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        自動化立體倉庫中物資存儲可視化系統設計

          信息來源:   發布時間:2021-09-09  點擊數:

        1 引言

        從目前情況來看, 我國大多數企業的自動化立體倉庫建設運營實踐中普遍缺乏物資存儲可視化系統的設計和實施, 可視化系統和管理平臺的缺失使得自動化立體倉庫物資倉儲作業中數據信息資源共享和倉庫倉儲設備的信息管理等需求無法得到有效的滿足, 基于此本文使用可視化技術、計算機網絡技術、控制技術等構建自動化立體倉庫物資存儲可視化系統, 以提高自動化立體倉庫中物資存儲的信息化管理水平, 為自動化立體倉庫倉儲作業的高效執行提供有力的保障。

        2 系統設計理念及其組成模塊

        2.1 系統設計理念

        該系統基于計算機網絡技術、無線射頻識別技術 (RFID) 、各種手持終端設備 (PDA) 等實現自動化立體倉庫中物資存儲的信息化管理, 主要包括:倉儲物資的出庫、入庫和庫存盤點等基本作業;倉儲物資所在集裝箱的位置和庫存信息;使用PDA實現對倉儲物資的快捷查找和定位;對與倉儲物資相關的損耗進行統計并根據作業需要及時地制訂補充方案。該系統可以直觀、形象地顯示和管理自動化立體倉庫中存儲的各種物資, 并通過無線網絡技術、RFID、相關計算機網絡設備、PDA等技術手段實現庫存物資信息的自動采集、識別、處理和共享, 從而實現自動化立體倉庫中物資存儲的可視化管理。

        2.2 系統組成模塊

        本文所設計的自動化立體倉庫物資存儲可視化系統包括以下幾個組成模塊:倉庫倉儲物資可視化模塊、倉庫倉儲設備作業監控可視化模塊、倉儲位置可視化模塊以及虛擬場景可視化模塊。

        (1) 倉庫倉儲物資可視化模塊。該模塊對于倉庫內存儲的物資以可視化的方式顯示其存放位置的相關信息, 可以對物資的存儲狀況和具體位置進行清楚可視化的查詢, 讓管理者對于物資所處的狀態諸如空閑、占用、存放、調度出庫等情況進行準確把握, 從而為倉庫物資調度決策提供幫助。考慮到立體倉庫中物資的存儲方式容易出現彼此遮掩等問題, 所以可視化中要從多角度來顯示物資的狀態, 比如側視圖和俯視圖等, 同時對處在不同存儲狀態的物資可以用不同的顏色加以標注。

        (2) 倉庫倉儲物資位置可視化模塊。考慮到自動化立體倉庫中人工手動作業調度仍然占有很大一部分比例, 因此有必要將倉庫倉儲物資的位置進行可視化顯示, 從而方便人工手動的作業調度, 另外可視化的位置選取不僅支持單一位置, 還支持多個合法位置的組合選取。

        (3) 倉庫倉儲設備作業監控可視化模塊。該模塊的主要功能是實現對貨物輸送機、堆垛機以及其他倉儲作業設備運行狀態的可視化監控, 顯示上述設備的狀態信息, 諸如位置、運行、暫停、停機、正在作業、正在執行什么作業指令等。通過對倉庫倉儲設備作業狀態的可視化監控, 可以了解輸送機、堆垛機等設備的狀態和問題, 并以圖像聲音等多媒體方式進行提示警告, 可以有效地避免倉儲作業事故的發生。

        3 系統架構及其功能

        3.1 系統的架構

        本文所構建的自動化立體倉庫物資存儲可視化系統是以倉庫管理主機服務器為核心的, 并與倉庫物資管理信息系統的后臺數據庫相連接, 從該數據庫接收入庫物資清單和物資分發清單, 同時可以對各種數據和文件進行處理。同時該系統直接連接和控制立體庫中的各種倉儲設備, 有機地連接物資入庫管理機和作業監控機, 并與倉庫服務器主機進行通信。倉庫倉儲設備主要包括條碼掃描儀 (其主要作為出入庫管理機存在) 、條碼打印機、普通打印機、堆垛機、AGV車等, 另外還包括報警、消防、照明等輔助設備系統, 系統架構如圖1所示。

        立體倉庫中的無線終端設備與物資倉儲管理系統共享數據和信息, 立體庫接收物資倉儲任務并在人工確定后進行物資的出入庫等作業, 然后倉儲任務調度系統基于物流中心庫存信息和倉儲作業設備的狀態信息, 動態地進行物資倉儲任務的調度以滿足物資倉儲的需求。物資倉儲設備監控系統基于內部通信協議對接倉庫設備自動控制系統和倉儲物資管理系統, 并借此實現對各種倉儲物資設備的控制, 系統采取多線程的任務調度方法, 通信線程負責物資管理系統和作業設備監控系統與各種倉庫作業終端設備之間的信息通訊, 物流作業線程根據出入庫作業申請、貨物運輸申請等任務清單來對貨位進行分配和生成與之相對應的作業指令, 任務調度線程負責根據調度規則對多任務進行隊列排序, 并根據隊列的優先級順序發送相關指令。

        圖1 自動化立體倉庫物資存儲可視化系統架構

        圖1 自動化立體倉庫物資存儲可視化系統架構   下載原圖


        3.2 系統的功能

        自動化立體倉庫物資存儲可視化系統對于立體庫中的物流作業活動進行集成統一的管理、調度和協調, 并實時地與倉庫物資管理系統交換共享信息, 負責執行和實施倉庫物資管理系統所發布的物資入庫和物資分發任務, 并反饋任務執行結果。系統具體有以下功能:

        (1) 物資倉儲業務的自動化處理。物資存儲可視化系統可以完成對物資倉儲業務的一體化管理, 可以對倉儲物資進行全過程、系統化的監控和管理, 從而為物資的倉儲作業決策提供快速、精確、高效、及時的信息服務, 降低庫存費用和提高倉庫管理水平。

        (2) 物資倉儲信息的網絡共享與交換。物資存儲可視化系統基于計算機網絡平臺和物資倉儲管理系統進行信息交換、共享、傳輸和聯機分析處理, 可以提供聯機、脫機、直接三種形式的物資入庫出庫作業方式, 并可以使得相應的物資保障部門可以快速準確及時的了解倉儲物資的消耗、資源、供給、需求等狀況, 從而制定科學的決策。系統物流作業可視化的過程如圖2所示。

        (3) 良好的安全性和可追溯性。物資倉儲可視化系統在數據管理上具有備份和恢復的功能, 其權限管理系統對于重要的操作諸如聯機出入庫、庫存賬目修改、任務調度執行過程等都會自動生成作業日志, 從而可以對相關責任進行追溯。

        (4) 倉儲物資的可視化管理。物資倉儲可視化系統可以保障企業的其他職能部門對于倉儲物資的分布、儲備、消耗、流轉等動態性信息進行實時了解和掌握, 可以增強對物資需求的預測能力, 及時準確地制定相關物資的保障方案。

        圖2 系統物流作業可視化的過程

        圖2 系統物流作業可視化的過程   下載原圖


        4 系統的工作機制

        4.1 立體倉庫管理系統與倉庫作業管理系統的數據交換

        物資倉儲可視化系統憑借業務系統的通訊手段以報文的形式與立體倉庫管理系統進行信息數據的交換和互動, 兩者共同組成了完整的倉儲物流信息管理系統, 在倉庫作業管理系統收到立體倉庫物資庫存管理系統的請求時會根據預先設置的指令對不同業務請求做出不同的處理, 并自動生成作業種類和物資信息相對應的文檔進行備案, 然后倉庫作業管理系統將信息傳輸給相關接口軟件, 該軟件根據作業類型對傳送來的文檔進行數據處理, 并將抽取的數據信息導入到立體倉庫物資倉儲管理系統的業務數據庫中, 立體倉庫物資倉儲管理系統收到導入的數據后將數據解析選取并分解為物資出入庫作業任務進行分發給任務調度軟件, 任務調度軟件根據預先設置的優先級判別規則對下發任務進行排序, 此處也可以采取人工干預的方法重新定義優先級, 然后監控軟件根據定義好的優先級順序和倉儲設備的狀態信息對下發的任務進行實際操作, 兩個系統進行數據信息交換的流程如圖3所示。

        4.2 倉儲物資物流作業過程的實時監控

        倉庫設施設備監控系統負責對整個立體倉庫的運行情況進行監控, 貨物堆垛機、出入庫作業傳輸設備、貨物位置等信息可以動態地顯示出來, 同時相關的警報出錯信息以及其他任務的運行狀態等也都可以實時顯示, 并且該系統可以直接地控制倉庫中所有設備設施的運行, 從而完成對倉儲物資物流作業過程的實時監控。另外還可以自動統計當前接收到的任務以及正在執行中的任務, 對于各任務信息的顯示可以以動態的參數編輯方式進行修改, 動態地顯示當前運行的設備狀態、位置、貨位占用情況等。

        圖3 兩系統進行數據信息交換的流程

        圖3 兩系統進行數據信息交換的流程   下載原圖


        4.3 倉儲物資庫存狀態的可視化

        倉庫物資查詢和顯示不管是在庫存管理還是出入庫作業管理中都是提高管理作業效率的關鍵。物資倉儲可視化系統為立體倉庫管理者提供了高效直觀的物資信息可視化查詢顯示手段, 可以讓操作人員快速地獲取倉儲物資信息以快速地完成相應的倉儲作業, 該系統不僅可以提供對倉儲物資的傳統查詢, 而且還可以在貨位貨區平面布局圖中找出所要查詢物資的所在位置, 這種直觀形象查詢不僅適用于每種類別規格的物資, 而且還適用于每卷物資的查詢, 不僅可以顯示所要查詢物資的長度、批號、重量、數量等信息, 而且還可以在平面布局圖中以特定的顏色加以標注, 這樣在平面布局圖中只要點擊該貨區或某個物資就可以獲得其詳細的信息并以可視化的方式顯示出來。

        5 總結

        企業在自動化立體倉庫建設中要提高物資倉儲的作業效率和準確程度, 就應該著手物資存儲的可視化系統的設計與規劃, 這樣才能有效地提高自動化立體倉庫的作業效能和管理水平, 目前的計算機網絡技術、各種無線移動終端設備和物流裝備技術水平的提高等都為可視化系統的建設提供了較好的支持保障。

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