基于青島地鐵線網化運營的智慧倉儲建設研究

仇文琳，逄順勇，陳 陽，喬冠軍

(青島地鐵運營有限公司，山東 青島 266000)

0 引言

青島地鐵開通運營線路共有6條，隨著青島地鐵的線網化運營，客流量日益增大，運營安全要求逐步提升，管理成本更是節節攀升。青島地鐵作為資產密集型企業，資產種類繁多，專業復雜，項運營維護工作技術要求高，為保障運營安全生產，需對房屋構筑物、軌道設施、電客車組、車輛段工藝設備、機電系統、供電系統、AFC(自動售檢票)系統、門禁系統、通信系統、信號系統、PDS設備等10多個大系統的設備設施及時維修保養，各項維修保養任務的備品備件、維修耗材、作業工器具需求應得到及時響應和滿足。由于空間、管理成本等條件限制，各專業在正線設置的二級庫位置難以與設備維修集中站完全匹配，一線人員每次開展維修作業都要遠距離到二級庫交接領用物資。這種方式隨著線網化規模的擴大，大大增加了人工及管理成本。物資服務單位傳統的管理模式已再難以適應線網化規模的線路運營。運營各生產單位對物資的需求將成倍增長，不僅給地鐵運營物資管理帶來巨大的壓力，也給倉儲管理創新帶來了動力。

通過“智慧倉儲”建設，實現物流作業過程的快速高效處理和作業過程數據動態可追溯管理。根據總庫物資的出庫需求，通過引入智能化存取柜和信息化管理軟件并集成視頻監控、人臉識別門禁系統等構成智慧倉儲系統在系統平臺對物料流轉進行過程管控。保證物料的及時供應，滿足了物料的準時化配送，實現物流作業信息的快速高效處理和作業過程數據追溯管理。實時掌握物料存儲、領還過程信息，實現透明化信息管理、全程追溯、全過程的信息化管控等。

1 現代倉儲技術

當今社會，隨著電子商務的蓬勃發展，物流行業為滿足日益增長的快遞運輸、存儲需求，逐漸實現了智能化。而其中，倉儲技術在管理理念、技術手段上，都有了大幅的跨越。倉儲技術手段包括物資保管、庫存控制、倉儲信息及倉庫管理信息系統等。傳統的倉儲技術主要服務于增加物資進出效率、保障物資安全以及物資庫存協調等。智慧倉儲是通過物聯網技術及智能化、自動化的管理手段，實現倉儲信息識別、預警以及管理的自動化，提高倉儲作業效率、降低倉儲運行成本。如今，廣泛應用的智慧倉儲技術指的是倉儲信息技術和倉庫管理信息系統[1]，在實際操作層面上的技術手段主要包括物資條形碼、電子數據交換技術、無線射頻識別技術及倉庫管理信息系統等[1]。

1.1 智慧倉儲相關技術

隨著計算機技術的發展應用，條形碼早已覆蓋當今社會的各個角落。條形碼的優勢在于信息數據準確度高、識別速度快以及可靠性高，因此在數據、實物的匹配方面有著極高的價值。無線射頻識別技術(RFID)的優勢在于跨視距、遠距離的高精度、大量數據采集，且數據真實性高，難以偽造，現在各個物流中心和設備運輸過程中的資料收集與設備指示，均有應用。對于智慧倉儲來說，貨物的進出、調配、盤點、分揀等作業，均可以采用RFID技術實現自動化[1]。2020年，我國自主研發、建設的北斗衛星導航系統已完成組網，將為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務[2]。北斗系統能夠實現對地面目標的精準定位和快速跟蹤，在交通導航、地面定位、交通協調、災害監測等方面發揮著不可或缺的作用。通過北斗衛星定位系統，能夠實現倉儲的智能管理，結合北斗衛星導航系統的地理位置數據，進行數據分析和挖掘，定制了倉儲和站點急需上門接貨的位置信息，定制服務線路，提高物流效率，管控成本，也讓信息更透明。

近年來，便攜式數據終端逐漸應用于物流行業，它可以采集貨物信息數據，并將這些數據保存或發送至信息管理系統，將便攜式數據終端與不同的掃描工具相連，就能投入各種自動識別場景中。倉儲管理信息系統能夠按照設定的作業流程和算法，對貨物、數據、行為、庫存和分揀進行智能化管理，提高倉儲日常管理的準確性和運行效率。便攜式數據終端的應用，可以改變傳統倉儲管理模式，實現倉儲數據資料的信息化、貨物動態追蹤和預警，結合手持端移動應用、物資條形碼和無線射頻識別采集技術，實現倉儲物資、管理組織、多倉庫、貨物和備品管理、電子倉儲資料及二維碼打印等為一體的移動化分布式倉儲實物管理平臺[1]。為了適應不同行業對倉儲的差異化需求，智慧倉儲平臺實現物資的全生命周期管理，合理管控物資的周轉率及消耗水平，為領導決策提供準確的數據，及時優化采購方案，減少庫存積壓。

1.2 物聯網技術

物聯網指通過網絡將物品與應用程序或管理系統相連，是近年來推廣應用較多的技術。隨著物聯網在國內的迅猛發展，已逐步為物聯網賦予了“中國制造”的標簽，成為我國一個新經濟增長方向。在物聯網技術的實際應用中，傳感器、射頻識別以及嵌入式系統技術是物聯網的關鍵技術，主要是通過各種射頻識別設備、紅外感應器、全球定位系統等傳感設備，以互聯網為載體，通過既定協議實現萬物互聯和信息的互通共享，從而實現管理、識別、追蹤智能化和自動化的網絡技術。在如今的各行各業中，物聯網技術已經有了較為廣泛的應用，服務于智慧城市、智能電網、智慧物流等方方面面[3]。

2 基于物聯網技術的智慧倉儲建設

2.1 智慧倉儲整體建設思路

智能倉庫主要利用現有普通貨架，集成電子標簽指引、人臉識別門禁系統、監控系統等集成物流信息系統構成的無人值守的倉儲管理系統。針對維修點有物料需求時，可自助進行物料的領用出庫，通過系統和物聯設備記錄物料出庫信息。智能倉庫主要構成有：電子標簽貨架、人臉識別門禁系統、觸摸一體機、監控系統、系統看板(見圖1)。

圖1 智慧倉儲布置示意

2.1.1 入庫流程設計

(1)作業人員通過人臉識別打開門禁，進入無人值守倉庫內。(2)作業人員通過一體機登錄智慧倉儲軟件系統查看調撥入庫任務，并點擊執行入庫。(3)智慧倉儲軟件系統觸發對所涉及的物料的電子標簽亮起。(4)電子標簽亮起可分為兩種方式：①并發亮燈。所有燈光一起亮，揀選人員自由選擇入庫路線。②逐一亮燈。系統根據儲位信息，自動計算入庫路線，并只點亮當前需入庫物料，揀選人員入庫完當前物料，拍滅標簽，系統觸發下一個標簽亮，由系統指引入庫人員按指定路線完成入庫。(5)入庫人員根據亮燈提示和數量提示進行入庫操作，依次迭代直至完成全部入庫任務。

2.1.2 出庫流程設計

(1)作業人員通過人臉識別打開門禁，進入無人值守倉庫內。(2)作業人員通過一體機登錄智慧倉儲軟件系統查看調撥出庫任務，并點擊執行出庫。(3)智慧倉儲軟件系統觸發對所涉及的物料的電子標簽亮起。(4)電子標簽亮起可分為兩種方式：①并發亮燈。所有燈光一起亮，揀選人員自由選擇揀選路線。②逐一亮燈。系統根據儲位信息，自動計算揀選路線，并只點亮當前需揀物料，揀選人員揀完當前物料，拍滅標簽，系統觸發下一個標簽亮，由系統指引分揀人員按指定路線分揀。(5)揀選人員根據亮燈提示和數量提示進行揀選。(6)所有燈光拍滅，揀選任務完成。

2.2 智慧倉儲系統硬件架構

2.2.1 觸屏式一體機

觸屏式一體機布置在智慧倉庫入口，智慧倉儲管理系統、智能貨架相連，當工作人員執行物資出庫、入庫行為時，通過一體機查看并確認物資調撥信息。一體機從管理系統獲取出庫、入庫任務，并自行查詢物資所對應的貨架、貨位，控制智能標簽上的指示燈發亮，指示貨物位置及數量。

2.2.2 電子標簽智能貨架

智能電子標簽揀選管理系統是針對物流分揀過程進行研發的多功能、易操作、目視化、人性化的分揀輔助管理系統。可支持人工設置生成任務訂單列表進行作業，也支持與WMS系統無縫對接直接分配揀選列表任務，形成了一體化的分揀應用。能夠極大地提高揀貨效率、準確率，可以快速、正確、輕松地完成物料的揀選工作。同時，支持條碼掃碼槍快速上架和盤點工作，對現場的數據進行實時的監控，而且能夠降低出錯率，加快作業速度，減少人力成本。

電子標簽智能貨架是在貨架上每一個貨位都部署一塊電子標簽，電子標簽配備有3位數字顯示器和指示燈(見圖2)。電子標簽通過WiFi與一體機及控制系統相連，當電子標簽接收到一體機發出的指令后，通過指示燈發亮顯示貨物所在位置，通過3位的LED數碼管顯示貨物數量。工作人員經由指示燈確定貨物對應的貨架，在核對標簽顯示的數量后，可以準確執行出庫、入庫任務。

圖2 電子標簽

2.2.3 手持終端

手持終端的作用是采集貨物信息，并與管理系統中的貨物狀態相匹配，及時反饋貨物的狀態信息。在進行物資清點作業時，倉儲管理人員使用手持RFID設備讀取貨物信息，信息通過倉儲網絡上傳到管理系統，管理系統核查貨物信息后，在終端顯示器上用不同的背景顏色表示正確、缺失、無入庫等貨物狀態，使倉儲管理人員在現場就能實時了解貨物的狀態信息。

2.2.4 監控系統

智慧倉儲內安裝視頻監控系統，用于保障庫房內人員、財產安全。通過視頻監控系統，倉庫管理人員可以在控制中心監控倉庫內人員進出、貨物變動情況。

3 結語

地鐵運行維系著城市生活的方方面面，地鐵線路的安全運行離不開運營維護的辛勤努力。通過進行智慧倉儲建設，進行地鐵運維物資物料管理的智能化升級，使后勤保障的技術水平和管理理念與智慧工程相匹配，探索智慧城市建設的新方向。