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供應鏈信息系統

供應鏈信息系統
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一、定義

物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網的概念是在1999年提出的。物聯網就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通訊。物聯網的英文名稱為(The Internet of things)。

這里的“物”要滿足以下條件才能夠被納入“物聯網”的范圍:1、要有相應信息的接收器;2、要有數據傳輸通路;3、要有一定的存儲功能;4、要有CPU;5、要有操作系統;6、要有專門的應用程序;7、要有數據發送器;8、遵循物聯網的通信協議;9、在世界網絡中有可被識別的編號。

二、結構分層

物聯網分為感知層、網絡層和應用層:

1、感知層是物聯網的皮膚和五官識別物體,采集信息。感知層包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器、終端、傳感器網絡等,主要是識別物體,采集信息。

2、網絡層是物聯網的神經中樞和大腦信息傳遞和處理。網絡層包括通信與互聯網的融合網絡、網絡管理中心、信息中心和智能處理中心等。網絡層將感知層獲取的信息進行傳遞和處理。網絡層又分為支撐層和數據層。數據層是由多個數據庫構成,是信息的存儲層,其數據結構的定義最為關鍵。

3、應用層是物聯網的“社會分工”與行業需求結合,實現廣泛智能化。

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圖1 物聯網結構分層


三、用途

物聯網居于廣泛的用途,他將新一代IT技術充分運用在倉儲物流中,例如:(1)通過(RFID)、二維碼、各類傳感器等技術和設備的綜合應用,提高貨品出入庫過程中的識別率,并同時識別多個物資,提高出入庫效率;有效提高了揀選與分發過程的效率與準確率,并加快配送的速度,減少人工,降低配送成本;(2)采用物聯網一體化智能設備,結合先進的系統架構理念,縮減了盤點周期,提高數據實時性,實時動態掌握庫存情況,實現對庫存的可視化管理;(3)綜合運用物聯網相關技術,改造現行業務管理流程,實現物資的標準化管理、精細化管理、全壽命管理、信息可追溯以及業務可優化的管理目標。

基于物聯網技術的智能倉儲管理系統將物聯網技術應用于倉儲管理系統,提高了貨品出入庫過程中的識別率,出入庫效率;縮減了盤點周期,提高庫存數據實時性;提高了揀選與分配效率與準確率,提高配送速度并降低成本;實現了對庫存的精細化、可視化、移動化、自動化、策略化、多層級、多貨主管理,能較好地適應現代物流管理模式下倉儲管理的迫切需要。

四、物聯網的主要技術

(1)RFID技術:射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID),是一種利用無線電波進行信息交換與存儲的技術,通過無線射頻來對電子標簽進行讀寫,以達到自動識別目標以及信息交換目的。RFID系統通常由讀寫器、電子標簽與數據管理系統組成,其工作原理一般是由讀寫器在一定范圍內發送無線電射頻信號,當電子標簽接收到讀寫器所發射的無線電信號時,就會利用感應電流所獲得的能量(無源RFID),或者主動發送無線電信號(有源RFID)將標簽芯片內所存儲的產品信息發送出去,讀寫器接收到電子標簽所發射的信息并解碼后,再將這些數據信息反饋至數據管理系統進行數據處理。


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圖2 RFID結構


(2)傳感器網絡技術 :傳感器網絡是由各種各樣的傳感器節點所組成,用以進行信息的收集、傳輸和處理的網絡系統。作為物聯網感知和獲取數據信息的重要手段,傳感器網絡在物聯網中發揮著極為重要的作用。

(3)嵌入式系統技術 :嵌入式系統一般是用戶針對特殊需求而定制的,能夠被內部計算機控制的設備或系統。嵌入式系統往往結合了計算機技術、通信技術以及自動化技術,使得傳統的機電產品智能化,并具有故障診斷、自動報警以及信息傳輸和遠程控制等多種功能,用以實現產品使用與管理的信息化、智能化。由于嵌入式系統體積小、功能強且成本較低等,使其廣泛應用于智能家居、車聯網等領域。

(4)無線通信技術 :物聯網中應用的無線電通信技術分為短距離通信技術與廣域網通信技術兩類 :短距離通信技術主要有Zigbee、Wi-Fi、藍牙等通信技術,適用于區域范圍較小、連接設備較少的場景 ;廣域網通信技術主要有LoRa、NB-IoT、4G 等技術,適用于區域范圍較廣、數據量較大、連接設備較多、使用地區偏遠的場景。無線電通信技術在物聯網中的廣泛應用,使得“物與物”“物與人”之間的信息傳輸成為了可能。


五、RFID的特點及優勢

無線射頻識別技術操作起來十分簡單,而且在實際應用中也特別實用。它比較適合用在自動化控制方面。RFID系統不僅能夠支持只讀工作模式,而且也能夠支持讀寫工作模式。在識別過程中,不用人工手動操作,也不用和被測目標接觸。無線射頻識別系統能夠在惡劣的工作環境下正常運作。短距離的射頻產品不受油污、灰塵等環境的影響,它可以代替條形碼,例如:工廠利用無線射頻識別系統在流水線上跟蹤目標;長距離的射頻產品大多數用在交通上,它的識別距離能夠達到幾十米,例如:車輛自動收費或者識別車輛的身份等情況。

無線射頻識別系統有以下幾個方便的優勢:

1、讀取方便快捷: 讀取數據時不需要光源,可以透過外包裝進行數據的讀取,并且它的識別距離更大,甚至可以達到30米以上。

2、識別速度快:當電子標簽進入磁場時,讀寫器能夠瞬時讀寫其發送的信息,也可以同時識別多個電子標簽。

3、數據存貯容量大:RFID電子標簽的數據存貯容量能夠根據用戶的需求擴大到更大的容量。

4、使用壽命長、應用范圍廣:由于RFID電子標簽的無線電通信方式,它能夠在粉塵、油漬等惡劣環境和放射性環境下正常工作。并且,它的封閉式包裝可以讓它的使用壽命變長。

5、標簽數據可動態更改:可以用編程器向電子標簽寫入數據,RFID電子標簽就可以交互式便攜數據文件。并且,其寫入的時間比打印條形碼的時間還要少。

6、更好的安全性:能夠嵌入或者附著在不同類型、不同形狀的物體上,而且還能夠對電子標簽數據的讀寫進行密碼保護,更好的提高了安全指數。

7、動態實時通信:電子標簽的工作頻率為每秒50~100次,它以這個工作頻率與讀寫器通信,因此,在讀寫器的識別范圍內,就能夠對被測物體進行動態追蹤和監控。


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圖3 RFID特點

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圖4 RFID倉儲應用

六、RFID在倉庫管理中的應用

1、入庫管理

在倉庫的門口部署RFID固定式讀寫器,同時根據現場環境進行射頻規劃,比如可以安裝上下左右四個天線,保證RFID電子標簽不被漏讀。接到入庫單后,按照一定的規則將產品進行入庫,當RFID電子標簽(超高頻)進入RFID固定式讀寫器的電磁波范圍內會主動激活,然后RFID電子標簽與RFID固定式讀寫器進行通信,當采集RFID標簽完成后,會與訂單進行比對,核對貨物數量及型號是否正確,如有錯漏進行人工處理,最后將貨物運送到指定的位置,按照規則進行擺放。RFID在倉庫管理應用中最主要的優勢非接觸式遠距離識別,且能夠批量讀取,提高效率與準確性。

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圖5自動入庫示意圖

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圖6叉車設備安裝示意圖



2、出庫管理


根據提貨的計劃,出庫的貨物進行分揀處理,并進行出庫管理。如果出庫數量較多時,將貨物成批推到倉庫門口,利用固定式讀寫器與標簽通信,對出庫的貨物的RFID電子標簽采集,檢查是否與計劃對應,如有錯誤,盡快的人工處理。對于少量的貨物,可以使用RFID手持式終端進行RFID電子標簽的信息采集(手持掃描槍或RFID平板電腦),出現錯誤時,會發出警報,工作人員應該及時的處理,最后把數據發送到管理中心更新數據庫完成出庫。


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圖7自動出庫示意圖

3、盤點管理

按照倉庫管理的要求,進行定期不定期的盤點。傳統的盤點,耗時耗力,且容易出錯。而這一切RFID把這些問題解決了,當有了盤點計劃的時候,利用RFID手持式的終端進行貨物盤點掃描,盤點貨物的信息,可以通過無線網絡傳入后臺數據庫,并與數據庫中的信息進行比對,生成差異信息實時的顯示在RFID手持終端上,供給盤點工作人員核查。在盤點完成后,盤點的信息與后臺的數據庫信息進行核對,盤點完成。在盤點的過程中,系統通過RFID非接觸式讀取(通常可以在0~6米范圍內)非常快速方便地讀取服裝貨物信息,與傳統的模式相比,會提高很多效率和盤點的準確性。

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圖8盤點示意圖