電力物資倉儲中無線智能感知貨架的研究與應(yīng)用

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1 引言

電力企業(yè)物資儲存量相當(dāng)龐大,而且電力企業(yè)生產(chǎn)又具有很強(qiáng)的社會供應(yīng)性,容易受到外部因素影響,所以其存儲周期相對漫長,幾個(gè)月到幾十個(gè)月都有,且存儲量大,采購周期長。由于電力行業(yè)的特殊性,電力生產(chǎn)技術(shù)更新較為頻繁,電力物資倉儲管理尤為繁重,對管理人員也有著很大的考驗(yàn)。目前電力企業(yè)采用定期人工盤點(diǎn)的方式來進(jìn)行物資盤點(diǎn),因小件物資數(shù)量多、大件物資重量大,且堆疊一起,盤點(diǎn)起來耗時(shí)耗力,給工作帶來了困難。而且盤點(diǎn)方式是定期的,物資在盤點(diǎn)前真正使用了多少、庫存還有多少,很難實(shí)時(shí)掌握精確數(shù)據(jù),甚至還因?yàn)橐恍┰驅(qū)е聦?shí)際庫存數(shù)量與記錄在案的不一致,無從查證,給企業(yè)帶來一定的損失。在電力物資倉儲管理中,我們引入智能感知貨架技術(shù),就能夠自動計(jì)算出貨架儲備物資數(shù)量和總重量,方便倉庫管理員實(shí)時(shí)盤點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)電力物資儲備數(shù)量,提高電力物資儲備供應(yīng)的可靠性,提升電力物資倉儲的管理效率。

2 智能貨架

貨架是物資倉儲的設(shè)備,在人工和機(jī)器化的倉儲階段,貨物的輸出、倉儲、整理、操作依靠人工及輔佐機(jī)器來實(shí)現(xiàn),主要使用貨架托盤和移動式貨架存儲物料；在自動化倉儲階段,隨著自動導(dǎo)引車、自動貨架、自動搬運(yùn)機(jī)器人、自動識別和自動分揀體系的出現(xiàn),回旋體式貨架、搬運(yùn)式貨架、巷道式堆垛機(jī)和其他搬運(yùn)設(shè)備參與自動操作；在智能化倉儲階段,人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動了智能化的發(fā)展,在這一階段,智能貨架的特點(diǎn)是能夠自動標(biāo)識物品、能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信與顯示。

[1]智能貨架是智能倉儲的重要組成部分,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是傳統(tǒng)貨架技術(shù)升級的技術(shù)基礎(chǔ)。智能貨架的每個(gè)貨架上裝有一個(gè)單片機(jī)控制器,可以控制貨架的數(shù)據(jù)信息和相應(yīng)動作,貨架機(jī)械結(jié)構(gòu)為組列式結(jié)構(gòu),每個(gè)貨架上放置液晶顯示屏,顯示物品存放狀態(tài)和環(huán)境條件等信息。智能貨架的單片機(jī)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)與主機(jī)通信。管理系統(tǒng)主機(jī)能夠在現(xiàn)場對貨架存放物品進(jìn)行簡便直觀地錄入、查詢與統(tǒng)計(jì),能夠通過數(shù)據(jù)庫查詢且顯示貨品存放位置,貨架上有故障和誤操作的報(bào)警裝置。目前智能貨架主要有以下幾種：

1)帶RFID標(biāo)簽的智能貨架；智能貨架上存放的每件貨物都貼附一個(gè)RFID電子標(biāo)簽,標(biāo)簽上的信息包含貨物生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、貨物存放位置及貨物存儲情況等信息,閱讀器無接觸地讀取并識別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù),然后通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對貨物信息采集、處理及遠(yuǎn)程盤點(diǎn),以隨時(shí)監(jiān)控庫存,智能貨架大大提高物流倉儲工作效率。

2)帶電子貨架標(biāo)簽的智能貨架：電子貨架標(biāo)簽(ESL)是一項(xiàng)迅速崛起且廣受歡迎的技術(shù),它能夠取代紙質(zhì)標(biāo)簽,從而減少工作量和紙張浪費(fèi)的現(xiàn)象。電子貨架標(biāo)簽通過網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫通信,真正將貨架納入到計(jì)算機(jī)程序。借助電子貨架標(biāo)簽技術(shù),不僅可以減輕工作量、提高準(zhǔn)確率,還可以消除貨架和收銀機(jī)之間的價(jià)格差。電子貨架標(biāo)簽儲存商品價(jià)格、物品品類以及庫存信息。

3)帶傳感器的智能貨架：該智能貨架控制器包括重力傳感器、射頻讀卡器、控制器、燈光指示器、通信模塊和電源模塊,其中重力傳感器、射頻讀卡器、燈光指示器、通信模塊和電源模塊均連接到控制器。通過上述方式,能夠及時(shí)采集到貨架上貨物的重量,并自動計(jì)算出貨物數(shù)量,智能識別貨物信息,并將數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)到倉儲管理系統(tǒng),方便倉庫管理人員進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)和調(diào)配。

智能貨架是智能倉庫管理的基礎(chǔ),倉庫管理員通過智能貨架,能夠?qū)崿F(xiàn)倉庫物品庫存信息實(shí)時(shí)盤點(diǎn)及貨位管理,提高物資出入庫的工作效率。

3 倉儲物資智能管理系統(tǒng)

3.1 無線智能感知貨架 考慮到電力物資倉儲中小件物資數(shù)量多、大件物資重量大的特點(diǎn),我們引入無線智能感知貨架技術(shù),該貨架為帶重力傳感器的智能貨架,重力傳感器實(shí)時(shí)采集貨架上的貨物重量,并自動計(jì)算出貨物的數(shù)量。智能貨架上的控制裝置帶無線通信功能,能將采集到的貨物重量和數(shù)量數(shù)據(jù)上報(bào)倉儲物資智能管理系統(tǒng),方便倉庫管理人員查詢、統(tǒng)計(jì)和調(diào)配。控制裝置的顯示屏則直接顯示該智能貨架上的貨物信息。該貨架與物資倉儲管理信息系統(tǒng)結(jié)合后,能夠幫助企業(yè)合理有效地利用倉庫空間,快速、準(zhǔn)確、低成本地為電力物資保障提供服務(wù)。

圖1 無線智能感知貨架

無線智能感知貨架包括物資稱重臺和控制裝置。其中物資稱重臺為貨物儲備托盤,臺面材質(zhì)為防滑性花紋碳鋼,鋼板強(qiáng)度硬度高,耐磨耐撞擊,使用壽命長,稱重臺底部有4只高精度高強(qiáng)度重力傳感器,重力傳感器由合金鋼制造,性能優(yōu)越,抗沖擊力強(qiáng)。控制裝置由物資儲備智能感知模塊、藍(lán)牙通訊模塊、WIFI通訊模塊和顯示屏組成,其中物資儲備智能感知模塊初次收到稱重臺中物資總重量采集值,將其除以預(yù)設(shè)的初次儲備數(shù)量,計(jì)算出單個(gè)物資重量值,并保存在物資儲備智能感知模塊中。當(dāng)儲備物資數(shù)量增加或減少時(shí),物資儲備智能感知模塊根據(jù)實(shí)時(shí)采集的物資總重量值,計(jì)算出實(shí)時(shí)物資儲備數(shù)量。儲備智能感知模塊將采集到的物資總重量和物資數(shù)量數(shù)據(jù),通過藍(lán)牙通訊模塊或WIFI通訊模塊,上報(bào)到倉儲物資智能管理系統(tǒng),方便倉庫管理人員查詢、統(tǒng)計(jì)和調(diào)配。控制裝置顯示屏顯示物資總重量和物資數(shù)量數(shù)據(jù),以及倉儲物資具體品類名稱。

3.2 倉儲物資智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 倉儲物資智能管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。最底層是具體感應(yīng)倉儲物資的重量、數(shù)量、倉位等數(shù)據(jù)的信息采集層,我們稱之為智能感知層,其采集相關(guān)數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理,實(shí)現(xiàn)倉儲物資數(shù)量變化的智能感知和實(shí)時(shí)采集；第二層為網(wǎng)絡(luò)層,包括藍(lán)牙通訊、WIFI通訊和企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng),負(fù)責(zé)將智能感知層采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿镔Y倉儲管理信息系統(tǒng)；第三層為應(yīng)用層,既物資倉儲管理信息系統(tǒng),負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)物資倉儲實(shí)時(shí)盤點(diǎn)、物資出入庫管理和物資智能調(diào)配,以便提升電力物資倉儲業(yè)務(wù)的管理能力。

1)智能感知層對于倉儲物資智能管理系統(tǒng)來說是其感覺器官,通過這一層的傳感器,我們能夠?qū)崟r(shí)采集倉儲物資重量、數(shù)量、存放倉位等信息,并對采集到的信息進(jìn)行智能化處理,以便信息的傳輸與使用。在這一層中,我們可以加入圖像識別傳感器,通過對比要放入貨架的物資圖像和具體品類的物資圖像,來判斷要放入貨架上的物資是否為指定品類物資。

2)網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)把智能感知層采集到的數(shù)據(jù)傳遞到倉儲物資智能管理系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)層中數(shù)據(jù)傳輸需要通過一個(gè)中間件來屏蔽下層網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性,因?yàn)樵谙聦泳W(wǎng)絡(luò)中,傳感器的標(biāo)準(zhǔn)不一,傳輸模式也不統(tǒng)一,造成了網(wǎng)絡(luò)形成多種多樣,標(biāo)準(zhǔn)不同,造成了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,要通過一種中間件網(wǎng)絡(luò)層來把各種不同的網(wǎng)絡(luò)融入到一起,組成一個(gè)龐大的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)[2]。

3)應(yīng)用層根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù),并基于倉儲物資智能管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)物資倉儲實(shí)時(shí)盤點(diǎn)、物資出入庫管理、物資智能調(diào)配等各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用。物資管理人員通過系統(tǒng),能實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)各級倉庫中物資倉儲數(shù)量,并和物資倉儲臺帳進(jìn)行對比,實(shí)現(xiàn)物資倉儲實(shí)時(shí)盤點(diǎn)。同時(shí)在物資出入庫管理過程中,當(dāng)倉儲物資從智能貨架取走或放入時(shí),智能貨架感知到倉儲物資的總重量發(fā)生變化,重新計(jì)算倉儲物資的數(shù)量,并將變化數(shù)量上報(bào)倉儲物資智能管理系統(tǒng),以作為物資出入庫管理中實(shí)際入庫數(shù)量、實(shí)際出庫數(shù)量的確認(rèn)依據(jù)。當(dāng)有應(yīng)急搶修等物資需求時(shí),系統(tǒng)根據(jù)智能貨架上的物資品類和倉位位置等信息,進(jìn)行智能調(diào)配計(jì)算,選擇距離事發(fā)地供應(yīng)成本最優(yōu)化的方案,進(jìn)行電力物資供應(yīng),以確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠和電力物資保障的成本最優(yōu)化。

4 結(jié)論

電力物資倉儲管理中,無線智能感知貨架由于帶有重力傳感器,能夠自動計(jì)算出貨架儲備物資的總重量和數(shù)量,并實(shí)時(shí)感知物資數(shù)量變化情況。貨架帶無線通信功能,能夠?qū)⒇浳锟傊亓俊?shù)量及數(shù)量變化情況上報(bào)倉儲物資智能管理系統(tǒng),方便物資管理人員通過系統(tǒng)進(jìn)行物資倉儲實(shí)時(shí)盤點(diǎn)、物資出入庫管理、物資智能調(diào)配等各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用。倉庫管理員也可通過貨架上的顯示屏,實(shí)時(shí)了解貨架物資具體品類,數(shù)量等信息。該無線智能感知貨架與信息系統(tǒng)相結(jié)合后,能夠幫助電力企業(yè)合理有效地利用倉庫空間,快速、準(zhǔn)確、低成本地為電網(wǎng)運(yùn)行提供安全可靠的物資供應(yīng)保障。