解决方案
IoT Solution

战备仓库智能化管理的WF-IoT方案


近年来,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,我军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6kg,而至伊拉克期间,这一数字已经增长至500kg,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,为我军解除后顾之忧,是摆在我军面前正待解决的问题。

传统的仓库管理大多依赖一个非自动化的、以纸质文件为基础的系统来记录追踪进出物资。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。



随着军队智能化的不断发展,战备仓库管理的物资种类及数量不断增加、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。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。

因此,基于WT-IoT技术,将现有的战备仓库改造为智能化管理系统,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、保障战备物资安全。以此系统应用为起点,逐步实现全军后勤保障智能化。

1 需求目标

引入WT-IoT技术,对战备仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等作业环节的数据进行自动感知,保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性,规范化仓库管理、规范化基础数据、规范化仓库操作,强化物流与信息流的同步及精细化,提高物流信息的及时性、可视性,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。其具体需求目标为:

l 提高仓库管理正确性、管理精度及操作的方便性,减少数据误差及延迟;

l 应用电子标签来对货物包装和货位进行辅助仓库管理,提高效率;

l 按照包装单位管理,即存储的包装单位(板、件、箱)拥有唯一标示,为库存精细管理提供支持,库存实时可见,可追溯;

l 记录货物接收、包装、入库上架、拣货、发货捆包的进出数量、位置等信息;

l 通过标签关联记录货物变动信息(种类、数量等),以跟踪仓库货物,提高入、出、存、移的正确率,减少在日常工作中对人的依赖性,降低人为失误;

l 货物进出与标签对应,准确记录每种规格产品对应相应货位的库存,减少入库、拣货失误,提高货架利用率,灵活利用货位;

l 在库存盘点中,脱离单据提高盘点效率,不仅盘点库存数量而且盘点位置并保证货物与位置(仓位)对应得正确率,并能在平时随时进行区域盘点,在日常仓库工作中保证库存的正确,尤其可在入出正常的时候进行盘点工作;

l 有效区分实物库存及列帐库存,有效管理票、物时间差,方便仓库与财务对帐。

2 方案概述

战备仓库智能化管理主要用于战备物资进出仓库的自动化管理。由电子标签(人员、转运车辆、托盘、物资外箱)、融合节点(智能LED灯)、智能网关、智能移动终端、网络设备及其管理软件组成。当带有电子标签的物资出现在仓库管理范围内,就可以通过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。对于有特殊要求的物资储存,当仓库内温湿度等不能满足时,还可以自动联动空调系统。当出现活动的人或物时,自动联动灯光、视频监控和报警系统。当出现火灾时,自动联动消防系统和报警系统。

2.1 “三码合一”的物资标识方案

为使物资实物得到信息化标识,满足快速感知的物联网要求,就需要该标识具备快速采集、准确识别、安全可靠的特点。因此,设计了数字码、二维码和RFID标签来共同标识一个物资实物。

.数字码采用简单易记、易于识读的编码原则,方便人工识读,为避免泄露资产总数量,数字码用随机数编码;

.二维码。具有信息容量大、容错能力强、译码可靠性高、可加密、成本低、持久耐用等特点,可以被扫描设备快速识读,为避免被其他设备读取到资产信息,在二维码里,只写入本系统统一生成的资产ID,不写资产的其他信息;

.RFID标签。具有存储信息量大、无需物理接触或其它任何可见的接触即可读写的特点,可以被RFID读写器(含发卡器)识读,为避免被其他设备获得或篡改,所有的RFID读写器均须在本系统内注册后方可使用,此外,在RFID标签里不写任何资产信息,只在系统内将该RFID标签的唯一ID与资产ID关联。

采用数字码、二维码和RFID标签三码合一的物资标识,无论应用哪种识读方式,只要读出任何一个编码即可迅速获得该物资的具体信息,实现相应业务的快速操作与处理。

2.2 物资的感知方案

将照明灯改为智能LED灯,组成照明物联网;配合RFID阅读器、移动智能终端、智能网关、智能控制器、智能传感器、智能驱动器等WF-IoT产品,以照明物联网为基础构建识别定位网和无线传感网,并联动音视频、空调系统、新风系统、消防系统、报警系统等,实现对物资的位置状态、环境状态、出入情况等进行监测与控制。

具体实现以下功能:

l 只要有灯的地方,都可以感知任意物资的位置,追踪物资的运动轨迹,实现装车、卸车、进库、出库、入堆、上架等管理信息的在线采集;

l 当环境温湿度及空气质量不适合物资存储、放置或运行时,自动启动空调系统和新风系统;

l 当物资移动或有人活动时,自动联动照明和音视频监控;

l 当出现火灾事故时,自动联动消防系统和报警系统;

l 利用移动智能终端可以对物资进行在线盘点、检查、登记及管理;

l 通过RFID阅读器,可以感知物资出入营门情况

2.3 总体架构

“战备仓库智能化管理系统”聚焦为感知三类对象(即,操作人员、物资和装卸载工具)和一个典型应用场景(即,仓库)。

具体实现以下功能:

l 实现传感、定位、识别和视频等感知信息的采集融合、自组网传输和快速安装布设、监控处理;

l 实现三类对象和一个场景的信息采集、监控和展示;

l 实现感知设备本身的管理和维护功能。

该系统的层级架构分为应用服务层、网络传输层、感知控制层和目标对象层。

1)应用服务层

应用服务层主要实现展现、监控、系统管理及二次开发服务接口。

l 功能:包括库房管理、入库管理、出库管理、移库管理、盘点管理、综合态势看板、设备综合监控、二次开发服务接口和系统维护管理等九项;

l 形式:软件系统有PC终端版和智能移动终端版两个版本,软件通过IP网,以网页形式进行展现操作。

2)网络传输层

网络传输层主要是通过智能IP网关连接到军事综合信息网和其他有线IP网络,并能够通过物联网网关接入融合感知网络。

3)感知控制层

感知控制层主要包括融合自组网和感知设备。融合自组网是本系统的核心和亮点,其融合了传感、射频识别(RFID)、实时定位(RTLS)、控制和自组网(WSN)等5类功能,能够实现温湿度、振动、加速度、光照等不同传感信息的接入和融合,能够实现各种有源RFID产品的识别和读写,具有区域实时定位功能,具备大规模自组网功能,且能通过多种执行机构对感知节点设备进行监控。

l 融合自组网:以室内灯具位置为载体,部署固定式融合节点设备,组成一个融合自组网,实现区域定位(操作人员、装卸载工具、物资),室内视频、消防、空调等设备的联动;

l 感知设备:主要包括电子标签、智能感知节点、传统传感器以及手持终端。传统传感器通过连接执行终端接入融合感知网络。

4)目标对象层

目标对象层主要是项目部署所涉及到的人员、物资、设备及场所等。

2.4 拓扑结构

考虑到战备仓库智能化管理系统具有显著的感知特性,其网络拓扑不同于IP网,针对项目在战备出库的应用功能、组网传输等。

2.5 功能组成

主要功能规划见下图所示。


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