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一、方案簡介

1.1 智能物流倉儲實訓室建設方案背景

    隨著物聯網的發展,物流成為物聯網應用的主要領域之一,它推動了物流信息化的進程,使現代物流系統逐步朝向數字化、集成化、網絡化、智能化等方向發展。上世紀九十年代首次出現物聯網這個概念的時候,它便是指的是RFID技術的快速發展以及其在物流倉儲行業中的廣泛應用,雖然現如今物聯網概念已經囊括了除RFID之外的如計算機網絡、無線通信、傳感器、GPS定位、GIS等諸多先進技術,但是其在倉儲物流行業的應用依然是物聯網產業中最為重要,最為不可或缺的一個實際產業應用。
    在此基礎上,廣州飛瑞敖電子科技有限公司設計出了以物聯網信息平臺為網絡核心,以諸多RFID讀卡器、傳感器、GPS采集器、視頻監控設備為感知層終端,并融合3G技術,專門針對物流倉儲行業應用的智能物流倉儲實訓套件。

1.2 智能物流倉儲實訓室建設方案設計思路

    飛瑞敖智能物流倉儲實訓系統基于飛瑞敖物聯網信息平臺,依托光載無線交換機、遠端射頻單元、模擬光纖、以太網交換機、WiFi設備服務,構建物聯網的網絡層,在實訓室范圍內形成穩定可靠的WiFi覆蓋環境;各種接入設備(傳感器件、控制器件、讀卡器、移動終端等)都可以無線接入物聯網信息平臺,成為物聯網實驗設備的一部分,構建物聯網的感知層;系統通過統一的物聯網信息中心,完成數據的存儲、分析和應用。整體的架構圖如下:
    智能物流倉儲實訓系統圍繞特高頻RFID技術和物聯網信息平臺這兩個核心,通過電子標簽實現產品的自動識別,利用無線WiFi物聯網絡獲取產品原始信息并自動生成入出庫清單,緊密結合WMS系統,實現貨品自動分配儲位,自動搬運,以及智能化分揀等功能,提高倉儲配送管理的自動化和智能化水平。

1.3 智能物流倉儲實訓室建設方案創新點

智能倉儲方案設計突出物聯網技術在智能倉儲方面的應用,展現了以下特點和優勢:
★信息化
物流信息化表現在:物流信息的商品化,物流信息收集的代碼化和商業智能化,物流信息處理的電子化和計算機化,物流信息傳遞的標準化和實時化,物流信息存貯的數字化和物流業務數據的共享化等。
★網絡化
在本系統中,射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術等物聯網關鍵技術的應用,這種過程需要有高效的物流網絡支持,業務運作可通過互聯網實現信息的傳遞和共享,并運用電子方式完成操作,例如可通過通過互聯網來實現發放訂單等。
★自動化
系統設計運用了多種物流自動化的技術及設備,如射頻自動識別、自動化立體倉庫、自動存取、自動分揀等,這些自動化技術的應用,可顯著地降低對人員的依賴性,提高勞動生產率,減少物流作業的差錯,具體體現如下:
a)減少工作交接環節,通過權限管理記錄每步操作,責任更加明確。作業流程自動化,實現無紙化辦公,降低了工人的工作強度和工作量。
b)在庫存盤點中,脫離單據提高盤點效率,并保證貨物與倉位對應,提高正確率,并能在平時隨時進行區域盤點。
c)提高了備貨效率和準確率。
d)記錄產品接受、包裝、入庫上架、揀貨、發貨的進出數量、位置等記錄;提高入、出、存、移的正確率,減少對人的依賴性,降低人為失誤;
e)產品進出與貨位標簽對應,準確記錄每種規格產品對應相應貨位的庫存,減少揀貨失誤;提高物品出入庫過程中的識別率,可不開箱檢查,并同時識別多個物品,提高出入庫效率。縮減盤點周期,提高數據實時性,實現對庫存物品的可視化管理。
★智能化
智能化是自動化、信息化的一種高層次應用。智能化還是實現物聯網優化運作的一個不可缺少的前提條件,系統的智能化體現在:
a)采購、存儲、銷售三方之間實現產品信息共享和同步,可以對產品信息等進行有效的追溯。
b)通過產品的追溯,使對這些產品的管理水平上了一個臺階,可以查詢各個產品的位置、出貨情況等信息,以后可以為采購部門提供決策依據。
c)具有對企業內部業務及對供應鏈外部資源的完整整合能力
d)提高倉庫管理的精度,加強庫存控制同時減少對人員的依賴性;
e)有完善的權限設置,可以通過軟件管理平臺得到輕松實現;完善的安全日志,記錄每個用戶的重要行為的操作記錄。
將貨物、人員、設備管理結合,提高倉庫管理的精度,加強庫存控制同時減少對人員的依賴性,通過RFID技術在商品管理上的全面應用,有限減少缺貨,減少偷盜,商品管理可跟蹤、可視化;

二、系統介紹

2.1 系統整體介紹

    智能物流倉儲實訓室建設方案是以企業物流業務流程為基礎,以先進的物流技術為實現手段,不僅實現從采購批量收貨、盤點數據自動上傳、出庫商品信息自動采集、運輸過程中車輛在信息的實時監控的完整智能物流流程,同時結合RFID識別設備和環境監控,可實現商品倉儲環境及商品運輸途中環境的實時監控、倉庫操作人員任務自動發放、倉儲設備管理等職能應用,在完成物流實訓教學的同時,讓學習者充分體驗和感受物聯網技術在物流中的應用,通過實訓和課題創新達到提升綜合運用和管理水平的目的。
    智能物流倉儲實訓室由入庫、庫存盤點、出庫管理、設備管理、環境檢測、運輸管理、電子標簽揀貨系統、綜合管理八大功能單元以及飛瑞敖物流倉儲管理系列軟件組成。

2.2 實訓室布局圖

實訓室平面效果圖

2.3 系統各模塊功能描述
2.3.1 入庫單元
2.3.1.1 入庫單元功能介紹

    智能物流倉儲實訓室基于物聯網信息平臺,以特高頻RFID通道讀卡器、特高頻RFID手持機、高頻RFID讀卡器為感知體系,以物流管理軟件為支撐,形成高效統一的入庫系統。可完成自動批量收貨、入庫計劃、組托、上架、采購退貨、操作員任務自動下發、入庫商品監控和門禁功能。同時可實時觀察倉庫內工作人員工作情況,掌握工作進度,確保操作規范性,保證料帳帳實相符。
入庫操作流程圖

2.3.1.2 智能入庫單元的特點

● 以物聯網信息平臺為基礎,形成統一的物流系統;
● 采用特高頻RFID技術,可進行收貨批量掃描、入庫商品監控、上架信息自動判別是否與入庫計劃相符等智能功能,提升入庫速度、加強入庫安全;
● 標簽可重復利用,降低管理成本。

2.3.2 庫存管理單元
2.3.2.1 庫存管理單元功能介紹

    庫存盤點是物流倉儲管理中最主要的操作,在傳統的盤點方法是通過人工一項一項的與單據對照盤點,所需時間長、找貨和點貨極其麻煩,而且容易漏點、錯點。智能物流倉儲實訓系統通過特高頻RFID手持機對庫存貨品的掃描完成實盤點數的工作,并實盤數據自動上傳。系統實現從生成盤點清單、生成盤點差異再到庫存更新的完整盤點流程,并針對傳統盤點方法的弊端做專項突破。
庫存盤點系統圖

2.3.2.2 智能庫存管理單元特點

● 使用特高頻RFID技術,提高安全性,可批量掃描、批量盤點,加快盤點速度;
● 系統添加貨架、托盤的提示掃描,方便快速找到所需盤點的貨物;
● 盤點數據自動上傳,無需人工錄入,并有自動核對、糾正系統數據的功能,大大的加強了盤點的安全性,有效的防止漏點錯點。

2.3.3 出庫管理單元
2.3.3.1 出庫管理單元功能介紹

    智能物流倉儲實訓室的出庫系統主要包括訂單管理、出庫計劃、揀貨、自動批量出庫及出庫商品監控功能。出庫操作流程如下:
出庫操作流程圖
RFID通道閱讀器應用示意圖
    在檢查出庫環節,操作人員通過特高頻RFID手持機進行揀貨掃描后,數據自動返回到服務器。當批量貨物RFID通道讀寫器時,可進行商品自動出庫掃描,如出庫貨品種類或數量不正確,出庫門禁報警,出庫失敗;如正確,待操作人員確認出庫后,系統自動庫存更新處理。

2.3.4 設備管理單元
2.3.4.1 設備管理單元簡介

    在倉庫中會有大量的堆高車、托盤、地牛等物流工具,普遍存放散亂、容易丟失,無證上崗操作。智能物流倉儲實訓系統中的設備管理系統可記錄這些物流設備的信息及使用情況。

2.3.4.2設備管理單元的特點

● 增加設備的使用權限功能,加強倉庫的規范性和安全性;
● 清晰的了解設備的位置、狀態、折現等信息;
● 通過設備的使用記錄情況,優化設備的合理擺放、采購等。

2.3.4.3飛瑞敖設備管理軟件V1.0

    飛瑞敖設備管理軟件主要應用RFID技術,不僅實現了設備使用權管理、設備監控、設備遠程在線自動盤點、設備使用記錄等管理功能,同時通過RFID讀卡器對指定的設備存放區域進行24小時監控,如有非法取走設備會發出警報,方便設備的日常管理。系統使用 Java語言開發,可運行于不同操作系統平臺之上。

2.3.5 環境檢測單元
2.3.5.1 環境監測單元簡介

    物流倉儲中的環境情況是倉庫最重要的指標之一,環境的好壞直接影響倉庫和貨物的安全性和使用壽命等。智能物流倉儲實訓系統中集成了環境監測功能,將倉庫各個區域的的溫濕度、二氧化碳等傳感器的數據實時監測、記錄。傳感器的數據通過WIFI無線傳輸,上傳到服務器進行數據處理,當環境數據異常時系統報警,并綜合形成倉庫的環境指標。

2.3.5.2物聯網環境監測管理軟件V1.0

    物聯網環境監測管理軟件通過實時連接環境傳感器讀取環境信息,環境數據返回系統后,可以作顯示、分析,可以實時監控環境變化信息,有利于對環境變化所帶來的影響作出合理的對策。
主要功能包括:監控走勢、監控設置、歷史數據查詢。
環境監測系統示意圖

2.3.6 運輸管理單元
2.3.6.1運輸管理單元簡介  

    通過對智能化運輸管理的研究,智能物流系統將先進的信息技術及計算機處理技術等綜合運用于整個城市物流運輸管理體系,使人、車、路有機地結合起來,建立起一種實時、準確、高效的城市綜合運輸管理體系,最終實現最佳車流控制、交通運輸服務和管理智能化。
    從信息服務的角度來看,系統涉及到信息采集(運輸訂單、車輛信息)、信息處理(車輛調度、裝車作業)、信息發布(運輸實時跟蹤、GPS定位)等過程。

2.3.6.2飛瑞敖物流運輸管理軟件V1.0

    運輸是物流環節中最重要的環節,如何對運輸作業合理分配,如何實現運輸資源的合理調度,包括對運輸路線的管理、車輛調度管理、商品裝車管理,是運輸系統教學中需要解決的問題。本系統利用RFID技術等物聯網商品管理技術,實現了從車輛調度到運輸商品裝車監控等運輸過程的智能化管理。
主要功能包括:站點管理、路線管理、運單管理、裝車計劃、車輛管理、月臺管理、司機管理模塊等功能。
運輸操作流程示意圖
裝車操作示意圖

2.3.6.3 智能運輸管理系統的特點

● 融合信息技術、計算機技術、物流管理等內容;
● 實時、準確、高效、全面的管理體系;
● 智能調控、監測,優化資源。

2.3.7 電子標簽揀貨系統

    電子標簽輔助揀貨系統(PTL)是比較先進的、無紙化的電腦輔助揀貨系統,可以使倉庫或配送中心的訂單處理過程簡單化,它借助電子標簽設備,由信號燈與數字顯示作為輔助工具對物品進行庫存盤點、分貨、揀貨、集貨、發貨等作業。物流中心采用PTL揀貨技術能夠極大的提高揀貨效率、準確率,可以快速、正確、輕松的完成揀貨工作,PTL揀貨系統通過安裝在揀貨區貨架上的燈光與鳴叫指示,顯示商品存放的位置,指示揀貨數量,實時掌握庫存信息。
電子標簽揀貨系統示意圖

2.3.8 綜合管理單元

    綜合管理單元提供針對入庫、出庫、盤點等模塊數據的報表查詢和統計、分析,支持表格式和圖形式的數據表現形式,報表可數據直接輸出到打印機。

2.3.9飛瑞敖物流倉儲管理系列軟件

    飛瑞敖物流倉儲管理軟件以企業物流業務流程為基礎,以RFID技術為商品管理的手段,不僅實現從采購批量收貨、盤點數據自動上傳、出庫商品信息自動采集、運輸過程中車輛在信息的實時監控的完整智能物流流程,同時結合RFID識別設備和環境監測設備,可實現商品倉儲環境的實時監控、倉庫操作人員任務自動發放、倉儲設備管理等功能,在完成物流實訓教學的同時,讓學習者充分體驗和感受物聯網技術在物流中的應用,通過實訓和課題創新達到提升綜合運用和管理水平的目的。
主要功能包括:入庫管理單元、庫存管理單元、出庫管理單元、電子標簽揀貨系統、綜合管理單元。

2.4 主要設備介紹
2.4.1 通道式特高頻讀卡器

    做為智能物流倉儲實訓套件內的核心設備,通道式特高頻讀卡器(如下圖所示)在多個功能單元內出現。通道式特高頻讀卡器工作在900MHz上,配合配套的特高頻讀卡器天線,可對讀卡區域內的帶標簽物品進行快速準確讀取,大大提高業務操作人員工作效率。
通道式特高頻讀卡器工作示意圖

2.4.2特高頻手持讀卡器

    與通道式特高頻讀卡器相比,特高頻手持讀卡器(如下圖所示)具備移動方便,靈巧靈活、電池供電等優勢,多用于倉庫盤點以及不適合安裝有源設備的室外場合如港口、農田等場合。
特高頻手持讀卡器實物圖

三、支撐課程及實驗清單

    智能物流倉儲實訓室可實現現代物流管理的大部分功能,學生在實訓室中進行讀取物品(射頻卡)信息和狀態、分析物品倉儲過程、模擬實際物流流程等實訓實驗。
    智能物流倉儲實訓系統是由讀卡器(Reader)與射頻卡也就是所謂的應答器(Transponder)及應用軟件系統三個部份所組成。
    如圖實訓版倉儲管理系統流程框圖,射頻卡(物品)靠近讀卡器時,射頻卡感應到讀卡器產生的磁場后,接收解讀器發出的射頻信號,憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在射頻卡芯片中的物品信息,信息通過WIFI設備服務器無線傳輸。在PC機中上層應用軟件(實訓版倉儲管理軟件)與WIFI設備服務器建立連接,從而使射頻卡(物品)信息讀入PC機中。
實訓版倉儲管理系統流程框圖 
    如圖實訓版倉儲管理軟件流程圖,首先將射頻卡(物品)信息添加到軟件數據包中。開始等待射頻卡(物品)信息,當有信息輸入時,判斷信息是否在數據包中。當數據包中沒有剛讀入的數據信息則返回等待讀取其他數據信息;當在數據包中有剛讀入的數據信息,將該信息進行處理,設定出倉、入倉狀態,并把射頻卡(物品)狀態存儲。
實訓版倉儲管理軟件流程圖

在智能物流倉儲實訓系統中,學生可進行以下實驗:

實驗1 智能倉儲網絡系統組建
實驗2 入庫操作實驗
實驗3 庫存盤點實驗
實驗4 出庫操作實驗
實驗5 倉庫環境監測管理實驗
實驗6 智能管理分析實驗
實驗7 司機及車輛管理實驗
實驗8 裝車管理實驗
實驗9 電子標簽摘取式揀貨實驗
實驗10 電子標簽播種式揀貨實驗
實驗11 電子標簽播種式盤點實驗
實驗12 電子標簽播種式補貨實驗

一、智能物流倉儲實訓套件

1.通道式特高頻讀卡器
2.特高頻手持讀卡器
3.高頻讀卡器
4.WiFi設備服務器
5.特高頻手持讀卡器
6.紙質特高頻標簽
7.抗金屬特高頻標簽
8.腕帶高頻標簽
9.普通貨架
10.運貨車
11.地牛
12.模擬貨品
13.通道式特高頻讀卡器
14.高頻讀卡器
15.WiFi設備服務器
16.分體式特高頻讀卡器
17.特高頻讀卡器天線
18.高頻讀卡器
19.WiFi設備服務器
20.飛瑞敖設備管理軟件V1.0
21.溫濕度傳感器
22.二氧化碳傳感器
23.光照傳感器
24.WiFi設備服務器
25.WiFi攝像頭
26.媒體弱電專用電源箱
27.物聯網環境監測管理軟件V1.0
28.通道式特高頻讀卡器
29.運貨車
30.飛瑞敖物流運輸管理軟件V1.0
31.摘取式電子標簽分揀系統
32.重力式流利貨架
33.無動力輥筒傳輸線
34.周轉箱
35.臺式電腦
36.47寸電腦一體機
37.高頻發卡器
38.特高頻標簽發卡器
39.飛瑞敖物流倉儲管理軟件V1.0