仓储管理中的声光拣选系统研究

马黎+汪宝康+杨洋+黄庭礼+胡伟

【摘要】 运用物联网技术实现电力物资仓库的智能化，包括物资仓库的标准化改造建设，智能设备的规划设计安装，感知设备的嵌入应用，智能化货架的设计应用，自助式服务的仓储管理方式，声光拣选技术提示和引导物资拣选过程。为物资管理提供智能化手段和简化物资领用流程、领用方式，为生产紧急抢修事件提供24小时物资供应服务。

【关键字】 智能化仓库 声光拣选技术 仓库自助服务

一、概述

仓储管理是物流管理过程中的重要环节，传统的物资仓储管理主要依赖于通过人力来进行仓库的物资管理工作。随著物资供应链效率的提升和生产各个环节对物资供应的要求越来越高，传统人工的管理的仓储模式已经无法适应快速高效的物资需求。

为了适应生产过程中的物资的快速和频繁的配送要求，同时降低仓储成本，物流中心的日常出入库流程中的拣选作业必须比传统拣选方式更快而且更有效率，理想的拣选作业的解决方案，是在仓库的输入端提交需求清单，仓库能够自动拣选物资并自动输出物资给需求人员，但是由于仓库的地理位置已经仓库规模的特殊性，中小型的物资仓库无法建立大型的智能仓库系统，比如立体式智能仓库。

因此，利用物联网技术与仓库标准化建设相结合，通过运用智能化设备和技术，将物联网的设备和仓库物资货架、货位以及物资标签相结合的应用方式即能满足中小型仓库的智能化建设需求，又能为仓储管理提供智能化手段提高物资周转效率、满足应急事件下的物资需求，从而实现物资仓储的集约化、规范化、高效化管理。

二、声光拣选系统实现机制

智能仓储系统大致可分为三个层次，主要划分为：WMS、WCS、底层硬件设备。

第一，处于系统最上层的是WMS（仓库管理系统），负责处理仓储业务逻辑的数据；

第二，处于中间层的系统为WCS（仓储控制系统），负责自动承接WMS下发给仓库现场需要执行的数据并进行数据分析和持久化，然后把业务流程的执行过程分解为多个子任务，每个子任务下分为多个有逻辑关系的动作，每个动作的执行也需要通过WCS解析完成并进行持久化存储，同时控制具体设备执行相应指令。

第三，最下层是具体的物流设备，本文论述的声光拣选就属于该层设备。

声光拣选过程由货架指示灯、货位标签、区域控制器、声音输出模块等设备组成。每个区域控制器下设最多为100个设备，并通过总线通信控制协议进行下级标签或控制单元的数据传输和通信控制。

通过在每一列货架安装指示灯具，在每一个货位安装货位指示标签，货位指示标签由反馈按钮、货位显示屏、交互按钮组成。区域控制器负责控制下属所有设备，包括货架灯、货位标签、声音模块、条码扫描枪。货架指示灯提供视觉提示，货位标签的货位按钮也可以通过灯光提示，同时提供货位信息显示和确认信息反馈。

三、WMS系统接口设计

WMS（仓库管理系统）作为数据的上游系统需要为WCS（仓库控制系统）提供业务数据接口。在接口的通用性、可移植性、安全性、以及可靠性上都有比较高的要求。

设备初始化接口

四、WCS控制系统设计

WCS（仓库控制系统）在智能仓库的现场作业中起到了核心作用，WCS不仅需要接收、处理、分析WMS送过来的业务订单，还需要负责管理、控制所有的智能仓库硬件设备，同时需要提供容灾、容错机制，对现场流程执行过程中遇到的特殊执行结果要能够及时处理和分析，目前的现场处理机制一般都是程序提前设置好的，没有自动学习的机制，这就要求现场处理程序要有要容错机制，才能保证业务流程正常进行。

WCS仓库控制系统主要由硬件设备，连接硬件设备的网络设备，软件控制部分和上层数据接口组成。硬件设备负责各自的功能，网络设备把所有的设备通过TCP/IP的方式组合到一个私有网络内。软件控制系统管理所有硬件设备，负责进行订单流程的执行，指挥硬件设备完成指定流程。同时对上层传输过来的数据进行离线存储，同时具有缓存功能，在上层通信连接失败时在本地进行存储，WMS恢复时将离线数据进行提交。

WCS系统架构设计：任务分解调度以及动作的分解和动作逻辑关系判定是该系统的关键核心技术，各子系统的功能必须有条有紊才能完成各种类型的仓库作业业务流程，这也是WCS系统的设计关键。

五、结语

针对企业云南电网有限责任公司仓储管理存在仓库库存量大、资金周转慢、易造成积压浪费的现状，需借鉴国内外在物资仓储方面的先进管理经验，针对公司办公用品、工器具管理开展研究，探索实施仓库管理新模式。通过与物资系统对接，结合物联网技术，实现现场出入库的智能化管理，替代传统手工记录出入库信息的方式，减少材料员的工作量，提高现场出入库管理效率，同时通过急救包实时在线信息跟踪，及时掌握急救包使用情况并科学的安排配送补给工作。拟先期实现办公用品、工器具的管理研究，逐步推广到急救包和其他类别物资现场出入库管理。

参 考 文 献

[1] 田世海，刘笑静 智能仓库出入库系统优化研究

[2] 张欣； 刘国松； 刘京婧. 汽车物流灯光拣选系统电子标签的设计

[3]刘钢. 医药行业仓储物流自动化控制系统的设计与实现