智能化立体仓库是当前仓库发展比较高级的形式(自动存储/检索系统Automated Storage/Retrieval System,AS/RS),它以高层货架为主要标志,以成套先进搬运设备为基础,以先进的计算机控制技术为主要手段,以此组成高效率的物流、大容量的合理的存储,以适应现代化生产的需求[1,2]。自动化立体仓库一般由货物储存系统、货物存取和输送系统、控制和管理系统3大系统组成。
立体仓库从空间上提升了仓库的使用空间。以往工房的仓库管理都是依靠人工记忆和手动操作的方式,已经远远不能满足要求。因此,必须使仓库管理和计算机系统结合起来,减轻工作人员的管理压力,实现工房仓库出入库的自动化管理与操作[3,4]。
本文设计的管理系统主要用于工房内的立体储存、自动化存取和智能化出入库管理,现从需求分析、功能设计、系统实现等方面进行论述。
根据调研情况,对工房立体仓库提出以下功能性需求。
仓库存储货位利用率和出入库效率为管理调度系统优先考虑的因素,操作简单易学。工房内物资使用特点为以货箱形式出入库,不拆箱;物资常重复使用,使用过后需要放置在立体库中保存,每次入库不得反复录入箱信息。
本立体仓库存放两种规格尺寸的货箱,物资放置不分区,如果货箱内有损坏件,用特殊颜色区分。物资分为轻重两种类型,一般情况下,轻物资放上面一层,重物资放下面两层,轻重的分界线为700 kg。
生成入库单有以下方式:第一,支持Excel文件格式的入库单据、装箱清单据导入;第二,手动添加箱信息和装箱清单[5]。
入库货箱有唯一二维码,每一个二维码对应一个出入库物品(单元)。入库自动扫描二维码操作(或手工确认操作)。
物资识别采用唯一产品编号,产品和外包装箱均有明确的标识。系统扫描二维码可自动识别物资的基本信息。使用过程中,可手动更改每个货物的使用状态(损坏、修复、报废)和某次任务的使用状态。
货物货位分配是根据货位优先级自动分配,分配的结果在可视化终端中显示;同时,可通过人工更改分配货位,做到既可以系统分配货位,也可以人工指定货位。
每层的二列中间排(3排)推荐为货物交换位,这个位置可以用户自己设定,可以设置为任意列任意排,推荐最优为2列。
在系统中显示产品的有效期、可用的装填次数及累计上艇时间。当产品过期或者使用寿命到期,全屏报警提示产品不可用。
仓库管理系统由基本档案管理、基础信息管理、系统管理、盘库管理、货位调换管理、入库管理、出库管理组成[6],具体如图1所示。
智能化仓库管理调度系统体系架构分为物理设备层、网络通信层、数据层、应用层等。其中,物理设备层是本系统的数据采集源,所有数据都来源于物理设备通信接口和设备监控系统接口;网络通信层使用智能化仓库管理调度系统平台网络;数据层由运行数据和状态数据组成,是系统运行处理的基础,所有系统业务信息数据、信息交换数据均进行持久化;应用层包括集中监控管理、告警管理、报表管理、权限管理、个性化管理等,其作为人机交互的主要部分,完成所有数据可视化展示,为管理者提供决策服务。智能立体仓库管理系统拓扑图如图2所示。
根据需求,结合实际应用,以Microsoft Visual Studio2012为软件开发平台,以Microsoft SQL Server 2008为数据库服务平台[7]。
基本档案模块的功能为物资档案录入(见图3)、入库单管理(见图4)和出库单管理(见图5)。
基础信息管理模块主要是对货位进行管理,如对货位的使用状态、交换位进行修改(见图6)。
系统管理模块的功能为用户管理,主要为添加、修改、删除、保存用户信息(见图7)。
盘库管理模块主要是对物资进行盘库,盘库界面如图8所示。
货位调换模块的功能为将物资从一个货位搬移到另一个货位(见图9)。如果出现系统异常,可手动强制退出或强制完成任务。
出入库模块功能为自动分配货位、计算出入库的指令,并下发给设备级。物资出入库管理如图10和图11所示。
目前,管理系统已投入使用,运行效果良好,实现了物资管理和调度管理等需求。界面友好,操作简单,极大简化了仓库管理的操作流程,提高了工作效率。
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