智能仓储可视化系统

智能仓储可视化管理信息系统

一、概述

仓储管理系统在物流的整个管理流程中起着非常重要的作用。传统的仓库管理一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物。由于仓储管理完全由人工实施，效率极其低下，能管理的仓库规模也很小。随着仓储管理的物资种类、数量和出入库频率的不断增加，仓储管理作业也已十分复杂和多样化，传统的人工仓储作业模式和数据采集方式已难以满足仓库管理的快速、准确要求。

目前，条码扫描技术在仓储领域被广泛运用，作为货物流和信息流同步的载体。但条码技术由于存在信息无法更改、存储容量小、读取信息不方便等缺点已逐渐无法满足要求。RFID (Radio Frequency Identification) 射频识别技术以其非接触、可重复使用、快速扫描、读取方便快捷、数据容量大、使用寿命长等优点在物流仓储行业获得越来越多的重视。

本文将RFID技术应用在仓储系统中以构建智能仓储可视化系统，实现货物电子货位管理，作业流程监控管理，在数字化和信息化的基础上最大限度提升仓储管理信息系统效率。

二、系统架构

如图1所示，智能仓储可视化系统由三个层次的软、硬件组成：采集、汇聚和管理。它们分别负担着信息的获取、传输、管理和消费的功能。

图1

采集层主要是通过射频识别设备以及其它自动识别设备采集数据，包括库位标签、货物标签、手持读写器、无线接入终端；汇聚层通过无线通信技术，把采集来的数据传递到中央数据库，包括无线接入设备和相关的网络设备；管理层对采集的数据进行处理、管理和消费，包括数据库服务器、网络服务器等设备和仓库管理系统软件。

图2

如图2所示，从网络的角度看，智能仓储可视化系统的采集层是由一系列的手持、固定和叉车车载读写器组成。这些读写器负担着对RFID标签信息读和写的功能，是智能仓储可视化系统与库存货物产生信息交互的最基本载体。接着，由这些读写器产生的信息流会通过无线或者固定网络传输到库存信息数据库中。信息承载的网络可以是以太网，3G通信系统或WiFi无线通信系统等。

图3

如图3所示，智能仓储可视化信息系统采用C/S架构为客户端提供访问接口，通过这些接口，客户端可以向智能仓储可视化管理平台查询相应物品的库存情况和存放位置。这个客户端可以是一个手持读写器、叉车车载读写器，或是一台计算机。智能仓储可视化信息包含六个模块和四个数据库。它们分别是信息写入管理、信息删除修改、查询管理、定位管理、信息备份、容错恢复模块；货位、货品、标签和审计数据库。这六个模块组成了智能仓储可视化管理平台，是与采集层的手持、无线和叉车车载读写器直接发生数据交互的载体。它们以采集层传来的数据为输入，直接对这四个数据库进行操作。

三、工作原理

图4

智能仓储可视化信息系统的工作流程原理上是根据采集层传来的数据为输入，以智能仓储可视化管理平台为主题，对四个数据库进行操作的过程：货品数据库为货舱中入库每一个的货物维护一个记录（record），包含了货物的最基本信息，如供应商、出厂日期、入库日期，RFID电子标签信息；货位数据库和标签数据库以货位和电子标签为索引存放货位和电子标签的相应信息；入库、出库、移库、补货、盘库和查询是实时货位库存管理的几个基本操作，大都是管理层发出指令、采集层反馈操作结果的双向工作流程；当库中货品状态发生变化后，如移库、出库或货品消耗以后，它在货品数据库中的record将会做出相应更新和变化，甚至从数据库中移除。当record从库存信息数据库中删除后，其对应的货位会被清空、电子标签会被释放，用以存放和标记另外一个货物，而货位数据库和标签数据库也会相应变化；从数据库中移除的记录被存放在审计数据库中，以备未来的朔源和审计。

从根源上说，智能仓储可视化信息系统的核心技术是对仓储系统进行建模的数学模型，它也是后续需要专利保护的目标。通过研究和优化数学模型的算法即可对系统运营进行优化。将这些算法用计算机软件来实现, 指导整个仓储的货位管理, 流程的梳理等, 可以极大的节约运维成本和效率, 实现精益化运营。

四、工作流程

智能仓储可视化管理信息系统

有较强的综合性，主要目的是根据各配送点的需求，向各配送点提供配送信息，根据订货查询库存及配送能力，发出配送指令，发出结算指令及发货通知，汇总及反馈配送信息。其主要功能模块如下:

标签制作：依据入库单及标签制作申请单录入的货物信息生成每个物品的电子标签，在标签表面上打印标签序号及产品名称、型号规格，在芯片内记录产品的详细信息。

货位数据库和货品数据库的初始化: 实现对所有货物的统一管理和其相应仓储位置的可视化

业务管理: 主要用于仓库的入库、验收、分拣、堆码、组配、发货、出库、输入进(发)货数量、打印货物单据，便于仓库保管人员正确进行货物的确认。

- 入库管理：入库时，仓库管理员根据订货清单清点检查每一件货品，检查合格后交给仓库保管员送入库房。仓库保管员持手持机扫描货架库位标签和入库物品上的标签并输入物品数量进行入库登记，数据记入手持机内的入库操作数据表，然后将物品放置到指定库位上。如果需要将物品装入包装箱内存放，还需要扫描箱标签以更新手持机内箱明细表。全部物品入库完毕后，将手持机交给管理员，由管理员将入库数据导入后台管理数据库内，完成入库操作。经过这一流程后，仓库中每一种物品的位置、数量、规格型号等都可以在仓储管理软件中一目了然的查找出来，实现了仓储状态的可视化。

- 出库管理：出库时，仓库管理员根据领料申请查询仓储状态，然后做出预出库单；保管员根据预出库单将指定库位的物品取出，使用手持机扫描库位标签和物品标签将出库信息进行登记，数据记入手持机出库数据表；全部出库物品取出后将出库信息上传到主机，与预出库单作比较，并根据实出数量进行登帐。

统计查询: 主要用于仓库的入库、出库、残损及库存信息的统计查询，可按相应的货物编号、分类，便于供应商、客户和仓库保管人员进行统计查询。

库存盘点管理: 主要用于仓库的货物盘点清单制作、盘点清单打印、盘点数据输入、盘点货物确认、盘点结束确认、盘点利润统计、盘点货物查询、浏览统计、盘亏盘盈统计，便于实行经济核算。实现仓库盘点和仓库实物对账，相互生成报表。

具体可使用手持、叉车车载读写器进行数据的采集，如物品标签、摆放货架、物品数量等。系统可根据事先设定的产品分类，自动产生或人工选择产生盘点任务表，进行盘点作业，盘点作业主要扫描产品标签和相应的库位信息。数据上传后，系统会自动列出已盘产品与未盘产品，并根据需求进行盘盈、盘亏等操作。

库存分析: 主要用于仓库的库存货物结构变动的分析，各种货物库存量，品种结构的分析，便于分析库存货物是否积压和短缺问题。根据以往的数据，利用数学算法进行预测，产生预售订单。

库存管理: 主要用于仓库的库存货物的管理。包括:

-对库存货物的上下限报警：对库存货物数量高于合理库存上限或低于合理库存下限的货物信息提示。

-库存呆滞货物报警：对有入库但没有出库的货物进行信息提示。

-货物缺货报警：对在出库时库存货物为零但又未及时订货的货物进行信息提示，便于对在库货物进行动态管理，以保持相应合理的库存货物。

-解决采购周期、库存天数等规范的问题，类似忘记采购、超时到货、库存超时等, 可利用即时通信平台或者类似短信、邮件通知的方式解决。

-二级库（终端库）管理，可利用虚拟库解决。

-应急物资绿色通道管理。用于解决突发事件.

-厂家寄售的管理。需要单独设立的模块，不计入财务系统。

货物保质期报警: 主要用于仓库的库存货物的质量管理。包括:

- 对超过保质期的货物进行报警：对库存货物的保质期在当天到期的货物进行信息

提示，对超过保质期的货物进行报警，以便及时进行处理。

- 对货物保质期查询：对库存货物的保质期进行查询，便于仓库对在库货物进行质

量管理，及时处理超过保质期的货物，提高货物库存质量。

退品和废旧物资管理: 实现对退品和废旧物资的统一管理，查询和统计，设定清理时限，过时报警，方便仓库管理员及时清理退品和废旧物资，提高仓库利用率

货位调整: 主要用于仓库对库存货物的货位进行调整，进行货位调整查询，同时通过可视化的工具使得仓库管理人员掌握各种货物的存放情况，便于仓库及时准确地查找在库货物。利用最优化的数学算法合理规划仓位，合理的仓位货位管理。

账目管理: 主要用于仓库核算某一时间段的每种货物明细账，每类货物的分类账和全部在库货物的总账，便于仓库实行经济核算。

RFID和条码打印: 主要用于仓库的货物自编RFID和条码打印、货物原有RFID和条码打印等，便于仓库实行RFID和条码管理，自动生成打印各种货物的RFID和条码。

信息安全: 无需客户端，通过认证登录。异地也可查看，但无法进行修改复制等操作。在数据保护方面，使用审计数据库备份各种操作数据，可排除意外带来的损失。

系统接口：为防信息孤岛的现象出现，系统预留多个接口以供加载新功能或与其他系统对接，如CRM、ERP、财务等系统。

本系统可扩展性强: 软件运用成熟后可承接其他业务。

四、功能、应用和场景

?管理可视化：货物、货位、标签信息通过智能信息管理平台以视窗方式呈现在电脑

终端，管理流程一目了然、系统信息清晰可见

?进出货全自动化：进出货过程中，仓库管理员的工作简单、流程清晰，对信息的操

作由扫描器和后台系统自动完成

?货架优化：每隔一段时间，根据货物出货频度、货件大小重量调整存货货位，优化

取货路线

?叉车导航：当接到入库、盘点或出库指令后，为叉车提供导航、准确的定位货品存

储的库位

?消息通讯：读写器终端在处理日常事务时，可以实时的通过无线和有线的连接与应

用服务器端或其他客户端进行信息交互

?库存报警：实时跟踪各种货物的库存状况，根据出货种类、速度、频度设定阀值并

进行库存报警

?货物追朔：当货物完成发货并已经出库后，若有发生退货等需要信息会朔的请求时，

根据备份审计数据库可查询的该产品是否从本库发出，销售时间等信息，并且方便查询当时的销售信息，进行有效的监督和管理

?接口预留：系统预留多个接口以供加载新功能或与其他系统对接，如CRM、ERP、财

务等系统

?系统建模和算法优化

五、项目进程规划

六、研究经费及其支付方式

本项目研究开发经费总计人民币 158 万元，项目经费包括科研劳务费、实验设备材料费、信息资料费、差旅费等保证项目按合同要求完成的所有费用。系统实施和运行的合同及费用待本合同执行到第五月时签订。

具体明细表如下；

七、核心价值

从研发到应用，智能仓储可视化信息管理系统对企业有诸多价值，总体来说分为四个方面：运维、战略、品牌和科研：

?从运维的角度来看，智能仓储可视化信息管理系统对在仓储领域的应用可以极大的

提高仓储效率、空间利用率、节约成本精准运营，从而提高企业的整体竞争力；另外它也是企业新的利润增长点之一。

?从战略的角度来看，智能仓储可视化信息管理系统对可以帮助企业超越同行进入智

能物流领域，在行业内占据有利的地位，甚至引领潮流并设立行业技术标准。

?从品牌的角度来看，对新技术的超前性应用可以极大的提高企业的品牌高度，博得

新技术应用先锋的美名。

?从科研的角度来说，智能化仓储、物流领域是国家大力提倡和引导的研究方向，属

于十二五规划中物联网战略的一个领域。致力于这个领域的工作不但可以获取国家的专项扶持政策和资金，还可以在国家性的科研项目和学术领域中发挥作用，使得国家拥有关键性技术的核心技术和专利。