在现代物流中,自动化立体仓库已经逐渐成为重要组成成分之一。通过使用自动化立体仓库不仅可以达到仓库自动化存取的目的,还可以实现简便化操作以及高层的合理化[1] 。进入21世纪之后,随着不断提升的经营管理理念与土地价值,自动化立体仓库的应用越来越广泛,根据统计数字显示,在2013年之前全国就有超过1200座的自动化立体仓库保有量[2] 。

在使用过程中自动化立体仓库难免会有各类的故障出现,所以要有针对性的在日常运行过程中采取一些有效的措施,对自动化立体仓库可能出现的故障进行防范。在自动化立体仓库的使用初期,有一些企业因为使用经验的匮乏,往往把维护管理的着重点放到自动化立体仓库的传统电控以及机械部分,忽视了对网络维护的管理,很容易导致计算机系统及网络的损失[3] 。本文在自动化立体仓库实际需求的基础上,利用计算机的并行计算能力,设计了网络维护管理系统,使自动化立体仓库的工作效率有了显著的提高。

自动化立体仓库是指在计算机控制技术之下,不采取人工操作手段就实现物资的可视化以及搬运、存取的机械化。国际自动化仓库会议曾经给出了明确的定义,即是把货物存放在高层货架上,利用巷道堆垛起重机和周边设备开展货物入库和出库等作业的仓库[4] 。自动化立体仓库有五个组成部分:货架、控制系统、堆垛起重机、输送系统以及计算机管理系统。在新时代,与普通仓库相比,自动化立体仓库因其信息化发展程度表现出了巨大的优越性:可以使获取管理质量得到提高,有效的提升了空间利用率;提高了劳动生产率,在有效保障工作人员安全的同时降低了劳动强度;仓库存储的科学化水平较高,能合理分配货位,减少库存积压;能把生产和库存有效的衔接起来,降低仓储运营成本,促进物资的周转;能提供给企业有效的决策依据。

在物流系统中,自动化立体仓库是关键所在。国际物流系统从2005年以后就表现出了较活跃的技术与装备市场需求,其中需求增长最快的是欧洲,而且在物流系统中,目前还多为新系统的引进和现有设备的更新,尤其是伴随电子商务的迅速发展,仓储系统的需求有了大幅增长,为了提高自动化立体仓库的运行速度,已经有一系列新技术投入到自动化立体仓库的研究中,在缩小系统规模时使系统的可靠性得到提升,最终提升自动化立体仓库的作业效率[5] 。但是在我国,物流技术起步较晚,虽然随着自动化立体仓库技术的提升已经积累了一些技术,但是目前仍然与国外同行存在着较为明显的差距。

首先,我国目前的物流设备生产企业规模小、成本高,从事的设备制造尚处低层次的范围,有较为严重的重复建设问题,而且企业之间没有实现技术的共享,不利于与国外同行的竞争[6] ;其次,我国虽然加快了工业化发展进程,但是与国外相比,精密仪器制造方面还略有不足,导致生产的物流设备零部件达不到理想的使用性能,企业缺乏核心竞争力,打价格战又会降低行业利润,容易进入恶性循环;最后,在核心技术方面,国内企业还缺乏高精尖的技术[7] ,与国外先进公司相比,国内生产的核心设备还存在较大的技术差距,在高技术的物流自动化领域,还不能打破国外物流系统集成商垄断的现状。

目前使用的自动化立体仓库服务器、地面控制器使用的系统稳定性较强,相对来说较为安全,但是MOS终端和操作系统采用的是windows,相对来说安全系数不高,而且在自动化立体仓库中,大多是通过局域网把各设备连接起来,虽然提高了信息传输速率,但是却没有相应的增加安全措施。

目前使用较为广泛的自动化立体仓库软件还是在2000年设计完成的,所以使用的计算机操作系统是windows NT,还有一部分使用的是windows 2000,无论是哪一种操作系统都已经被时代淘汰,不仅微软公司都已经对该操作系统停止了支持,而且绝大部分的杀毒软件也已经停止支持。一旦有恶意代码或者病毒入侵,操作系统本身无法解决,轻则计算机速度逐渐变慢,严重的情况可能会导致数据系统遭到破坏甚至是删除,目前有很多计算机病毒可以通过局域网传播,制造出大量的垃圾数据堆积在网络中,对仓库设备间的正常通讯造成严重的影响,可能会导致设备间状态无法同步的现象甚至是设备无法连接的情况。

用户在使用自动化立体仓库时,数据的传递有一部分是基于移动存储设备进行的,但是移动存储设备在局域网计算机上使用时,经常是没经过安全检查就直接操作了,提供了恶意代码和病毒进入局域网计算机的机会。此外,有一些用户安全意识不强,经常把自己的用户名和密码等提供给别人使用,而没有注意到该举动存在的安全隐患。

很多企业由于生产需要,其自动化立体仓库的工作状态基本上都维持在一周七天,每天24小时的状态,停机保养的机会很少,对于自动化立体仓库来说,长期不停歇的工作会加重主控计算机及周边设备的网络维护负担,设备相对来说会出现老化提前的问题,对于一些关键位置的计算机来说,一旦停止运行这些负责控制的计算机,其周边的所有设备将无法正常运行。

从技术层面来看,网络维护管理可以从以下几方面入手:首先要进行适当的计算机及网络访问控制,保证网络和主控计算机不被非法访问和使用,采取操作和维修人员用户名和密码的专人专用;其次,从源头上阻断病毒,禁止外网与仓库所在局域网的连接,在计算机上使用移动存储设备时必须经过安全检查,同时屏蔽与工作无关的USB接口;再次,要进行系统的备份和升级,备份系统可以保证当病毒入侵或系统以外损坏时,可以借由备份系统回到初始状态,同时还要在软件功能正常使用的基础上,进行系统的升级和安全补丁的安装,确保计算机网络的安全;最后要备份数据库,一旦数据库出现问题,就可以基于备份数据进行数据的恢复,保障系统的正常运行。

在进行自动化立体仓库的网络维护时,离不开设备所处物理环境的安全:首先要设置一个专用机柜放置计算机,做好计算机的防尘、散热和防湿;其次,要把相应的防雷装置安装在计算机供电线路上,并把主要的计算机设备都连接到不间断电源上,避免电压波动和突然断电带来的损伤;再次,要防护好服务器所在的中控室,在用户对中控室进行访问时,要利用电子门禁系统确认来访者的身份;最后,尽量做到一机一备,并在备机机箱上注明备机的替换方法,一旦有故障发生,即使当时值班人员不熟悉计算机的操作,也可以按照步骤进行计算机的替换和参数的设置。

设备是服务于人并被人利用的,所以要加强人的管理因素:首先,要加强对计算机用户的培训,普及计算机知识,提高用户的安全意识,通过安全意识的提升,提高计算机使用者的操作技能,进而保障计算机的安全;其次,要尽力一套起支撑作用的计算机和网络管理制度,并通过制度的改进和健全,有效管理计算机及网络,促进用户素质的提高和行业信息水平的提升。

首先是功能需求方面,设计出的自动化立体仓库网络维护管理系统需要能管理货品的出入库操作、检测和调控系统和堆垛机的状态、管理货品信息、管理员工信息、配置系统权限、管理仓库盘点信息、管理报表信息、提供二次开发接口等。其次是性能需求,最好能使用户在5秒之内就能登录到系统中,对于路径和非路径规划类的操作,分别应有8秒和2秒内的系统响应时间,要保证99%以上的操作成功率,在高于系统实际运行一倍以上压力时,系统要至少稳定运行12小时以上。

本文采用系统上下文模型来对设计的自动化立体仓库网络维护管理系统进行描述,如图1所示的系统上下文模型能对系统的实体及其关联进行直观的描述,该系统所在的环境中不仅包括网络维护管理系统,同时还包括多个服务器以及现场总线控制系统。在系统的细节设计中,本文采用了一种标准的格式描述系统的对象、意图、交互机制以及交互内容等。以权限管理为例,表1给出了权限管理的参与者、描述、数据、激励以及响应等,具体内容如表所示。

图1 自动化立体仓库网络维护管理系统上下文模型  下载原图

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数据库软件的创建我们使用了SQL Server 2008,单击Studio并进行网络服务器、本机服务器的选择和用户名密码的输入,就可以通过连接进入主界面,新建数据库、默认和确认信息就可以创建完成一个如图2所示的新数据库。本系统中数据库的设计不仅要设计货品管理数据库维持货品的正常操作,同时还要设计权限系统数据库保障系统的信息安全。在货品管理数据库的设计中,要设计出相关的表来放置货品信息、盘点信息、出入库记录以及货位信息,通过分析实体间的联系,还可以扩展数据库及系统的基本功能。在权限系统数据库的设计中,主要体现对用户访问的限制、对控件可见性的控制以及功能可操作性的控制。

图2 创建完成的新数据库  下载原图

作为一项复杂的系统工程,自动化立体仓库网络维护管理设计了硬件、软件以及管理制度等因素。本文综合考虑了以上因素,设计出的维护管理系统,保障了自动化仓库的高效、稳定运行,对企业生产有重要的现实意义。