项目十三 智能仓储货物精益管理系统方案设计与实践

项目十三：智能仓储货物精益管理系统方案设计与实践一、教学目标1、掌握物联网仓储货物精益收货、入库、拣货、盘点、出库、设备管理、装车、运输调度、在途监控等多个功能模块设计。2、掌握物联网仓储物货精益管理系统环境监测功能设计。3、掌握物联网仓储物货精益管理系统整体设计、数据库设计及系统实现。二、教学内容1.智能仓储货物精益管理系统概述1.1系统概述智能物流仓储系统是以企业物流业务流程为基础，以RFID技术为实现手段，实现从采购订单、收货、组托上架、盘点、销售订单、拣货、出库到装车运输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、设备管理等功能，并通过对系统数据进行综合统计分析和运用，达到改善管理，减少人工、降低成本，提升效率及准确率，优化合理库存，缩短商品库存周期，提高数据实时性，实时动态掌握库存情况，实现对库存物品的可视化管理的目的，实现企业物流过程的精益管理。1.2硬件系统构成RFID标签:根据不同的应用需求,采用高频和超高频的产品。分为货架标签、托盘标签、设备标签、单品标签、人员工卡等。读写器:分为固定式读写器和手持移动式读写器两类,支持RS232、以太网和无线局域网等多种通信方式。固定式天线:包括超高频全向平板、垂直平板和水平平板天线,能够适应多路径高散射的复杂环境,能够增强接收信号。2.智能仓储货物精益管理系统方案设计2.1基础数据库设计基础数据部分包括：仓库、货架、货位、托盘、供应商、产品种类、产品、客户、运输、存储、税种、币种、设置安全库存、付款条件、DPS电子标签设置等基础资料部分，主要操作就是增，删，该，查，保存基础资料到数据库，以便之后的模块进行操作。数据结构设计1）设备类别表设备类别表eqm_eqpttypeEqptType设备类型VARCHAR(10)TypeName类型名称VARCHAR(30)2）仓储设备信息表仓储设备信息表eqm_eqptinfoEQPTCode设备编号VARCHAR(20)RFIDRFID电子标签VARCHAR(24)EqptType设备类型VARCHAR(10)EQPTName设备名称VARCHAR(50)Status状态CHAR(1)3）设备权限表设备权限表eqm_eqptrightStaffID人员工号VARCHAR(10)EQPTType设备类别VARCHAR(10)4）设备使用记录设备使用记录eqm_eqpturpEQPTCode设备编号VARCHAR(20)StaffID人员工号VARCHAR(10)TakeDate取走时间DATETIMERTNDate归还时间DATETIMEUseType使用类别[1:正常;2:非法]CHAR(1)5)用户门禁权限表用户门禁权限表bas_userrightinfoRFID员工RFID电子标签VARCHAR(24)MoniRecoSN机器编号INTEGER(11)Status登陆状态CHAR(1)2.2智能仓储货物精益管理系统整体架构设计智能物流仓储系统基于物联网信息平台，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：智能物流仓储系统围绕超高频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在自动生成入库清单，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。整个智能物流仓储系统涵盖物联网的三层结构，主体功能模块包括：入库系统、出库系统、库存系统、设备管理系统、环境监测系统、运输管理以及综合管理系统。图13-1智能物流仓储系统整体框架图图13-2智能物流仓储系统整体布局示意图2.3智能仓储货物精益管理系统功能模块流程设计1、入库模块智能物流仓储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。图13-3入库操作流程图录入采购订单收货制定入库计划上架结束开始组托退货智能入库系统的特点：①以物联网信息平台为基础，形成统一的物流系统；②采用超高频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；③标签可重复利用，降低管理成本。2、库存盘点库存盘点时物流仓储管理中最寻常的操作，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。智能物流仓储系统通过超高频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。智能物流仓储系统的特点如下：①使用超高频RFID技术，提高安全性，可批量扫描、批量盘点，加快盘点速度；②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；③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。3、出库管理模块智能物流仓储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：图13-4出库操作流程图录入销售订单多订单合成出库计划操作任务自动下发到操作员手持终端操作员按提示通过超高频RFID手持机进行任务查询和拣货扫描正确出库？正确出库？货品错误，门禁报警否是图13-5RFID通道阅读器应用示意图在检查出库环节，操作人员通过超高频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。4、设备管理模块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。设备管理系统的特点：①增加设备的使用权限功能，加强仓库的规范性和安全性；②清晰的了解设备的位置、状态、折现等信息；③通过设备的使用记录情况，优化设备的合理摆放、采购等。5、环境监测模块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。智能物流仓储系统中集成了环境监测功能，将仓库各个区域的的温湿度、CO2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。标签图13-6环境监测系统示意图6、运输模块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。图13-7运输操作流程示意图开始制定装车计划装车自动扫描发车结束车辆在途信息监控录入运输单图13-8装车操作示意图智能物流的运输监控系统的特点：①融合信息技术、计算机技术、物流管理等内容；②实时、准确、高效、全面的管理体系；③智能调控、监测，优化资源。7、报表统计分析模块综合管理系统提供针对入库、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。系统操作简便，响应速度快，系统支持用户通过表格和图形两种形式显示系统相关数据，并支持连接打印机直接打印，或者输出到Excel表格做进一步的处理。基于TCP/IP协议传输方式，完美支持SOCKET方式连接，支持HTML协议进行数据交换，提供大数据量访问整体解决方案，便于维护和管理，有利于故障跟踪、检查和排除。3.智能仓储货物精益管理系统方案实践3.1智能仓储货物精益管理系统编码实践1、EPC编码数据结构EPC编码数据结构标准规定了EPC数据结构的特征、格式、现有EAN.UCC系统中的GTIN、SSCC、GLN、GRAI、GIAI、GSRN及NPC与EPC编码的转换方式。EPC编码数据结构标准适用于全球和国内物流供应链各个环节的产品（物品、贸易项目、资产、位置等）与服务等的信息处理和信息交换。1）EPC编码数据结构表示EPC编码数据结构的通用结构由一个分层次、可变长度的标头及一系列数字字段组成（如图13-9所示），代码的总长、结构和功能完全由标头的值决定。图13-9EPC编码数据结构的通用结构标头定义了总长、识别类型（功能）和EPC编码结构，包括它的滤值（如果有）。标头具有可变长度，使用分层的方法，其中每一层0值指示标头是从下一层抽出的。对规范（V1.1）中制定的编码来说，标头是2位或者8位的。假定0值保留来指示一个标头在下面较长层中，则2位的标头有3个可能的值（01，10和11，不是00），8位标头可能有63个可能的值（标头前两位必须是00，而00000000保留，以允许使用长度大于8位的标头）。标头值的分配规则已经出台，使得标签长度很容易通过检查标头的最左（或称为“序码”）几个比特被识别出来。此外，标头值设计目标在于对每一个标签长度尽可能有较少的序码，理想为1位，最好不要超过2位或者3位。设计标签长度目标提醒我们如果可能，应避免采用那些允许非常少标头字段值的序码（如表13-1中斜体字所注）。设计这个序码到标签长度的目的是让RFID阅读器可以很容易确定标签长度。表13-1产品电子编码续表标头字段值（二进制数）标签长度（比特）EPC编码方案0164[64位保留方案]1064SGTIN—6411000000…1100110164[64位保留方案]1100111064DOD－6411001111…1111111164[64位保留方案]000000010000001x000001xxnanana[1个保留方案][2个保留方案][4个保留方案]0000100064SSCC-64标头字段值（二进制数）标签长度（比特）EPC编码方案0000100164GLN-640000101064GRAI-640000101164GIAI-6400001100…0000111164[4个64位保留方案]00010000…00101110na[31个保留方案]0010111196D0D—960011000096SGTIN—960011000196SSCC—960011001096GLN—960011001196GRAI—960011010096GIAI—960011010196GID—9600110110…0011111196[10个96位保留方案]当前已分配的标头是这样一个标签：如果标头前两位非00或前5位为00001，则可以推断该标签是64位；否则，标头指示此标签为96位。未分配的标头以便以后扩展使用。某些序码目前与某个特定的标签长度不绑定在一起，这样为规范之外的其他标签的长度的选择留下了余地，尤其是对那些能够包含更长编码方案的较长的标签而言，如唯一ID（UID），它被美国国防部的供应商所推崇。2）商品条码系统标识类型商品条码系统代码有一个共同的结构，由EAN.UCC代码、厂商代码及产品系列号，并加上一个额外的“校验位”组成，校验位由其他位通过算法计算得来。E