正如《物流园区自动识别管理系统简介》一文所述,随着全球经济化的发展,在一国之内创办自由贸易区的趋势逐步扩大,美国已有700多个自由贸易园区,居世界之首,我国已在16个城市(地区)建成或正在建设的海关监管的、具有境内关外性质的保税物流园区。它们大多以引进国内外强势企业,包括世界500强企业。进住保税物流园区的境外企业,大多数从事出口加工。来料加工的材料、组装件和成品的吞吐量都非常巨大。因此,在保税物流园区必须配设相应规模的仓库和堆场,在保税物流园区建设保税物流园区仓库(堆场)自动识别管理系统(简称仓储管理系统)势在必行。该系统将根据用户需求,提供实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、统计报表、决策支持、领导桌面等管理服务功能,实现对货物、车辆(集装箱)高效、节能、安全、环保的“管、控、营”一体化管理。

图1 物联网组成  下载原图

仓储管理系统是保税物流园区的重要组成部分,也是物联网(见图1)的基础,它是传感网、因特网和通信网三网高效融合的产物。

仓储管理系统与物联网一样,其核心是网络化、集成化的智能传感技术。本系统综合多种传感技术,包括射频识别(RFID)、视频识别(VFID)、GPS、称重(电子地磅)、车辆感应、视频监控、红外、温/湿度传感等,根据仓库物流信息管理实际情况,进行系统集成(含各种应用软件),搭建具有流通量大、工作效率高、准确及时的现代化仓储物流信息管理平台,实现对进出仓库(堆场)的车辆(集装箱)和货物的信息共享及可视化(包括视频监控、电子地图及其屏幕显示)管理。

图2 RFID/VFID综合化及其比对系统  下载原图

图3 仓库(堆场)位置矩阵标签图  下载原图

图4 多种标签  下载原图

仓储管理系统采用的技术中,有三种属于应用创新技术,简述如下:

在卡口分系统中,VFID (号牌识别)模块嵌入在高清晰度的摄像机中;RFID/VFID综合化比对模块嵌入在智能车道控制器中。RFID读写器采集到的车辆(集装箱)标签数据信息,从中提取车牌号(箱号)信息;VFID模块通过摄像机,采集车辆(集装箱)的图像,提取车辆(集装箱)的车牌号(箱号)信息;RFID/VFID综合比对模块将两种技术提取的车辆车牌号信息,进行综合比对,不论车辆(集装箱)上是否装有“标签”,都能完成对车辆的自动识别。见图2。这也是本仓库管理系统的独到之处。

在仓库(堆场)的过道(或货架)上安装超高频(UHF)中速、远距离标签,形成位置矩阵(行和列),这些标签被称为位置矩阵标签,见图3。当读写器同时读到位置矩阵标签和托盘(或货箱)上的标签的信息,就能准确地确定该托盘(货箱)在仓库内的位置,并在电子地图上显示。

在不同的识别对象上,安装不同的标签(包括条码)。在车辆(集装箱)上安装超高频(UHF)快速远距离标签,识别距离可达22米以上;在托盘、过道(或货架)上安装超高频(UHF)中速、远距离标签,识别距离可达10米以上;在货箱上安装高频(HF)近距离标签;在货物上可安装高频(HF)近距离标签,也安装条码。见图4。

在不同大小、不同表面介质(如金属)的产品上,安装不同介质、不同体积的标签,包括可贴于金属表面的标签。各种标签的价格各不相同,快速远距离标签价格较高;货箱上安装的近距离的HF标签价格较低;在货物上安装廉价的条码。

采用组合标签识别,是为了降低系统应用成本。

仓储管理系统由卡口、视频监控、仓库(堆场)移动RFID等分系统、通信网络和仓库(堆场)管理室等组成。见图5。

仓储管理系统的卡口分系统与保税物流园区的卡口分系统的组成相似,本文不再重述。保税物流园区的各个卡口中,只有仓库进出卡口必须安装电子地磅,以采集进出仓库车辆(集装箱)的实际重量和自重,并与仓库单进行对比,避免舞弊、走私现象的发生。

图5 仓储管理系统的组成  下载原图

在仓库(堆场)不设管理中心,只设管理室。在管理室内配置操作计算机监视器、交换机、卡(标签)管工作站、专用读写器及其天线和视频服务器,见图5。其他管理设施全部集中到保税物流园区的管理中心,操作计算机和监视器可作保税物流园区管理中心的一个终端。

卡(标签)管工作站和专用读写器及其天线,完成标签信息的数字化及其全生命过程的管理,包括标签的生成、信息的写入、修改、更新和淘汰。卡(标签)管工作站的设备安装在仓库(堆场)管理室中,见图5。

仓库(堆场)视频监控分系统由前端摄像机、光纤(电缆)、光端机、监视器和视频服务器组成。根据仓库(堆场)的规模和用户的要求,在仓库(堆场)配置一定数量的彩色球形摄像机和枪式摄像机。设在仓库(堆场)的各种摄像机采集仓库(堆场)内的货物、车辆(集装箱)和现场实时图像信息,并通过光纤(电缆)、光端机,传到管理室的视频服务器和监视器,进行显示。

移动RFID分系统由超高频(UHF)和高频(HF)读写器及其天线、智能控制器、条码扫描器、短程通信模块、各种“标签”和条码组成。超高频(UHF)和高频(HF)读写器及其天线、智能控制器和条码扫描器安装在叉车上,随叉车一起移动,见图6。

图6 移动RFID分系统及其叉车和托盘图  下载原图

UHF读写器的天线有2个,其中一个安装在叉车前,天线方向图向前下方,对着仓库(堆场)过道,读取过道上位置矩阵标签和托盘上的标签信息;另一个安装在叉车的可升降的天线杆上,用以读取货架上的位置矩阵标签和货箱上标签的信息。当读写器采集到位置矩阵标签和托盘(或货箱)上的标签的信息,就能确定货物所在坐标位置。多功能手持读写器能读取UHF、HF标签和条码信息,并通过短程通信模块传到智能控制器。

仓储物流自动识别管理系统是海关保税物流园区、大中型企业的工业园区和集装箱集散中心必备的管理工具,也是物联网技术发展应用的基础;它将提升保税物流园区信息化管理水平,实现与制造、商贸区域物流、电子商务等配套环境的无缝集成,它是保税物流园区集聚优势,提高自身竞争力,融入经济全球化的战略选择。

本文是在工程应用方案的基础上,简缩而成,目的仍然是抛砖引玉,供广大物流园区的建设者和设施供应商参考。

“采用组合标签识别,能降低系统应用成本。”

“仓储物流自动识别管理系统是融入经济全球化的战略选择。”