裘子煜，張古青，洪 磊，倪建賢

（杭州諾倡智能科技有限公司，浙江杭州 311200）

0 引言

自動化物流設(shè)備和系統(tǒng)建設(shè)可以提升企業(yè)的物流服務(wù)和管理水平，利用現(xiàn)代物流體系帶動企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。在物聯(lián)網(wǎng)背景下，物流體系建設(shè)要加強信息技術(shù)、自動化和智能化技術(shù)的應(yīng)用，通過這些現(xiàn)代化技術(shù)使物與物之間建立緊密的聯(lián)系，信息共享和傳輸更為便捷。但是物聯(lián)網(wǎng)背景下的自動化物流設(shè)備建設(shè)難度較大，雖然取得了一定的成效，但未來還有很長的道路要走。

1 物聯(lián)網(wǎng)對自動化物流設(shè)備的要求

從物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層面來看，主要包含了感知層、傳輸層和應(yīng)用層。其中，感知層中通過RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）、各類傳感器、二維碼等技術(shù)，可以從外部環(huán)境中采集和感知到相應(yīng)的信息，實現(xiàn)對物體的識別或定位，并將這些信息同步傳輸?shù)较到y(tǒng)中；傳輸層會依據(jù)特定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)物體與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)聯(lián)，為傳輸與通信提供便捷；應(yīng)用層中包括了全部的感知數(shù)據(jù)，可以給用戶提供各種的服務(wù)，完全可以使得物體的識別、定位、跟蹤和監(jiān)測具有智能化的特征[1]。

物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中需要應(yīng)用到現(xiàn)代化的技術(shù)，如智能預(yù)算、RFID 和納米嵌入等就是不可或缺的技術(shù)，自動化和智能化技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，使得物流系統(tǒng)的很多功能和服務(wù)具有自動化的特征。在既定的時間和空間范圍內(nèi)，計算機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對物流體系中所有要素的管理與連接，將倉儲設(shè)備、輸送設(shè)備和通信設(shè)備等集成在整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)。

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然取得了一定的發(fā)展，但很多設(shè)備并未完全與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，未來隨著IPV6 技術(shù)協(xié)議（即第6 版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）的逐步普及與推廣，物聯(lián)網(wǎng)中的物物相連屬性將更加明顯，越來越多的設(shè)備會被接入互聯(lián)網(wǎng)。此外，傳感技術(shù)的不斷優(yōu)化也給物聯(lián)網(wǎng)帶來了巨大的發(fā)展契機，尤其是傳感器MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統(tǒng)）技術(shù)，成為自動化物流體系構(gòu)建的技術(shù)支持。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動化物流設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計

2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

物聯(lián)網(wǎng)自動化物流設(shè)備管理系統(tǒng)，要嚴(yán)格根據(jù)物流服務(wù)內(nèi)容的劃分、物流設(shè)備組成等來設(shè)計，系統(tǒng)中包含了執(zhí)行層、控制層、操作層和處理層（圖1）。其中，執(zhí)行層負(fù)責(zé)對貨物堆垛設(shè)備、分揀設(shè)備、傳輸設(shè)備和掃描設(shè)備等的管控，通過傳感器和驅(qū)動器構(gòu)成的控制物流終端使得數(shù)據(jù)信息的采集和上傳更為便捷；物流中心設(shè)備運行和工作的控制層中，主要包含PLC 控制、變頻器設(shè)備、單片機等；操作層可以提供非常多的服務(wù)和功能，自動化立體庫整理子系統(tǒng)、自動化分揀子系統(tǒng)、輸送子系統(tǒng)等可以全過程、動態(tài)化地自動管理全部的設(shè)備和要素，相關(guān)輔助軟件也可以給物流操作提供全面的支持；業(yè)務(wù)層主要是對一切業(yè)務(wù)活動、流程進(jìn)行管控，但需構(gòu)建ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計劃）業(yè)務(wù)系統(tǒng)[2]。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動化物流設(shè)備管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 自動化立體庫整理子系統(tǒng)

立體庫整理子系統(tǒng)處于軟件操作層，因為其結(jié)構(gòu)特殊性、功能的多樣性，可以給物流中心的貨物存儲和整理提供自動化的支持，通過相應(yīng)的物流工作要求可以對倉庫進(jìn)行合理的空間布局和利用，而控制站則可以對每個物流設(shè)備開展自動化的操作和管理。因為在立體倉庫中有貨物堆垛模塊和輸送模塊，該子系統(tǒng)在運行時也會對這些模塊實施同步的管理和調(diào)節(jié)。

2.3 自動化分揀子系統(tǒng)

物流倉儲中心的各種貨物種類繁多、數(shù)量龐大，管理難度非常高，因為每種類型的貨物都涉及到品類、儲位、地址和分揀、配送等管理過程，但自動化分揀子系統(tǒng)可以突破傳統(tǒng)人工分揀的弊端，大大減少在分揀環(huán)節(jié)的人力投入，提升分揀效率和精準(zhǔn)度。該子系統(tǒng)的工作過程是：利用系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備自動識別貨物條碼（因為每一類貨物都有其對應(yīng)的條碼，條碼中包含了品類等信息），當(dāng)傳感器讀取到這些信息后，會自動將貨物分配到不同的通道內(nèi)；相關(guān)貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)以后，系統(tǒng)中的特定模塊能夠根據(jù)所掌握的貨物信息，快速、準(zhǔn)確地判定皮帶機上是否有貨物，有貨物時皮帶機將自動啟動運行，進(jìn)入貨物的運輸和分揀環(huán)節(jié)[3]。條碼掃描器對信息掃描的同時也可以快速地將這些信息傳遞給上位機，更為精準(zhǔn)地進(jìn)行貨物品類、地址等的判定。

2.4 自動化輸送子系統(tǒng)

輸送子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對貨物運輸全過程的管理，且該管理過程具有一定的自動化特征，當(dāng)貨物分揀以后就進(jìn)入了貨物輸送模塊，在掃描到貨物的相關(guān)位置、地址信息以后，控制模塊可以自動為貨物規(guī)劃最為合理的運輸路線，使其在輸送自動化控制下快速到達(dá)指定的存放區(qū)域。

自動化輸送子系統(tǒng)的控制范圍很大，輸送機作為其控制的重要對象，覆蓋了全部的入庫通道、存儲區(qū)和出庫通道，這使得系統(tǒng)對輸送環(huán)節(jié)的控制具有全覆蓋性。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下所形成的自動化輸送子系統(tǒng)兼具運行管理、安全保護(hù)和故障診斷的功能，在貨物進(jìn)入到最初的運輸階段時，系統(tǒng)會自動根據(jù)所掃描到的信息，來進(jìn)行運輸通道的自動分配[4]。輸送過程中可以對整個輸送狀態(tài)和過程加以全面管理，因為在系統(tǒng)中有各類按鈕的設(shè)計，當(dāng)貨物輸送存在異常時，可以通過這些按鈕的啟停來進(jìn)行輸送的調(diào)節(jié)。

2.5 自動化管理子系統(tǒng)

自動化管理子系統(tǒng)相當(dāng)于是整個物流設(shè)備管理體系的中樞系統(tǒng)，通過該子系統(tǒng)，整個物流服務(wù)開展的過程中，完全可以實現(xiàn)對貨物的自動化接收和調(diào)度、調(diào)配狀態(tài)管理和訂單處理。該子系統(tǒng)中也包含多種的功能和服務(wù)，不同的功能和服務(wù)實施中要借助于不同的模塊，例如，物流編碼、貨物條碼可以為貨物信息的讀取和識別提供便捷，使后續(xù)物流服務(wù)更具高效化和智能性。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動化物流設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用

在互聯(lián)網(wǎng)時代，網(wǎng)上購物取代了實體店購物，加快并推進(jìn)了物流行業(yè)的蓬勃發(fā)展。對于大型的物流企業(yè)而言，加強自動化物流設(shè)備管理體系的開發(fā)和應(yīng)用非常重要，通過該系統(tǒng)物流人員可以協(xié)調(diào)和管理處于物流業(yè)務(wù)中的貨物和設(shè)備，嚴(yán)格按照相應(yīng)的服務(wù)流程和規(guī)范提供給完善的服務(wù)內(nèi)容和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗[5]。不同物流設(shè)備在自動化的管理系統(tǒng)中的相互配合，可以大大提高貨物入庫、分揀、存儲和出庫管控的效率。

機械化和信息化是自動化物流設(shè)備發(fā)展的前提，只有在大型物流設(shè)備機械化、信息化管理的基礎(chǔ)上，才能通過PLC、變頻器等在不同物流設(shè)備之間建立關(guān)聯(lián)，利用專門的控制軟件來實現(xiàn)自動化控制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的傳感網(wǎng)絡(luò)、移動網(wǎng)絡(luò)等，使得物流設(shè)備管理系統(tǒng)的建設(shè)更為細(xì)化，通過紅外感應(yīng)、激光掃描等多種方式，使物流中心的物流設(shè)備與貨物之間建立直接關(guān)系，在全部的物與物連接以后，調(diào)度、配送等控制的自動化特征更明顯。

部分物流中心在積極探索升級改造的發(fā)展路徑，先進(jìn)設(shè)備在物流方面的應(yīng)用，可以大大提升信息交換與傳輸?shù)男?、安全性。例如，在部分物流設(shè)備中可以加裝自動化驅(qū)動控制器和傳感器，將每一個設(shè)備作為一個獨立的單元，在物流中心空間內(nèi)設(shè)置多個的信息傳輸節(jié)點，直接與上位機開展信息傳輸和交換。

4 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)背景下對于物流服務(wù)提出了新的要求，各個物流中心可以在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下積極進(jìn)行自動化物流設(shè)備管理系統(tǒng)的構(gòu)建，通過不同物流要素之間的關(guān)聯(lián)，來使得整個的物流工作更為便捷和高效，最大程度上提升整體的物流工作水平，帶動物流行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。