随着社会经济的发展和工业生产的加速, 仓库的进出更为频繁, 仓库信息管理更为重要。传统仓库管理完全由人来完成, 以手工记录为主, 当企业的物流业务成长到一定规模之后, 随着订单数量的增加, 客户需求不断个性化, 执行效率就成为物流发展的瓶颈, 单纯依靠人力资源的增加已不能提升出入库执行的速度和精准度。RFID技术、智能终端技术、无线数据传输技术、数据库技术等物联网技术的迅速发展解决了这个问题, 它使计算机技术与现代的管理技术相互配合, 更加准确、高速地完成工业企业日常的仓库管理工作, 由简单落后转变成高科技与人工手段并存, 实现了仓库管理的智能化、信息化、网络化、自动化, 使企业能够以最少的人员来完成更多的工作。

目前, 传统中小包装食用油穿梭式货架仓库存储数十万箱、近百个规格的中小包装食用油。如此多规格和数量的产品储存在仓库 (穿梭式货架食用油仓库) 内, 每天又有数万箱产品频繁出入库, 包装油入库、库存、出库等环节都是采用人工管理方式, 管理流程繁琐, 仓库管理工作量大, 货物品种、数量等信息不完善, 经常出现帐、卡、物不符的情况, 导致库存管理水平低、管理成本高, 已经不适应现代化企业管理的需要, 迫切需要升级改造。

为进一步提高食用包装油库存管理现代化水平, 保障粮油安全, 我们开发并实施了中小包装食用油仓库智能仓储系统, 该系统采用物联网技术对穿梭式货架食用油仓库的出入库进行智能化集中管理。

中小包装食用油仓库智能仓储系统主要担负货物的码盘码垛、传输、存储、装卸等实时监管任务, 是一个较复杂的综合系统, 它综合了机械、电子、系统分析、物联网等技术。而全自动化智能仓库建设费用较高。例如我国目前已建成实现全自动化立体仓库, 其建设费用都在1000万元以上, 这就促使对传统穿梭式货架仓库的升级改造。同时要求智能仓储系统必须运行可靠, 经济实用, 实现系统货物的码盘、码垛、传输、仓储等统一协调调度和管理, 提高系统的运行效率和可靠性, 实现追溯。如何对传统穿梭式货架进行智能化管理是系统设计应该考虑的主要问题。

开发中小包装食用油仓库智能仓储系统的目的主要是为了提升中小包装仓库管理水平, 利用现代化的物联网技术和信息化技术实现对食用包装油入库、库存、出库全过程的货物标识、跟踪、管理, 提高管理水平和管理效率, 同时对生产和运行情况进行数据统计, 为管理提供更多详实的数据支撑。

1.1.1 智能仓库管理系统布局 (图1)

1.1.2 入库流程 (图2)

1.1.3 出库流程 (图3)

1.1.4 移库流程 (图4)

根据仓库业务流程和操作需求, 系统硬件结构设计分为五大部分, 包括服务器、管理终端、码盘子系统、库门子系统、叉车子系统、手持终端子系统。系统硬件结构设计见图5。

服务器采用联想公司的RD450服务器, 采用2颗Xeon E5 8核CPU, 内存16GB, 硬盘3×600GB, 采用RAID 5冗余方案。服务器布署ORACLE 11G数据库管理系统和应用服务软件。

管理终端采用联想商用台式计算机, 配套IC卡读卡器和打印机。管理人员通过网页浏览器登录应用服务器网页进行管理操作。

图1 智能仓库管理系统布局   下载原图

图2 入库流程示意图   下载原图

图3 出库流程示意图   下载原图

图4 移库流程示意图   下载原图

图5 系统硬件结构设计   下载原图

码盘子系统采用一体化终端, 配套RFID读卡器、红外检测单元等。一体化终端布署码盘软件模块, 完成码盘业务管理, 并对附属设备进行管理。RFID读卡器用于托盘标签识别。红外检测单元用于托盘状态识别。

叉车子系统采用车载一体化终端, 配套IC卡读卡器、RFID读卡器、音箱、红外检测单元等。车载一体化终端布署叉车软件模块, 完成叉车业务管理, 并对附属设备进行管理。IC卡读卡器用于司机身份认证。RFID读卡器用于托盘和巷道标签识别。音箱用于语音指示和报警。红外检测单元用于托盘状态识别。

库门子系统采用联想商用台式计算机, 配套RFID读卡器、LED显示屏、室外音箱等。计算机上布署库门监管软件模块, 完成叉车出库业务管理、车辆排队管理, 并对附属设备进行管理。RFID读卡器用于托盘和叉车标签识别。LED显示屏用于车辆排队信息和出库任务信息显示。室外音箱用于排队叫车和公共信息播报。

手持终端采用WINCE系统, 具有RFID标签读取功能。手持终端上布署移动应用软件, 完成人工码盘和标签管理。

系统采用B/S+C/S复合架构。业务管理系统采用B/S架构, 经过授权的管理人员通过管理终端进行系统管理、任务下达、业务查询、实时监管、异常报警处理等操作, 便于分布式布署, 灵活方便;码盘、叉车、库门、手持终端等系统采用C/S架构, 具有较高的实时性, 系统稳定可靠。

智能仓储管理系统软件功能模块设计见图6。软件系统主要包括服务器子系统、业务管理子系统、码盘子系统、叉车子系统、库门子系统、手持终端子系统等6大子系统。

图6 智能仓储管理系统软件功能模块设计   下载原图

服务器子系统主要包括数据库管理和应用服务功能, 既承担数据服务, 同时为系统BS客户端提供后台应用服务, 系统数据库设计为三级存储结构, 即动态数据、实时数据和历史数据分开处理, 提高系统的数据存取速度。应用服务软件模块采用C#语言开发, 主要负责后台业务管理和网页数据服务。

业务管理子系统包括前台网页软件和服务器后台应用软件, 网页代码采用JAVA开发。主要包括业务接口、计划排产、任务管理、库存管理、实时监管、业务查询、统计报表、异常报警、系统维护、漏油管理等模块。

码盘子系统主要负责码盘任务接收和码盘作业监控, 对已码货的托盘进行识别和货物数据匹配, 并将码盘实绩反馈到服务器系统的数据库中。码盘子系统还对码盘队列进行动态维护, 为叉车子系统提供已码托盘信息。

叉车子系统主要负责叉车任务的接收和叉车作业监控, 包括入库任务、出库任务、移库任务、盘库任务等。

库门子系统主要负责出库叉车和托盘信息识别与任务确认, 并负责完成出库车辆排队管理。包括出库任务监控和车辆排队管理两个模块。

手持终端子系统基于WINCE系统开发, 主要负责移动业务的处理, 包括人工码盘、标签管理、托盘维护等模块。

项目实施后对穿梭式货架食用油仓库实现了全过程的智能化管理, 取得了很好的效果, 系统的主要优点包括:

系统采用RFID+物联网技术实现了货物闭环流程化管理, 避免出入库错误, 货物信息全程可追溯。

系统采用任务驱动模式实现自动理货、自动调度、自动跟踪检查的功能。

系统实现了出入库动态管理和自动盘库, 库存实时在线, 库存超期预警, 提高库位利用率, 提高管理效率。

项目投资少, 上线快, 可在线改造, 不影响正常生产, 能够快速实现仓库智能化升级。

通过RFID识别技术对食用包装油的码盘、入库、库存、出库整个生产流转过程进行智能化管理, 所有生产和库存信息均利用信息化技术集中管理, 具体到每一箱食用包装油流转过程的跟踪和管理, 有效提高了食用包装油生产库存的管理效率和管理水平。实现仓库的信息自动化、精细化管理, 指导和规范仓库人员日常作业, 完善仓库管理、整合仓库资源:

(1) 实现数字化管理, 出/入库、物料库存量等仓库日常管理业务可做到实时查询与监控; (2) 提升仓库货位利用效率; (3) 减少对操作人员经验的依赖性, 转变为以信息系统来规范作业流程, 以信息系统提供操作指令; (4) 实现对现场操作人员的吨位考核; (5) 降低作业人员劳动强度; (6) 改善仓储的作业效率; (7) 改善出库准确率; (8) 提高仓库作业的灵活性。

系统运行近一年来取得了很好的效果, 可根据每天的订单自动生成生产计划、码盘计划、入库计划, 根据提货信息自动生成出库计划, 并对所有计划的执行进行跟踪记录, 监控计划的执行情况, 做到作业有计划、产品有跟踪, 有效保证了帐、卡、物高度的动态一致性, 生产和库存情况一目了然, 系统提供了大量的数据查询、统计手段, 可以自动生成各类报表, 大大减轻了仓库管理工作的压力, 提高了仓库管理的水平。

3.2.1 电子信息统计货品出入库, 实时记录, 方便进行货品数量查询和盘点。

3.2.2 及时收发货品, 并实时进行自盘, 减少出入库错误率;每日系统对仓库进行收发整理。确保了帐、物、卡的一致, 使仓库工作做到日清日毕。

3.2.3 系统显示仓库实时库存, 综合计算库存空间、实时并库、先进先出, 帮助中小包装食用油库存管理处于健康、合理的状态。

智能仓库管理系统通过RFID识别, 实现了仓库货位的精确定位与管理, 可以更合理、有效地利用仓库空间, 以最快速、最正确、最低成本的方式进行仓储作业, 同样的仓库可以存放更多的中小包装食用油。

通过智能仓库管理系统, 可以实现空间、时间筛选货位等, 大大提高了作业效率;同时, 系统可以推荐合并货位, 根据避免存储空间浪费的原则给出并货建议及优先度排序, 提升效率。

理货指令中包含位置信息和最优路径, 避免无效穿梭和货品的找寻, 提高了单位时间内的理货量。另外, 系统采用扫描方式提高理货、出库速度和准确度, 避免人工操作的失误。减少理货员3名 (现不设置理货员岗) , 共计节约了大量人工人本。

使用系统后, 数据采集及时、过程精准管理、自动化智能导向, 提高工作效率, 通过对批次信息的自动采集, 实现了对产品生产或出库过程的可追溯性。

智能仓库管理系统是基于对传统穿梭式货架进行智能化管理, 建立以信息系统为支撑的出入库管理系统, 通过对出入库的管控达到提高效率, 降低成本, 提高风险管控能力的目标, 通过信息系统使出入库责任明确, 事后可追溯, 提高出入库作业运行效率和质量。

通过管理系统能够掌握仓库的库存、库容、出入库作业等详细数据, 根据准确的数据和系统运算, 为用户提供智能化推荐理货、调度等管理方案, 实现中小包装仓库的智能化管理。

通过RFID等技术实现出库、入库、盘库、移库等作业环节数据的自动化采集, 保证仓库管理各个环节数据输入的效率和准确性, 确保企业及时准确地掌握库存的真实数据。

采用RFID智能化的货位和托盘管理, 能够实现快速的出入库作业。

利用先进的、可重复利用的RFID电子标签替代纸质标签, 减少管理成本和耗材成本。

通过准确真实的库存数据, 合理安排库位, 实现库存合理化管理。

根据各作业环节实时采集的托盘信息、称重等数据和系统分析, 实现出入库作业的全程监管, 降低放错、取错、错发、误发、多发等风险。

实现仓库的合理化管理, 降低运营成本。

中小包装食用油仓库智能仓储系统的开发与实施在食用油仓储自动化和信息化方面做出了有益的探索, 尤其是对以人工管理为手段的传统仓库升级改造提供了可行方案, 具有较大的现实价值, 可以在粮油或相近行业得到推广应用, 进一步提升智能化仓储系统信息化管理应用实践水平。但是在实际应用的过程也碰到了叉车无线网络漫游AP切换时间长影响信息传递等问题, 下一步还需要对无线网络进一步优化和完善, 提高网络的稳定性和时效性。