“智慧物流”背景下的智能仓储系统设计研究

王松波 陈凡健

摘  要：近年来，物流管理飞速发展，其中物联网技术发挥了至关重要的作用。在智能仓储管理系统中引入RFID技术已经得到物流行业的广泛关注。在物流管理中应用智能仓储系统，相应地减轻了人工操作的压力，提高了操作与管理效率，节省了管理所需的成本。本文围绕物联网技术，合理设计了智能仓储管理系统。

关键词：物联网技术;智能物流;仓储管理;智能系统设计

中图分类号：TP315;TP274      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）17-0160-03

Abstract：The rapid development of logistics management，in which the internet of things technology plays a vital role. The introduction of RFID technology in the intelligent warehouse management system has received extensive attention in the logistics industry. The application of intelligent warehousing system in logistics management reduces the pressure of manual operation，improves the operation and management efficiency，and saves the cost required for management. This paper focuses on the internet of things technology and rationally designs the intelligent warehouse management system.

Keywords：internet of things technology;intelligent logistics;warehouse management;intelligent system design

0  引  言

新物流时代，智慧物流、绿色物流、数字化物流无疑是行业发展主旋律;企业唯有顺势而为，拥抱大势，才能赢得更好的发展机遇。当前，我国仓储业出现了区域分割、重复建设、管理混乱等问题，相应增加了仓储的成本及效率，不利于仓储业与物流行业的可持续发展。基于此，有必要将结合物联网技术的仓储管理融入到智能物流中，更有效地收集仓储信息，降低货物配送的出错率，提升仓储环节的作业效率，从而提升物流运程总体效能，降低物流仓储成本。

1  物联网技术概述

物联网技术是指借助信息传感设备，与互联网密切相连，以约定协议为基础实现信息的交换，从而进行信息通信，整体管理与识别过程中具有智能化特点。物联网利用信息传输装置，与互联网形成紧密的联系，建立一个规模宏大的信息网络。在物联网中，RFID技术（射频识别技术）属于十分重要的技术指标。在应用RFID中，全部信息都体现出规范性与互用性，可利用无线网络，使中央信息系统自行归纳全部的信息，对物品进行智能化识别，借助网络的开放性共享交换信息，从而透明管理物品。

传统仓储操作基本由人工完成，在此过程中会产生以下问题：（1）人工负责仓储的出入库和盘点工作，不仅降低了工作效率还增加了差错率。仓储管理首个大环节的入库操作，是退换货与经济赔偿的重要根据，要在核对商品数量和质量方面投入大量时间与人力，如出现问题将无法开展接下来的验收入库操作，干扰了物品入库;（2）利用人工方式盘点货品的数量，效率低且易出错，难以有效分析库存数据，管理者不能科学安排库存量，增加了库存成本;（3）随意摆放的货物，拣货缺少合理的规划，造成仓库内长期堆积商品，不能合理应用空间。

RFID穿透性较强，可便捷读取、快速识别和无障碍阅读，可以重复使用。利用RFID自动对仓储各个环节的数据进行采集，降低人工误操作的概率，为企业提供准确的库存数据，有利于管理者对企业库存的科学规划。

将智能处理技术应用于企业内部决策，可通过对大量物流数据的分析，对物流客户的需求、商品库存、物流智能仿真等作出决策。实现物流管理自动化（獲取数据、自动分类等），使物流作业高效便捷，改变了中国物流仓储型企业“苦力”公司的形象。智慧物流可降低物流仓储成本。物流智能获取技术使物流从被动走向主动，实现物流过程中的主动获取信息、主动监控运输过程与货物、主动分析物流信息，使物流从源头开始被跟踪与管理，实现信息流快于实物流。

2  智能仓储管理系统设计

2.1  总体设计

WMS系统（仓库管理系统）方案设计的基础是RFID技术，利用条码编码仓库内托盘、货架和商品，并为条码赋予详细的信息，实现仓库的智能化管理。

以RFID作为系统的支撑平台，其中包含收货、配装、拣货、入库、调度、出库、盘点、定位等。WMS借助RF、电子标签、PTL、RFID、纸箱标签的方法实现统一下达指令进行调度，及时接收终端PC、RF、PTL所反馈的信息数据。软件设计高度符合仓储管理的内容，进一步达到控制库存商品的目的。

各功能包既能实现独立运行，还可以平滑连接，构成较为健全的仓库管理系统。应用RFID技术，设计智能仓库管理系统，优化管理制度，避免人为操作带来的影响。系统实现自动采集物品、库存管理、领用交换记录等业务操作，防止发生伪造凭证的现象，保证安全、准确地管理物品的库存。

2.2  技术架构

一般情况下，智能仓储管理系统分离式提供服务主要通过接口的方式为其他模块提供使用功能。在模块内部有很多不能外泄的信息，所以在设计模块时应科学划分与定义访问域，避免由于定义和访问域破坏模块的信息。根据独立思想，确保每个模块功能的单一性，在模块间保持较强的独立性。即对模块划分时，为了实现某个功能，在一个模块中划分各个元素。故模块内部应紧密联系各个元素。

软件应用的内聚是指对软件架构开发设计时，对系统某个功能或模块的关注程度，即模块内部关注功能模块的高低水平。软件内产生的内聚程度越高，则代表设计软件模型越好。高内聚的操作方式，使组件仅对数据库操作全面负责，如此可以获得显著的好处。高内聚带来了良好的可复用性及可维护性，而低内聚模块说明其具有较高的依赖程度，一旦对依赖模块的对象进行修改，则必须禁止使用该模块，只有实行对应修改才能持续使用。低内聚模块存在的设计缺陷有：模块功能相对复杂，不具备明确的职责，操作分散，包含了没有彼此关联的功能。

系统的网络架构主要联系系统的业务流程进行，从而达到基本需求，提升了系统的安全性，防止受外界因素的影响，保证为系统提供稳定的仓储管理服务。

2.3  数据库设计

在智能仓储管理系统中，无线网络技术与RFID表现为数据库的设计，具有复杂异常的操作程序，不能进行概括性的分析。智能仓储系统数据库包含货物和员工信息的管理。货物信息管理主要内容有货品名称、货品说明、货品编码、货品列号等。而员工信息管理内容包含员工口令、员工信息、员工级别等。

3  智能仓储管理系统功能实现

3.1  仓储无纸化操作

RF实现全流程作业，还能进行任务推送。利用系统RF作业，将信息化设备集成管理，具有仓储业务无纸化操作的效果，最大程度地将手工操作量降低，促进工作效率的提升;确保库存数据及时录入，突出库存的准确性;利用条目、批次、作业等主要信息控制物流;以全程跟踪企业资源，并向企业管理层自动传递完成指令的结果，提高管理水平。

3.2  以策略和任务驱动作业流程，合理分析企业运营

通过系统策略对仓库出入库作业全面驱动，防止出现过于依赖经验开展作业的问题，压缩了人工成本，保证作业的效率;采取任务驱动作业的方式，减轻仓库内繁重的人工工作量。科学构建综合分析中心，提供多维度的数据报表，有利于工人摆脱繁重的统计工作，从而避免发生统计误差，保证企业顺利实现战略目标。

3.3  业务模型管理

系统对业务模型自定义配置，结合不同的客户与订单驱动流程处理对应业务。针对系统多业态的业务模式，产生更多多类型与多源头的订单，借助执行方案与配置化服务产品，系统能够达到相应的管理目标。同时，制定差异化订单管理，系统依据不同客户，自动跳转向差异化截面，提示相应的订单内容，从而达到差异化管理的目标。

3.4  多仓库、多货主管理

WMS系统在推广过程中可以对多层级仓库协同应用，设计仓库内部的维度管理系统，满足多类型库位管理的要求。与虚拟仓要求相结合，系统可以对虚拟仓信息自动获取，进而管理记录虚拟商品的数据出入库信息，还能与需求相结合，产生商品的出入库单据，以便后续产品信息的查询工作顺利开展。

3.5  库存可视化

WMS利用图形化显示库区、仓储、库位的库满度与详细位置。通过系统设计的三个维度达到库存可视化查询的目的，使仓库查询和管理库存更直观;系统与客户直接面对，客户进入网站就能了解货物的实时状态。

仓库点周边浮动柱状色标，进行整体仓库库位满度与存货的均值计算，得到仓库满度比值。单击某一仓库，系统将自主跳转至库区界面，提示与选择仓库相应的监控图。仓库内各库区分布如图1所示。在图中显示每个库区的满度情况，单击某一库区，系统自行向货架库位监控界面切换。

3.6  自动化输送系统

主要包含滚筒输送线、皮带输送线、托盘输送线等，用于输送周转箱与纸箱。动线参数以上线参数及处理能力决定，780/720/680/620/580为一般箱式分拣系统的宽度，由动线运输货物尺寸、重量决定宽度。如，涉及线体电机功率选型、承载力等，通常为2500箱/小时，速度约为32米/分钟。

3.7  电子标签系统

主要用于播种和摘果的拣选，解决分拣错分率问题，这种的错分率较低，有效提高分拣效率;一般电子标签系统差错率少于万分之五，应用电子标签系统比手工分拣的效率高。

4  智能仓储管理系统操作流程

4.1  进入仓库

当库存物品经进货口到达仓库时，利用进货口读写设备/手持终端将货物信息记入铅封标签，之后采取计算机仓储管理系统计算货位，并借助网络系统向管理员提供货物的信息，根据指定要求存放至对应的货位。

4.2  提取货物

管理员收到出货信息后，制定库位提取有关货物。管理员在提取货物之前通过读写器再次确认货物的信息，之后在出货口放置货物，通过读写器判断标签信息是否准确，无差异后出货。

4.3  库存盘点

通过读写器获取物品的标签信息，检查实时、盘点数据是否与数据库的仓储信息一致。

4.4  定位货物区域

读写器对库中物品标签与货架标签信息实时获取，控制中心结合读写器网络对各个货物存放区位置精确判断，统计仓库的应用状况，这是安排新人存放货物的重要依据。

4.5  温湿度调控

在仓库内设置温湿度感应器，实时获取目前仓库的温度与湿度，利用监控画面开展动态监控。

4.6  仓库综合作业：管理系统+标签+RF+任务管理

（1）实时传递数据。RF的最大收益，即解决了用單据传递数据造成的延迟和数据错误问题;（2）衔接作业流程。为提升操作效率，一般要设计分区与分段作业的方案。结合条形码与RF，同步练习不同作业区的相关任务;（3）动态调整任务。仓库内部人员利用RF结合作业区情况实时获得作业指令，防止发生中断作业的问题，提升订单的落实效率;（4）绩效考核。利用RF对作业时间等信息详细记录，从而考核员工的绩效。

5  结  论

智慧物流的出现，标志着信息化在整合网络和管控流程中进入到一个新的阶段，即进入到一个动态的、实时进行选择和控制的管理水平。虽然没有形成国际标准，只是行业标准，但在智能仓储管理系统中应用物联网技术，可以为物流企业带来很多优势。虽然国内大多数企业依然利用条形码技术管理仓储，但条形码技术由于自身不足终将消失在历史舞台，随着基于物联网技术的RFID广泛应用在智能化仓储系统设计中，一定程度上推动了我国仓储业的发展。

参考文献：

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作者简介：王松波（1980.12-），男，汉族，广东茂名人，讲师，毕业于武汉科技大学，本科，研究方向：计算机应用技术教学。