基于IOT平臺(tái)的SAP智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

李相亮

(中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300450)

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的高度集成和綜合運(yùn)用，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目前已經(jīng)由早期基于物品編碼和RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)1.0向可穿戴、智能感知、識(shí)別技術(shù)和普適計(jì)算等新一代信息技術(shù)的綜合應(yīng)用和高速集成的2.0方向發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供了終端管理、連接管理、應(yīng)用支持、業(yè)務(wù)分析等功能，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)作為設(shè)備、信息、數(shù)據(jù)交互和處理的核心節(jié)點(diǎn)，在企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)ERP與實(shí)體庫(kù)房之間建立起了業(yè)務(wù)操作和信息反饋的橋梁。隨著各種倉(cāng)儲(chǔ)終端設(shè)備在庫(kù)房管理中越來越多的應(yīng)用，將物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）業(yè)務(wù)功能分離，通過獨(dú)立的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行集中管控，是目前倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)架構(gòu)變化的趨勢(shì)。

1 SAP倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

目前國(guó)內(nèi)SAP倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)在倉(cāng)儲(chǔ)管理中的應(yīng)用還存在一些問題，如：速度慢、操作復(fù)雜、界面不友好、交互性差等；收貨、發(fā)貨、盤點(diǎn)、查詢、移庫(kù)等倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)操作速度緩慢、準(zhǔn)確度不高，易影響公司層面的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、及時(shí)性，不僅干擾了企業(yè)的決策分析，還會(huì)造成對(duì)客戶的服務(wù)質(zhì)量下降，影響企業(yè)形象。

通過引進(jìn)條碼技術(shù)，配合移動(dòng)手持終端的使用，在現(xiàn)場(chǎng)采用手持終端掃描物料條碼、貨位條碼等，快速采集數(shù)據(jù)完成業(yè)務(wù)的處理，能有效地提高業(yè)務(wù)處理效率和準(zhǔn)確度。所以目前許多企業(yè)在倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用方面一般采用SAP、ERP的移動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)方式進(jìn)行。SAP移動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)普遍采取無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)（AP）+RF服務(wù)器+SAP服務(wù)器的架構(gòu)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集處理和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)操作狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。倉(cāng)庫(kù)管理員與物資管理工作人員在不同的終端共同配合完成業(yè)務(wù)功能操作，減少了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的處理時(shí)間，使業(yè)務(wù)操作流程更加規(guī)范，大大提高了倉(cāng)庫(kù)的管理水平[1]。

2 基于IOT平臺(tái)的SAP智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

2.1 基于IOT平臺(tái)的SAP智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

IOT平臺(tái)可以對(duì)接ERP、MES、WMS等核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)與移動(dòng)平板、移動(dòng)PDA、車載、大屏、DPS燈、打印機(jī)等硬件設(shè)備。在IOT平臺(tái)上集成了SAP服務(wù)、可視化服務(wù)、DPS服務(wù)、移動(dòng)設(shè)備服務(wù)等多項(xiàng)服務(wù)，根據(jù)具體業(yè)務(wù)和需要連接的硬件設(shè)備可以擴(kuò)展其他服務(wù)，如圖1所示。

2.2 收貨業(yè)務(wù)

收貨通過移動(dòng)平板或移動(dòng)PDA操作，上架通過車載終端操作。SAP端下發(fā)收貨任務(wù)，經(jīng)過IOT平臺(tái)傳輸任務(wù)到移動(dòng)端，移動(dòng)端進(jìn)行操作后和SAP端數(shù)據(jù)同步。例如在平板端輸入工廠賬號(hào)密碼后，這些數(shù)據(jù)會(huì)通過無線網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過IOT平臺(tái)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊AP端校驗(yàn)對(duì)應(yīng)工廠權(quán)限，校驗(yàn)通過后SAP端發(fā)出指令到IOT平臺(tái)，數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)狡桨宥恕ｎA(yù)收貨過賬成功，IOT平臺(tái)計(jì)算上架貨位并傳輸?shù)讲孳嚨能囕d終端和DPS貨架指示系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)貨架的DPS指示燈亮，操作人員駕駛叉車到燈亮的貨架實(shí)現(xiàn)物料快速上架。

2.3 發(fā)貨業(yè)務(wù)

發(fā)貨通過移動(dòng)平板或移動(dòng)PDA操作，下架通過車載終端操作。SAP端下發(fā)發(fā)貨任務(wù)，經(jīng)過IOT平臺(tái)傳輸任務(wù)到移動(dòng)端，移動(dòng)端進(jìn)行操作，最后和SAP端數(shù)據(jù)同步。例如SAP端發(fā)出發(fā)貨指令到IOT平臺(tái)，數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)狡桨宥耍桨灏l(fā)貨完成后通過IOT平臺(tái)數(shù)據(jù)同步到SAP，同時(shí)IOT平臺(tái)計(jì)算下架的貨位，并傳輸?shù)讲孳嚨能囕d終端和DPS貨架指示系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)貨架的DPS指示燈亮，操作人員駕駛叉車到燈亮的貨架實(shí)現(xiàn)物料快速下架。

2.4 物料盤點(diǎn)

物料盤點(diǎn)通過移動(dòng)平板或移動(dòng)PDA操作，掃描倉(cāng)位號(hào)后，IOT平臺(tái)獲取SAP端的工廠、物料描述、單位、倉(cāng)位（五號(hào)定位）等信息，并把這些信息傳遞給移動(dòng)端。倉(cāng)庫(kù)保管員根據(jù)盤點(diǎn)憑證確認(rèn)所盤對(duì)象是否正確，輸入數(shù)量完成此項(xiàng)物料的盤點(diǎn)，然后進(jìn)行下一項(xiàng)物料。若掃描物料條形碼后經(jīng)IOT平臺(tái)比對(duì)不是此盤點(diǎn)憑證上的物料，系統(tǒng)做報(bào)錯(cuò)提示。

2.5 IOT平臺(tái)與DPS標(biāo)簽揀貨系統(tǒng)集成

DPS電子標(biāo)簽揀貨系統(tǒng)軟件，是在TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上，基于數(shù)據(jù)庫(kù)操作，進(jìn)行輔助揀貨作業(yè)的先進(jìn)系統(tǒng)。電子標(biāo)簽硬件中，控制器負(fù)責(zé)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，下發(fā)電子標(biāo)簽控制指令，并為每個(gè)電子標(biāo)簽提供電力。控制器與軟件的客戶端，通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

經(jīng)過安卓平板或其他客戶端進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)操作，包括入庫(kù)上架、出庫(kù)下架、移庫(kù)理倉(cāng)等通過IOT平臺(tái)下發(fā)指令到DPS系統(tǒng)，指示具體的巷道燈和DPS燈亮，業(yè)務(wù)人員就可以迅速找到物料所對(duì)應(yīng)倉(cāng)位，進(jìn)行相應(yīng)處理，如圖2所示。

2.6 IOT平臺(tái)與車載系統(tǒng)集成

IOT平臺(tái)根據(jù)移動(dòng)平板的上下架任務(wù)，對(duì)叉車進(jìn)行引導(dǎo)，在車載終端上提示叉車的導(dǎo)航路線，指示叉車按路線進(jìn)行移動(dòng)。再通過巷道燈導(dǎo)引到貨架，由DPS燈指向具體的倉(cāng)位號(hào)，如圖3所示。

叉車操作人員完成具體物料的上下架操作，點(diǎn)擊確認(rèn)后，IOT平臺(tái)控制DPS燈和巷道燈滅。

2.7 IOT平臺(tái)與大屏展示系統(tǒng)集成

大屏展示系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)可視化的方式，用一系列展示手段將相對(duì)復(fù)雜、抽象的數(shù)據(jù)讓人們更易理解（圖4、圖5），更形象地表達(dá)數(shù)據(jù)內(nèi)在的信息和規(guī)律，促進(jìn)數(shù)據(jù)信息的傳播和應(yīng)用。其“可視、可交流、可互動(dòng)”的特點(diǎn)，使用戶更容易對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)分析預(yù)警，在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中起到了保駕護(hù)航的作用[2]。

IOT平臺(tái)與大屏展示系統(tǒng)的交互包括兩方面的內(nèi)容，其一是系統(tǒng)公告，即在后臺(tái)上傳通知公告，可以是文字、文檔、圖片、視頻等多種格式，通過IOT平臺(tái)把信息推送給大屏端，就可以在大屏端展示，并可查詢歷史通知公告。其二是可視化圖表，比如智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)駕駛艙、物資收支存明細(xì)等為企業(yè)內(nèi)部領(lǐng)導(dǎo)及高管提供物料相關(guān)的指標(biāo)分析，實(shí)時(shí)反映倉(cāng)儲(chǔ)的運(yùn)行狀態(tài)，將采集的數(shù)據(jù)圖表化、形象化、直觀化，為企業(yè)管理決策提供依據(jù)。

3 實(shí)施基于IOT平臺(tái)技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)需要注意的問題

雖然基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)存在很多優(yōu)勢(shì)，但在設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用中，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)有時(shí)也容易出現(xiàn)以下問題，必須靈活處置這些問題，來減輕智能系統(tǒng)建設(shè)的投入和構(gòu)建的難度：

（1）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)接入設(shè)備多種多樣，設(shè)備安全需要提高防護(hù)水平。智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備多采用自動(dòng)、半自動(dòng)設(shè)備，設(shè)備需要較高的安全要求，最好單獨(dú)組網(wǎng)，若信息安全問題處理不當(dāng)，易引發(fā)嚴(yán)重后果；

（2）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)交互實(shí)時(shí)性高，對(duì)倉(cāng)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求高，網(wǎng)絡(luò)需要滿足大帶寬、低延時(shí)、全覆蓋的特點(diǎn)，若網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不佳，造成設(shè)備控制延遲，易產(chǎn)生問題；

（3）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的服務(wù)需部署于云服務(wù)器，統(tǒng)一管理，出問題易排查，避免分散管理，占用資源過大；

（4）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的操控要靈活，通過系統(tǒng)功能操控設(shè)備，避免人工直接操控設(shè)備，導(dǎo)致作業(yè)效率低。

4 結(jié)語

基于IOT平臺(tái)的SAP智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)施，通過IOT平臺(tái)把條碼系統(tǒng)、DPS揀貨系統(tǒng)、車載系統(tǒng)、大屏顯示系統(tǒng)以及相關(guān)的硬件設(shè)備鏈接在同一網(wǎng)絡(luò)下，保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，完成倉(cāng)儲(chǔ)收貨、發(fā)貨、盤點(diǎn)、移庫(kù)、查詢等各業(yè)務(wù)，滿足了企業(yè)提高工作效率的需求。該系統(tǒng)人為干預(yù)少，最大程度上減少人為錯(cuò)誤的發(fā)生，避免了人工作業(yè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力易錯(cuò)的現(xiàn)象。以IOT平臺(tái)為核心的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)擴(kuò)展性良好，可以很輕易地?cái)U(kuò)展到其他智能設(shè)備，比如智能眼鏡、語音揀選、立體倉(cāng)、AGV小車等。

倉(cāng)庫(kù)管理在制造業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理中處于核心地位，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將信息收集以及處理過程與存儲(chǔ)調(diào)度決策相結(jié)合，對(duì)這些信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類以及處理，能夠在倉(cāng)庫(kù)中快速獲取實(shí)時(shí)、全面的貨物信息。通過參考這些數(shù)據(jù)以及信息，管理者能夠更準(zhǔn)確地判斷物資狀況并實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)管理的智能化與信息化[3]。