基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)的智慧倉儲系統(tǒng)建設與應用分析

孫永武

（林洋能源科技（上海）有限公司，上海 200120）

1 概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是指連接物品應用的網(wǎng)絡，是近些年較為熱門的詞匯。在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，應用中國制造，并且成為我國新經(jīng)濟增長中的關(guān)鍵點，形成了創(chuàng)新發(fā)展行業(yè)市場，整體效益優(yōu)良。物聯(lián)網(wǎng)在使用中，RFID傳感器技術(shù)以及嵌入式系統(tǒng)技術(shù)屬于極為關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。其主要核心在于應用對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如對紅外感應器、RFID、全球定位等諸多傳感設備的應用，通過互聯(lián)網(wǎng)載體，以特定協(xié)議達到萬物互聯(lián)效果，使信息實現(xiàn)互聯(lián)互通，由此使智能管理、智能識別、智能追蹤的網(wǎng)絡技術(shù)得以應用在各垂直產(chǎn)業(yè)鏈中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到廣泛應用。諸如智慧物流、智慧城市、智慧電網(wǎng)等領(lǐng)域[1]。

1.2 智慧倉儲

智慧倉儲在應用中，主要是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各類先進的管理手段識別倉儲作業(yè)信息，并進行預警與管理。由此提升作業(yè)效率，降低倉儲的綜合成本，智慧倉儲具有倉儲及集散兩類功能。而儲存主要是提供對貨物進行儲存的環(huán)境以及相關(guān)的過程服務。主要為出入庫、檢驗以及裝卸、運輸?shù)戎T多環(huán)節(jié)。集散是指物流的分發(fā)收集服務，在傳統(tǒng)倉儲工作中，手工操作是主流的工作模式，無法及時更新貨物信息，致使無法批量化、自動化的采集倉儲，整體管理效率較低。由此可見，物流等諸多行業(yè)中迫切需要應用智慧倉儲[2]。

2 智慧倉儲系統(tǒng)應用技術(shù)

在互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展思路之下，智慧倉儲體系不斷完善，國家更加鼓勵應用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)，確保物流行業(yè)能夠健康發(fā)展。并且物聯(lián)網(wǎng)等創(chuàng)新技術(shù)的深度發(fā)展，使智慧倉儲的發(fā)展有了新方向。物流倉儲領(lǐng)域會產(chǎn)生各類大數(shù)據(jù)，其處理基礎(chǔ)極為龐大。基于創(chuàng)新驅(qū)動理念，能夠使智慧倉儲管理帶來創(chuàng)新發(fā)展機遇，以下對當前智慧倉儲在發(fā)展中形成的各類技術(shù)進行分析。

2.1 智能信息技術(shù)

網(wǎng)絡及信息技術(shù)不斷發(fā)展，各類信息技術(shù)在智慧倉儲中廣泛應用，其有著不可替代的重要作用。智慧倉儲系統(tǒng)內(nèi)，通信技術(shù)、傳感技術(shù)以及計算機技術(shù)的普遍使用，明顯提升了技術(shù)應用效率。

2.2 智能感知技術(shù)

在互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展思路之下，物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術(shù)在智慧倉儲領(lǐng)域不斷普及，迎來創(chuàng)新發(fā)展的高峰。在物聯(lián)網(wǎng)技感知技術(shù)的應用中，此技術(shù)是極為重要的構(gòu)成部分，是智慧倉儲對復雜數(shù)據(jù)進行收集的主要方式，同時也是智慧倉儲感知體系中極為關(guān)鍵的構(gòu)成部分。

2.3 倉儲機器人

在新零售概念推進的背景下，對于倉儲系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡智能柔性化，可視化等諸多要求不斷增加，企業(yè)在發(fā)展中若想實現(xiàn)降本增效，便需要應用智能化倉儲管理系統(tǒng)，由此需要對倉儲機器人的應用提出更加多元的要求。在我國相關(guān)部委各類產(chǎn)業(yè)政策引導及全行業(yè)的共同努力下，國內(nèi)倉儲機器人在發(fā)展過程中迎來了新的發(fā)展高潮。但我國多數(shù)機器人企業(yè)更加注重AGV方面的研發(fā)，其研發(fā)局限性相對較高[3]。

2.4 智能追溯系統(tǒng)

目前在物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)應用過程中，最具代表性且應用最為廣泛的技術(shù)為 RFID技術(shù)，其次為GPS和北斗智能定位終端，以及GIS數(shù)據(jù)采集等諸多智能終端產(chǎn)品。在發(fā)展中會構(gòu)建完善的貨物雙向賦碼追溯系統(tǒng)，使貨物能夠獲得雙向追溯，以此類模式可有效監(jiān)管貨物的物流信息。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的倉儲管理系統(tǒng)

3.1 總體目標設計

3.1.1 以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的倉儲管理系統(tǒng)的各類功能

此系統(tǒng)在應用過程中主要有入庫、出庫、在庫管理以及財務管理、倉庫管理等功能。在應用中需要實現(xiàn)多途徑、全方位的自動信息采集技術(shù)、無線有線網(wǎng)絡切換技術(shù)、多種終端與平臺數(shù)據(jù)同步傳輸技術(shù)、倉庫全景3D建設以及用戶決策生成報表技術(shù)。

3.1.2 分布式架構(gòu)

在系統(tǒng)構(gòu)建中以 web servics多層分布式架構(gòu)為基礎(chǔ)，在應用中集成移動APP，滿足不同地點以及差異性用戶使用系統(tǒng)的需求，保證系統(tǒng)應用不會受到影響。在系統(tǒng)開發(fā)完成后，會大幅度的提升企業(yè)的儲存力、庫存以及發(fā)貨的正確率，降低整體庫存短缺損失，使各類設備的實際費用得以降低，確保倉儲環(huán)節(jié)更具節(jié)能性、經(jīng)濟性。

3.2 web surprise多層分布架構(gòu)

在系統(tǒng)設計過程中，會應用RUP確保系統(tǒng)開發(fā)與具體實施的質(zhì)量。同時，在部分CPM及各類關(guān)鍵實施單元之上，會采取敏捷建模以及極限片編程等諸多模式系統(tǒng)。在應用過程中能夠做到本地部署，同時也可在云端運行倉庫管理，倉庫可分散在全國各地，并且可進行個性化的設置。云服務架構(gòu)在應用中繼續(xù)進行簡單配置，從而能夠滿足客戶的需求。

3.3 功能模塊設計

3.3.1 后臺管理系統(tǒng)

用戶管理。一個用戶可以將其隸屬于多個分組，而一個組同樣可擁有諸多用戶，用戶組可將其歸屬于部門。第二，權(quán)限管理。此部分管理會授予用戶或者相應的用戶組實際業(yè)務系統(tǒng)的應用權(quán)限。授權(quán)成功則相應的用戶可登錄到系統(tǒng)內(nèi)，依照用戶的權(quán)限分配用戶的應用系統(tǒng)功能。第三，系統(tǒng)管理。在成功設置后完工作計劃后，有兩方面的應用效果。系統(tǒng)會依照整體計劃協(xié)作的請求向當班用戶發(fā)送，由此可使相關(guān)用戶了解自己和其他用戶的實際排班情況。

3.3.2 倉儲管理系統(tǒng)

入戶管理。主要為入庫、申請入庫、結(jié)算、入庫驗貨以及訂單管理4個板塊。入庫申請主要為導入外部Excel訂單以及手工錄入訂單兩種模式。第二，出庫管理。主要為出庫申請、出庫結(jié)算、出庫驗貨以及出庫訂單管理四部分內(nèi)容。在出庫管理中，出庫申請為導入Excel訂單以及手工錄入訂單。第三，在庫管理。在庫管理在應用中主要為盤點管理、移庫管理與相應的過戶管理。第四，倉庫管理。此部分功能主要為貨物容器收費、車輛排班、智能報表管理。第五，客戶管理。此部分內(nèi)容主要為客戶信息、IC卡以及查詢系統(tǒng)管理。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧倉儲建設

4.1 智慧倉儲服務平臺

在社會共享開放的理念之下，依照模塊的特點分解智慧倉儲系統(tǒng)，需要詳細說明所涉及的各類關(guān)鍵性技術(shù)。分步計算倉儲數(shù)據(jù)，梳理各類技術(shù)，進行深入的挖掘與研究，在海量數(shù)據(jù)中，挖掘數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系，進一步發(fā)揮數(shù)據(jù)所具有的價值。具體而言，在智慧倉儲服務平臺框架內(nèi)，將其分為三個部分。其一為請求端；其二為提供端；其三為服務平臺。而服務平臺在構(gòu)建中，并不局限于單一性的對象，需要面向供應商客戶，代理商以及相應的生產(chǎn)商。以GPS系統(tǒng)與GIS數(shù)據(jù)采集模式，向倉儲平臺發(fā)送倉儲需求，通過傳感器設備所具有的智能感知技術(shù)識別相應的貨物信息。

4.2 智能倉儲系統(tǒng)軟件架構(gòu)

4.2.1 軟件功能

倉儲管理是系統(tǒng)中的核心環(huán)節(jié)，系統(tǒng)在應用中不僅能滿足基礎(chǔ)性的參數(shù)管理需求，同時能夠以大數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)構(gòu)建相關(guān)的統(tǒng)計分析模型，主要包括風險預測、庫存的智能提示、貨物分類等諸多內(nèi)容，使倉儲管理以及生產(chǎn)商能夠獲得更加高效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4.2.2 入庫登記功能

在倉庫入口會安裝RFID讀卡器，當相應的貨物入庫時，讀卡器會有效的讀取實際的標簽信息，在第一時間回傳讀取的各類信息，使其進入到倉儲管理系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)會自動搜索倉庫處于閑置狀態(tài)的各類貨物，依照貨物的實際分類，對貨位進行更加智能的分配。同時打印貨，依照上架規(guī)則，將托盤放置在對應的貨位上。最后，系統(tǒng)會進行入庫檢驗，在確認無誤后，會自動辦理入庫登記。當貨物成功入庫后，具有RFID的托盤會回到整體倉庫入庫所具有的激活區(qū)，相應的激活標簽會對讀卡器發(fā)送有關(guān)信息，讀卡器則會讀取相應的標簽數(shù)據(jù)。

4.2.3 出庫管理功能

在出庫過程中，庫存管理系統(tǒng)會依照指令與貨物的實際信息提取相應的貨物的貨位，同時發(fā)送 RFID讀卡器下架指令。在相應數(shù)據(jù)采集過程中，會使數(shù)據(jù)回傳至相應的倉庫管理系統(tǒng)中，并且自動生成出庫單，將庫存信息由IP發(fā)送至出庫無限射頻終端。倉庫之內(nèi)相關(guān)機器人會依照整體系統(tǒng)所傳輸?shù)闹噶睿谪浳贿M行揀貨工作，同時需要掃描條形碼，確認品種數(shù)量等諸多信息。而后出貨的貨物會輸送到整理區(qū)等待裝車，在初步作業(yè)完成后，相應的系統(tǒng)會對信息進行自動性的確認，并且由APP對庫存的各類信息傳輸?shù)匠鰩旃芾砟K。在復核無誤后，打印出庫單，同時由相關(guān)部門發(fā)送發(fā)貨通，更新庫存信息。

4.3 智能倉儲系統(tǒng)的硬件架構(gòu)

4.3.1 RFID智能貨架

RFID智能貨架會在貨架之上裝配分支器、RFID讀寫器以及天線等諸多設備。同時，會在貨物之中張貼高頻標簽，以確保全倉庫的全部貨架能獲得全方位的感知，獲取對每一貨物所具有的位置，將整體平板天線固定在貨架最頂層，同時整體貨架每一層會安裝8口天線分支器，并且確保天線能夠?qū)ω浖苓M行全方位的覆蓋。在倉庫中設置開放式貨架，劃分相關(guān)的區(qū)域。而每一區(qū)域都安裝識別指示燈，能夠由指示燈顯示貨物當前的位置，同時進行相應的語音播報。

4.3.2 智能機器人

在盤庫及搬運機器人時，會安裝讀寫器以及低頻激活器。機器人如果經(jīng)過2.4G+125K雙頻標簽區(qū)，能夠以2.4G遠程識別技術(shù)以及125K低頻喚醒技術(shù)激活標簽，同時讀取相應的信息。機器人在應用中會擁有定位功能，能夠有效的定位及清點貨物。低頻喚醒器實際工作范圍可設置在1～3.5m內(nèi)，d當?shù)竭_相應區(qū)域的標簽，則可自動激活，同時獲取標簽信息。而標簽在平時會處于休眠狀態(tài)，由此確保使用年限。另外，機機器人在工作中會依照已經(jīng)制定的線路對貨物進行清點，雙頻設計在應用中能夠使貨物盤點工作更為便捷，實現(xiàn)一次性盤貨。

4.3.3 智能物品管理機器人

需要將貨架區(qū)進行有效的分類管理，每一區(qū)域需要放置一個機器人，開展綜合性的管理，提升工作效率。每一區(qū)機器人能夠共享同一網(wǎng)絡拓撲圖，為了防止存在碰撞問題，需要有效優(yōu)化相關(guān)服務器的實際算法。

4.3.4 手持終端

手持終端在應用過程中，其主要的作用為清點資產(chǎn)點，在盤存過程中，管理員會通過手持的RFID設備進行操作，而貨物信息將自動上傳至相應的系統(tǒng)，系統(tǒng)會對信息進行核查，顯示出其不同顏色所具有的背景標識，如并無入庫，則可標識為淺紅色，貨物缺失標識為綠色貨，物正確標示為白色。由此，倉儲管理人員能夠及時掌握現(xiàn)場的各類貨物信息。

5 結(jié)束語

在當前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，智慧倉儲創(chuàng)新得到大幅度的提升，倉儲管理的綜合水平以及效率不斷的增加。互聯(lián)網(wǎng)在當前倉儲領(lǐng)域有著更加廣闊的前景，但在實際應用中，相應的物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)仍然處于相對低端的水平，因此需要進一步對相應的物聯(lián)網(wǎng)的應用進行不斷的深入研究，以確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應用中得到不斷的深化，真正的將智慧倉儲以物聯(lián)網(wǎng)的角度進行有效的構(gòu)建，以便倉儲行業(yè)的創(chuàng)新度以及倉儲的綜合能力得到不斷的提升。■