煙草倉儲物流中心托盤信息管理系統技術分析

文/金文章 李 沙 舒林斌

一、引言

倉儲物流中心，尤其是帶有立體倉庫的倉儲物流中心，其基本載貨單元一般為托盤（工程塑料托盤、木托盤或者定制的鋼托盤）或周轉框（工程塑料周轉筐、木周轉筐或者定制的鋼周轉箱），確保這些載貨單元信息的及時準確以及唯一可追索，是做好信息管理的關鍵所在。

目前，不少倉儲物流中心配了WMS（倉庫管理系統，以下簡稱WMS），能對這些載荷單元進行信息層面的管理，但普遍存在以下問題。

（1）載荷單元信息儲存于服務器數據庫中，實物和信息分離，當載荷單元在自動化線上時，可以通過自動控制邏輯關系把數據庫中的信息和載荷單元信息進行一一對應，但這些邏輯容易受到各種人為或者非人為的干擾，從而導致邏輯出現錯誤，信息對應失敗。

（2）如果載荷單元不在自動化線上時，基本無法通過邏輯關系把數據庫中的信息和載荷單元信息進行一一對應，信息對應失敗。

（3）載荷單元在自動化線上輸送時，實物和信息分離，可能出現實物和信息不一致的情況，再加上缺乏檢驗和校核環節，導致信息管理錯誤。

本文結合長株潭煙草物流園項目，針對以上問題，提出了一套托盤信息管理方案，能有效地對托盤信息進行管理，使之具備及時準確以及唯一可追索等要求，同時又能根據及時的檢驗和校核結果，制定處理方案和策略。

表1：托盤輸送系統主要構成

二、項目簡介

本項目包含了3#高架庫1座、4#高架庫1座、托盤輸送線系統1套、件煙輸送線系統1套、工業拆碼垛機器人6臺、RFID讀寫器18套、外形檢測單元7套、托盤自動碼分機2套以及WMS系統、WCS系統和電控系統等。

本文主要探討托盤信息管理系統與本項目中的托盤輸送系統結合緊密，因此僅對托盤輸送系統做簡單介紹。

托盤輸送系統主要負責空托盤組、空托盤和實托盤的輸送和處理，主要有2個人工入庫口、2個人工出庫口、20個堆垛機取放貨站臺、12個機器人拆碼垛站臺、1個拆盤站臺、1個碼盤站臺、1個異常剔除口和1套托盤輸送線。托盤輸送系統主要構成詳見表1，平面布局詳見圖1。

托盤輸送系統具備如下幾個功能模塊：

1.托盤人工口入庫

叉車把空托盤組和實托盤叉取放入1#和3#人工入庫口，通過托盤輸送線，輸送至3#立體庫或者4#立體庫10個取貨站臺，1#～10#堆垛機前來取貨站臺取貨，放入對應的貨位，完成托盤人工口入庫。

圖1：托盤輸送系統平面布局圖

2.托盤人工口出庫

1#～10#堆垛機前往指定的貨位取貨，放入10個放貨站臺，通過托盤輸送線，輸送至2#和4#人工出庫口，完成托盤人工口出庫。

圖2：托盤條形碼標簽貼標位置示意圖

3.托盤自動口入庫

件煙通過件煙輸送線輸送至4個機器人拆碼垛位，進行碼垛作業，機器人把件煙碼垛到8個機器人碼垛站臺上的空托盤上。碼垛完成為實托盤，實托盤通過托盤輸送線，經1#入庫主道進入3#立體庫的5個取貨站臺，再通過堆垛機入庫，經3#入庫主道進入4#立體庫的5個取貨站臺，再通過堆垛機入庫。

4.托盤自動口出庫

1#～10#堆垛機前往指定的貨位取貨，放入10個放貨站臺，通過托盤輸送線，經2#或者4#出庫主道進入8個機器人拆垛站臺上，機器人把件煙拆垛至件煙輸送線，拆垛完成后的空托盤經托盤輸送線輸送至碼盤工位進行碼盤。

圖3：托盤人工口入庫處條形碼閱讀器布置圖

5.托盤異常剔除出入庫

異常剔除的托盤，通過叉車從異常剔除口叉取到地面，處理完畢后，切換異常剔除口模式，由排出模式更改為放入模式，再把排出的托盤統一放入異常剔除口重新進入托盤輸送線。

三、方案設計

本方案的核心是在托盤4個側面粘貼條形碼，并在托盤輸送系統上不同位置通過條形碼閱讀器讀取和校驗托盤條碼，并與服務器數據庫中信息進行對比，根據對比結果，做出相應的對策。

1.條形碼標簽

（1）貼標位置

托盤4個側面中心均貼1塊條形碼標簽，詳見圖2。

（2）標簽規格

標簽使用105＊75規格標簽紙，和全場其他標簽一致，有利于標簽設備的統一。

（3）標簽數據

8位遞增數據條形碼，條碼分辨率高，讀碼成功率高。

2.讀寫設備布置方案

在以下幾處布置托盤條形碼閱讀器，對托盤條形碼進行讀取和校驗。

（1）托盤人工口入庫處

在鏈條輸送機A001、A006、B001和B006處分別設置1臺條形碼閱讀器，分別為1#條碼閱讀器、2#條碼閱讀器、3#條碼閱讀器和4#條碼閱讀器，共計4臺條形碼閱讀器，詳見圖3。

人工將托盤放入入庫工位，電控自動輸送托盤進行外形檢測，檢測不通過，人工處理直到外形檢測通過；外檢通過后電控自動讀取條形碼，WCS（倉庫控制系統，以下簡稱WCS）實時更新條形碼，并反饋給WMS，WMS根據入庫單據、品牌、數量（任務自動下達時件煙數量根據入口默認為20和24，尾盤手動下達需人工填入），自動下達入庫任務（任務下達過程中，需要進行條形碼驗證，如果該條形碼在庫內已存在，提示任務下達失敗）。任務下達后，電控再獲取一次條形碼跟任務中的條形碼在進行校驗，通過則開始入庫，不通過則電控報警，人工將該托盤下線調整后重新入（WCS 取消該入庫任務）。

（2）空托盤組自動拆盤處

空托盤組拆盤后，在鏈條輸送機C049處設置1臺條形碼閱讀器5#條碼閱讀器，詳見圖4，當有空托盤拆出時，電控啟動條碼閱讀器掃碼，把條碼信息更新到托盤信息區，并隨著托盤移動進行信息移動到機器人碼垛工位，隨著碼垛入庫申請帶入WMS系統。

（3）托盤人工出庫口處

在鏈條輸送機C033和A070處分別設置1臺條碼閱讀器，分別為8#條碼閱讀器和9#條碼閱讀器，共計2臺條形碼閱讀器，詳見圖5。

人工出庫托盤到達此處后，電控啟動掃碼設備掃碼，并將結果與本托盤信息條碼對比，若正確，則申請正常的出庫調度任務；若不正確，則電控報警，人工介入對比，若只是讀碼不正確，則在電控操作端確認后繼續出庫。若托盤全部實際條碼與托盤信息條碼不一致，則人工對貨物掛牌或貼標，在電控操作端上報錯誤后繼續出庫。

（4）托盤自動口入庫口處

在鏈條輸送機C018 C043處分別設置1臺條碼閱讀器，分別為10#條碼閱讀器和11#條碼閱讀器，共計2臺條形碼閱讀器，詳見圖6。

當托盤經過這2處位置時，電控啟動掃碼設備并把結果與本托盤條碼信息進行對比，信息對比一致時申請入庫，不一致則電控向WMS申請，WMS下達任務調至異常剔除口。貨物到達異常剔除口后，人工核對托盤信息，若只是讀碼不正確，則WMS客戶端選該入庫單繼續入庫，若實際條碼與托盤信息條碼不一致，則人工查詢實際條碼在庫內是否已被占用，若沒有占用，則WMS客戶端選該入庫單繼續入庫，若有被占用，則需人工把此托盤抽檢出庫核對信息。

（5）托盤自動口出庫處

在鏈條輸送機C001處設置1臺條碼閱讀器6#條碼閱讀器，詳見圖4。

當自動出庫任務的托盤到達鏈條輸送機C001時，電控啟動掃碼設備掃碼，并將結果與本托盤信息條碼對比，正確，則申請正常的拆垛出庫；不正確，則申請去異常剔除口，在異常剔除口處理后不再繼續自動出庫，而是生入庫單據先入庫。

（6）整托盤剔除口

在鏈條輸送機B081處設置1臺條碼閱讀器7#條碼閱讀器，詳見圖4。

圖4：空托盤組自動拆盤處、托盤自動口出庫處和異常剔除口處條形碼閱讀器布置圖

圖5：托盤人工口出庫處條形碼閱讀器布置圖

圖6：托盤自動口入庫口條形碼閱讀器布置圖

四、結論

通過本項目的實施，提出了一套切實可行的條形碼信息管理方案，能有效地對托盤信息進行管理，使長株潭煙草倉儲物流中心的45萬片托盤全部實現信息化，具備信息及時準確、唯一可追索等優點，極大地提高了該物流中心的作業準確率、工作效率和響應速度。