基于3D 虛擬現實和RFID 技術實現3D 倉庫的可視化管理

毛鐸陪，謝露艷

（國核工程有限公司，上海 200233）

目前核電建設現場范圍大周期長，倉庫多且分散，多個單位共用倉庫，倉庫內金屬類物項、設備較多，大小不一，公司目前使用的倉儲管理系統，由于其在移動化和移動化定制方面存在不足，因此引入RFID 技術[1]，并開發該數據采集終端，便于用戶在倉庫內、室外現場進行移動化作業，并將接收、調撥、發放、盤點等操作的結果實時通過接口傳回倉儲系統，優化倉儲操作模式，快速定位物資位置，全面跟蹤物資動態，逐步實現智能化庫存管理。

1 系統設計

1.1 系統功能和組成

實現3D 倉庫的可視化管理，在倉庫內便捷、實時完成物項的接收、調撥、發放、盤點、標簽打印、關聯等。

（1）軟件方面

圖1 系統架構圖

系統有Web 和APP 兩部分組成：

APP 端主要用于倉庫內移動端操作使用，主要有以下模塊組成：RFID 標簽管理模塊，接收模塊（直接、SRN、合同），調撥模塊（移庫、返庫、返廠），釋放模塊（直接、BOM、預測預留），盤點模塊；

Web 端主要由辦公室內使用，主要有以下模塊組成：RFID 標簽管理模塊（制作、打印、回收、報廢等）、接收模塊（直接、SRN、合同），調撥模塊（移庫、返庫、返廠），釋放模塊（直接、BOM、預測預留），盤點模塊、接口管理（相關接口、門禁接口等）、報警管理等；系統架構如圖1所示。

通過接收入庫時懸掛（捆綁、粘貼）抗金屬RFID 標簽并打印、粘貼二維碼，通過手持RFID 掃描儀，掃描存放的庫位標簽，并將接收信息實時傳遞給倉儲系統，能夠準確及時完成接收，提高工作效率；調撥時，攜帶RFID 掃描儀，通過3 次掃描（掃描移出貨位的標簽，掃描移入貨位的標簽，掃描物項標簽），同時搬運物項，完成一次調撥，方便倉儲人員工作；在盤點方面，只需要手持RFID 掃描儀，沿著貨架行走一圈，即可完成盤點工作，極大減輕工作量，并生成差異報表，報表可以導出成pdf、Excel、Word 等格式。

（2）硬件方面

UHF 超高頻抗金屬RFID 標簽，UHF 超高頻手持數據采集器，藍牙UHF 超高頻手持數據采集器，條碼紙，條碼標簽打印機，無線網關（AC、AP），倉庫服務器等。

1.2 技術實現

（1）3D 倉庫的可視化管理

基于webGL[2]的3D 虛擬現實技術，實現3D 倉庫的可視化管理，讓倉庫管理人員快速定位貨物位置，在3D倉庫中，進行貨物數據直觀簡潔的操作。在3D 虛擬現實技術中，實現倉庫物項快速定位，數據與場景貨物同步、模擬倉庫巡檢。

圖2 3D倉庫

（2）RFID 技術

基于RFID 技術，是在傳統的倉儲管理的工作方式和流程中加入RFID 終端設備和電子標簽，來實現數據采集并完成庫內作業管理工作，同時同步數據到3D 虛擬倉庫中。從倉庫管理的核心流程中：入庫—調撥—出庫—發放及庫存控制上實現更高效精確的管理。有效控制并跟蹤倉庫業務的物流和成本管理全過程，實現完善的企業倉儲信息管理。

隨著物聯網技術在我國的快速發展，作為物聯網支撐技術的RFID 技術被認為是有發展前途的信息技術之一。未來幾年中，將有更多的產品中會被植入RFID 標簽，RFID 技術的應用將會是相當的廣泛。RFID 是一種通信技術，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。因此，RFID 是一種非接觸式自動識別技術，可以快速讀寫、長期跟蹤管理，RFID 技術與信息化技術相結合能夠快速識別對象、快遞獲取數據，這將大幅提升管理效率。

圖3 RFID在倉儲系統中各個環節應用

（3）WebGis 技術[3]

基于WebGIS 地圖（廠區），充分利用WebGIS 的優勢圖文并茂地展示倉庫分布，在2D 和3D 之間自由切換，支持Web 和APP 雙終端流暢運行。

圖4 WebGis地圖與倉庫平面圖展現

2 應用系統

系統采用了B／S 架構[4]RESTful 風格，前后臺剝離，APP 和web 共用一套后臺接口，所有的數據最終都匯集到系統中進行存儲、分析和處理。系統由二個模塊16個應用組成。應用系統模塊結構如圖5所示。

圖5 應用系統模塊

3 結束語

基于3D 虛擬現實技術，實現3D 倉庫的可視化管理，未來接入環境溫濕度傳感器與煙霧報警裝置，實現3D 倉庫與現實環境同步，預警與遠程溫濕度環境控制結合的3D 可視化管控倉庫，它是提高倉庫管理水平、質量的有效途徑，能夠解決倉庫管理系統雜、清點物品效率低等問題，具有較好實用價值；通過對其深入研究和應用，將有利于提高核電倉庫的管理水平，逐步搭建3D智慧倉庫。