張詠軒

（中國鐵路設(shè)計集團有限公司，廣東深圳 518000）

在深圳市軌道交通工程里程日益增加的大環(huán)境因素下，對運行線路提供安全的運行保障就成了運營單位的重中之重。為保證線路各個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)流暢，運營單位需要投入大量精力做好維護工作，管理好大量頻繁使用的基礎(chǔ)物資及備品備件也是既有線路日益浮現(xiàn)的難題。因此正在建設(shè)的深圳市城市軌道交通14號線工程引進設(shè)置智慧倉庫管理系統(tǒng)。主系統(tǒng)（主庫）1個，設(shè)置在深圳市城市軌道交通14號線工程昂鵝車輛段物資總庫；分系統(tǒng)（二級庫）4個，設(shè)置在正線4個主要車站物資用房。

1 傳統(tǒng)倉庫管理模式的弊端

傳統(tǒng)倉庫管理模式物料標(biāo)識卡大多由手工填寫，因此物料標(biāo)識很難保證規(guī)范統(tǒng)一，容易造成難以辨識的情況發(fā)生。物料或物品的存儲位置標(biāo)識困難，因此會耗費大量精力去尋找貨物。與此同時，運營管理人員作業(yè)過程及進度無法掌控監(jiān)管，員工容易出現(xiàn)懶惰、出錯的情況，問題責(zé)任人無法追溯認(rèn)定。數(shù)據(jù)錄入方式為人工導(dǎo)入管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的實效性和準(zhǔn)確性很難保證。最后，對于地鐵物資總庫這樣的大型倉庫來說，傳統(tǒng)的貨物盤點方式為純?nèi)斯で逅?，盤點過程中也會伴隨貨品出入庫的現(xiàn)象，造成盤點難度進一步加大，進而導(dǎo)致賬目數(shù)據(jù)與庫存數(shù)據(jù)不符等問題。

2 智慧倉庫管理系統(tǒng)的主要功能

智慧倉庫管理系統(tǒng)針對系統(tǒng)內(nèi)的基礎(chǔ)信息管理包含RFID標(biāo)簽寫入（通過RFID桌面讀寫器或者RFID標(biāo)簽打印機），標(biāo)簽對物品綁定，標(biāo)簽與物品解綁，資產(chǎn)與庫房綁定，資產(chǎn)與庫房更換，貨品、設(shè)備、人員及供應(yīng)商等基本信息錄入、刪除、查詢、修改等功能進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。對設(shè)備編號、類別、設(shè)備名稱、規(guī)格型號、供應(yīng)商、出廠編號、產(chǎn)品配置、登記日期進行設(shè)備登記。

其中設(shè)備的管理屬性包括保管人、存放地點、倉庫、設(shè)備狀態(tài)、備用等。不同權(quán)限的作業(yè)人員檢索設(shè)備的方式有所區(qū)別，最高權(quán)限者可以查看全倉庫設(shè)備，分戶管理員可以查看本分庫設(shè)備，其他人員僅可在申請借用設(shè)備下檢索設(shè)備，并查看系統(tǒng)記錄報廢設(shè)備的相關(guān)信息，涉及報廢設(shè)備的名稱、時間、原因、人員等信息。管理者可以針對不同角色分配不同的功能進行權(quán)限管理，控制到數(shù)據(jù)的增、刪、改、查級別。同時，系統(tǒng)應(yīng)接入定制型綜合辦公（EAM）系統(tǒng)的訂單等單據(jù)信息進行訂單管理，并處理轉(zhuǎn)換為倉儲作業(yè)中相應(yīng)的作業(yè)單據(jù)和作業(yè)任務(wù)。

在環(huán)境監(jiān)測方面，系統(tǒng)應(yīng)可記錄倉庫內(nèi)每個時間點的溫濕度信息，當(dāng)超過合理范圍值時進行異常報警，并記錄相關(guān)信息。發(fā)生設(shè)備借用時，在申請通過后，借用人員拿取設(shè)備通過在每個倉庫門口安裝RFID物流掃描門，通過該門能夠?qū)?jīng)過的所有附有RFID標(biāo)簽的設(shè)備進行掃描，并對該信息進行借用確認(rèn)，歸還設(shè)備時通過系統(tǒng)申請，歸還人員通過物流門掃描RFID標(biāo)簽（設(shè)備附帶）來獲取相關(guān)的信息并記錄確認(rèn)，將該信息上傳至資產(chǎn)管理系統(tǒng)。在設(shè)備出現(xiàn)由其固有倉庫轉(zhuǎn)移至其他倉庫時，系統(tǒng)首先進行申請通過后，該設(shè)備的倉庫屬性進行更改。設(shè)備調(diào)撥涉及的主要信息有申請人員、時間、原因、設(shè)備信息、倉庫信息等。經(jīng)過授權(quán)或者具備相關(guān)作業(yè)信息的人員可采用刷卡的方式通過內(nèi)設(shè)門禁。倉庫內(nèi)部安裝視頻裝置監(jiān)測倉庫內(nèi)部的信息，為后期的歷史信息追溯提供視頻支撐。

庫存管理方面，可以提供庫存查詢、統(tǒng)計等功能，可開放查詢結(jié)果列表自定義設(shè)計，支持表頭自定義排序。能查看并導(dǎo)出各種設(shè)備的出入庫記錄，即庫存變動表；所有出入庫、移庫、盤點操作導(dǎo)致的庫存變動可以生成庫存變動表，針對性定制庫存周轉(zhuǎn)率、庫齡分析等報表以便對賬，并支持在線查看及下載。庫位管理方面可通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護，管理庫位基本屬性，調(diào)整庫位容量，設(shè)定庫位混放規(guī)則。可通過設(shè)置庫位級別、庫位類別等屬性，匹配庫存存放策略，實現(xiàn)分類存儲等存儲方式，記錄各個設(shè)備的運維周期并進行運維提醒且記錄每個設(shè)備的歷史運維日期及相應(yīng)的運維信息，從而將下個運維時間對管理員進行提示。

所有的設(shè)備盤點數(shù)據(jù)錄入之后，作業(yè)人員在系統(tǒng)中對該盤點單進行確認(rèn)操作。對有差異的貨品進行復(fù)盤操作。管理者可通過手持機應(yīng)用對大部分倉儲作業(yè)過程進行操作，包括收貨入庫，上下架作業(yè)，質(zhì)檢管理及日常盤點等作業(yè)內(nèi)容，進一步提高倉儲作業(yè)的便利性及規(guī)范化管理。通過資產(chǎn)管理系統(tǒng)可以查到每個倉庫的設(shè)備型號、數(shù)量等信息。能查詢到每個設(shè)備進出該倉庫的時間、頻次等相關(guān)信息。

日志記錄方面，在非申請狀態(tài)下出入倉庫的設(shè)備，RFID物流門掃描到后會通過相關(guān)設(shè)備進行報警，并記錄該異常的時間、地點等信息，便于后續(xù)做相關(guān)查詢。日志管理采用統(tǒng)一的系統(tǒng)日志記錄，如異常日志、系統(tǒng)日志及性能日志等。對后續(xù)應(yīng)用程序的調(diào)試和運行維護具有非常關(guān)鍵的作用。日志內(nèi)容應(yīng)僅支持用戶查看、導(dǎo)出等操作，任何人都無法進行修改。設(shè)備管理、設(shè)備監(jiān)測、設(shè)備診斷、平面可視化檢測、網(wǎng)絡(luò)可視化監(jiān)測、服務(wù)器監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、規(guī)則引擎、可視化運維管理、用戶數(shù)據(jù)報表、數(shù)據(jù)備份策略自定義、系統(tǒng)工具等綜合硬件信息需統(tǒng)籌管理。

3 系統(tǒng)與深圳地鐵的結(jié)合

深圳地鐵依托深圳市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運營控制中心（NOCC）二期工程，構(gòu)建線網(wǎng)級數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?；谥腔圻\維與云計算及大數(shù)據(jù)分析的發(fā)展要求，本次工程在工控云云端部署本線路智慧倉庫管理系統(tǒng)，會同NOCC二期工程建設(shè)接入線網(wǎng)級平臺，從而實現(xiàn)安全工器具及備品備件的線網(wǎng)級管理與資源共享。

線路級系統(tǒng)采用無線射頻識別（RFID）和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對安全工器具和備品備件進行精細(xì)化管理，在接收各項任務(wù)時可做到快速取料，系統(tǒng)自動出庫，庫存及時更新。

設(shè)備信息、報警事件的記錄，可通過對應(yīng)報表管理程序進行查詢、確認(rèn)及打印等操作。系統(tǒng)應(yīng)具有實時數(shù)據(jù)查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警報表、操作員記錄報警及歷史數(shù)據(jù)記錄報表等功能，報表種類可由用戶靈活設(shè)定，單一報表中既可以顯示某個監(jiān)控設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，又可以顯示多個設(shè)備的關(guān)鍵運行數(shù)據(jù)，以便于對同類設(shè)備的運行情況做出比較。通過系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)共享功能和標(biāo)準(zhǔn)開放式的數(shù)據(jù)庫接口，以保證支持各種類型的數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)先進的監(jiān)控技術(shù)和科學(xué)的管理相融合的應(yīng)用平臺。

資產(chǎn)管理系統(tǒng)采用瀏覽器和服務(wù)器（B/S）架構(gòu)，包括深圳地鐵物資總庫、安全工器具和備品備件管理倉庫的全流程管理，能夠與底層硬件進行通信，獲取底層的數(shù)據(jù)信息。通過與線網(wǎng)級倉庫資產(chǎn)管理系統(tǒng)接口實現(xiàn)線網(wǎng)級管理及與深圳地鐵EAM資產(chǎn)管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)聯(lián)動。該系統(tǒng)中的綜合硬件管理平臺需提供一個雙向透明接口，對底層大量設(shè)備管理和數(shù)據(jù)采集以及對上層應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫等提供需要的底層數(shù)據(jù)，使上層應(yīng)用軟件屏蔽了底層硬件的復(fù)雜性和多樣性，能更好地實現(xiàn)硬件設(shè)備與上層應(yīng)用軟件的交互。對于接入物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行可視化交互管理且可進行故障分析及預(yù)測性維護；此外能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備快速集成調(diào)試。系統(tǒng)整體將采用云端部署的形式，利用安全可靠的彈性計算資源，簡化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IT）運維工作。

硬件系統(tǒng)主要包括RFID標(biāo)簽、RFID物流掃描門、RFID手持機、RFID大功率移動式讀寫站、桌面讀寫器以及RFID標(biāo)簽打印機等。門禁系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、溫濕度傳感器等由安防系統(tǒng)和環(huán)境設(shè)備監(jiān)控（BAS）系統(tǒng)設(shè)置，采用接口實現(xiàn)系統(tǒng)功能。標(biāo)簽為超高頻RFID標(biāo)簽，工作模式為被動讀取模式。標(biāo)簽供電類型為無源標(biāo)簽，無需自身供電。所有投入的RFID標(biāo)簽，在安裝使用前，進行初始化賦碼，編碼具備唯一性。RFID標(biāo)簽流轉(zhuǎn)全過程，采用更改系統(tǒng)狀態(tài)字段的方式進行管理，減少頻繁的物理讀寫。配套RFID物流門通過自帶控制模塊可直連光電開關(guān)，實現(xiàn)設(shè)備的自啟動，避免設(shè)備的長時間保持開啟狀態(tài)，延長設(shè)備的使用壽命，減少了因為設(shè)備長期開啟造成誤讀的概率。掃描門自帶反饋模塊可外接報警裝置，實現(xiàn)異常出入庫的自動報警；通過自診斷功能，配合綜合硬件管理平臺實現(xiàn)掃描門狀態(tài)的實時監(jiān)控，實現(xiàn)現(xiàn)場異常情況的預(yù)先快速反應(yīng)與精準(zhǔn)排除，實現(xiàn)設(shè)備的24 h不間斷運行。UHF手持式讀寫器用于現(xiàn)場的標(biāo)簽信息識別、異常處理等，適應(yīng)惡劣的工況環(huán)境并具備工作10 h以上的能力及基本的離線存儲能力，在現(xiàn)場通信受影響的情況下，可以保證現(xiàn)場的掃描工作繼續(xù)，因此部分?jǐn)?shù)據(jù)解析的工作可以由手持機本身離線完成。

深圳地鐵智慧倉庫管理系統(tǒng)對于消耗類的物資表面粘貼RFID紙質(zhì)標(biāo)簽，標(biāo)簽里面的內(nèi)容通過系統(tǒng)將相應(yīng)信息通過打印機進行賦予。RFID打印機是在條碼打印機結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計增加RFID射頻模塊（發(fā)送器和接收器）、控制單元以及閱讀器天線。RFID打印機可將內(nèi)容可視化打印在標(biāo)簽紙表面。同時，RFID打印機通過天線與RFID電子標(biāo)簽進行無線通信，實現(xiàn)對標(biāo)簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀寫操作。系統(tǒng)同時配備超高頻桌面讀寫器設(shè)備，帶有集成天線，適用于RFID標(biāo)簽信息初始化等應(yīng)用。最大發(fā)射功率高達 30 dB，可取得更大的讀取距離，在極為苛刻的環(huán)境條件下，也能保證無故障運行。移動式藍牙打印機可以手持設(shè)備進行連接通信，協(xié)助揀貨作業(yè)過程中涉及的拆箱揀選作業(yè)任務(wù)的封箱標(biāo)簽打印。實時完成余量封箱標(biāo)簽打印和封箱粘貼。RFID大功率移動式讀寫站主要用于高位貨架資產(chǎn)的盤點。通過無線通信的方式，結(jié)合伸縮天線進行大庫位的盤點，無需逐一下架，即可完成盤點工作。

在智能貨柜使用過程中，給物資加裝 UHF 無源 RFID 標(biāo)簽作為物資的唯一標(biāo)識，可做到“一物一碼”，工具領(lǐng)用或者歸還時，通過多種方式進行權(quán)限的管理并開門，智能貨柜可實現(xiàn)自動盤點動態(tài)獲取庫存變化，并且記錄領(lǐng)用工具的數(shù)量、種類以及操作人員的身份信息，智能貨柜可實時監(jiān)控柜內(nèi)環(huán)境，杜絕因為安全工器具存放環(huán)境問題帶來的安全隱患。在智慧倉庫門處安裝門禁系統(tǒng)，采用刷卡方式。每個人員配備有單獨識別信息的身份卡，在進入倉庫時進行刷卡，系統(tǒng)判斷是否可以開門通過，票卡可以根據(jù)運營管理人員需求考慮是否與員工卡結(jié)合，并保證個人隱私及信息安全。門禁系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進行聯(lián)動，進行相應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理。智慧倉庫內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋出入門區(qū)域以及倉庫重要區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)一定時間內(nèi)的視頻回放。視頻系統(tǒng)的監(jiān)控以及查看模塊需要集成在資產(chǎn)管理系統(tǒng)內(nèi)。用無線溫濕度傳感器進行倉庫內(nèi)的溫濕度監(jiān)測，保證倉庫內(nèi)各個零件的壽命周期正常。

4 研究成果總結(jié)

綜上所述，基于智慧運維與云計算及大數(shù)據(jù)分析的發(fā)展要求，深圳地鐵依托NOCC二期工程在工控云云端部署14號線智慧倉庫系統(tǒng)并接入線網(wǎng)級云平臺，實現(xiàn)安全工器具及備品備件的線網(wǎng)級管理與資源共享。

線路級系統(tǒng)采用無線射頻識別（RFID)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對安全工器具和備品備件管理進行精細(xì)化管理，在應(yīng)對各種任務(wù)時可快速取料，系統(tǒng)自動出庫，庫存及時更新。對有關(guān)設(shè)備的信息、報警事件進行記錄，可通過相應(yīng)報表管理程序進行相關(guān)查詢、確認(rèn)、打印等操作。同時，系統(tǒng)具有查詢實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等功能，可由用戶靈活設(shè)定多個報表，以便與同類設(shè)備的運行情況比較。通過強大的數(shù)據(jù)共享功能和標(biāo)準(zhǔn)開放式的數(shù)據(jù)庫接口，滿足支持各種類型的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)先進的監(jiān)控技術(shù)和科學(xué)的管理相融合的應(yīng)用平臺。

5 結(jié)束語

在這個信息飛速發(fā)展的時代，大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、無線物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的使用場景日益多面化。用高新技術(shù)建設(shè)智慧地鐵、智慧運維、智慧城市的方案已經(jīng)被越來越多地采納實施。深圳地鐵14號線智慧倉庫管理系統(tǒng)及綜合硬件管理平臺將統(tǒng)一在云端進行部署，并與工控云內(nèi)部的系統(tǒng)軟件對接，滿足資源共享，云端統(tǒng)一管理的要求。本次工程的成功實施，證明了智慧倉庫管理系統(tǒng)在軌道交通工程中的投入使用，在豐富運營單位的管理措施、提升運營管理的工作效率以及降低運營成本等方面都可以發(fā)揮出極大作用，對今后的城市軌道交通工程智能化及智慧交通領(lǐng)域做出了成功的借鑒典范。