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基于IOT和RFID收發(fā)分離技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)采用分布式RFID網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)區(qū)域的連續(xù)覆蓋，自動(dòng)、批量、精確掃描RFID標(biāo)簽，通過(guò)入庫(kù)、出庫(kù)通道分離的方式，實(shí)現(xiàn)入庫(kù)、出庫(kù)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，入出事件實(shí)時(shí)校驗(yàn)，業(yè)務(wù)異常實(shí)時(shí)感知；通過(guò)連續(xù)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域連續(xù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，實(shí)現(xiàn)物理資產(chǎn)（人、車、貨物）米級(jí)精確定位，軌跡實(shí)時(shí)跟蹤，流轉(zhuǎn)信息可追溯；還可靈活制定盤點(diǎn)策略，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)盤點(diǎn)，自動(dòng)完成區(qū)域標(biāo)簽的批量識(shí)別等功能；同時(shí)WMS與ERP系統(tǒng)對(duì)接，同步貨物信息，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)的智能化管理。
倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)包括入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)、分揀、貨位管理等。通過(guò)WMS結(jié)合第三方管理軟件，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)的智能化、精細(xì)化管理。
出入庫(kù)管理：
1、出入庫(kù)方向判斷
由于無(wú)線射頻呈發(fā)散狀，可抽象為扇形，在激勵(lì)信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽都會(huì)被激勵(lì)并與RFID接收器進(jìn)行通信，標(biāo)簽被識(shí)別和定位。根據(jù)兩點(diǎn)確定一條直線的原理，在入庫(kù)通道上倉(cāng)庫(kù)門內(nèi)外分別部署一個(gè)RFID激發(fā)器，當(dāng)帶有RFID標(biāo)簽的貨物依次被門外及門內(nèi)的RFID激發(fā)器激勵(lì)并與接收器通信，即可判定貨物入庫(kù)；反之，可以判定貨物出庫(kù)。
2、出入庫(kù)作業(yè)
入庫(kù)作業(yè)：貨物入庫(kù)時(shí)，RFID標(biāo)簽被部署在倉(cāng)庫(kù)門外、門內(nèi)的識(shí)別器自動(dòng)掃描、識(shí)別并上傳到IOT，部署在現(xiàn)場(chǎng)的業(yè)務(wù)看板上可實(shí)時(shí)顯示貨物的相關(guān)信息，通過(guò)管理軟件自動(dòng)核對(duì)，確認(rèn)貨物清單無(wú)誤后，WMS系統(tǒng)自動(dòng)為貨物分配位置，充分利用倉(cāng)庫(kù)空間規(guī)范擺放，提高空間利用率。
出庫(kù)作業(yè)：由于WMS和ERP系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，實(shí)物流與信息流同步，貨物出庫(kù)時(shí)，RFID標(biāo)簽被部署在倉(cāng)庫(kù)門內(nèi)外的RFID識(shí)別器自動(dòng)掃描、識(shí)別并上傳到IOT，WMS系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行出庫(kù)貨物信息的審核判定，并同步顯示在業(yè)務(wù)看板上，確保準(zhǔn)確、高效地完成發(fā)貨任務(wù)，如圖1所示。
圖1 出入庫(kù)管理
3、出入庫(kù)訂單異常感知
在入庫(kù)、出庫(kù)的過(guò)程中，RFID設(shè)備自動(dòng)掃描識(shí)別電子標(biāo)簽，并上傳到RFID中間件與倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，自動(dòng)審核入庫(kù)、出庫(kù)的異常，替代了傳統(tǒng)出入庫(kù)過(guò)程中的人工掃描、審核等操作，出現(xiàn)業(yè)務(wù)異常時(shí)，業(yè)務(wù)看板實(shí)時(shí)顯示出來(lái)以提示現(xiàn)場(chǎng)的工作人員，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速閉環(huán)，提升工作效率。
分布式RFID網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)區(qū)域的連續(xù)覆蓋，提供實(shí)時(shí)定位、跟蹤能力，滿足精細(xì)化動(dòng)態(tài)資產(chǎn)管理的訴求。例如：一車一碼，對(duì)叉車實(shí)時(shí)定位、運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤，叉車位置信息被實(shí)時(shí)采集，同時(shí)叉車運(yùn)動(dòng)軌跡可以實(shí)現(xiàn)路徑優(yōu)化，提升使用效率。
基于倉(cāng)庫(kù)基礎(chǔ)設(shè)施和RFID部署情況，完成倉(cāng)儲(chǔ)空間的數(shù)字化建模和RFID網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系建模，定義物理資產(chǎn)（人、車、貨），并將流轉(zhuǎn)事件關(guān)聯(lián)到實(shí)際物理資產(chǎn)，達(dá)到倉(cāng)儲(chǔ)管理的智能化、可視化的目的。
一貨一碼，每個(gè)貨物上的RFID電子標(biāo)簽，通過(guò)識(shí)別器可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，貨位顯示在管理軟件的貨位表界面上，尋找貨物位置時(shí)只需打開貨位表，非常方便；同時(shí)貨物在倉(cāng)庫(kù)中流動(dòng)時(shí)，流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)被自動(dòng)采集，貨物數(shù)據(jù)全流程可追溯。一人一碼，刻畫出人物行為軌跡，減少人員違規(guī)操作，提升工作效率。
通過(guò)“一物一碼”實(shí)現(xiàn)每個(gè)步驟的作業(yè)流程都有碼可循，出現(xiàn)問(wèn)題既可以正向追溯至商品的最終到達(dá)地，也可以反向追溯至各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，達(dá)到嚴(yán)格管控的目的。如圖2所示。
圖2定位管理
傳統(tǒng)的分揀方式需要人工將貨物標(biāo)簽對(duì)正掃描儀，當(dāng)出現(xiàn)面單污濁或破損的情況，需要手工拆箱檢視核對(duì)貨物信息并錄入貨物信息，存在耗時(shí)長(zhǎng)、人力投入大、效率低等問(wèn)題。RFID標(biāo)簽具有抗污濁能力強(qiáng)、防水、防污染、穿透性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在分揀過(guò)程中，RFID標(biāo)簽可以被全方位精確識(shí)別，不受面單污染等影響，有效提升了分揀成功率，同時(shí)全方位立體掃描，無(wú)需手動(dòng)調(diào)整面單朝向，大大提高了分揀效率。
IOT智能倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)構(gòu)建了無(wú)人盤點(diǎn)模式，倉(cāng)儲(chǔ)管理人員根據(jù)盤點(diǎn)任務(wù)的要求，在倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)上配置盤點(diǎn)策略，該盤點(diǎn)策略可以靈活配置，支持實(shí)時(shí)、定時(shí)盤點(diǎn)；支持全盤、分區(qū)盤點(diǎn)；支持明盤、盲盤。倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別定義的盤點(diǎn)策略，并拆分成對(duì)應(yīng)的盤點(diǎn)命令，下發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)部署的RFID設(shè)備，這些設(shè)備就會(huì)把對(duì)應(yīng)區(qū)域的盤點(diǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集上來(lái)，這種方式能快速準(zhǔn)確地進(jìn)行盤點(diǎn)，在出現(xiàn)盤點(diǎn)差異時(shí)，可以輔助差異快速閉環(huán)，如圖3所示。
圖3盤點(diǎn)管理
IOT數(shù)據(jù)具有價(jià)值密度小、數(shù)據(jù)體量大、數(shù)據(jù)真實(shí)且時(shí)效性高、數(shù)據(jù)質(zhì)量低等特點(diǎn)，在任何情況下都會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)量。如果不進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，會(huì)面臨數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本高、數(shù)據(jù)質(zhì)量低等問(wèn)題，因此需要采取一些措施對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
IOT數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵是對(duì)時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，因其具備顯著的時(shí)序特征，按照時(shí)間維度上報(bào)、存儲(chǔ)、查詢數(shù)據(jù)。因此在做物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析時(shí)，要對(duì)時(shí)序數(shù)據(jù)做充分的考慮，最大限度地壓縮IOT設(shè)備產(chǎn)生巨量數(shù)據(jù)，滿足海量設(shè)備高并發(fā)，實(shí)時(shí)寫入的要求，同時(shí)還要滿足對(duì)時(shí)序數(shù)據(jù)的查詢。
如何判定數(shù)據(jù)的有效性是關(guān)鍵。首先從不同來(lái)源采集來(lái)的數(shù)據(jù)可利用多種數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)；其次進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)，把采集來(lái)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到大型的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)；然后進(jìn)行分析計(jì)算，挖掘有用的數(shù)據(jù)，清除重復(fù)的數(shù)據(jù)形成報(bào)表。通過(guò)數(shù)據(jù)清洗，提高IOT數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，數(shù)據(jù)分析簡(jiǎn)化后提高了數(shù)據(jù)的質(zhì)量。IOT數(shù)據(jù)中，還可能出現(xiàn)一些典型的問(wèn)題，比如缺值、異常跳變、重復(fù)、格式差異、噪音干擾等，通過(guò)檢測(cè)消除異常數(shù)據(jù)和重復(fù)記錄等，高效的數(shù)據(jù)清洗改善了數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
另外還可通過(guò)分層存儲(chǔ)和資產(chǎn)模型，以分層的方式管理數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)時(shí)效性分層處理，獲得綜合處理效率最大化；通過(guò)資產(chǎn)模型描述物理空間中的對(duì)象，打通物理時(shí)間與數(shù)字世界的關(guān)聯(lián)，基于物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)模型，整合大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的最佳實(shí)踐，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，為智能倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。
RFID收發(fā)分離技術(shù)應(yīng)用在倉(cāng)儲(chǔ)管理中，能有效提高貨物信息采集速度和倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)效率。與此同時(shí)，為了保證人、車、物在識(shí)別過(guò)程中不被遺漏，通過(guò)提高無(wú)線射頻信號(hào)的覆蓋范圍和強(qiáng)度以達(dá)到提高標(biāo)簽識(shí)別準(zhǔn)確率的目的，造成RFID標(biāo)簽在貨物出入庫(kù)、定位跟蹤、分揀、盤點(diǎn)等作業(yè)過(guò)程中被重復(fù)激勵(lì)，造成接收器接收到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)大量冗余，占用了系統(tǒng)存儲(chǔ)資源以及網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，增大時(shí)延，導(dǎo)致RFID中間件系統(tǒng)的運(yùn)行效率大大降低，對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力帶來(lái)了巨大壓力。
通過(guò)分析RFID信號(hào)特性及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，明確RFID信號(hào)的傳播特性，建立RFID數(shù)據(jù)模型，采用統(tǒng)計(jì)方法檢測(cè)數(shù)值型屬性，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和冗余過(guò)濾算法，對(duì)冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，消除重復(fù)記錄，減輕了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的壓力。
本文探討的基于IOT和RFID收發(fā)分離技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，采用IOT技術(shù)架構(gòu)，利用RFID收發(fā)分離技術(shù)、RFID網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋、連續(xù)組網(wǎng)以及動(dòng)態(tài)識(shí)別RFID標(biāo)簽等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨物入庫(kù)出庫(kù)及庫(kù)存狀態(tài)自動(dòng)判定、出入庫(kù)異常自動(dòng)感知、自動(dòng)分揀、在庫(kù)自動(dòng)盤點(diǎn)、貨物信息實(shí)時(shí)更新、精確定位等功能，減少了人力投入，降低了倉(cāng)儲(chǔ)管理成本，大大提升了倉(cāng)儲(chǔ)的自動(dòng)化、信息化、智能化及精細(xì)化管理水平。
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