一、概述
多年來,物流業作為支撐國民經濟發展的基礎性、戰略性產業,得到政府和企業的高度重視,持續高速發展,我國現代物流體系逐步建立健全。現代物流對推動經濟社會轉型發展、服務人民生產生活,災難事故、衛生公共安全事件等重大災害應急救援,以及部隊日常工作生活、重大軍事行動保障等,都發揮著不可或缺的重要作用。
二、需求分析
基于RFID技術的智能倉儲管理系統是在傳統的倉儲管理的工作方式和流程中加入RFID終端設備和電子標簽,來實現數據采集并完成庫內作業管理工作。從倉庫管理的核心流程中:入庫—庫內作業—出庫—庫存控制,實現更高效精確的管理。有效控制并跟蹤倉庫業務的物流和成本管理全過程,實現完善的倉儲信息管理。
根據對實際倉儲管理流程的分析,基于RFID的倉儲管理系統應滿足以下幾個方面的需求:
倉儲管理:智能倉儲需要能夠對倉庫中的貨物進行精準管理,包括貨物的入庫、存放、出庫、移動等操作。同時支持多種入庫和出庫方式,如手工、自動化等。
物資跟蹤:倉儲物資需要精確的跟蹤和管理,智能倉儲需要提供對貨物進行跟蹤的能力,包括對貨物的位置、數量、狀態等信息進行實時監測,保證數據的準確性和安全性。
數據分析:智能倉儲需要能夠通過對數據進行分析,提供貨物存儲和出入庫等方面的報告和預測,例如在貨物庫存量低于安全庫存量或者貨物過期時,系統能夠提供警示作用,幫助管理單位進行決策。
儲存效率;及時快速響應需求,需要儲存效率要求較高。應考慮到如何利用物理空間和人力資源最大化地提高儲存效率,如合理規劃倉庫內的貨架、貨位等存儲結構,選用立庫、平庫等存放方式,采用先進的自動化技術等。
安全保障:智能倉儲需要有完善的安全保障措施,包括防火、防盜、防爆,防泄密等,利用加密手段保障信息安全,配置信息化監控報警系統與安全加密設備,實現全局安全保障,同時對管理人員進行安全培訓。
智能化:智能倉儲需要提供先進的設備支持,配合輸入輸出設備,利用RFID技術對庫存信息自動化采集,實現庫存管理的無紙化作業,提高貨物查詢的準確性和盤點作業的質量,加快貨物出入庫速度,增加庫存中心的吞吐量,減低庫存管理的成本。
基礎環境:部分場景的倉儲有著嚴格的環境要求,主要是保證存儲物資的質量和使用壽命。應根據不同類型的物資所需環境制定相應的措施,如恒溫、恒濕、通風、除塵等,必要時針對不同的場景進行改造,以滿足存儲要求。
環境保護:智能倉儲需要考慮環保因素,在物流過程中盡可能減少能源消耗和廢棄物產生,部分標簽重復利用,減少紙張的使用,最大程度的保護環境。
拓展能力:智能倉儲需要具有支持各種設備和軟件的系統集成能力,以實現數據的共享和交換。
三、建設思路
按照項目的建設目標,將倉儲管理系統的實施規劃分為:咨詢、規劃、設計、安裝四個階段。
項目咨詢
了解項目基本需求及項目現場基本情況,針對倉庫內部基礎配套設施。
庫位規劃
針對倉庫空間情況,對倉庫的儲區及作業區進行重新布局并對儲位設計進行合理規劃。
詳細設計
詳細設計階段主要基于硬件設備初步部署方案、庫位的初步規劃方案結合實際業務流程對倉儲管理信息化系統進行詳細設計。
安裝實施
依據詳細設計階段出具的詳細設計方案、安裝實施方案進行倉儲管理信息化系統的軟件開發,以及硬件設備、可信局域網絡設備等安裝調試工作。
四、關鍵技術
4.1 RFID技術介紹
RFID是一種新型的信息技術,可以實現數據與信息非接觸快速傳送。目前已廣泛應用于固定資產管理、載體管理、物資管理、生產制造、倉儲物流等領域,為這些領域帶來了極大的技術革新,特別是在倉儲管理領域,因為高效、穩定、非可視遠程識別等技術特性,極大的提高了物資倉儲的管理水平與盤點效率。
RFID技術是一種非接觸的自動識別技術,利用射頻信號及空間藕合、傳輸特性,實現對靜止或移動物品的自動識別。近年來,國內外RFID技術發展迅速,隨著成本的不斷降低,RFID取代傳統磁卡、IC卡和一、二維條碼已成為技術趨勢與行業共識,RFID行業已經成為信息產業中成長最快的市場之一。
4.2 RFID技術優勢
與傳統的識別方式相比,RFID技術無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預即可完成信息輸入和處理,操作方便快捷。同條形碼相比,射頻識別標簽具有防水、防磁、讀取距離遠、標簽數據可加密、便于改寫等優點。
讀寫速度快:采用非接觸方式,無方向性要求,標簽進入磁場,識讀器即可時讀取其中的信息,通常在幾毫秒就完成一次讀寫。
安全性高:RFID是按照國際統一的電子產品代碼的編碼制,在出廠前就固化在芯片中的、不重復40位的唯一識別內碼,不可復制和更改。該技術很難被仿冒、侵入,使用國產芯片更加安全。
多標簽同時識別:優秀的防碰撞機制,可同時處理多個標簽,實現批量識別,最多每秒可識讀上百個,并能在運動中進行識別。
性能優越:可以儲存永久性數據和非永久性數據,數據可動態更新,反復使用(擦寫10萬次,讀無限次),使用壽命長(20年或讀寫10萬次),耐高低溫,能適應各種工作環境和工作條件,尤其適用于油污、粉塵、放射等惡劣環境。
五、整體方案設計
5.1設計原則
方案設計遵循以下原則:
(1)安全性。系統具有實時的數據備份功能,自我校驗和糾錯功能,可以保證數據的存儲及讀取的安全以及數據交換的安全和一致性,可根據客戶要求對網絡中傳輸的數據采取必要的加密措施。
(2)可靠性。系統要支持長時間、高負荷的運行,要求軟/硬件平臺、應用邏輯兩方面都穩定可靠,同時,系統架構的合理性也至關重要。
(3)實時性。系統能快速響應整個系統的請求動作,快速進行數據處理和運算。系統的最長響應時間不超過3秒,平均響應時間不超過1秒。
(4)擴展性。系統有很好的擴展功能,有良好的兼容性、可移植性和升級前景,能夠通過功能擴展以適用其它多元化業務的需要。
(5)先進性。系統設計應采用先進的、成熟的且可持續發展的技術方法,并充分體現先進的管理思想和理念,可根據客戶要求系統支持國產化數據庫和Mysql、DB2、Oracle、SQL Server等數據庫平臺,服務器的操作系統可根據客戶要求支持國產化操作系統和Windows Server、Linux等。
(6)整體性。整個系統充分考慮了業務系統與各個自動化設備的整體性。
(7)操作簡便性。系統人機界面友好,操作簡便,提示簡潔清晰。
5.3WMS倉儲管理
5.3.1總體架構
RFID智能倉儲管理系統主要以RFID射頻識別技術進行物資信息的識別、存儲、管理;通過WAPI無線網絡和有線信號網絡的遠端傳輸、分布、交換與控制,將多個倉庫均連入系統;通過倉儲管理系統軟件實現倉儲管理和物資調撥操作,方便后勤機關把握物資的儲備和消耗情況,實現對物資的統一管理。RFID智能倉儲管理系統主要由WMS和硬件設備等部分組成:
1)WMS:倉儲管理系統,入出庫單據信息、庫存信息、盤點操作管理。
2)手持式RFID設備應用系統:利用RFID射頻識別技術,實現出入庫管理、庫存管理、快速盤點。
3)硬件設備:設備包括RFID射頻識別設備及物理搬送設備。
5.3.2倉庫規劃設計
5.3.2.1倉庫環境設計
倉庫改造按照總體可控、便于實施的要求,在不改變原有建筑階段最大限度利用原有設備設施,減少二次改造工程量。做到差異化配置資源,合理協調庫房區和輔助支撐空間配置。
倉庫改造以業務需求為導向,差異化配置資源,按照需求配置,根據實際情況調整改造方案;在滿足功能空間基本適用需求的前提下,嚴格控制裝修建設標準和工程造價標準;綜合運用科技手段,充分考慮到自然環境的影響,運用合理的熱工、通風和空調設計,達到節能環保的效果;在建筑裝修施工技術方面積極推廣節能新技術、新工藝;在裝飾裝修材料方面使用節能環保的新型建筑材料及綠色裝飾裝修材料;在滿足使用需求和經濟性的條件性,最大程度做到兼具簡潔和美觀;充分利用設計理念,通過質感對比、色彩對比、豐富空間變化,提高空間視覺感受。
5.3.3核心設備
5.3.3.1 RFID多協議工業平板
鯤鵬·卓識系列RFID多協議工業平板兼容ISO/IEC 18000-63、EPC Global C1 Gen2、GJB 7377.1A-2018、GB/T 29768-2013等主流協議,具有識讀準確率高、識讀速度快、識讀距離遠、輕便靈活等特點。
RFID多協議工業平板參數 | |
協議標準 |
GJB 7377.1A-2018、GB/T 29768-2013、 ISO/IEC 18000-63、EPC Global C1 Gen2(可選) |
工作頻率 | 920 ~ 925 MHz |
讀取距離 | 3 ~ 7米(與標簽類型和現場環境有關) |
操作系統 | Android 10.0 |
CPU處理器 | 高速八核 64位處理器,主頻2.0 GHz |
5.3.3.2 RFID手持式讀寫器
鯤鵬·卓識系列RFID手持式讀寫器是鯤鵬信息擁有自主知識產權的全國產化高性能手持式讀寫產品,具有識讀準確率高、識讀速度快、識讀距離遠、便捷輕便、使用靈活等特點。
RFID手持式讀寫器參數 | ||
CPU處理器 | 國產CPU,高速八核 / 2.2GHz | |
操作系統 | 適配國產操作系統,可安裝Android 11 | |
協議符合性 | 高頻協議 | ISO/IEC 14443A/B、ISO/IEC 15693 |
超高頻協議 |
GJB 7377.1A - 2018、GJB 7377.2 - 2011、 ISO/IEC 18000-63、EPC Global C1 Gen2 以上任意兩標準組合、全協議 |
|
工作頻率 |
13.56 MHz 920 ~ 925 MHz 2400 MHz ~ 2483.5 MHz |
|
數據安全性 | 支持COB卡加密 | |
WLAN | WIFI / WAPI | |
通信協議 | 支持中國電信、中國聯通、中國移動常用移動通信協議 | |
存儲容量 |
4GB RAM,64GB ROM(標配) 6GB RAM,128GB ROM 8GB RAM,256GB ROM |
|
顯示屏 | 6.0″(分辨率1080×2340)電容式觸摸屏 |
5.3.3.3 RFID固定式讀寫器
鯤鵬·卓識系列RFID固定式讀寫器是鯤鵬信息擁有自主知識產權的國產化高性能固定式讀寫器產品,具有識讀準確率高、識讀速度快、識讀距離遠、群讀能力強等特點。
RFID固定式讀寫器參數 | |
協議符合性 |
GJB 7377.1A-2018、GB/T 29768-2013、 ISO/IEC 18000-63、EPC Global C1 Gen2 |
數據安全性 | 支持COB卡加密,保障數據安全 |
讀取距離 | 0 - 20米(取決于天線、標簽配置與現場環境) |
寫入距離 | 0 - 10米(取決于天線、標簽配置與現場環境) |
頻率范圍 | 920 ~ 925 MHz |
發射功率 | 0 ~ 33 dBm,步進1 dBm |
頻率準確度 | ≤ ±20 ppm |
占用信道帶寬 | < 250 kHz |
GPIO接口 |
2路光耦輸入 2路光耦輸出(單路默認12 V,可選5 V、3.3 V,電流<30 mA) |
5.3.3.4 RFID發卡器
鯤鵬·卓識系列RFID桌面式發卡器是鯤鵬信息擁有自主知識產權的國產化高性能發卡器產品,具有識讀準確率高、識讀速度快、體積小巧、即插即用等特點。
RFID發卡器參數 | |
協議符合性 |
GJB 7377.1A-2018、GB/T 29768-2013、 ISO/IEC 18000-63、EPC Global C1 Gen2 |
數據安全性 | 支持COB卡加密,保障數據安全 |
天線接口 | 內置單天線 |
發射機頻譜模板 (ACPR) |
Adjacent channel:-40dBc; Alternative channel:-60dBc; |
標簽 RSSI | 支持 |
最快標簽讀寫速度 | < 1s |
5.3.3.5RFID標簽打印機
鯤鵬·卓識系列 RFID標簽打印機是鯤鵬信息擁有自主知識產權的高性能超高頻射頻識別RFID標簽打印機,支持ISO/IEC 18000-63、EPC Global C1 Gen2、GJB 7377.1A - 2018等主流協議,具有識讀準確率高、打印速度快、批量讀寫、準確率高、方便快捷、可機外供卷等特點。
桌面款RFID標簽打印機 | |
協議符合性 | GJB7377.1A-2018、ISO/IEC 18000-63、EPC GlobalC1Gen2 |
數據安全性 | 支持COB卡對寫入標簽數據加密、鎖定 |
可靠性 | 符合GJB150A-2009,10項 |
打印方式 | 熱敏、熱轉印(可選) |
分辨率 | 203 dpi/300 dpi(可選) |
最高打印速度 | 8 ips(203.2 mm)/ 6 ips(152.4 mm/s) |
最大打印寬度 | 108 mm/105.6mm |
最大打印長度 | 4000 mm/2000 mm |
標簽卷尺寸 |
寬度:最大4.5″(116 mm),最小0.8″(20 mm) 外徑:最大5″(127 mm) 內徑:最小1″(25.4 mm) |
標簽厚度 | 0.06~1.5mm (0.002″~0.06″),包括底紙厚度 |
碳帶尺寸 |
最大外徑:2.75″(70 mm) 內徑:1″(25.4 mm)或 0.5″(12.7 mm) 最大寬度:4.3″(110 mm) 最大長度:300 m |
5.3.3.6 RFID電子標簽
紙質標簽 | 用于紙箱等非金屬物資或包裝箱 | |
柔性抗金屬標簽 | 用于金屬物資或包裝箱 | |
PCB標簽 | 用于托盤 |
由于行業應用環境不同,貨物的種類、規格繁多。需要適用于不同大小規格的RFID電子標簽,以滿足不同應用環境下的需求。倉庫管理一般采用超高頻(UHF)電子標簽。標簽內部含有防沖突機制,可適用于多標簽識別的應用場合,數據的讀取無需光源,甚至可以透過外包裝來進行。
5.6可視化展示平臺
智慧倉儲數據可視化,打造二維/三維仿真倉儲物流中心,實現物流精細化管理。
通過可視化系統快速獲取設備的運行情況,貨物出/入庫、物料庫存量等倉庫日常管理業務也能做到實時查詢與監控,減少不必要的時間損耗,從而提高生產效率。
審核編輯 黃宇
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