□ 姜 媛，王明明

(1.上海海洋大學(xué)，上海 201306；2.百互潤貿(mào)易(上海)有限公司，上海 200041)

1 引言

為適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，目前上海海洋大學(xué)工業(yè)工程與物流工程專業(yè)對培養(yǎng)方案做了較大的改變和拓展，對實驗教學(xué)進(jìn)行了更明確的布置和安排，以專業(yè)課程群為基礎(chǔ)，綜合廣泛的開展實踐教學(xué)。本文根據(jù)工業(yè)工程與物流工程專業(yè)設(shè)置，對利用物流綜合實驗室內(nèi)的設(shè)施設(shè)備等指導(dǎo)學(xué)生開展實際物流問題方案設(shè)計為例，探索實驗教學(xué)改革模式。

2 指導(dǎo)內(nèi)容設(shè)計

現(xiàn)階段培養(yǎng)方案中，設(shè)計了由淺入深、環(huán)環(huán)相扣的實驗內(nèi)容。從《專業(yè)導(dǎo)論》開始，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入專業(yè)實驗室，在實驗室中了解相關(guān)設(shè)備的基本知識。《物流裝備技術(shù)》課程中，對物流設(shè)備的使用和原理進(jìn)行講解。在實驗開發(fā)和設(shè)計時，適當(dāng)增加探索性實驗內(nèi)容,針對實際物流問題,設(shè)計總體解決方案,并實施總方案。同時,還培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力、分析和解決實際問題的能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作和組織能力等[1]。

自2013年開始設(shè)立了啤酒游戲，結(jié)合課堂學(xué)到的需求放大效應(yīng)等知識，建立真實的行業(yè)背景，使學(xué)生在真正的物流行業(yè)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，取得了較好的效果。促使學(xué)生養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，培養(yǎng)執(zhí)著的探索精神，激發(fā)持續(xù)的創(chuàng)新欲望，強化熟練的操作技能[2]。

同時，在畢業(yè)設(shè)計、參加相關(guān)競賽時，鼓勵學(xué)生利用已有設(shè)備選題，使學(xué)生能更好的理解實驗設(shè)備和理論知識的結(jié)合。本研究利用實驗室內(nèi)的立體傳送系統(tǒng)、射頻識別裝備等，指導(dǎo)學(xué)生開展基于物聯(lián)網(wǎng)的自動化立體倉儲改造方案設(shè)計。

2.1 選題背景

在理論教學(xué)和實踐教學(xué)中，學(xué)生已具備一定的專業(yè)知識，并學(xué)會操作立體倉儲系統(tǒng)。在畢業(yè)設(shè)計時，學(xué)生對自動化立體倉儲系統(tǒng)進(jìn)行分析，針對提出了結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的改進(jìn)方案，并開發(fā)了相關(guān)操作系統(tǒng)。

物流工程實驗室內(nèi)立體傳送系統(tǒng)由立體倉庫貨架、工控機(jī)、堆垛機(jī)控制系統(tǒng)、頂升平移機(jī)、入庫皮帶輸送機(jī)及各種傳動系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)構(gòu)成。是固高科技旗下生產(chǎn)的封閉式系統(tǒng)。共有100個貨位，通過固高科技自主研發(fā)軟件的命令輸入能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的出入庫功能，貨物的出入庫信息都必須手動輸入，不具備防碰撞功能。

經(jīng)過分析，實驗室現(xiàn)有立體傳送系統(tǒng)主要存在如下問題：①在選擇貨位執(zhí)行出入庫操作時，軟件系統(tǒng)內(nèi)的貨位選擇沒有和貨架上的實際編碼完全一一對應(yīng)；②自帶的系統(tǒng)帶有庫存查詢功能，但只顯示貨位上是否存在貨物，不能體現(xiàn)出入庫貨物的詳細(xì)信息，隨后的操作人員無法進(jìn)行數(shù)據(jù)的盤點與核對；而且出入庫操作時也不會對貨位狀態(tài)進(jìn)行再次審核，可能造成空操作和碰撞問題；③執(zhí)行出庫操作時，必須在系統(tǒng)中重新再執(zhí)行一次任務(wù)，且對于貨位的占用情況沒有做判斷，即可能出現(xiàn)空位出庫和占位入庫的操作，可能會造成空操作和碰撞的問題；④不能夠追溯是操作執(zhí)行者，后續(xù)的責(zé)任追究無法執(zhí)行；⑤對于產(chǎn)品并沒有作分類處理，也沒有對貨物本身進(jìn)行編碼，可能造成入庫貨位選擇不合理，這也會給后續(xù)的出庫帶來麻煩。

方案中所有設(shè)計和需求分析都是基于立體倉儲系統(tǒng)展開的，針對該立體傳送系統(tǒng)存在的問題而改進(jìn)，開發(fā)的軟件也是為了完善現(xiàn)有系統(tǒng)而建立的。

2.2 設(shè)計內(nèi)容

該設(shè)計以自動化立體倉儲系統(tǒng)為依托，運用物聯(lián)網(wǎng)中的射頻識別技術(shù)、倉儲系統(tǒng)中的紅外感應(yīng)器，結(jié)合VB程序開發(fā)設(shè)計語言和SQL server數(shù)據(jù)庫,建立運行日志，對信息進(jìn)行儲存、增添、剔除、更新處理以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息管理;進(jìn)行貨位與軟件管理系統(tǒng)的信息交換和通訊，接受上一級管理計算機(jī)的信息并能反饋相應(yīng)的信號，同時能夠接收并處理下位機(jī)發(fā)出的信息以實現(xiàn)通信功能；RFID設(shè)備實現(xiàn)貨物的智能存儲和存儲位置讀取的功能，使貨位的存儲處于高效和貨架受力基本均衡的狀態(tài)，即將有關(guān)產(chǎn)品和貨位的信息通過讀寫器、上位機(jī)、數(shù)據(jù)庫三者的結(jié)合，成功導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，并可以實時查詢、添加、刪除、修改等功能。

對現(xiàn)有系統(tǒng)的改進(jìn)點分析后，對照這些改進(jìn)點進(jìn)行了硬件布置、功能設(shè)計、總體設(shè)計和數(shù)據(jù)庫設(shè)計，形成完整改進(jìn)方案。實現(xiàn)了入庫貨位編號嚴(yán)格一一對應(yīng)、每類產(chǎn)品為其提供特定產(chǎn)品號、利用RFID標(biāo)簽實現(xiàn)產(chǎn)品識別單位縮小至每件、產(chǎn)品相關(guān)信息更詳細(xì)、實現(xiàn)貨物防碰撞功能，并在系統(tǒng)中加強責(zé)任追溯和安全性提升。

2.3 方案實現(xiàn)

經(jīng)過試驗，該設(shè)計實現(xiàn)了包含讀標(biāo)簽、寫標(biāo)簽在內(nèi)的RFID系統(tǒng)信息采集功能，并利用自動化立體倉庫管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)了入庫功能、出庫功能和防碰撞功能，解決了原有系統(tǒng)存在的需改進(jìn)點。自動化立體倉庫管理信息系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能包括：

①基本信息處理：對產(chǎn)品、用戶、收貨方、供應(yīng)商還有機(jī)械設(shè)備信息的存儲和更改。

②系統(tǒng)管理：為了防止系統(tǒng)損壞，數(shù)據(jù)丟失而存在的、能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行備份、還原和日記管理。

③入庫管理：對即將入庫的貨物進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集后的數(shù)據(jù)會在數(shù)據(jù)庫自動生成記錄，并可以進(jìn)行查詢和修改。

④出庫管理：出庫后將出庫產(chǎn)品的信息錄入后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

⑤在庫管理：對貨物進(jìn)行盤點和預(yù)警，確定產(chǎn)品實際數(shù)量與記錄是否有出入，若有出入，能夠及時向倉管員反饋。

⑥數(shù)據(jù)查詢：對倉庫內(nèi)的所有物質(zhì)(包括入庫、出庫和在庫的)生成的相關(guān)報表進(jìn)行管理，方便管理人員后續(xù)對相關(guān)信息的查詢。

通過軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)的有效結(jié)合，提高倉儲效率，減少不必要的錯誤以及勞動成本。利用RFID技術(shù)無需物理接觸就能實現(xiàn)信息采集，高效且出錯率低的優(yōu)勢，大大提升立體倉庫系統(tǒng)的周轉(zhuǎn)效率和響應(yīng)速度，實現(xiàn)了產(chǎn)品的信息采集、與系統(tǒng)間的通信和出入庫功能，并針對貨物的不同特性，進(jìn)行簡單的貨位劃分，保證貨架的穩(wěn)定性和企業(yè)損失最小化。另外對防碰撞問題進(jìn)行了探討，實現(xiàn)貨位禁止二次入庫功能。

該設(shè)計在智能識別貨物存儲和位置信息讀取采集做了重點研究，旨在通過軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)的有效結(jié)合，提高倉儲效率，減少不必要的錯誤以及勞動力成本，大大提升立體倉庫系統(tǒng)的周轉(zhuǎn)效率和響應(yīng)速度。

3 結(jié)語

在實驗教學(xué)中，如何將物流綜合實驗室設(shè)備高效的利用起來，一直是實驗教學(xué)改革需要考慮的問題之一。有針對性和開放性的使用教具，才能發(fā)揮作用，體現(xiàn)實驗設(shè)備的價值，同時為學(xué)生的自由探究提供了空間，也可作為學(xué)生課后繼續(xù)探究的補充材料[3]。使學(xué)生有效、合理的利用實驗設(shè)備，可以使學(xué)生在其中更好的學(xué)習(xí)知識，更好的學(xué)以致用，使理論知識學(xué)習(xí)和實驗學(xué)習(xí)高效結(jié)合，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)物流工程復(fù)合型技術(shù)人才。