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    物聯網中的智能物流倉儲系統研究

      信息來源:   發布時間:2021-10-18  點擊數:

    一、引言

    在商品流通供應環節當中,物流是非常重要的,是國民經濟發展的重要支撐。而現代物流的中心環節是倉儲,在倉儲管理的過程中由于會產生一系列倉儲管理信息,跟隨貨物管理流程的進展,如倉庫訂貨、出貨、入庫和管理變化而變化,具有強大分析數據和承載巨大物流信息能力。只有高效地進行倉儲才能夠對貨物進行有效的監管,達到對貨物合理的操作。如何減少存貨的成本,同時加強存貨的管理,提升空間人員和設備的使用效率,減短出貨流程和人工干預的時間都是實現企業經濟發展以及提高自身競爭力優勢的關鍵所在。

    物流倉儲發展到今天可以分成三個方面,一是人工和機械化進行倉儲,二是自動化,三是智能化倉儲。而現代化信息技術飛速發展已成為倉儲技術的重要支撐,自動化倉儲以及無線感應裝置的使用幫助倉儲走上智能化的道路。物聯網成為智能倉儲系統的操作平臺,通過互聯網與貨物數據相連,將所有的貨物進行遠程的控制和感知實現智能最大化,因此,研究物聯網化的智能倉儲系統在當今時代是非常重要的。

    二、物聯網的概念

    物聯網的定義產生于20世紀末,將其定義為是借由信息傳感設備,比如紅外感應器、全球定位系統以及激光掃描儀等,按照相關的網絡協議將物品和互聯網接連起來,達到信息的共享和置換,幫助實現人工智能化定位識別監控和管理的一種網絡技術。

    (一)物聯網的網絡系統

    當今物聯網已經被應用到了多個領域,比如物流倉儲、智能房屋、智能電表和自來水網絡管理等基礎設施設備,但我國的物聯網應用還處于基礎階段,并沒有發展到普及的狀態并且也沒有根據國家下發出統一的規范標準,但要深入的運用物聯網發展物聯網的網絡體系,就必須要對物聯網的應用系統和實際狀況進行分析,達到對物聯網信息的全面掌握。根據物聯網的概念及其基本的應用可以構建出基于電子產品代碼EPC的物聯網體系,包括三個方面:物聯網感知層,網絡層和應用層。物聯網的感知層是基礎階段,通過傳感器數據收集管理系統,將數據接入到系統中,然后建立智能終端平臺;在由網絡層通過互聯網技術將物品與互聯網進行連接,能夠達到對信息的保存和管理查詢等功能;應用層則可以達到對數據的分析,為用戶提供特殊的服務,如智能交通、智能建筑、環境監測和醫療護理等功能。

    (二)應用EPC的物聯網系統

    電子產品代碼EPC物聯網系統,是以一種EPC標簽為全球通用的產品標識能夠達到對所存儲的信息利用射頻識別技術進行物流倉儲管理。通過EPC信息服務可以達到多項功能,并且可以查詢相關的資源數據。此物聯網系統就形成了一個由互聯網對象名字服務、EPC中間件、EPC閱讀器等構成的一個EPC物聯網系統格局。

    三、智能化物流倉儲系統

    智能物流倉儲系統可以對入庫、出庫、移動和管理進行管控,對貨物具體的位置和環境溫度進行監測,同時還具有報警設備能夠對倉儲進行安全性的監管。智能倉物流智能化物流倉儲系統,包括硬件和軟件兩個方面:軟件主要是有倉儲管理系統,按照倉儲的標準要求對貨物、信息和人員進行配置,使整個倉儲系統達到高效的運作,同時把整個系統和互聯網連接起來,達到資源共享和保存;硬件部分是由倉儲管理系統的各種機械設備和元器件組成。

    智能化物流倉儲系統,整個物聯網都可以查到貨物的信息、訂貨、出貨等方面能夠達到實時監測和遠程操縱的目的。

    (一)智能物流倉儲系統業務功能分析

    傳統倉庫一直面臨入庫環節復雜,庫內盤點工作繁瑣,貨物定位缺乏精準度,環境信息缺失等問題,為了提升倉儲環節工作效率,開展智慧化管理,各倉儲子系統需要達到實現如下功能:

    1.入庫子系統

    入庫是倉儲工作開展的第一環節,入庫子系統是物流倉儲系統管理的第一站,在貨物還未進入倉儲之前,入庫子系統需要做好必要的準備工作,比如,提前確定貨物在倉儲中以包裝箱形式流通存儲還是托盤形式,制定打包規則、編碼規則,分配貨物存儲貨位等等。

    2.在庫盤點子系統

    在庫盤點子系統就是將貨位分配至指定貨物,并將貨物信息和貨位信息對應起來。通過在庫盤點子系統能夠準確掌握單個貨物在倉儲管理位置以及貨物數量,對倉庫內貨物的管理,包括檢查識別、數量查驗、退換貨和報廢等功能的處理。借助在庫盤點子系統,貨物在倉庫中每次更改位置,都需要同貨位匹配,同時借助智能貨架和盤點小車等讀取貨物的RFID標簽ID,進而掌握貨物位置。同時通過RFID天線掃描實時盤點貨物數量及動態變化,提高了倉儲貨物流轉效率。

    3.環境監控子系統

    在貨物倉儲的過程中,對倉庫環境把控十分重要。儲存環境變化可能會影響貨物屬性,甚至影響貨物的使用壽命,因此需要依靠環境監控子系統監控倉庫的溫度、濕度、煙霧等情況,實時判定貨物是否處于安全環境中,如果出現環境問題則及時觸發警報系統,提醒倉庫管理人員查驗,確保貨物外部環境監控數值處于正常范圍內。

    4.遠程監控子系統

    遠程監控子系統主要是依靠攝像頭監控倉庫內的人員、設備,動態觀察人員操作等。通過遠程監控系統能夠及時展現倉庫整體情況,確保工作人員操作安全、規范。倉庫內LED大屏幕或者語音播報系統動態提示當前倉庫內部的溫度、濕度等情況,并將信息傳遞至倉庫管理端,加強倉儲管理。

    物流倉儲各個子系統相互依存,整個物流管理環節是否暢通主要取決于各個業務系統信息能否準確、及時傳遞。因而,只有把握好各個子系統才能實現倉儲系統智能化管理。

    (二)智能物流倉儲系統功能實現

    1.入庫子系統

    入庫子系統分別采用串口通信技術、RFID技術,硬件方面需要配備RFID標簽、RFID天線、上位機等,軟硬件結合實現貨物信息精準采集和傳遞。按照編碼規則設置RFID標簽電子編碼,以其作為貨物在倉庫內流通的唯一標識,幫助實現貨物在本倉庫的追溯。通道兩側設置RFID天線可以精準讀取RFID標簽信息,信息采集后通過串口通訊將信息傳遞至上位機,各硬件設備配合完成入庫操作。簡單來說,入庫流程就是要對貨物的RFID標簽電子輸入碼進行檢驗,然后將信息傳輸到數據處理中心進行儲存,電腦進行計算將要抵達的具體位置,安排叉車發出操作指令,并且對貨物進行定位和跟蹤,確保貨物能夠穩固的放入合適的存儲貨位。

    2.在庫盤點子系統

    庫存盤點子系統重點在于縮短貨物的盤點時間,實時把控貨物的數量動態和位置動態,實現貨物可視化管理。一方面,在庫盤點子系統通過智能貨架子系統對貨物上架、貨位、數量、下架等信息采集、讀取、管理,做到自動化監測貨格內貨物狀態;另一方面,在庫盤點子系統借助智能盤點小車子系統對倉庫內或動物進行盤點。智能盤點小車設備包含控制、供電、讀寫三大設備及上位機。供電裝置提供能量,控制裝置控制運行,讀寫裝置用于讀取貨物的RFID標簽信息,進行貨物自動盤點,上位機則是對小車進行遠程控制。另外,還需要借助手持機盤點子系統利用RFID和條形碼兩種形式進行識讀,對貨物進行盤點。這種盤點模式能夠讓盤點工作人員擺脫紙張束縛,簡化傳統盤點操作流程,實現盤點信息實時更新,增強盤點工作的可視化和可讀性。

    3.出庫子系統

    出庫流程就是先由拿貨人對倉庫信息管理系統進行申請,對信息進行處理后,安排叉車進行操作,叉車把貨物準確地交由拿貨人,確保每個環節都能夠達到精準化的操作。出庫子系統提高了貨物出庫的準確度和效率。出庫子系統通過門禁通道的RFID讀寫器天線對出庫貨物及其數量進行審核。貨物出庫時搬運工具搬運貨物經過門禁通道,由通道兩側RFID讀寫器天線采集貨物標簽信息將其通過串口通訊方式上傳至管理終端,對比上位機的出庫信息,如果對比正確則允許貨物通過門禁通道,完成出庫。

    四、智能倉儲系統結構的分析

    (一)無線傳感器網絡和電子產品代碼結合的分析

    無線傳感器網絡是通過在較大區域內布置眾多傳感器節點組成的,通過無線傳輸的方式的一種網絡系統能夠達到對所監測地區對象信息的感知、收集和處理。以往的智能倉儲管理系統只是僅僅由一種技術作為支撐,但是并不能達到真正的智能化,如果是基于EPC的智能倉儲管理系統,可以操作移動叉車和設備,但是還要建立無線傳輸網絡,而對于基于無線傳感器網絡的智能倉儲管理系統,就需要建立大量的節點,但當前并不能實現節點的微型化。因此,可以將無線傳輸網絡和電子產品代碼結合應用到系統當中,就能夠達到對倉儲環境和光線的監測以及對物品定點移動,實現真正的智能化發展。將無線傳感器網絡和電子產品代碼結合可以實現智能化倉儲系統結構以無線傳感器網絡為基礎,通過傳感器達到對物流過程的各種數據變化進行收集和傳輸,對貨物信息進行感知,降低節點成本,因此兩者的結合是可行且必要的。

    (二)智能物流倉儲系統的研究設計

    為了要達到物流倉儲智能化的自由狀態,可以將閱讀器與無線傳感器網絡的節點相融合,這樣可以操縱閱讀器掃描電子產品信息代碼,并且傳輸環境監測的信息,可提高無線傳感器網絡的可靠性,形成一個網絡監管系統,成為當今智能物流倉儲系統的研究重點。

    五、結語

    本文介紹了物聯網和智能物流倉儲系統,并且提出將電子產品代碼和無線傳感器網絡相結合以及閱讀器與無線傳感器網絡相結合,以達到物流倉儲的效率。物聯網應用前景非常廣闊,能夠為人們的生活帶來更多的便利,促進社會發展。

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