智能倉儲管理系統技術研究
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了智能倉儲管理系統技術研究范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要：本文以用戶需求為基礎，對智能倉儲管理系統關鍵技術進行了研究，基于為了降低倉儲管理工作難度，提升工作時效性，需要技術人員利用信息技術及時在內部構建完善的網絡管理結構體系，科學設計管理系統。并關注各項信息技術的應用優(yōu)缺點，根據時代發(fā)展特征，做好對技術的創(chuàng)新研究工作。
關鍵詞：智能倉儲；倉儲系統設計；移動機器人隨著
5G技術的迅猛發(fā)展，倉儲管理水平已經向著信息化、自動化的方向展開研究，技術人員正在設計科學的智能倉儲管理系統。希望減輕人工日常管理工作的壓力。比如，揀貨作業(yè)作為倉儲物流中心最重要且占用成本最高的作業(yè)，其效率及正確性都大大影響了服務品質，如何采用物聯網和射頻識別技術，設計分布式智能倉儲系統，研究智能倉儲關鍵技術，提高倉儲管理效率，成為當前的熱點。
1用戶管理需求分析與設計
1.1倉儲需求及工作流程分析
在新時期進行智能倉儲管理工作時，應當先從用戶需求的角度進行分析，找到智能化技術的創(chuàng)新發(fā)展方向，有針對性的提升技術水平。首先，要了解日常倉儲管理工作的基本任務，一般是確定入庫物品的質量、數量，入庫時間，負責人信息，這些都需要進行準確、及時的記錄。其次，要根據物品的不同種類進行分揀工作，根據基本的分類要求做好分類存儲工作。最后，當物品需要出庫時，應根據物品的入庫時間長短，選擇哪些物品應該先出庫。出庫時，應更新相關的庫存信息。
1.2智能化倉儲系統設計思路
使用智能化技術構建網絡工作平臺，方便及時接收客戶的訂單信息，并將實物物品的基礎資料信息記錄在網絡平臺上，要構建虛擬的、立體的倉庫模型，根據物品的實際存儲位置，來繪制模型圖，在網絡上可以便捷的查詢庫存信息，確定物品的存儲位置。同時，在進行智能化倉儲時，要在實際倉庫中安裝智能化監(jiān)控設備，利用物聯網技術，在網絡平臺上進行實時的倉庫安全管理工作。主要關注人為因素、環(huán)境溫濕度因素是否會引發(fā)安全隱患。比如，物品丟失、倉庫起火、滲水等等。此外，實際工作目標是為了研究如何降低倉庫的管理成本，提升管理水平，降低倉儲人員的日常工作壓力。
2研究內容
2.1智能倉儲管理系統分析
針對物流倉庫系統，設計適合多AGV調度的倉庫模型，采用區(qū)域劃分實現倉庫模型中資源的合理配置。規(guī)劃貨架布置、出入庫工作站、充電站。倉庫管理系統具有盤點功能，以及倉庫數據管理。倉庫管理系統入庫時，WMS生成入庫單給iWMS，或者直接人工掃描物料碼，iWMS根據計算，調度AGV搬運空貨架或者有同一類物品的貨架到出入庫區(qū)，人工擺放貨物到貨架上，人工輸入產品數量，AGV搬運該貨架回原位，WMS倉庫管理系統自動更新庫存數據。倉庫管理系統出庫時分為普通出庫、應急出庫、智能熱度擺貨架三種情況。普通出庫：人工掃描出庫清單，iWMS根據計算，調度AGV搬運相應的貨架到出貨區(qū)，人工取物并輸入數量，然后點擊取認，WMS倉庫管理系統自動更新庫存數據，AGV自動搬運貨架回原位。應急出庫：在一體機操作界面上，先指定選擇需要出庫的貨物和數量，然后iWMS根據計算調度AGV搬運相應的貨物過來，揀選完成電機取任后，AGV自動搬運貨架回原位并更新數據。智能熱度擺貨架：運行一段時間后，iWMS系統會自動將常用貨架搬運到最近的區(qū)域，有利于提高出庫效率。
2.2智能倉儲管理系統設計
采用AGV的RCS系統與倉庫iWMS系統對接，對接協議采用海康標準接口協議。主要是方便對物品的存儲位置進行準確的定位，在倉庫庫存量比較大的情況下，對同類物品存儲和撿貨、出庫等工作提供了一定的便利條件，能提高倉儲管理工作的效率。而且，搭載智能管理系統的機器人裝置可以通過導航系統，完成直線運動、轉彎運動等操作，配合機械臂可以平穩(wěn)的堆放、抓取貨物。前置激光避障，可以避免機器人行進路線中有人為放置的障礙物，而發(fā)生碰撞的情況。支持液晶顯示屏、聲光告警提示人機交互友好；通過雙色指示燈設備狀態(tài)指示。設備需要聯網管理，因此，在系統設計階段，還要關注通信服務的問題，比如，應用5G技術。設計RCS+iWMS系統總體架構機器人調度控制系統。整個系統由兩個子系統組成，下層機器人控制系統（RCS）和貨架管理系統（iWMS），如圖1所示。機器人控制系統（RCS）由管理中心服務（RCS-WEB），機器人控制服務以及告警管理服務組成。管理中心負責設備服務資源信息配置和管理。機器人控制服務負責移動機器人的控制和管理，其中一個機器人控制服務負責一個物理空間倉庫的設備管理和維護。貨架管理系統（iWMS）負責接收甲方的WMS系統下發(fā)的出入庫清單和指令，然后自我匹配分析，下發(fā)給機器人控制系統執(zhí)行，并且監(jiān)控和維護子任務，確保業(yè)務信息能夠完整的執(zhí)行。
2.3系統的具體運行方法
在運行倉儲管理系統時，需要做好系統結構層的設計工作，關注網絡準入問題、通訊連接問題。并完成對人機交互界面的設計工作，界面要盡量簡潔。還要設置登錄系統平臺的賬號，根據不同崗位的工作職能特點，設置不同的智能倉儲管理系統的登錄權限，主要是對信息的錄入、刪改權限要進行合理的設置，避免出現實際物品數量、型號與系統記錄不符的情況。移動機器人通過采集各個掃描點相對激光的距離，快速形成3D輪廓，配合感知庫算法，從而實現對障礙物的檢測。此外，移動機器人可根據背負貨架(包括貨架腿)的不同尺寸、行駛的區(qū)域，自動計算避障區(qū)域大小。作為工業(yè)生產網，AGV需要頻段獨享，獨立使用2.4G或者5.8G。同時為保證IP地址管理上的唯一性，建議使用MAC地址綁定的方式管理AGV，例如獨立給AGV使用的網絡都通過MAC地址綁定，防止非法用戶使用AGV的無線網絡。
3系統關鍵技術研究
3.1機器人與智能輸送裝備深度融合
移動機器人通過采集各個掃描點相對激光的距離，快速形成3D輪廓，配合感知庫算法，從而實現對障礙物的檢測。此外，移動機器人可根據背負貨架(包括貨架腿)的不同尺寸、行駛的區(qū)域，自動計算避障區(qū)域大小。（1）避障區(qū)域（最外邊界的安全距離），主要有兩種設置。（2）空車情況，根據車的外輪廓以及側向安全距離調整。背貨架時，根據貨架和車的相對位置、貨架的不同尺寸和類型，進行安全距離避障。相應，運行區(qū)域的地圖屬性配置完成后，由RCS調度移動機器人完成安全距離調整，實現避障功能。輪廓激光避障策略簡要說明如下：激光最遠檢測距離可達4m。stop_dist:停車距離，指移動機器人最終停止位置距離障礙物的距離，一般空載情況下，設置在150mm-400mm左右。max_dece:避障最大減速度，實際避障時的減速度由移動機器人自行調整。具體避障減速策略如圖2所示。移動機器人遇障后，首先會實時自行計算安全速度，當實際速度<安全速度時，機器人勻速行駛，當實際速度>安全速度后，機器人進入減速區(qū)。在勻速區(qū)，移動機器人按額定速度勻速前進；在減速區(qū)，由移動機器人自動計算安全避障的減速加速度，進行減速運行；在停車距離以內，移動機器人將按照最大減速度進行減速，直至停止。
3.2智能輸送成套裝備的數字孿生
基于數字孿生信息物理融合理論與技術研究智能輸送裝備數字孿生的物理融合、模型融合、數據融合、服務融合等不同維度的融合問題；借助孿生數據的融合與分析，研究智能輸送裝備物理實體與虛擬模型之間的交互和協同方式；基于智能輸送裝備數字孿生研究數字孿生生產物流的任務組合優(yōu)化、運輸路線規(guī)劃、運輸過程控制等在物理、信息世界和上層物流服務系統之間的迭代運行模式。
3.3輸送裝備狀態(tài)自主感知與故障診斷
物流輸送場景具有高度的復雜性和時變性等特征，產生海量生產和運行數據。采用5G、機器視覺、深度學習和大數據分析等技術針對復雜輸送場景下的設備對現場信息的自主感知、自主分析與決策機制和相關算法進行研究，提出具有創(chuàng)新性的理論方法，并且根據Web平臺開發(fā)框架，實現輸送裝備能夠在復雜場景下實現對輸送對象的自動識別和性能自適應。
3.4智能輸送裝備與無線網絡
（1）AP安裝可以頂裝，可以壁裝，壁裝時建議AP安裝時傾角7~9度，AP高度建議在3~5米之間。（2）AP數量需合理，數量太多易引起AP間的干擾，可以參考如下評估方式：AP發(fā)射功率為20dBm的情況下，若AGV需背負金屬貨架，AP覆蓋范圍按照半徑15m設計，安裝高度3-5m；若AGV無需背負貨架，如滾筒型AGV，則AP覆蓋范圍按照半徑20m設計。（3）根據不同AP型號確定其覆蓋范圍和安裝方式，尤其注意全向型和定向型AP的區(qū)別。（4）相鄰的AP信道配置需要錯開，并且信道要固定：2.4G請使用1，6，11信道，5.8G請使用149，153，157，161，165信道。圖3為2.4G的信道圖，5.8G可以參照2.4G部署。（5）AP布置要充分考慮墻壁等物理隔離，如有是防火墻，無線信號穿墻衰弱很厲害，將出現信號強度山崖式斷裂。這些特殊區(qū)域要適當考慮補增AP，例如沿防火墻門的AGV行徑道路上增加部署一個AP，防止信號崖斷式情況發(fā)生。（6）需確定相鄰AP信號重疊范圍大小，此為AP布局的關鍵所在，由STA的漫游切換策略、AP與STA的匹配閾值、STA移動的最大速度和AP/AC支持的切換時間共同決定，以實測為準。按照一般經驗，建議在AP與AP信號強度覆蓋疊加區(qū)內要保證各自AP都有-65dB的強度疊加區(qū)。如圖4。智能倉儲系統目前的應用范圍比較廣，不僅是物流行業(yè)會使用這種系統來智能化的管理庫存產品，很多事企業(yè)單位在進行內部資產管理工作時，也會使用這項技術。在5G時代，通訊信號的連接速度和連接質量，會影響網絡信息數據的傳輸情況。而在需要存儲的物品逐漸增多的情況下，管理系統也需要不斷完善。要分析各種信息技術的應用優(yōu)勢，研究將各種技術合理融入到智能倉儲系統當中的方法，以優(yōu)化倉儲管理服務。本文主要介紹了計算機系統的構建思路以及人工智能機器人的運行原理和操作方法，在具體展開系統架構工作時，應著重關注用戶需求，并考慮如何擴大網絡信號覆蓋范圍的方法。
參考文獻
[1]劉杰.基于物聯網技術的智能化倉儲物資管理系統的研究與實踐[J].電腦編程技巧與維護,2016(11):47-48.
[2]袁培培.智能倉儲作業(yè)關鍵技術研究與應用[D].東華大學,2016.
作者:王昌 陳志武 王樹良 周明 郭靜茜 單位:國網浙江省電力有限公司湖州供電公司
