“互聯(lián)網(wǎng)+物流”智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊玉婷

摘要：為實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+物流”建設(shè)，物流企業(yè)需要在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)方面取得創(chuàng)新突破。基于此，本文對(duì)智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法展開了分析，從系統(tǒng)總體架構(gòu)、主要功能和工作流程設(shè)計(jì)層面提出了系統(tǒng)開發(fā)思路，然后從硬件模塊和軟件管理實(shí)現(xiàn)兩方面探討了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路徑，為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+物流”;智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng);集約化管理

中圖分類號(hào)：TP393 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

面對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”形勢(shì)，物流行業(yè)需要取得智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，以便通過行業(yè)融合得到改革創(chuàng)新。在“互聯(lián)網(wǎng)+物流”領(lǐng)域，完成智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)開發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)物資集約化管理，促使倉(cāng)儲(chǔ)管理效能得到提高，通過自動(dòng)分配和運(yùn)營(yíng)完成資源優(yōu)化配置，最終使物流管理的協(xié)調(diào)性得到提高。因此，還應(yīng)加強(qiáng)智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究，從而提供智能化的物流服務(wù)。

1 ? “互聯(lián)網(wǎng)+ 物流” 智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

在“互聯(lián)網(wǎng)+物流”背景下，設(shè)計(jì)智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)需要采用各類傳感器設(shè)備，完成物流數(shù)據(jù)信息廣泛采集工作。傳感器采集到的數(shù)據(jù)將在節(jié)點(diǎn)匯聚，并通過網(wǎng)絡(luò)收集和集中處理，最終發(fā)送至用戶終端，使用戶根據(jù)消息執(zhí)行操作。從總體上來看，可以將系統(tǒng)劃分為5個(gè)層別：消息層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)交換層、接口層和收集數(shù)據(jù)層。在收集數(shù)據(jù)層，完成各種傳感器的選擇，能夠?qū)}(cāng)庫(kù)環(huán)境數(shù)據(jù)、物品信息等進(jìn)行采集。接口層屬于局域網(wǎng)，采用Wi-Fi、Zigbee等網(wǎng)絡(luò)，需要按照一定協(xié)議將系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)打包，然后傳遞至數(shù)據(jù)交換層進(jìn)行處理[1]。數(shù)據(jù)交換層由搭載在系統(tǒng)平臺(tái)上的服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)集中處理，并且能夠通過各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸至消息層。消息層提供用戶操作界面，通過客戶端可以登錄系統(tǒng)界面，進(jìn)行信息查閱和遠(yuǎn)程控制。

1.2 系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)

從系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)上來看，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接和生產(chǎn)，提供庫(kù)存管理、作業(yè)管理、統(tǒng)計(jì)查詢等功能。在庫(kù)存管理上，需要進(jìn)行物資狀態(tài)檢查、周轉(zhuǎn)、貨位調(diào)整等操作。在作業(yè)管理上，實(shí)現(xiàn)物資出入庫(kù)和運(yùn)輸配送管理。在統(tǒng)計(jì)查詢上，對(duì)物資品名、存放貨位、批次等進(jìn)行查詢。系統(tǒng)各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是物資身份的識(shí)別，需要對(duì)物資所在貨倉(cāng)進(jìn)行定位，以便采取智能化手段實(shí)現(xiàn)物資集約化管理。在物資身份識(shí)別上，需要引進(jìn)射頻技術(shù)，在非接觸狀態(tài)下對(duì)倉(cāng)庫(kù)貨物身份進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。在物資高速運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)用該技術(shù)依然能夠?qū)ξ镔Y運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤、檢測(cè)，并為物資配送管理提供支持。采用無線技術(shù)，能夠?qū)z測(cè)得到的物資信息及時(shí)傳送至服務(wù)器，通過數(shù)據(jù)分析完成貨倉(cāng)定位。實(shí)際在貨倉(cāng)定位時(shí)，需要采用定位算法，能夠根據(jù)節(jié)點(diǎn)間距和角度對(duì)未知節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行確認(rèn)。根據(jù)節(jié)點(diǎn)間相鄰領(lǐng)域關(guān)系，可以對(duì)目的地地理位置進(jìn)行確認(rèn)[2]。在物資運(yùn)輸期間，實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)的收發(fā)，在倉(cāng)庫(kù)位置完成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的設(shè)定，保證倉(cāng)庫(kù)位置信號(hào)強(qiáng)度突出，從而根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度完成倉(cāng)庫(kù)定位。

1.3 系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)

從系統(tǒng)工作流程上來看，物資在進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)前需要獲得唯一身份，才能保證后續(xù)處理工作順利開展。在智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)下達(dá)入庫(kù)指令后，開始執(zhí)行物資入庫(kù)接收流程。按照流程規(guī)定，需要先完成身份信息核對(duì)，由系統(tǒng)對(duì)物資信息進(jìn)行采集，并通過數(shù)據(jù)分析確認(rèn)是否需要進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)管理。確認(rèn)符合倉(cāng)儲(chǔ)要求后，利用托盤將物資紙箱包裝轉(zhuǎn)變?yōu)橹苻D(zhuǎn)箱，進(jìn)入機(jī)器人堆碼流程，利用堆垛機(jī)和輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)物資自動(dòng)搬運(yùn)，利用托盤庫(kù)進(jìn)行定位存放。不符合倉(cāng)儲(chǔ)要求的，需要按照異常流程進(jìn)行處理。在物資入庫(kù)和出庫(kù)前，都需要進(jìn)行檢定，要求系統(tǒng)執(zhí)行自動(dòng)檢定任務(wù)，在接駁區(qū)域完成自動(dòng)掃描碼垛，對(duì)周轉(zhuǎn)箱上條碼進(jìn)行掃描，完成物資信息校驗(yàn)。之后，入庫(kù)需要由穿梭車將組垛周轉(zhuǎn)箱運(yùn)輸?shù)絺}(cāng)儲(chǔ)區(qū)，然后進(jìn)行定位存放。執(zhí)行出庫(kù)流程，需要先利用堆垛機(jī)和輸送機(jī)達(dá)到指定貨位進(jìn)行物資搬運(yùn)，然后利用穿梭車輸送至檢定出庫(kù)輸送線，根據(jù)包裝、配送等要求執(zhí)行相應(yīng)流程。如果需要包裝，需要先利用皮帶將物資自動(dòng)傳送至包裝區(qū)，打包后進(jìn)行配送。無需包裝則可以利用輸送線自動(dòng)出庫(kù)，完成倉(cāng)儲(chǔ)全部流程。

2 ? “互聯(lián)網(wǎng)+ 物流” 智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

在智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上，可以劃分為硬件和軟件兩部分，采取模塊化方法進(jìn)行硬件設(shè)備配置，為系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)提供載體，然后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件管理操作，取得良好自動(dòng)化效果。

2.1 硬件模塊實(shí)現(xiàn)

2.1.1 物資識(shí)別模塊

系統(tǒng)硬件設(shè)備、設(shè)施較多，如堆垛機(jī)、裝箱機(jī)器人、自動(dòng)采掃設(shè)備等，而物資識(shí)別模塊需要配備RFID電子標(biāo)簽、讀寫器、無線模塊，以便為系統(tǒng)各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)信息支撐。采用RFID物聯(lián)網(wǎng)射頻結(jié)合條形碼技術(shù)，能夠完成物資各種信息存儲(chǔ)，同時(shí)可以借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息讀取，為物資智能化管理提供支持。采用該模塊對(duì)各類物資存儲(chǔ)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠保證物資數(shù)據(jù)隨著出入庫(kù)快速響應(yīng)，貨位、倉(cāng)庫(kù)等信息能夠得到快速處理，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢提供保障。采取自動(dòng)化方式進(jìn)行物資狀態(tài)確認(rèn)，能夠使倉(cāng)儲(chǔ)盤點(diǎn)周期得到降低，獲得準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使訂貨時(shí)間、存儲(chǔ)成本等得到縮減，促使物資周轉(zhuǎn)率得到提高，因此可以通過實(shí)現(xiàn)物資集約化管理，使倉(cāng)儲(chǔ)空間得到高效利用。

2.1.2 數(shù)據(jù)處理模塊

想要利用各種物資信息發(fā)出控制指令，完成物資檢定、出庫(kù)、入庫(kù)等操作，還要使物資數(shù)據(jù)、環(huán)境信息、倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)量等海量數(shù)據(jù)得到集中處理，為倉(cāng)儲(chǔ)管理決策制定提供依據(jù)。系統(tǒng)配備數(shù)據(jù)處理模塊采用FS4412服務(wù)器，可以為多進(jìn)程和多線程提供支持，屬于四核處理芯片，能夠結(jié)合需求實(shí)現(xiàn)外圍電路的擴(kuò)展。在Linux操作平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)芯片搭載，能夠運(yùn)用進(jìn)程管理方式對(duì)各類操作進(jìn)行管理，為倉(cāng)儲(chǔ)管理各種作業(yè)提供支持。提供多個(gè)I/O口，芯片可以順利與環(huán)境監(jiān)測(cè)、RFID標(biāo)簽識(shí)別等終端模塊連接。采用HKMG工藝，芯片功耗較低，包含485通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、紅外檢測(cè)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊等各種模塊，能夠高效完成對(duì)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、解析，并對(duì)系統(tǒng)命令進(jìn)行快速識(shí)別，因此可以為系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、信息查詢等功能的實(shí)現(xiàn)提供支撐。

2.2 軟件管理實(shí)現(xiàn)

2.2.1 軟件開發(fā)分析

在系統(tǒng)軟件開發(fā)中，需要采用主流技術(shù)和實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，在Windows系列操作系統(tǒng)上進(jìn)行.NET平臺(tái)開發(fā)。服務(wù)器端采用Windows Server 2008操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle 11g。從軟件構(gòu)成上來看，包含整套物資管理信息系統(tǒng)，能夠利用中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和應(yīng)用軟件為物資管理提供服務(wù)，對(duì)系統(tǒng)與各種終端信息通信進(jìn)行控制，確保系統(tǒng)智能化管理功能可以實(shí)現(xiàn)。通過將系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)對(duì)接，能夠根據(jù)物資數(shù)據(jù)資料進(jìn)行標(biāo)簽化管理，生成能夠表明物資身份的條形碼和標(biāo)簽號(hào)，通過自動(dòng)化控制提高物資倉(cāng)儲(chǔ)管理效率。在客戶端軟件實(shí)現(xiàn)上，利用Linux操作系統(tǒng)在Windows平臺(tái)上進(jìn)行系統(tǒng)程序運(yùn)行，使用Message信息隊(duì)列通信機(jī)制進(jìn)行進(jìn)程間通信，事先完成IP地址和Port號(hào)的約定，使客戶端能夠在不同終端上運(yùn)行，保證用戶順利提供各種移動(dòng)終端接入。

2.2.2 軟件操作管理

在系統(tǒng)軟件操作上，核心是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和監(jiān)控調(diào)度，需要在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境下運(yùn)行，完成倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化管理和統(tǒng)一調(diào)度，保證操作執(zhí)行層信息能夠在平臺(tái)上集成，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存材料統(tǒng)一適用和管理。系統(tǒng)服務(wù)器包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，前者運(yùn)行服務(wù)程序，對(duì)設(shè)備各環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄，確保系統(tǒng)在發(fā)生斷電等故障后能夠自行連接，并且各設(shè)備無需初始化就能恢復(fù)之前的工作狀態(tài);后者對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，可以利用以太網(wǎng)交換機(jī)及TCP/IP協(xié)議與各種平臺(tái)和客戶端通信[3]。在數(shù)據(jù)庫(kù)與以太網(wǎng)交換機(jī)之間，可以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。系統(tǒng)命令通過以太網(wǎng)傳遞至監(jiān)控調(diào)度平臺(tái)，經(jīng)過分解后生成執(zhí)行命令，通過以太網(wǎng)傳遞至控制單元。通過PROFINET與各種物流設(shè)備、設(shè)施實(shí)現(xiàn)IP通信，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、設(shè)施自動(dòng)化控制，能夠保證系統(tǒng)高效運(yùn)行。

3 ? 結(jié)論

綜上所述，采用智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物資集約化管理，對(duì)儲(chǔ)存的物資進(jìn)行智能分配和管理，可以強(qiáng)化倉(cāng)儲(chǔ)的規(guī)范化、效能化管理，保證物流系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)順利對(duì)接，從而推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+物流”的智能化建設(shè)。把握系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路，合理進(jìn)行系統(tǒng)功能和工作流程設(shè)計(jì)，并運(yùn)用模塊化方法進(jìn)行系統(tǒng)硬件和軟件管理實(shí)現(xiàn)，能夠保證系統(tǒng)達(dá)到較高自動(dòng)化水平，提供專業(yè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王平平.“互聯(lián)網(wǎng)+物流”智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的現(xiàn)狀與行業(yè)發(fā)展[J].中國(guó)商論，2018，27（36）：6-7.

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