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物联网智能战备仓库管理系统解决方案

时间:2017-03-31 19:26:02  来源:  点击:

这些年来随着我军科技化进程不断加速,一支现代化的军队已经初具雏形,但与发达国家相比,部队的后勤保障还相对落后。现代战争是典型的高消耗战争,军事物资的消耗量空前增大。据我们统计,美军在第一次世界大战期间一个士兵作战平均物资消耗量为6千克,而至伊拉克期间,这一数字已经增长至500千克,军事物资消耗增长将近100倍。由此可见,现代战争在很大程度上是后勤保障能力的较量。

现今动荡的国际环境以及对台战争的必要性,提醒我们要时刻做好战斗准备,如何建立一个完备的战时保障系统,来为我军解除后顾之忧,则是摆在我军面前正待解决的问题。伊拉克战争期间,美军的后勤补给物资实现了全程追踪,所有需求链都清晰可见, 这一切都源自美军使用了无线射频识别(RadioFrequency Identification.ZIGBEE)技术。目前我军军需保障还远没有实现真正意义上的“可视化”,这就需要我们用尽可能短的时间来弥补这一差距。美国用了12 年的时间完成了ZIGBEE 的成功应用,现在有了可借鉴的经验,我们准备用3 年的时间达到军需保障的可视化。

因此,我们必须优先建立起战备仓库的管理系统,以此系统应用为起点,逐步实现全军的后勤的保障智能化。

传统的仓库管理,一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物,完全由人工实施仓库内部的管理,因此仓库管理的效率极其低下。对此,我们利用基于ZIGBEE 无线射频技术的仓库智能管理系统,该系统能够增强库房作业的准确性和快捷性、减少整个战备物资出入库中由于管理不到位造成的非法出入库、误置、偷窃和库存、出货错误等损失,并最大限度地减少储存成本、保障战备物资的安全。

2、需求分析

传统的仓库管理,一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物,完全由人工实施仓库内部的管理,因此仓库管理的效率极其低下,所能管理的仓库规模也很小。

随着计算机的应用普及,目前大多数企业的仓库管理数据资料已开始采用计算机数据系统管理,但数据还是采用先纸张记录、再手工输入计算机的方式进行采集和统计整理。这不仅造成大量的人力资源浪费,而且由于人为的因素,数据录入速度慢、准确率低。

随着军队智能化的不断发展,战备仓库管理的物资种类机数量在不断增加、出入库频率剧增,仓库管理作业也已十分复杂和多样化,传统的人工仓库作业模式和数据采集方式已难以满足仓库管理的快速、准确要求,严重影响了军队的作战效率,成为制约军队发展的一大障碍。

同时,近几年来,物资运输和车辆管理上存在很多类似少记录、漏记录和私放车辆等问题。越来越多的人为此纰漏不仅造成军队战备物资严重流失,还由于管理措施不到位,在军队中形成了对长期发展极为不利的工作习惯,严重影响了军队的智能化与现代化发展。

目前ZIGBEE 技术正在为仓库管理带来一场巨大的变革,以识别距离远,快速,不易损坏,容量大等条码无法比拟的优势,简化繁杂的工作流程,有效改善供应链的效率和透明度。基于物联网的智能战备仓库管理系统是在现有仓库管理和车辆管理中引入ZIGBEE 技术,对仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集,保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性,确保军队及时准确地掌握库存的真实数据,合理保持和控制军队库存。通过科学的编码,还可方便地对物品的批次、保质期等进行管理。利用系统的库位管理功能,更可以及时掌握所有库存物资当前所在位置,有利于提高仓库管理的工作效率。同时,更好的为战备仓库服务,为部队后勤部、装备部、作训部的准确无误的工作提供有利的保障。

3、系统原理

仓库管理系统主要用于仓储战备物资进出自动化管理,由安装在战备物资外箱上的ZIGBEE 电子标签、固定式读写器、手持读写器、管理中心网络管理设备及其管理软件组成。当携带ZIGBEE 电子标签的车辆、战备物资通过仓库设定的射频感应区域时,系统通过ZIGBEE 电子标签实现自动化的存货、取货及仓库中的快速盘点、物资监控等操作。通过科学的编码,还可方便地对物品的批次、产地等进行动态的管理。利用系统的库位管理功能,更可以及时掌握所有库存战备物资当前所在位置,有利于保障战备物资的安全及提高仓库管理的工作效率。

3.1 物资库位管理

安装在战备物资上的ZIGBEE 电子标签按一定频率主动向固定式读写器发送按一定格式编写的编码,在上位机的数据库中,记录了对应编码的战备物资详细信息,例如物资品名、数量、批次、产地等。读写器将接收到的数据发送给控制中心,控制中心可对库存中的物资进行实时定位和盘点。

物资的定位管理:在监控中心的可视化平台上,清楚的显示了不同货架,不同物资的信息和状态。在现代化的快速战争中,保障了准确的物资调用,最大限度的节省了时间。

物资的自动盘点:人工盘点是仓管理中最继续解决的问题,虽然已经实现无纸化,但重复的体力劳动和时间上的浪费依然制约着军队在管理效率上的提升。利用ZIGBEE 对仓库进行盘点操作,则大幅度降低了时间。只需要一个手持读写器,在盘库过程中,所有的物资信息都可以方便的增,删与更新。

物资的实时监管:仓库物资的监管大多采用人为站岗与摄像机的方式,但这两种方式都有可能出现漏查和疏忽。以摄像头为例,军队战备仓库众多,同样摄像机的数量也多,在控制中心,不可能对每一片区域都能达到全时监控,一般采用滚屏的方式,循环播放。利用ZIGBEE 的仓库管理系统,物资的状态按一定频率不间断的发送给控制中心,所以物资非法的移动和出库,软件管理平台都可以第一时间识别并采用声光报警等形式告知管理人员。

3.2 物资出入库管理

基于ZIGBEE 的物资出入库管理系统真正意义上实现了物资出入库的无纸化和智能化,最大化了节约了劳动力和时间。适合任何物资的管理,例如箱装物资,大件单件物资,无规则物资等,满足军队物资形式多样的需求。

物资入库:对新物资入库,对物资进行规则编码,将编码赋予标签,并根据物资更新数据库。数据库的增加、删除和更新可在上位机实现或通过PDA 远程扫描,在PDA 上修改并通过卫星进行远距离传输。最后,将完成编码与信息录入的物资按照规则放置在约定的货架上,完成入库。对于出库物资的再次入库操作,物资的战场消耗可通过PDA 随时随地更新数据库,当物资运回仓库是,被读写器读到的物质自动完成入库操作,最后安装规则放置在约定的货架上,完成入库。

物资出库:战事一触即发,战事来临时,再去进行出库登记是不能的,这就照成了每次出库,仓库里的物资都要重新盘点和清查,至于拉入战场的物资使用情况更无可知。使用ZIGBEE 出入库系统,物资的出库不需要登记或被动的扫描,因为贴有标签的物资不间断的发生数据,当控制中心不再接收到某一物资的信息时,上位机可判断物资为出库状态,并自动修改物资的状态。

3.3 物资防混存

对物品信息的录入可根据实际情况,选择录入项,例如物品类型、物品尺寸、 物品类别等。以物品类别为例,通常危险品有不同的危险等级,为了防止危险品 混存,入库时,仓库管理员可通过手持PDA 扫描入库物品,PDA 自带显示屏显示 相应的类别和应该存放的库位。

4、系统流程

4.1库房管理

1) 实时24 小时监控,利用射频芯片固定读写器,定时扫描,完成每个芯片数据的获取,与数据库中的数据对比,如有非法或异常,则数据发生变化,《战备物资智能管理信息系统》发出报警提示管理人员;

2) 可以实现定期盘库,管理人员在管理平台中发出盘库命令,各个设备读取相关信息,发送给服务器,服务器汇总信息,得到真实的战备物资库房信息。

4.2入库流程

1) 物资检验

2) 采用选定的物品编码方案对入库物品进行编码;把编码信息写入电子标签,同时打印纸质标签(方便人工校核),再把纸质标签和电子粘合在一起就成为货物标签

3) 对应在每个战备物资的外箱进行粘贴固定

4) 然后用手持的读写器读取对应ZIGBEE 标签的ID 信息,通过手持的读写器内置软件选择定义战备物资的属性,并登记录入到软件系统的数据库

5) 现场计算机自动分配库位,并逐步把每次操作的库位号和对应物品编号下载到无线数据终端(手持终端或叉车终端)上

6) 作业人员运送货物到指定库位,核对位置无误后把货物送入库位(如有必要,修改库位标签中记录的货物编号和数量信息)

7) 再用手持的读写器打印战备物资的名称、入库日期等属性的标帖粘贴于外箱上完成战备物资入库流程

4.3 出库流程

1) 根据合法指令的出库单,在《战备物资智能管理信息系统》中选定需要出库的战备物资;

2) 通过定位装置及信息系统,确定所选设备的库位及位置;

3) 将库位战备物资取下,放入运输车辆,如需要对车辆进行实时定位跟踪;

4) 在运输战备物资出库房时,射频芯片读设备,将射频芯片中的数据读出来,同时《战备物资智能管理信息系统》根据外箱芯片的信息,在数据库中修改;

5) 此时《战备物资智能管理信息系统》将此数据处理,做出确认,根据设定的库房射频芯片监视设备的数据提交,《战备物资智能管理信息系统》完成此遗弃化武出库流程。

4.4 移库流程

1) 根据需要,现场计算机编制移库指令,并下载到数据终端;

2) 作业人员按数据终端提示,到达指定库位;

3) 从库位上取出指定数量的货物,并改写库位标签内容;

4) 把货物运到目的库位,货物送入库位,修改库位标签内容;

5) 向现场计算机发回移库作业信息。

5、系统特点

1) 实时监控战备物资存储,保障战备物资出入库的安全

2) 完善战备物资的监管,减少和杜绝战备物资的非法流出

3) 实时战备物资车辆定位追踪管理

4) 标签识别的正确性高,减少人为的错误输入;

5) 增加库存的准确率;

6) 有效的库存管理和控制,快速、高效的战备物资流转;

7) 有效的库存空间利用,降低营运成本;

8) 战备物资各种当前和历史事务的统计报表为决策者提供准确、有用的信息;

9) 数据交换接口的连通,增强战备物资现有应用系统的管理;

10) 记录物资管理员完成工作所花费的时间,掌握物资管理员的工作效率,增强对物资管理员的管理;

11) 建成后的战备物资仓库管理系统,将为战备物资的指挥决策提供更有价值、更具时效性的分析数据;

12) 将战备物资单据所需的大量纸张文字信息转换成电子数据,简化了查询步骤,只需输入查询条件,就会查到所需记录,大大加快了查询速度;

13) 提高战备物资数据统计的速度和准确性,减轻汇总统计人员的工作难度。

14) 无纸化的操作,减少纸张的开销;

6、系统实现

该系统主要由硬件设备和软件系统组成。硬件设备最大的亮点是配备了我公司最新研发的有源电子标签、腕带电子标签、手持读写器、固定读写器、GIM 信息采集系统、仓库系统管理软件等组成。军用CY-TZB-301 电子铭牌产品,因其具有防冲撞性、封装任意性、使用寿命长、可重复利用等特点,适合应用于现在科学的库存管理系统中。另一重要设备军用CY-RZGG-205 固定式读写器,这款产品是我公司生产的高性能读写器,读写设备的识别距离远,使用寿命长,是一款性价比较高的产品。软件系统配备的是仓库智能管理系统,该系统能够在任何时间、任何地点操作和检索资料,配置了友好的中文交互式介面,使用方便快捷。

6.1 部分主要硬件

军用CY-JY-201 电子铭牌结合世界先进的生产设备和大规模生产的工艺艺术,是一款性价比高的电子标签产品,该产品具备高功率性能,识别距离可达500-600 米,融合了射频领域和数字技术中的多种领先科技,采用独特的软件无线电技术、微功耗技术、防碰撞技术、应答协议、局域激活的空间访问技术等专利组合。

军用CY-JY-205 固定式读写器,可联网使用,并且支持单机操作。其完善、可靠的接口函数,支持访问射频卡的全部功能。有效识别距离可达1500m,同时识别200 张标签。

军用手持读写器CY-JY-211 是一款集ZIGBEE、GPRS 技术相结合的手持终端设备,属于军用级PDA.该产品集语音、视频、数据传输于一体,定位于专业的工业级手持终端,具有抗震抗摔,耐高低温等特点,适用于各种复杂恶劣的作业环境。

6.2 软件

VC++是一款功能强大的可视化软件开发工具,已经成为专业程序员开发软件的首选,主要由Developer Studio 集成开发环境、MFC、Platform SDK 等三部分组成。SQL Server 2000 是微软公司推出的SQL Server 数据库管理系统的较新版本。对比其他版本,它具有Internet 集成、良好的可伸缩性和可用性、企业级数据库功能、易于安装、部署和使用等特性,可跨越多种平台使用,所以本方案选择SQL Server2000 作为后台数据库。

6.2.1 PDA阅读器管理系统的设计与实现

PDA 登录界面如图8 所示,在显示界面上显示的当前页面是本系统的主界面(图9)。当点击选择跟踪时,出现“录入”、“写入”、“上传”、“下载”、“退出”等5 个选项(如图10)。当选中“录入”时,阅读器先寻找在其附近的标签,将在扫描范围内的标签ID 全部显示出来,根据需要选择相应的标签ID,点击就会将其载有的内容读出。

当选中“写入”时,界面会显示某种固定格式,输入基本信息,然后再寻找在扫描范围内的标签,将信息输入到你需要输入的标签内。如果点击“上传”,会将写入的信息通过无线局域网传送到PC 端。如果点击“下载”,首先通过无线局域网与PC 端连接,再将PC 机内的信息读入。如果点击“退出”,则自动退出无线终端。

6.2.2 PC端管理系统的设计与实现

阅读器将读取的标签信息解码并送至PC 端进行集中审核处理,因此可视PC端的系统为总调度中心,扮演着举足轻重的地位。本方案根据实际应用的情况,采用基于JAVA 的B/S 三层架构开发了PC 端智能管理系统,对其装备信息进行实时全方位的可视化管理。