快遞倉儲系統(tǒng)參考模板

1、 快遞倉儲系統(tǒng)的分析與設計第1章緒 論隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，近年來系統(tǒng)的自動識別技術在物流、交通、生產(chǎn)等各個方面均得到廣泛的引進應用。例如，在物流中心、交通管理等各個行業(yè)的管理系統(tǒng)中，為了降低成本，提高工作效率等都應用了自動化管理的系統(tǒng)。在近些年，該領域中出現(xiàn)了一種快速、實時、準確采集以及處理信息的自動化識別技術為射頻識別技術（Radio Frequency Identification， RFID）。1.1 課題背景及意義物流是指物品從供應地向接收地的實體流動過程。根據(jù)實際需要，將運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實施有機結(jié)合。它是根據(jù)物品的種類、數(shù)量和質(zhì)量，在最

2、合適的時刻，以最低的成本將其輸送到正確的地點，并及時完成物品信息的傳輸和修改，以及輸送工具回收的全過程。隨著生產(chǎn)與消費在時間和空間上分離的不斷擴大，為了保證社會經(jīng)濟活動和企業(yè)生產(chǎn)順利進行，并取得良好的經(jīng)濟效益，物流作為“供”、“需”間有機銜接的橋梁，逐漸發(fā)展成為一門綜合性學科。物流學是以多學科綜合為理論基礎，融合了自然科學與社會科學，它既是技術科學又是經(jīng)濟科學，同時還與其他學科有著密切的聯(lián)系，如計算機科學、自動控制等。物流學研究的對象一般是多目標決策的、復雜的動態(tài)系統(tǒng)，在進行系統(tǒng)分析時，既要考慮其經(jīng)濟性指標，又要考慮技術的先進性、科學性。因此，在研究方法上不僅要運用自然科學中常用的數(shù)學邏輯推理

3、與計算，也常采用對系統(tǒng)進行模型化、模擬與分析的方法，使定性分析與定量計算相結(jié)合。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及意義重要性1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀自動分揀系統(tǒng)最早在我國郵政部門使用，分揀機的主要功能是將包裹或印刷品按郵寄地址進行分揀。自動分揀系統(tǒng)的使用，改變了傳統(tǒng)的手工分揀作業(yè)方式，大大減輕了笨重的體力勞動，而且更為重要的是提高了分揀作業(yè)準確性。我國在30多年的應用過程中，自動分揀機的機械結(jié)構(gòu)、控制方式、性能都得到了不斷的改進和完善。80年代以前，我國應用的自動分揀機分揀效率很低，其理論分揀效率為800件/小時一1800件/小時，托盤承載能力在5千克以下，托盤和格口尺寸均較小。托盤小車的結(jié)構(gòu)多為傘齒

4、輪翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，牽引鏈條為片式鏈。這種機構(gòu)無法適應更高的分揀速度和更大的承載量，整機的分揀水平很低。80年代以后，我國陸續(xù)開發(fā)出一些新型自動分揀機，可以分揀最長邊為500毫米，最大重量為15千克的包裝貨物，其分揀效率也提高到2400件/小時一5400件/小時。目前，廣泛使用的自動分揀機主要包括推塊式分揀機、斜導輪式分揀機、軌道臺車式分揀機、搖臂式分揀機、垂直式揀選系統(tǒng)和交叉帶式分揀系統(tǒng)等。1 / 17中國鼓勵和支持在公共安全、生產(chǎn)管理與控制、現(xiàn)代物流與供應鏈管理、交通管理、國防應用、重大工程與活動等領域中優(yōu)先應用RFID技術，為其大規(guī)模廣泛應用積累經(jīng)驗。我國分3個階段來發(fā)展:第一階段為培育期(20

5、06一2008年)。在產(chǎn)業(yè)化核心技術研發(fā)、標準制定等方面取得突破，通過典型行業(yè)示范應用，初步形成RFID產(chǎn)業(yè)鏈及良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境。第二階段為成長期(2008一2012年)。擴展RF功應用領域，形成規(guī)模生產(chǎn)能力，建立公共服務體系，推動并形成規(guī)?；袌?，促進RFDI產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。第三階段為成熟期。整合產(chǎn)業(yè)鏈，適應新一代技術的發(fā)展，輻射多個應用領域，提高RFID應用效率和效益。隨著RFID技術的不斷發(fā)展與完善，RFID標簽的使用數(shù)量也會越來越大，其價格也會逐漸降低。根據(jù)預測，RFDI標簽技術將在未來2一5年逐漸開始大規(guī)模應用，到2008年RFID標簽僅在全球供應鏈領域的市場需求，就要達到40億美元

6、，這是一個極具吸引力的市場數(shù)據(jù)。1.2.2 研究意義重要性本課題的研究不僅對自動化立體倉庫中貨物分揀系統(tǒng)的柔性化、高效化產(chǎn)生影響，還對物流節(jié)點倉儲起著重要的作用，在“成本+效益”上提供一項填補國內(nèi)空白的分揀方式優(yōu)化解決方案。因此，該課題不僅有經(jīng)濟效益，還有較深遠的社會效益。第2章RFID技術介紹2.1 RFID技術RFID是射頻識別技術（Radio Frequency Identification， RFID）的英文縮寫，是利用了射頻信號通過磁場或電磁場從而實現(xiàn)無接觸的信息傳遞，從而達到識別并且交換信息的目的，可高速的同時識別多個目標。RFID標簽相對于傳統(tǒng)的條形碼具有很多的優(yōu)點：第一是標簽本

7、身。RFID標簽不受尺寸大小以及形狀的限制，不需要因為讀取精度從而配合紙張的固定尺寸以及印刷材質(zhì)。第二是抗干擾性能好。條形碼的識別要求很高，條碼本身很容易被污染或破壞，從而影響識別。而RFID標簽對水、油等物質(zhì)有極強的抗污性，同時在有灰塵、雪花等覆蓋的情況下也可進行無線波的發(fā)射，不會影響對標簽的識別。第三是可重復性。RFID標簽具有讀寫的功能，電子標簽的數(shù)據(jù)可被反復覆蓋，因此RFID標簽可以重復使用。第四是作用范圍廣。RFID標簽攜帶的數(shù)據(jù)量巨大；射頻讀寫器讀取距離可以從十幾厘米到十幾米，根據(jù)不同的頻率，讀取的距離也不同，同時可以識別運動的物體以及多個標簽的識別。第五是數(shù)據(jù)的保密性能好。射頻識

8、別技術在運動過程中不需要有光也沒有聲音產(chǎn)生，不容易被發(fā)現(xiàn)。RFID標簽本身的數(shù)據(jù)存儲有密碼的保護從而不易被提取，難以仿造安全性能高。由于RFID技術的信息準確性以及實時性能都要比條形碼要高，因此在物流的倉儲管理系統(tǒng)中RFID技術成為了研究的熱點。因為RFID標簽的造價要比條形碼高很多，所以RFID射頻識別技術還沒有像條形碼那樣得到廣泛的應用。不過，在未來射頻識別技術將會是未來物流中心的倉儲管理系統(tǒng)中自動識別技術的主要技術。2.1.1 RFID系統(tǒng)的組成目前的RFID技術是AEI（Automatic Equipment Identification，自我識別）在射頻技術的方面具體應用以及發(fā)展。在

9、距離短的貨物上不怕水、油污、灰塵等惡劣環(huán)境的影響，可以完全代替條形碼識別的技術。最基本的RFID系統(tǒng)（射頻識別系統(tǒng)）是由三部分來組成的整個系統(tǒng)。分別是標簽（Tag）、讀寫器以及天線組成。標簽（Tag），也稱作射頻卡片，由耦合元件以及芯片組成，可以標識唯一的貨物產(chǎn)品，每個標簽都包含著唯一的貨物代碼，通過對標簽的讀取從而獲取相應的貨物代碼，獲取相應貨物代碼對應的所有有關貨物的信息數(shù)據(jù)。讀寫器，由高頻接口和控制單元兩個基本部分組成，標簽的讀寫器具有標簽的初始化信息，能夠讀寫標簽的所有信息。天線，天線一般內(nèi)置在標簽和讀寫器中，標簽的天線和讀寫器的天線之間能夠相互接收和發(fā)送能量，以此來實現(xiàn)信息交換傳遞的

10、目的。研究表明，天線的工作頻段對天線的工作性能有著重大的影響。2.1.2 RFID系統(tǒng)的工作原理RFID的基本工作流程是：讀寫器通過天線來發(fā)射出一定頻率的射頻信號；當RFID標簽進入到讀寫器發(fā)出無線射頻信號的指定區(qū)域內(nèi)，RFID標簽內(nèi)置的天線就會產(chǎn)生電流，從而獲得能量激活電子標簽同時向讀寫器發(fā)送出自身的編碼信息，讀寫器接收到標簽發(fā)送的信號并對其進行解碼，然后恢復標簽的原始數(shù)據(jù)信息并將數(shù)據(jù)信息傳送給計算機系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)的一系列處理操作。最后計算機獲取到貨物的基本信息，因此達到自動識別的過程，如圖2.1所示RFID射頻識別系統(tǒng)的工作原理圖。圖2.1 RFID射頻識別系統(tǒng)的工作原理2.1.3 系統(tǒng)

11、的分類根據(jù)RFID系統(tǒng)的特性，可以將RFID系統(tǒng)分為多個種類，具體如下：（1）按照系統(tǒng)的工作方式分類可以將RFID系統(tǒng)分為半雙工系統(tǒng)、全雙工系統(tǒng)以及時序系統(tǒng)。（2）按照RFID卡片分類可以將RFID系統(tǒng)分為1位系統(tǒng)以及多位系統(tǒng)。1位系統(tǒng)是數(shù)據(jù)量為1，在該系統(tǒng)中讀寫器只能發(fā)出兩種信號狀態(tài)，即“在電磁場中的電子標簽”和“在電磁場中沒有的電子標簽”。生產(chǎn)1位的電子標簽不需要電子芯片，因此1位RFID卡片的造價成本非常低，應用也因此比較廣。多位系統(tǒng)中RFID卡片的數(shù)據(jù)量通常是在幾個字節(jié)或者幾千個字節(jié)之間，數(shù)據(jù)量非常大。（3）按照數(shù)據(jù)的載體進行分類只讀系統(tǒng)中讀寫器只能讀取RFID卡片中的信息數(shù)據(jù)，而不能

12、將數(shù)據(jù)寫入到RFID卡片中。RFID卡片自帶的加工號，只讀系統(tǒng)的讀寫器不可改寫RFID卡片內(nèi)部的信息；可讀可寫系統(tǒng)與只讀系統(tǒng)相反，在可讀可寫的系統(tǒng)中讀寫器可以修改電子標簽內(nèi)部的存儲信息，也可以將數(shù)據(jù)寫入到電子標簽內(nèi)。（4）按照工作的頻率進行分類按照工作的頻率對系統(tǒng)進行分類可以分別分成低頻系統(tǒng)、中高頻系統(tǒng)、超高頻系統(tǒng)以及微波系統(tǒng)。其中低頻系統(tǒng)的頻率是30kHz300kHz，中高頻系統(tǒng)的工作頻率是3MHz300MHz，超高頻系統(tǒng)的工作頻率是300MHz3GHz，以及微系統(tǒng)的工作頻率是2.45GHz，本系統(tǒng)采用的是915MHz為超高頻讀卡器。第3章 RFID技術在倉儲管理中的應用研究 3.1 倉儲的

13、在庫保管 分類存放：分類存放是倉庫保管的基本要求，是保證貨物質(zhì)量的重要于段。包括不同類別的貨物分類存放，甚至需要分庫存放；不同規(guī)格、不同批次的貨物也要分位、分堆存放； 殘損貨物要與原貨分開。對于需要分揀的貨物，在分揀之后，應分位存放，以免又混合。分存還包括不同流向貨物、不同經(jīng)營方式的貨物分類分存。造當?shù)陌徇\活性擺放整齊 為了減少作業(yè)時間、次數(shù)，提高倉庫周轉(zhuǎn)速度，根據(jù)貨物作業(yè)的要求，合理選擇貨 物的搬運活性。對采用搬運活性高的入庫存放貨物，也應注意擺放整齊，以免堵塞通道，浪費倉容。 盡可能碼高 貨垛穩(wěn)固 為了充分利用倉容，存放的貨物要盡可能碼高，使貨物占用地面最少面積。盡可能 碼高包括采用碼垛碼

14、高和使用貨架在高處存放，充分利用空間。貨物堆垛必須穩(wěn)固，避免倒垛、散垛，要求疊垛整齊、放位準確，必要時采用穩(wěn)固方法，如垛邊、垛頭采用縱橫交叉疊垛，使用固定物料加固等。只有在貨垛穩(wěn)固的情況下才能碼高。 面向通道 不圍不堵 面向通道包括兩方面意思，一是垛碼、存放的貨物的正面，盡可能面向通道，以便 察看。貨物的正面是指標注主標志的一面。二是所有貨物的貨垛、貨位都有一面與通道相連，處在通道旁。以便能對貨物進行直接作業(yè)。只有在所有貨位都與通道相通時，才能保證不圍不堵。 入庫貨物的保管是指倉庫針對貨物的特性，結(jié)合倉庫的具體條件，采取各種科學手段對貨物進行養(yǎng)護，防止和延緩貨物質(zhì)量變化的行為。貨物保管的目的在

15、于保持庫存貨物的使用價值，最大限度地減少貨物自然耗損，杜絕保管不善而造成的貨物損害，防止造成貨物損失。保管人有絕對的義務對倉儲物進行妥善保管是倉儲合同賦予倉儲保管人的責任，由于保管不善所造成的損失，保管人要承擔賠償責任。倉庫應高度重視貨物保管工作，以制度性、規(guī)范性的方式確定保管工作責任；針對各種貨物的特性制訂保管方法和程序，充分利用現(xiàn)有的技術手段開展針對性的保管、維護。 倉庫保管遵循“以防為主、防治結(jié)合”的保管原則。要特別重視貨物損害的預防，及時發(fā)現(xiàn)和消除事故隱患，防止損害事故的發(fā)生。特別要預防發(fā)生爆炸、火災、水浸、污染等惡性事故和造成大規(guī)模損害事故。在發(fā)生、發(fā)現(xiàn)損害現(xiàn)象時，要及時采取有效措施

16、，防止損害擴大，減少損失。倉庫貨物保管的手段主要有：經(jīng)常對貨物進行檢查測試，及時發(fā)現(xiàn)異常情況；合理地對貨物通風；控制陽光照射；防止雨雪水濕貨物，及時排水除濕；除蟲滅鼠，消除蟲鼠害；妥善進行濕度控制、溫度控制；防止貨垛倒塌；防霉除霉，剔出變質(zhì)貨物；對特殊貨物采取針對性的保管措施等。 3.2 在庫物品的保管方法 通風 通風是指采取措施，加大空氣流通的保管手段。利用干燥空氣的大量流通，能降低貨物的含水量；利用低溫空氣降低貨物溫度；通風還具有消除貨物散發(fā)出的有害氣體的 作用，能增加空氣氧分的含量。當然通風也會將空氣中的水分、塵埃、海邊空氣的鹽分等帶入倉庫，影響貨物。 溫度控制 普通倉庫的溫度控制主要是

17、避免陽光直接照射貨物，因為在陽光直接照射的地表溫度要比氣溫高很多，午間甚至高近一倍。倉庫遮陽采用倉庫建筑遮陽和氈蓋遮陽。對怕熱貨物應存放在倉庫內(nèi)陽光不能直接照射的貨位。對溫度較敏感的貨物，在氣溫高時 可以采用灑水降溫，包括采取直接對貨物灑水，對怕水貨物可以對苫蓋、倉庫屋頂灑水降溫。在日曬降低的傍晚或夜間，將堆場貨物的苫蓋適當揭開通風，也是對露天堆場貨物降溫保管的有效方法。 濕度控制 濕度分為貨物濕度、空氣濕度?；\統(tǒng)來說，濕度表示含水量的多少，但在不同場合又 有不同的表示方式。對貨物采用含水量指標，用百分比表示；對空氣濕度則又分為絕對濕度和相對濕度兩種方式表示；對空氣中的水汽結(jié)露成水珠采用露點來

18、表示。3.3倉儲的備貨出庫操作 1. 備貨作業(yè) 倉庫接到提貨通知時，應及時進行備貨工作，以保證提貨人可以按時完整提取貨物。備貨時要認真核對貨物資料，核實貨物，避免出錯。在部分貨物出庫時，應按照先進先出、易壞先出、不利保管先出的原則，安排出貨。已損害的貨物應動員提貨人先行提貨，然后根據(jù)與提貨人達成的協(xié)商安排出貨，沒有協(xié)商安排的，暫不出貨。 備貨工作主要有：包裝整理、標志重刷；零星貨物的組合；根據(jù)要求裝托盤或重組；轉(zhuǎn)到備貨區(qū)備運。 2. 出庫作業(yè) 在提貨時，倉庫應核實提貨人辦理收費等的提貨憑證，確定提貨人已辦理妥善倉庫提貨手續(xù)。認真核對提貨人身份，避免錯交，并收回提貨憑證。提貨人到庫提貨，倉庫應會

19、同提貨人共同查驗貨物，逐件清點，或者查重驗斤，檢驗貨物狀態(tài)。在貨物裝車前，要對3.4 RFID技術在倉儲管理中的應用研究 來庫車輛進行檢查，確認車輛符合裝車作業(yè)，并對車輛不利裝運情況進行記載或要求車方處理妥善。由倉庫負責裝車的，裝車前應對車廂進行清掃及必要的鋪墊，督促裝車人員妥善裝車，裝車完畢，進行合適的綁扎固定。由提貨人自理裝車的，對裝車作業(yè)進行監(jiān)督，確認作業(yè)損害。裝車完畢，會同提貨人簽署出庫單證、運輸單證，收留留存單證，交付隨貨單證和資料，辦理貨物交接。按照一車一證方式向車輛簽發(fā)出門證，以便門衛(wèi)查驗放行。 3.5 傳統(tǒng)倉儲操作存在的問題 由于傳統(tǒng)倉儲操作所采用的信息技術與物流倉儲設備較落后

20、，因此其操作與管理過程中存在很多缺點，如：入庫驗收時間長，在庫盤點亂且數(shù)量不準，出庫揀貨時間長且經(jīng)常揀錯貨，出庫貨品不能做到先進先出，有些貨品會因為不正確的揀貨順序而導致保質(zhì)期到期不能再用等。這些問題幾乎在每個倉庫中都會發(fā)生。如：入庫驗收時間長；在庫盤點時間長且盤點數(shù)量不準；揀貨出庫時間長且經(jīng)常出錯第4章基于RFID的倉儲系統(tǒng)設計4.1 RFID物流自動分揀系統(tǒng)的整體設計本文設計的基于RIFD的煙草物流分揀系統(tǒng)如圖4.1所示。該系統(tǒng)由RIFD讀寫組件、通訊及顯示控制接口、分揀系統(tǒng)管理軟件三部分組成。 以下說明各部分組成及主要功能。（1）RFID讀寫組件讀寫系統(tǒng)由RIFD讀寫器、天線及射頻標簽組

21、成，負責完成托盤上標簽的自動識別，并可將讀取到的標簽信息通過RS232接口傳遞到計算機終端,，作為分揀管理系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)來源。（2）通訊及顯示控制接口由CAN通訊模塊和顯示模塊組成。主要負責將煙草貨品的分揀操作信息通過CAN傳遞到各個分揀工位，在相應工位處的LCD上顯示需要分揀出的煙信息，為分揀人員的操作提供指示。圖4.1基于RFID的物流自動分揀系統(tǒng)（3）分揀系統(tǒng)管理軟件該軟件主要負責整個分揀系統(tǒng)的控制與管理, 完成管理軟件與RIFD讀寫器的信息交換，并根據(jù)讀寫器的讀寫操作實時更新使數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，跟蹤自動分揀過程。4.2 RFID自動分揀系統(tǒng)的組成下面分別介紹讀寫器中的控制電路、射頻收發(fā)模塊及

22、通訊接口模塊的設計。（1）控制模塊中央控制器選用Atmel公司的Atmega128L。它有128 K字節(jié)的系統(tǒng)可編程Flash，4K字節(jié)的EEPROM，4K字節(jié)的SRAM，53個通用I/O口線，兩個UART，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器。Atmega128L的UART0口用于與計算機終端的申口通訊；UART1用于與射頻收發(fā)芯片的讀寫的標簽信息串口通訊；SIP負責與射頻收發(fā)芯片配置信息的通訊； Atmega128L的D口作為I/O口用作射頻收發(fā)模塊的控制接口。（2）射頻收發(fā)模塊射頻收發(fā)模塊電路原理圖如圖4.2所示。圖4.2射頻收發(fā)模塊電路原理圖（3）通訊接口模塊讀寫器采用RS232通訊接口與計算機終端進行數(shù)據(jù)通訊。接口芯片選用Maxim公司的MA X232A。讀寫器通過該接口接收分揀系統(tǒng)管理軟件發(fā)送的讀寫器配置信息、分揀命令信息及標簽更新信息，并實時向分揀系統(tǒng)管理軟件上傳所讀取的標簽信息。4.3 RFID物流自動分揀系統(tǒng)的主要模塊設計基于新型分類裝置的智能化分揀系統(tǒng)設計了5個分揀道口，貨物的輸送滾道采用的橢圓環(huán)形，如圖4.31所示的分揀系統(tǒng)總體布局圖，即在每個分揀道口上設置一個輥子浮出式分類裝置，貨物沿滾道逆時針運動。在入口和各出口分別安裝了射頻讀寫器，使貨物在不同的運動狀態(tài)下都能實現(xiàn)信息