李兆奇

（軍事交通學院，天津 300161）

自動化立體倉庫中物資存儲可視化系統(tǒng)設(shè)計

李兆奇

（軍事交通學院，天津 300161）

針對自動化立體倉庫建設(shè)、物資存儲和倉儲作業(yè)中出現(xiàn)的問題，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、可視化技術(shù)、相關(guān)控制技術(shù)等手段設(shè)計了自動化立體倉庫物資存儲可視化系統(tǒng)，對系統(tǒng)的設(shè)計理念、組成模塊、系統(tǒng)架構(gòu)、主要功能以及工作機制等問題分別進行了研究。

自動化立體倉庫；物資存儲；可視化系統(tǒng)；設(shè)計

1 引言

從目前情況來看，我國大多數(shù)企業(yè)的自動化立體倉庫建設(shè)運營實踐中普遍缺乏物資存儲可視化系統(tǒng)的設(shè)計和實施，可視化系統(tǒng)和管理平臺的缺失使得自動化立體倉庫物資倉儲作業(yè)中數(shù)據(jù)信息資源共享和倉庫倉儲設(shè)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(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)等構(gòu)建自動化立體倉庫物資存儲可視化系統(tǒng)，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(yè)的高效執(zhí)行提供有力的保障。

2 系統(tǒng)設(shè)計理念及其組成模塊

2.1 系統(tǒng)設(shè)計理念

該系統(tǒng)基于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線射頻識別技術(shù)（RFID）、各種手持終端設(shè)備（PDA）等實現(xiàn)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(yè)；倉儲物資所在集裝箱的位置和庫存信息；使用PDA實現(xiàn)對倉儲物資的快捷查找和定位；對與倉儲物資相關(guān)的損耗進行統(tǒng)計并根據(jù)作業(yè)需要及時地制訂補充方案。該系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID、相關(guān)計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PDA等技術(shù)手段實現(xiàn)庫存物資信息的自動采集、識別、處理和共享，從而實現(xiàn)自動化立體倉庫中物資存儲的可視化管理。

2.2 系統(tǒng)組成模塊

本文所設(shè)計的自動化立體倉庫物資存儲可視化系統(tǒng)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(shè)備作業(yè)監(jiān)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(nèi)存儲的物資以可視化的方式顯示其存放位置的相關(guān)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(tài)諸如空閑、占用、存放、調(diào)度出庫等情況進行準確把握，從而為倉庫物資調(diào)度決策提供幫助?？紤]到立體倉庫中物資的存儲方式容易出現(xiàn)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(tài)，比如側(cè)視圖和俯視圖等，同時對處在不同存儲狀態(tài)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(yè)調(diào)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(yè)調(diào)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(shè)備作業(yè)監(jiān)控可視化模塊。該模塊的主要功能是實現(xiàn)對貨物輸送機、堆垛機以及其他倉儲作業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)的可視化監(jiān)控，顯示上述設(shè)備的狀態(tài)信息，諸如位置、運行、暫停、停機、正在作業(yè)、正在執(zhí)行什么作業(yè)指令等。通過對倉庫倉儲設(shè)備作業(yè)狀態(tài)的可視化監(jiān)控，可以了解輸送機、堆垛機等設(shè)備的狀態(tài)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(yè)事故的發(fā)生。

3 系統(tǒng)架構(gòu)及其功能

3.1 系統(tǒng)的架構(gòu)

本文所構(gòu)建的自動化立體倉庫物資存儲可視化系統(tǒng)是以倉庫管理主機服務(wù)器為核心的，并與倉庫物資管理信息系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫相連接，從該數(shù)據(jù)庫接收入庫物資清單和物資分發(fā)清單，同時可以對各種數(shù)據(jù)和文件進行處理。同時該系統(tǒng)直接連接和控制立體庫中的各種倉儲設(shè)備，有機地連接物資入庫管理機和作業(yè)監(jiān)控機，并與倉庫服務(wù)器主機進行通信。倉庫倉儲設(shè)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(shè)備系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

立體倉庫中的無線終端設(shè)備與物資倉儲管理系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)和信息，立體庫接收物資倉儲任務(wù)并在人工確定后進行物資的出入庫等作業(yè)，然后倉儲任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)基于物流中心庫存信息和倉儲作業(yè)設(shè)備的狀態(tài)信息，動態(tài)地進行物資倉儲任務(wù)的調(diào)度以滿足物資倉儲的需求。物資倉儲設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)基于內(nèi)部通信協(xié)議對接倉庫設(shè)備自動控制系統(tǒng)和倉儲物資管理系統(tǒng)，并借此實現(xiàn)對各種倉儲物資設(shè)備的控制，系統(tǒng)采取多線程的任務(wù)調(diào)度方法，通信線程負責物資管理系統(tǒng)和作業(yè)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)與各種倉庫作業(yè)終端設(shè)備之間的信息通訊，物流作業(yè)線程根據(jù)出入庫作業(yè)申請、貨物運輸申請等任務(wù)清單來對貨位進行分配和生成與之相對應(yīng)的作業(yè)指令，任務(wù)調(diào)度線程負責根據(jù)調(diào)度規(guī)則對多任務(wù)進行隊列排序，并根據(jù)隊列的優(yōu)先級順序發(fā)送相關(guān)指令。

圖1 自動化立體倉庫物資存儲可視化系統(tǒng)架構(gòu)

3.2 系統(tǒng)的功能

自動化立體倉庫物資存儲可視化系統(tǒng)對于立體庫中的物流作業(yè)活動進行集成統(tǒng)一的管理、調(diào)度和協(xié)調(diào)，并實時地與倉庫物資管理系統(tǒng)交換共享信息，負責執(zhí)行和實施倉庫物資管理系統(tǒng)所發(fā)布的物資入庫和物資分發(fā)任務(wù)，并反饋任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。系統(tǒng)具體有以下功能：

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

（2）物資倉儲信息的網(wǎng)絡(luò)共享與交換。物資存儲可視化系統(tǒng)基于計算機網(wǎng)絡(luò)平臺和物資倉儲管理系統(tǒng)進行信息交換、共享、傳輸和聯(lián)機分析處理，可以提供聯(lián)機、脫機、直接三種形式的物資入庫出庫作業(yè)方式，并可以使得相應(yīng)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(tǒng)物流作業(yè)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(tǒng)在數(shù)據(jù)管理上具有備份和恢復(fù)的功能，其權(quán)限管理系統(tǒng)對于重要的操作諸如聯(lián)機出入庫、庫存賬目修改、任務(wù)調(diào)度執(zhí)行過程等都會自動生成作業(yè)日志，從而可以對相關(guān)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(tǒng)可以保障企業(yè)的其他職能部門對于倉儲物資的分布、儲備、消耗、流轉(zhuǎn)等動態(tài)性信息進行實時了解和掌握，可以增強對物資需求的預(yù)測能力，及時準確地制定相關(guān)物資的保障方案。

圖2 系統(tǒng)物流作業(yè)可視化的過程

4 系統(tǒng)的工作機制

4.1 立體倉庫管理系統(tǒng)與倉庫作業(yè)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換

物資倉儲可視化系統(tǒng)憑借業(yè)務(wù)系統(tǒng)的通訊手段以報文的形式與立體倉庫管理系統(tǒng)進行信息數(shù)據(jù)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(tǒng)，在倉庫作業(yè)管理系統(tǒng)收到立體倉庫物資庫存管理系統(tǒng)的請求時會根據(jù)預(yù)先設(shè)置的指令對不同業(yè)務(wù)請求做出不同的處理，并自動生成作業(yè)種類和物資信息相對應(yīng)的文檔進行備案，然后倉庫作業(yè)管理系統(tǒng)將信息傳輸給相關(guān)接口軟件，該軟件根據(jù)作業(yè)類型對傳送來的文檔進行數(shù)據(jù)處理，并將抽取的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到立體倉庫物資倉儲管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中，立體倉庫物資倉儲管理系統(tǒng)收到導(dǎo)入的數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)解析選取并分解為物資出入庫作業(yè)任務(wù)進行分發(fā)給任務(wù)調(diào)度軟件，任務(wù)調(diào)度軟件根據(jù)預(yù)先設(shè)置的優(yōu)先級判別規(guī)則對下發(fā)任務(wù)進行排序，此處也可以采取人工干預(yù)的方法重新定義優(yōu)先級，然后監(jiān)控軟件根據(jù)定義好的優(yōu)先級順序和倉儲設(shè)備的狀態(tài)信息對下發(fā)的任務(wù)進行實際操作，兩個系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)信息交換的流程如圖3所示。

4.2 倉儲物資物流作業(yè)過程的實時監(jiān)控

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

圖3 兩系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)信息交換的流程

4.3 倉儲物資庫存狀態(tài)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(yè)管理中都是提高管理作業(yè)效率的關(guān)鍵。物資倉儲可視化系統(tǒng)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(yīng)的倉儲作業(yè)，該系統(tǒng)不僅可以提供對倉儲物資的傳統(tǒng)查詢，而且還可以在貨位貨區(qū)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(guī)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(shù)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(qū)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(jié)

企業(yè)在自動化立體倉庫建設(shè)中要提高物資倉儲的作業(yè)效率和準確程度，就應(yīng)該著手物資存儲的可視化系統(tǒng)的設(shè)計與規(guī)劃，這樣才能有效地提高自動化立體倉庫的作業(yè)效能和管理水平，目前的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、各種無線移動終端設(shè)備和物流裝備技術(shù)水平的提高等都為可視化系統(tǒng)的建設(shè)提供了較好的支持保障。

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Design of Material Storage Visualization System of AS/RS

LiZhaoqi
(Military Transportation Academy,Tianjin 300161,China)

In this paper,in view of the problems in the construction,material storage and warehousing operations of an AS/RS,we used the computer network technology,visualization technology and relevant control technology,etc.,to design the material storage visualization system of the AS/RS and then studied respectively the design conception,constituting modules,system framework,main functions and working mechanism,etc.,of the system.

AS/RS;material storage;visualization system;design

F253;F253.9

A

1005-152X(2017)06-0179-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2017.06.041

2017-04-28

李兆奇（1993-），男，山東黃島人，軍事交通學院學生，研究方向：裝備保障。