基于物聯網的智能物流倉儲管理系統的設計與應用

鄧立志

遼寧達能電氣股份有限公司 遼寧沈陽 110179

通過提升生產效率應對客戶不斷變化的需求，實現產品設計生產、包裝和分銷。自工業4.0提出后物理互聯網重塑了物理物體如何在世界范圍內運輸、處理、存儲、供應實現和使用的未來物流，從而提高物流效率和可持續性。

制造商使用的現代倉庫管理系統（Warehouse Management System，WMS）需要支持生產訂單的變化并提高倉庫運營的效率。通常WMS始終與自動ID數據捕獲技術相關聯，以便改進庫存控制并最小化手動操作。該研究的目的是設計和評估基于物聯網的倉庫庫存管理系統解決制造商面臨的低產量、高產品混合情況的有效性，從而在倉庫管理過程中實現提升接收、存儲和揀選活動的性能。

1 物聯網技術概述

所謂物聯網技術就是在射頻識別等各種信息傳感設備支持下和互聯網之間建立密切聯系，根據約定協議交換信息實現信息通信以此進行智能化的識別與管理。物聯網通過激光掃描器、紅外感應器、射頻識別裝置以及全球定位系統等信息傳感裝置，和互聯網建立密歇聯系基礎上構建了一個巨大的網絡。物聯網當中的 R FID 電子標簽技術是其關鍵技術指標。在R FID 標簽當中所存儲的信息具有互用性和規范性，能夠在無線通網絡支持下，將所有信息自動歸納至中央信息系統當中，智能化識別物品并利用計算機網絡的開放性特征進行信息的共享和互換以此透明化管理物品[1]。

2 WMS框架設計

本研究的目的是設計和評估基于物聯網的WMS在小批量，高產品混合方案中的有效性。由于此WMS中物聯網數據同步的復雜性，網絡物理系統的狀態跟蹤和連接非常重要以保持數據的一致性。本節中提出了小批量、高產品組合WMS的工作流程，并嵌入適當的技術實現框架設計以處理每個階段的不同問題。

在高度定制化和靈活的小批量高產品混合行業中，涉及的原材料和半成品數量少品種多。信息交換和更新是處理新訂單的關鍵問題，而訂單更改總是會發生。建議的基于物聯網的WMS充分利用RFID技術和無線傳感器來跟蹤和追蹤原始零件、半成品和成品。嵌入式系統有助于收集倉庫活動的所有信息變更和更新，利用物聯網技術，可以控制進入的部件和活動，并且可以通過所設計的管理系統自動處理和解決由于訂單改變或更新引起的物料數據不一致問題。

在物聯網環境中所有部件都標有RFID標簽，RF讀取器天線識別部件或產品，然后將信息發送到無線電識別讀取器，通過RFID中間件發送到EPC信息服務器。主機應用程序根據不同需求集成應用程序，由于該系統設計用于低容量高混合方案，這是智能制造時代制造商面臨的典型情況，訂單定制需要高度靈活的信息更新。這就是為什么RFID所收集的信息可能會被授權員工在任何時間通過移動應用程序更改或刪除。為了同步和優化庫存，將數據和信息輸入智能庫存管理引擎以處理訂單變更和揀貨問題，其中數據聚類和一些機器學習方法以及模糊推理系統應用于決策中的信息處理。

3 基于物聯網的WMS應用的性能

3.1 有效提高倉儲管理效率

使用基于物聯網的WMS接收過程可以簡化，因為數據可以自動捕獲并輸入到WMS，平均接收時間可以大大減少。借助 WMS系統的自動識別功能，倉儲管理能夠實現全過程操作的智能化和精準化，提高倉儲管理的運行效率，能夠實現產品供應鏈各環節信息的共享融合，從而提高產業鏈銜接效率。

3.2 優化入庫和出庫效率

傳統上成品倉庫使用手動記錄因此會耗費時間，使用基于物聯網的WMS 的后臺運作就像一臺記錄儀器，讓每個物料所在的物理位置都有精確的定位和記錄，入庫人員減少了溝通成本，同時還能迅速找到需求物資的位置，提高了出入庫效率。

3.3 可以提高庫存準確性

使用基于物聯網的WMS，可以減少由于手寫不良或數據完整性差而導致記錄不準確的可能性。基于物聯網的技術可以幫助工作人員自動記錄庫存信息，因為工人只需要使用手持設備掃描貨物。由于整個過程不需要輸入數據，因此可以減少手動記錄的錯誤[2]。

3.4 提高訂單揀選效率

通過實施訂單揀選流程的模糊邏輯引擎，可以減少訂單揀貨流程的處理時間。使用模糊邏輯引擎，軟件可以生成最合適的訂單揀選策略方法，并在案例研究中應用批量訂單策略。在案例研究中批量揀選可以幫助工人在較短的行程時間內完成訂單，從而提高訂單揀選的效率。

3.5 減少管理成本加強倉庫人員的責任意識

倉儲管理有了可以衡量的依據，不同部門減少了互相的指責能分清自己的責任，同時人力資源分配也有了量化的標準。WMS 上線后可以隨時調集操作員每一筆記錄，增加了操作員的責任意識[3]。

4 結語

由于客戶訂單的復雜性和多樣性以及對實時信息的需求，倉庫的操作需要相應地改變。因此傳統的手動倉庫操作不再適合智能制造時代的制造商對倉庫管理的需求。本文提出的WMS與模糊邏輯技術相結合，以選擇最合適的訂單揀選方法，從而提高訂單揀選過程的效率。通過本研究的案例研究結果，WMS可以幫助提供有形和無形利益的更好的倉庫運營績效。