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一、方案简介

1.1 智能物流仓储实训室建设方案背景

    随着物联网的发展,物流成为物联网应用的主要领域之一,它推动了物流信息化的进程,使现代物流系统逐步朝向数字化、集成化、网络化、智能化等方向发展。上世纪九十年代首次出现物联网这个概念的时候,它便是指的是RFID技术的快速发展以及其在物流仓储行业中的广泛应用,虽然现如今物联网概念已经囊括了除RFID之外的如计算机网络、无线通信、传感器、GPS定位、GIS等诸多先进技术,但是其在仓储物流行业的应用依然是物联网产业中最为重要,最为不可或缺的一个实际产业应用。
    在此基础上,广州飞瑞敖电子科技有限公司设计出了以物联网信息平台为网络核心,以诸多RFID读卡器、传感器、GPS采集器、视频监控设备为感知层终端,并融合3G技术,专门针对物流仓储行业应用的智能物流仓储实训套件。

1.2 智能物流仓储实训室建设方案设计思路

    飞瑞敖智能物流仓储实训系统基于飞瑞敖物联网信息平台,依托光载无线交换机、远端射频单元、模拟光纤、以太网交换机、WiFi设备服务,构建物联网的网络层,在实训室范围内形成稳定可靠的WiFi覆盖环境;各种接入设备(传感器件、控制器件、读卡器、移动终端等)都可以无线接入物联网信息平台,成为物联网实验设备的一部分,构建物联网的感知层;系统通过统一的物联网信息中心,完成数据的存储、分析和应用。整体的架构图如下:
    智能物流仓储实训系统围绕特高频RFID技术和物联网信息平台这两个核心,通过电子标签实现产品的自动识别,利用无线WiFi物联网络获取产品原始信息并自动生成入出库清单,紧密结合WMS系统,实现货品自动分配储位,自动搬运,以及智能化分拣等功能,提高仓储配送管理的自动化和智能化水平。

1.3 智能物流仓储实训室建设方案创新点

智能仓储方案设计突出物联网技术在智能仓储方面的应用,展现了以下特点和优势:
★信息化
物流信息化表现在:物流信息的商品化,物流信息收集的代码化和商业智能化,物流信息处理的电子化和计算机化,物流信息传递的标准化和实时化,物流信息存贮的数字化和物流业务数据的共享化等。
★网络化
在本系统中,射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术等物联网关键技术的应用,这种过程需要有高效的物流网络支持,业务运作可通过互联网实现信息的传递和共享,并运用电子方式完成操作,例如可通过通过互联网来实现发放订单等。
★自动化
系统设计运用了多种物流自动化的技术及设备,如射频自动识别、自动化立体仓库、自动存取、自动分拣等,这些自动化技术的应用,可显著地降低对人员的依赖性,提高劳动生产率,减少物流作业的差错,具体体现如下:
a)减少工作交接环节,通过权限管理记录每步操作,责任更加明确。作业流程自动化,实现无纸化办公,降低了工人的工作强度和工作量。
b)在库存盘点中,脱离单据提高盘点效率,并保证货物与仓位对应,提高正确率,并能在平时随时进行区域盘点。
c)提高了备货效率和准确率。
d)记录产品接受、包装、入库上架、拣货、发货的进出数量、位置等记录;提高入、出、存、移的正确率,减少对人的依赖性,降低人为失误;
e)产品进出与货位标签对应,准确记录每种规格产品对应相应货位的库存,减少拣货失误;提高物品出入库过程中的识别率,可不开箱检查,并同时识别多个物品,提高出入库效率。缩减盘点周期,提高数据实时性,实现对库存物品的可视化管理。
★智能化
智能化是自动化、信息化的一种高层次应用。智能化还是实现物联网优化运作的一个不可缺少的前提条件,系统的智能化体现在:
a)采购、存储、销售三方之间实现产品信息共享和同步,可以对产品信息等进行有效的追溯。
b)通过产品的追溯,使对这些产品的管理水平上了一个台阶,可以查询各个产品的位置、出货情况等信息,以后可以为采购部门提供决策依据。
c)具有对企业内部业务及对供应链外部资源的完整整合能力
d)提高仓库管理的精度,加强库存控制同时减少对人员的依赖性;
e)有完善的权限设置,可以通过软件管理平台得到轻松实现;完善的安全日志,记录每个用户的重要行为的操作记录。
将货物、人员、设备管理结合,提高仓库管理的精度,加强库存控制同时减少对人员的依赖性,通过RFID技术在商品管理上的全面应用,有限减少缺货,减少偷盗,商品管理可跟踪、可视化;

二、系统介绍

2.1 系统整体介绍

    智能物流仓储实训室建设方案是以企业物流业务流程为基础,以先进的物流技术为实现手段,不仅实现从采购批量收货、盘点数据自动上传、出库商品信息自动采集、运输过程中车辆在信息的实时监控的完整智能物流流程,同时结合RFID识别设备和环境监控,可实现商品仓储环境及商品运输途中环境的实时监控、仓库操作人员任务自动发放、仓储设备管理等职能应用,在完成物流实训教学的同时,让学习者充分体验和感受物联网技术在物流中的应用,通过实训和课题创新达到提升综合运用和管理水平的目的。
    智能物流仓储实训室由入库、库存盘点、出库管理、设备管理、环境检测、运输管理、电子标签拣货系统、综合管理八大功能单元以及飞瑞敖物流仓储管理系列软件组成。

2.2 实训室布局图

实训室平面效果图

2.3 系统各模块功能描述
2.3.1 入库单元
2.3.1.1 入库单元功能介绍

    智能物流仓储实训室基于物联网信息平台,以特高频RFID通道读卡器、特高频RFID手持机、高频RFID读卡器为感知体系,以物流管理软件为支撑,形成高效统一的入库系统。可完成自动批量收货、入库计划、组托、上架、采购退货、操作员任务自动下发、入库商品监控和门禁功能。同时可实时观察仓库内工作人员工作情况,掌握工作进度,确保操作规范性,保证料帐帐实相符。
入库操作流程图

2.3.1.2 智能入库单元的特点

● 以物联网信息平台为基础,形成统一的物流系统;
● 采用特高频RFID技术,可进行收货批量扫描、入库商品监控、上架信息自动判别是否与入库计划相符等智能功能,提升入库速度、加强入库安全;
● 标签可重复利用,降低管理成本。

2.3.2 库存管理单元
2.3.2.1 库存管理单元功能介绍

    库存盘点是物流仓储管理中最主要的操作,在传统的盘点方法是通过人工一项一项的与单据对照盘点,所需时间长、找货和点货极其麻烦,而且容易漏点、错点。智能物流仓储实训系统通过特高频RFID手持机对库存货品的扫描完成实盘点数的工作,并实盘数据自动上传。系统实现从生成盘点清单、生成盘点差异再到库存更新的完整盘点流程,并针对传统盘点方法的弊端做专项突破。
库存盘点系统图

2.3.2.2 智能库存管理单元特点

● 使用特高频RFID技术,提高安全性,可批量扫描、批量盘点,加快盘点速度;
● 系统添加货架、托盘的提示扫描,方便快速找到所需盘点的货物;
● 盘点数据自动上传,无需人工录入,并有自动核对、纠正系统数据的功能,大大的加强了盘点的安全性,有效的防止漏点错点。

2.3.3 出库管理单元
2.3.3.1 出库管理单元功能介绍

    智能物流仓储实训室的出库系统主要包括订单管理、出库计划、拣货、自动批量出库及出库商品监控功能。出库操作流程如下:
出库操作流程图
RFID通道阅读器应用示意图
    在检查出库环节,操作人员通过特高频RFID手持机进行拣货扫描后,数据自动返回到服务器。当批量货物RFID通道读写器时,可进行商品自动出库扫描,如出库货品种类或数量不正确,出库门禁报警,出库失败;如正确,待操作人员确认出库后,系统自动库存更新处理。

2.3.4 设备管理单元
2.3.4.1 设备管理单元简介

    在仓库中会有大量的堆高车、托盘、地牛等物流工具,普遍存放散乱、容易丢失,无证上岗操作。智能物流仓储实训系统中的设备管理系统可记录这些物流设备的信息及使用情况。

2.3.4.2设备管理单元的特点

● 增加设备的使用权限功能,加强仓库的规范性和安全性;
● 清晰的了解设备的位置、状态、折现等信息;
● 通过设备的使用记录情况,优化设备的合理摆放、采购等。

2.3.4.3飞瑞敖设备管理软件V1.0

    飞瑞敖设备管理软件主要应用RFID技术,不仅实现了设备使用权管理、设备监控、设备远程在线自动盘点、设备使用记录等管理功能,同时通过RFID读卡器对指定的设备存放区域进行24小时监控,如有非法取走设备会发出警报,方便设备的日常管理。系统使用 Java语言开发,可运行于不同操作系统平台之上。

2.3.5 环境检测单元
2.3.5.1 环境监测单元简介

    物流仓储中的环境情况是仓库最重要的指标之一,环境的好坏直接影响仓库和货物的安全性和使用寿命等。智能物流仓储实训系统中集成了环境监测功能,将仓库各个区域的的温湿度、二氧化碳等传感器的数据实时监测、记录。传感器的数据通过WIFI无线传输,上传到服务器进行数据处理,当环境数据异常时系统报警,并综合形成仓库的环境指标。

2.3.5.2物联网环境监测管理软件V1.0

    物联网环境监测管理软件通过实时连接环境传感器读取环境信息,环境数据返回系统后,可以作显示、分析,可以实时监控环境变化信息,有利于对环境变化所带来的影响作出合理的对策。
主要功能包括:监控走势、监控设置、历史数据查询。
环境监测系统示意图

2.3.6 运输管理单元
2.3.6.1运输管理单元简介  

    通过对智能化运输管理的研究,智能物流系统将先进的信息技术及计算机处理技术等综合运用于整个城市物流运输管理体系,使人、车、路有机地结合起来,建立起一种实时、准确、高效的城市综合运输管理体系,最终实现最佳车流控制、交通运输服务和管理智能化。
    从信息服务的角度来看,系统涉及到信息采集(运输订单、车辆信息)、信息处理(车辆调度、装车作业)、信息发布(运输实时跟踪、GPS定位)等过程。

2.3.6.2飞瑞敖物流运输管理软件V1.0

    运输是物流环节中最重要的环节,如何对运输作业合理分配,如何实现运输资源的合理调度,包括对运输路线的管理、车辆调度管理、商品装车管理,是运输系统教学中需要解决的问题。本系统利用RFID技术等物联网商品管理技术,实现了从车辆调度到运输商品装车监控等运输过程的智能化管理。
主要功能包括:站点管理、路线管理、运单管理、装车计划、车辆管理、月台管理、司机管理模块等功能。
运输操作流程示意图
装车操作示意图

2.3.6.3 智能运输管理系统的特点

● 融合信息技术、计算机技术、物流管理等内容;
● 实时、准确、高效、全面的管理体系;
● 智能调控、监测,优化资源。

2.3.7 电子标签拣货系统

    电子标签辅助拣货系统(PTL)是比较先进的、无纸化的电脑辅助拣货系统,可以使仓库或配送中心的订单处理过程简单化,它借助电子标签设备,由信号灯与数字显示作为辅助工具对物品进行库存盘点、分货、拣货、集货、发货等作业。物流中心采用PTL拣货技术能够极大的提高拣货效率、准确率,可以快速、正确、轻松的完成拣货工作,PTL拣货系统通过安装在拣货区货架上的灯光与鸣叫指示,显示商品存放的位置,指示拣货数量,实时掌握库存信息。
电子标签拣货系统示意图

2.3.8 综合管理单元

    综合管理单元提供针对入库、出库、盘点等模块数据的报表查询和统计、分析,支持表格式和图形式的数据表现形式,报表可数据直接输出到打印机。

2.3.9飞瑞敖物流仓储管理系列软件

    飞瑞敖物流仓储管理软件以企业物流业务流程为基础,以RFID技术为商品管理的手段,不仅实现从采购批量收货、盘点数据自动上传、出库商品信息自动采集、运输过程中车辆在信息的实时监控的完整智能物流流程,同时结合RFID识别设备和环境监测设备,可实现商品仓储环境的实时监控、仓库操作人员任务自动发放、仓储设备管理等功能,在完成物流实训教学的同时,让学习者充分体验和感受物联网技术在物流中的应用,通过实训和课题创新达到提升综合运用和管理水平的目的。
主要功能包括:入库管理单元、库存管理单元、出库管理单元、电子标签拣货系统、综合管理单元。

2.4 主要设备介绍
2.4.1 通道式特高频读卡器

    做为智能物流仓储实训套件内的核心设备,通道式特高频读卡器(如下图所示)在多个功能单元内出现。通道式特高频读卡器工作在900MHz上,配合配套的特高频读卡器天线,可对读卡区域内的带标签物品进行快速准确读取,大大提高业务操作人员工作效率。
通道式特高频读卡器工作示意图

2.4.2特高频手持读卡器

    与通道式特高频读卡器相比,特高频手持读卡器(如下图所示)具备移动方便,灵巧灵活、电池供电等优势,多用于仓库盘点以及不适合安装有源设备的室外场合如港口、农田等场合。
特高频手持读卡器实物图

三、支撑课程及实验清单

    智能物流仓储实训室可实现现代物流管理的大部分功能,学生在实训室中进行读取物品(射频卡)信息和状态、分析物品仓储过程、模拟实际物流流程等实训实验。
    智能物流仓储实训系统是由读卡器(Reader)与射频卡也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成。
    如图实训版仓储管理系统流程框图,射频卡(物品)靠近读卡器时,射频卡感应到读卡器产生的磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在射频卡芯片中的物品信息,信息通过WIFI设备服务器无线传输。在PC机中上层应用软件(实训版仓储管理软件)与WIFI设备服务器建立连接,从而使射频卡(物品)信息读入PC机中。
实训版仓储管理系统流程框图 
    如图实训版仓储管理软件流程图,首先将射频卡(物品)信息添加到软件数据包中。开始等待射频卡(物品)信息,当有信息输入时,判断信息是否在数据包中。当数据包中没有刚读入的数据信息则返回等待读取其他数据信息;当在数据包中有刚读入的数据信息,将该信息进行处理,设定出仓、入仓状态,并把射频卡(物品)状态存储。
实训版仓储管理软件流程图

在智能物流仓储实训系统中,学生可进行以下实验:

实验1 智能仓储网络系统组建
实验2 入库操作实验
实验3 库存盘点实验
实验4 出库操作实验
实验5 仓库环境监测管理实验
实验6 智能管理分析实验
实验7 司机及车辆管理实验
实验8 装车管理实验
实验9 电子标签摘取式拣货实验
实验10 电子标签播种式拣货实验
实验11 电子标签播种式盘点实验
实验12 电子标签播种式补货实验

一、智能物流仓储实训套件

1.通道式特高频读卡器
2.特高频手持读卡器
3.高频读卡器
4.WiFi设备服务器
5.特高频手持读卡器
6.纸质特高频标签
7.抗金属特高频标签
8.腕带高频标签
9.普通货架
10.运货车
11.地牛
12.模拟货品
13.通道式特高频读卡器
14.高频读卡器
15.WiFi设备服务器
16.分体式特高频读卡器
17.特高频读卡器天线
18.高频读卡器
19.WiFi设备服务器
20.飞瑞敖设备管理软件V1.0
21.温湿度传感器
22.二氧化碳传感器
23.光照传感器
24.WiFi设备服务器
25.WiFi摄像头
26.媒体弱电专用电源箱
27.物联网环境监测管理软件V1.0
28.通道式特高频读卡器
29.运货车
30.飞瑞敖物流运输管理软件V1.0
31.摘取式电子标签分拣系统
32.重力式流利货架
33.无动力辊筒传输线
34.周转箱
35.台式电脑
36.47寸电脑一体机
37.高频发卡器
38.特高频标签发卡器
39.飞瑞敖物流仓储管理软件V1.0