

(3) 4G智能控制系統的軟件設計。軟件采用總分式結構, 部署一個4G控制主機, 4G控制主機中分布各種控制接口、紅外無線收發口等, 接入電機系統 (倉儲門、傳送帶等) 、弱電系統 (監控云臺、燈光系統、空調、加濕器、烘干機等) 。其工作流程為:4G控制主機在入網后, 實時接收4G網絡發來的控制命令, 當接收到信息后, 與既定協議相匹配, 分析命令類型, 再由相關控制口發送相應命令, 其軟件設計流程如圖4所示。

圖4 4G智能控制軟件流程   下載原圖

(4) 4G貨物管理系統的軟件設計。設計思想為:在.Net編程軟件的C#環境中, 搭建三層架構, 上層為Web網頁、中層為Ajax動態通信層、底層為SQL數據庫層。上層Web網頁提供貨物管理的操作界面, 中層提供動態數據通信, 實現界面的動態刷新功能, 底層實現數據的存儲功能。具體的設計如下所述。

(1) SQL數據庫設計。建立四個數據表分別為貨物表、庫存表、出入庫記錄表。貨物表的作用是記錄貨物的種類, 并對此貨物的屬性進行描述和記錄。貨物表的字段為貨物ID號、貨物名稱、入庫時間、出庫時間、價格、質量、顏色、生產地、保質期、保存條件等, 其中貨物ID號為貨物表的關鍵字段。庫存表的作用是記錄當前在庫的所有貨物, 能夠生成庫存清單。庫存表的字段為貨物ID、貨物批次、管理人、所有人等。其中貨物ID為關鍵字段, 可以索引庫存表中的各個記錄。出庫記錄表的作用是記錄貨物出庫的歷史, 可進行出庫記錄查詢。出庫記錄表的字段為出庫記錄ID、出庫時間、貨物ID、審批人、出庫原因、接收方、經手人等, 其中出庫記錄ID為出庫表的關鍵字段。入庫記錄表的作用是記錄貨物入庫的歷史, 可進行貨物入庫記錄查詢。入庫記錄表的字段為入庫記錄ID、入庫時間、貨物ID、審批人、入庫事由、經手人、管理員等, 其中入庫記錄ID為入庫表的關鍵字段。這四個數據表可以通過貨物ID關聯起來, 進行數據的多表提取。

(2) Web界面設計。此管理系統采用B/S結構, 利用C#的Web程序開發環境, 通過創建Web應用程序, 實現經理人和倉管工作人員的4G無線訪問。Web界面是4G貨物管理系統的用戶操作部分。界面上的操作設計為:一是用戶管理頁面;二是出庫管理頁面;三是入庫管理頁面;四是綜合應用頁面。在用戶管理頁面中, 通過輸入用戶名和密碼進行用戶確認, 還包括用戶注冊、用戶注銷、用戶信息更新等操作。在出庫管理頁面中, 通過輸入出庫信息, 確定后系統自動更新數據庫, 完成出庫操作。在入庫管理頁面中, 通過輸入入庫信息, 確定后系統更新數據庫后, 完成入庫操作。在綜合應用頁面中, 可以進行各種基于SQL數據庫的統計, 如庫存情況、出入庫情況、貨物情況等, 還能進行高級的數據挖掘操作, 如近期倉庫入庫率等。

(3) Ajax動態通信層設計。Ajax為Web頁面動態信息通信技術, 通過Ajax能實現局部信息與服務器的交互。在Web頁面中需要與服務器進行數據交互的地方進行Ajax模式編程, 實現Ajax動態通信功能。

在倉庫4G管理系統軟硬件平臺搭建完成后, 倉庫經理人和倉管工作人員可以在有4G網絡覆蓋的地方, 通過手機智能設備接入4G網絡, 分布式的訪問部署在倉庫中的業務服務器, 進行倉管業務受理、倉庫現場視頻監視、智能控制、出入庫數據管理等工作, 暢享4G網絡技術帶來的新工作模式。

在4G技術全面推廣之際, 本文以4G技術為依托, 從理論上給出了一種基于4G網絡技術的倉儲分布式管理模式, 給出了基于4G技術的倉儲管理革新規劃。通過部署4G網絡設備、搭建系統硬件、開發系統軟件, 實現了倉儲管理經理人、倉儲工作人員分布式的倉儲業務管理, 能夠實現基于4G網絡的遠程在線視頻監視、智能控制、數據庫管理、業務受理、出入庫管理等功能, 具有一定的理論指導意義。

下一步的研究工作是關注4G網絡的最新硬件及軟件技術, 實現4G技術在倉儲管理上的實際應用。