随着物流业的快速发展, 缺货与爆仓等问题不断涌现, 传统的仓储技术与现代物流业的发展已出现脱节现象。在“互联网+”战略的带动下, 我国仓储管理发展将突破瓶颈, 仓储物流体系将逐步与云计算、大数据等新一代互联网技术深度融合, 朝着数字化、智能化的方向迈进。因而, 研究智能仓储管理系统具有重要的意义和价值。

一、仓储物流管理现状及实现智能化的必要性

(一) 机械化与信息化水平有所提高。

从机械化角度来看, 以叉车、托盘、货架为代表的仓储装备和管理信息系统在大中型仓储企业的应用状况良好。全国仓储业机械化作业率40%以上, 管理信息化达到55%以上;从信息化角度来看, 我国仓储业的信息化正在向智能仓储与互联网平台方面转化, 条形码、智能标签、无线射频识别等自动识别标识技术、可视化及货物跟踪系统、自动或快速分拣技术, 在专业仓储企业应用比例有较大的提高。同时, 我国自动化仓储物流存在物流成本高、企业规模小、自动化技术普及程度低等问题:

1、物流成本居高不下。

2016年, 中国物流费用占GDP比重为14.9%, 而欧美等发达国家物流费用占GDP比重约6%, 相比之下, 仍存在较大的差距。

2、企业小散乱现象明显。

从2010年至2016年, 仓储企业数目从1.7万家增长至5.2万家, 年复合增长率为20.4%, 就业人数由71万人增长至117.3万人, 年复合增长率达到8.2%, 企业数目和就业人数都呈上升态势;一些传统的仓储服务由于技术含量低, 基本不提供物流增值服务, 行业投机性强、抗风险能力弱, 导致价格竞争激烈。

3、基础设施落后和技术水平低。

WMS在仓储行业尚未得到广泛运用, 一些基于互联网的仓储平台还没有成熟的商业模式, 尚且处于探索阶段, 电商仓储的水平与规模远远不能满足网络零售快速发展的物流需求。

(二) 新兴仓储领域快速发展。

在提高用户体验、提升配送效率上, 电商企业一方面加快自建物流设施, 另一方面“对外开放”仓储资源;同时在资本市场推动下, 仓储领域的技术和服务水平得到快速提高。

(三) 仓储行业转型升级取得初步成果。

经营模式方面, 仓储企业正在不断完善相关服务配套设施、转变企业经营模式, 努力实现仓库空间利用率最大化, 并向各种类型配送中心发展;在发展方向上, 企业通过并购重组、延伸产业服务链条等方式, 实现仓储领域向网络化与一体化服务方向转变。

(四) 智能仓储行业市场规模分析。

据不完全统计, 2016年仓储行业企业数量达5.2万家, 其中累计建成的自动化立体仓库超过3, 000座。从行业供应方面来看, 2016年仓储行业新增固定资产规模达5, 885.1亿元, 同比增长22.5%。年复合增长率达34.5%。从市场需求方面看, 2016年智能仓储市场规模达519.4亿元, 2013~2016年智能仓储市场规模年均复合增长率达17%。

随着制造业、商贸流通业外包需求的释放和仓储业战略地位的加强, 中国经济的持续健康发展和中国物流业的崛起为仓储业的发展提供了巨大的市场需求, 未来智能仓储存在巨大市场需求, 预计到2020年, 智能仓储市场规模超900亿元。

二、仓储物流管理智能化

智能仓储物流综合解决方案为各种物流企业提供采购、运输、储存、装卸、搬运、包装、分拣、配送、货物管理、资金管理等专业化信息服务。方案主要由车机、平台、服务等三部分组成, 通过安装在车辆上的专业设备, 提供精准的车辆位置、接收调度信息、为车辆提供高精度导航、驾驶辅助等功能。平台主要提供整个系统运行的各种软件应用, 包括财务、配送、分拣等环节。

(一) 基于物联网平台的RFID应用技术。

RFID技术具有非接触式、大容量、快速、高容错、抗干扰和耐腐蚀、安全可靠的信息识别等特点, 在智能物流仓储管理系统中得到很好的应用。

根据对实际仓储管理流程的分析, 基于RFID的物流仓储管理系统应满足以下几个方面的需求: (1) 通过货品的存储管理满足企业提高响应能力和效益的目标; (2) 规范业务流程, 实现存储、出入库、盘点、拣货多环节的自动化的要求。畅通的业务流程是保障高响应能力和高效仓储管理的基础, 需要采用科学的管理流程及组织结构来使其管理具备优化、无冗余、并行作业等特点。提高货品查询的准确性, 加快货品出入库速度, 从而增大库存中心的吞吐量; (3) 减轻管理人员的工作量, 提高工作效率; (4) 过程管理可视化、仓储信息可视化, 可视化的库存管理能够及时、准确地掌握物品的位置、状况、活动等信息, 实现库存信息自动化收集及供应的及时辅助决策, 进而实现库存管理的无纸化作业和提高仓库管理水平和质量。可视化已经成为供应链管理中一个比较重要的方面。

(二) 业务流程。

系统的核心是每件货物都配备了电子标签, 同时在仓库各入口的通道处设置RFID读写器, 读写器即可通过货物上的电子标签获得货物的相关信息。同时, 库内各货架之间以及出库通道内部也设置相关数量的RFID手持终端以及无线车载数据终端, 用以追踪库内以及出库时的相关信息, 从而实现对货物从入库开始的自动识别、定位、输送、存取、出库等全部作业过程的信息化管理。

1、入库流程。

(1) 通过仓储管理信息系统获取入库作业指令, 了解入库时间、送货车辆牌号、物品清单等有关资料信息。 (2) 根据入库物品情况, 选择仓库, 进而进行物品库区和储位的分配, 做好接货时间、人员、接货地点和装卸设备的预入库准备。 (3) 物品进入待检区时, 相关的RFID读写器将读取电子标签中的信息, 将实际入库信息与预入库信息进行比较, 判断验证电子标签信息与入库物品信息是否相符。如果相符, 系统将按最佳的存储方式, 自动分配库位, 并把具体位置信息发送至无线数据终端, 叉车司机由此获取相关信息;若不相符, 系统则输出提示信息, 并将错误信息发送至相关业务部门加以解决。 (4) 根据无线数据终端提供的信息, 叉车司机运送物品到指定的位置, 同时通过手持式读写器核对位置信息无误后把货物送入相关库位。 (5) 入库业务处理结束后通过手持RFID读写器将相关数据传送至数据库。

2、盘点流程。

(1) 根据相关计划选择要盘点的库区、仓库, 制定盘点表, 生成盘点清单; (2) 堆垛机需要定位到指定货位, 在无线网络环境里, 通过RFID读写器读取相关数据, 同时将盘点数据传送到信息系统, 据此计算出每个货位上的货物数量的统计数量与盘点数量的差异; (3) 进行库存浏览、货物库存分布查询、库存调整管理和储位货物分析等。

3、出库流程。

(1) 通过仓储管理系统获取出库作业指令, 了解出库时间、接货车辆牌号、物品清单等有关资料信息, 制定出库计划表, 编制出库单; (2) 出库单信息传送至叉车车载终端, 引导司机至指定库位置, 通过手持读写器系统确认库位正确无误后, 从库位上获取货物; (3) 分拣。叉车将相关货物送至自动分拣设备, 自动识别装置在货品传动过程中通过RFID标签, 自动识别并确认客户订单, 相关物品拨送到相应的包装线上进行包装以及封口; (4) 出库验证。在出库口处, 通过手持移动设备扫描验证货物上的相关信息, 核对无误后进行准许出库、装车作业。装车时如有货损情况发生, 立即向相关单位的业务部门通报, 并按要求进行相关处理。电子标签中的数据也将同步更新。

(三) 系统架构

1、C/S结构。

客户机/服务器 (Client/Server, C/S) 结构软件分为客户机和服务器两层。该结构可以充分利用两端硬件环境的优势, 将任务合理分配到客户端和服务器端来实现, 降低了系统开销。通过把应用软件的计算和数据合理地分配在客户机和服务器两端, 可以有效地降低网络通信量和服务器运算量。对于用户请求, 如果客户机能够满足就直接给出结果;反之, 则需要交给服务器来处理。因此, 该模式可以均衡事务的处理, 充分保证数据的一致性。

2、B/S结构。

B/S (Browser/Server) 结构由浏览器、Web服务器、数据库服务器3个层次组成。该结构的核心部分是Web服务器, 它负责接收远程的HTTP查询请求, 然后根据查询的条件到数据库服务器获取相关数据, 再将结果翻译成HTML和各种页面描述语言, 传送回到提出查询请求的浏览器。同样浏览器也会将更该、删除、新增数据记录描述语言的请求申请至Web服务器, 由后者与数据库联系完成这些工作。

由于C/S结构的安全性比B/S结构好, 在仓储业务内部采用C/S结构, B/S结构主要用于仓储管理系统与外部信息的交互, 公共信息的查询和发布。

总之, 本系统能通过货架RFID标签和地埋RFID标签实现精确到库位的管理, 并实现快速、轻松的理货及实时盘点;通过上下架策略优化仓库空间利用率、提高周转率;通过叉车RFID设备、RFID手持机、RFID出入库门禁读写设备、电子看板和各类报表实现对仓库管理过程可视化和信息可视化;最终达到仓库管理流程标准化、可视化、精细化、智能化、统一化的效果。