基于物联网技术的智能仓储管理模型研究

刘航

（西安微电子技术研究所，陕西 西安 710600）

0 引言

基于物联网的智能仓储管理系统将网络技术、通信技术、自动化识别技术、数据库技术以及数据采集技术等有机地结合起来，以实现高效的仓储管理。基于此，本文首先简单介绍了基于物联网的智能仓储管理系统的规划方案，随后给出智能仓储管理系统的总体架构设计，最后重点研究智能仓储管理系统的模块。

1 基于物联网的智能仓储管理系统的规划方案

1.1 智能仓储基础数据管理

仓库管理业务需要录入的数据有：条码数据、物料数据、货位数据、仓库数据以及设备编号等。该中烟公司为此建立了分组管理、养护员管理、产品批次管理等制度。为了对养护环境数据进行深度挖掘，该公司结合烟叶批次管理信息，创建并管理烟叶电子档案，同时按照标准化管理的原则和“清洁仓库，智能物流”的管理要求对智能仓储基础数据的标准进行了设计。

1.2 智能仓储业务管理

智能仓储业务管理系统的整体框架设计见图1，物流综合管理平台为整个智能仓储业务管理系统的核心部分，包括运输管理和仓储管理两部分。其中运输管理部分主要是根据原料供应链系统的订单需求进行订单管理和调度管理，然后将收发货计划传入仓储管理系统，完成出库作业、入库作业、盘点作业、养护管理以及月台管理等一系列任务，最后再由库存监控和作业监控等系统对仓储管理系统的任务执行情况进行监督和汇报。另外智能仓储业务管理系统单设自动控制层，主要包括温湿度采集、包芯温度检测、集中检测线、RFID设备以及智能叉车，以实现智能数据采集[1]。

图1 智能仓储业务管理系统的整体框架设计

2 智能仓储管理系统的总体架构设计

2.1 软件支撑

系统架构的设计和开发采用的是基于J2EE或.NET多层架构的B/S结构和组件开发技术，并通过安装WEB浏览器对企业内的DITCP/IPTV终端进行访问，用户只需要通过WEB浏览器就可以处理系统中各个功能模块的操作。B/S的优点是可以降低系统维护与升级的工作量和成本，同时还可以简化客户端，更方便操作。

按照统一的数据标准进行开发，包括元数据标准、主数据标准、信息分类编码标准等，以确保信息系统数据的规范性、一致性，满足该企业对数据充分共享和应用的要求。智能仓储系统用Oracle12C数据库作为本系统的数据层，使用Oracle 12C数据库可以提高数据库的访问效率，方便查询不同类型的数据。系统在开发设计中，通RedHat Linux7.5连接数据库，执行SQL语句完成数据查询、添删、修改。另外，NET作为目前被广泛使用的面向对象的编程语言，具有跨平台、分布式、解释性、可移植性等特点，使系统的实现更加安全、可靠[2]。

2.2 硬件支撑

智能仓储管理系统的硬件支撑条件主要包括一定数量的计算机和服务器、无线AP以及打印机等。一定数量的计算机和服务器需要在仓库区域内的公司局域网中使用，是实现仓储管理系统智能化操作的基础。其次需要在仓库中使用无线AP，以实现RFID通道门的自动识别，从而便于进行手持RF的操作。打印机等辅助设备主要是为了实现报表、仓位等打印功能。

2.3 系统体系结构设计

系统体系主要包括数据支撑层、执行窗口层以及功能应用层三部分。数据支撑层的主要功能是让管理员对数据进行维护，从而保障功能模块运行时的数据共享和调用；执行窗口层是用于访问后台数据库的一个平台，管理人员可以利用该平台来连接、查询、调用和暂存底层数据；功能应用层则是一个与用户交互的平台。

3 智能仓储管理系统的模块

智能仓储管理系统模块主要包括有进货模块、储存模块、盘点模块、补货模块以及配货模块这五部分功能模块，这些模块以原料的流通与信息沟通为基础，并结合信息集成技术和RFID等技术，提供贯穿原料全生命周期的完整信息化服务，也构成了信息共享与交流平台，同时还可以与智能园区、供应链系统以及物理系统等进行对接[3]。各个模块分类和作用见表1。

表1 智能仓储管理系统的模块和作用

3.1 进货模块

供应商在发货之前需要将RFID标签一一配置到货物上，当货物经过运输转至仓储中心后，可通过读写器将RFID标签一一读取出来。标签中主要记录了货物的名称、特征、配送单号、订单明细以及送货地和收货地。此前订单管理系统已经将这些信息录入到信息系统中，因此在收到货物后只需要将其和RFID读取出的订单信息进行校对即可，如果信息完成正确，则完成货物的对比和验收。对于刚刚入库的货物，需要根据卸货平台的信息系统中的入库原则和该种类货物的储量来确定货物存放位置，最后通过读写器将货物准备在仓储中心储存的位置写入RFID标签。

3.2 储存模块

储存模块主要是用来实时更新信息系统中的货物信息。货物在入库时，首先需要工作人员利用手持读写终端从货物的RFID标签上读取出货物在仓储中心的位置，将该种类的货物放入到固定储存位置时，再利用位置附近处的读写器将RFID上的信息传入信息系统，从而不断更新信息系统中该货物的储存位置、存储数量等信息。

3.3 盘点模块

智能仓储盘点模块是全自动、实时完成的，它在储存模块工作的同时也会实时完成货物的盘点。盘点模块主要依靠RFID读写器将货物的基本信息传入信息系统中心，然后系统中心会将这些收集到的数据进行集中整合，并分类整理好该种类货物的准确信息。智能仓储管理人员可以根据信息系统中心整理好的数据实现最快的供货速度。盘点模块相较于传统的人工仓储管理不仅能够快速实现货物信息整理，提高工作效率，同时还在很大程度上减少了储存成本[4]。

3.4 补货模块

补货模块是通过对比货物实际库存量和需求货存量来判断该种类货物是否需要进行补货。货物的实际库存量可以通过盘点模块实时获取，货物所需库存量则是通过货物控制策略以及录入信息系统的客户订单来计算得出。补货模块将上述两组数据进行对比分析，可以准确判断出该类货物是否需要补货。如果发现该类货物的需求货存量远远大于实际库存量，则需要对该类货物及时进行补货，若该类货物的需求货存量远远小于实际库存量，则在未来一段时间内该货物不需要补货，同时还要及时出货以清理库存。

3.5 配货模块

配货模块是智能仓储管理模型设计中的核心部分。在传统的物流作业中，货物的分拣、配货大约占据整个物流作业人工劳动力的60%，而且还比较容易出错，因此研究开发智能仓储配货模块可大幅降低物流作业中的人工劳动成本[5]。配货模块首先通过信息系统中心将客户所需货物的拣货单打印出来，然后分拣人员进入仓库拣货，并利用RFID读写器将订单信息和客户信息写入货物的RFID标签。出库时再利用仓库门口的RFID读写器读出货物的数据，再传输到信息系统中心与原始订单进行校对，从而快速高效地实现正确出货。

同时自动分类机也可以根据货物的RFID标签实现正确的货物分类，将其传输到准确位置，并大幅提高物流信息传递的准确性和高效性，同时还可以根据信息系统实现货物的实时物流跟踪。另外，相关的管理人员可以通过信息系统中心的货物进出货信息和货物订单信息有效进行货物库存管理，还可以利用运营决策来缩短货物流转周期，大幅降低配送中心的运营成本。

4 结语

随着我国互联网技术和自动化技术的不断应用和发展，基于物联网技术的智能仓储管理模型需要不断进步与优化，以不断提高企业的物流效率和效益。本文结合国外先进的智能仓储管理技术和国内某企业的智能仓储的管理模型，对基于物联网技术的智能仓储管理模型进行了研究与分析，希望为提高智能仓储管理的自动化程度和企业的物流管理水平提供借鉴。