智能港口物流仓储解决方案

1、智能港口物流仓储解决方案The manuscript was revised on the evening of 2021智能港口物流仓储解决方案目录一、方案综述建设背景市场竞争日益激烈，提高港口物流智能化对于企业来说至关重要，智能化 港口物流与仓储管理，可以提高港口的作业能力，为企业节约人力物力，从而 获得更好的经济效益。仓储管理及精确定位在企业的整个管理流程中起着非常 重要的作用，如果不能保证及时准确的进货、库存控制和发货，将会给企业带 来巨大损失，这不仅表现为企业各项管理费用的增加，而且会导致客户服务质 量难以得到保证，最终影响企业的市场竞争力。目前，仓储管理系统通常使用条码标签或是人工

2、仓储管理单据等方式支持 自有的仓储管理。但是条码的易复制、不防污、不防潮等特点，和人工书写单 据的繁琐性，容易造成人为损失，使得现在国内的仓储管理始终存在着缺陷。随着无线射频电子标签、GPS、AIS信息、无线网络的应用，形成了物联网 的核心，可以从根本上解决上述的问题。本方案基于无线网络和射频识别RFID 技术，根据港口码头仓储管理中的实际情况和需求，提出智能港口物流仓储解 决方案。本方案应用中，安装AIS基站可以监控靠舶船只相关信息，以利于卸 船时间安排。同时在作业车辆装上带监控的GPS定位器，可实现货物转仓、入 仓取证。将电子标签封成卡状，贴在每个货物的包装上或托盘上，在标签中写 入货物的

3、具体资料、存放位置、送达方资料等信息。在仓库、出入库口、中转 机械等设置固定式或手提式卡片阅读机，能辨识、侦测货物流通，实现货物出 入库自动化。建设目标现代化的仓储管理系统主要针对传统的仓储管理中所面临的诸多问题结合港口 码头出入库的运作，采用RFID射频识别技术、计算机技术、互联网应用技术等 信息化技术，对仓库物资的管理实现自动化识别、库存准确定位、仓储物资调 拨管理、自动化/半自动化盘点、实时报表输出等一系列自动化操作。主要目标：1) 船舶到货提醒；2) 车辆作业监控；3) 仓储物资在调拨实时管理；4) 现仓储物资数据的网络实时共享和管理；5) 提高盘点的准确性和操作效率；6) 货物的安全

4、监控。方案特点1、 AIS数据获取方便，只需在码头安装一个AIS基站就能接收码头周边20 海里的船舶信息，为以后项目扩建带来更多数据量。2、 内部作业车辆上应用GPS定位、无线传输、语音提示等技术，结合业务 作业情况，做到车辆管理作业环节清晰可控，异常停车、违规行驶、在非授 权堆场作业实时发现及时发现报警，留存关键信息用于取证、处罚，实现港 区作业实时全过程监控，异常自动报警。3、 用RFID进行读取识别，数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进 行。有效识别距离更长，其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等 高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条 形码；传统

5、条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和 化学药品等物质具有很强抵抗性。4、 将整个仓库管理与射频识别技术相结合，能够高效地完成各种业务操作，改进仓储管理，提升效率及价值。5、 缩减盘点周期，提高数据实时性，实时动态掌握库存情况，实现对库存物品的可视化管理。方案原则此方案严格遵循该项目中所涉及的各项技术规范。最大限度地利用现有计算 机的最先进技术。遵循实时性、整体性、稳定性、先进性和可扩充性的原则， 建立经济合理、资源优化的系统设计方案。1、 实时性：此系统采用目前最先进的高速无线网络技术，使得仓库的所有计划、操作、调度、控制和管理全部具有实时性，大大提高仓库现有设备和 人员

6、的效率，实现物流管理的最大效益。2、 整体性：此系统涉及无线手持设备、无线接收设备、数据库前台以及后台的数据库服务器。虽然它们之间在物理上是相互分离的，但均有各自的系 统支持。为了使各个部分能够统一协调的工作，在设计时必须确保它们之间 整体的一致性。3、 稳定性：此系统是为仓库管理、现场作业服务的生产信息系统。为此在系统设计时对系统的效率和稳定性进行了优化处理，使系统在保证速度的同 时确保了稳定性。4、 先进性：此系统是集计算机软硬件技术、无线网络技术、互联网络技术、条码自动识别技术和数据库技术为一体的智能化的系统。二、方案思路在方案设计中，主要是船舶车辆管理、仓库管理和数据中心的监控及报表

7、输出。根据用户的具体要求，可能会细分到各个环节中。但基本的系统描述如 下。系统结构港口码头船舶车辆、仓库管理系统结构图如图（1）。在船舶管理中，主要采用AIS固定基站收集码头附近的船舶信息，如需要 扩建实现内河、沿海船舶监控，需要在沿岸建设AIS基站或接入卫星信号。在车辆管理中，主要采用带摄像头GPS定位器对车辆作业进行跟踪，实际 应用中，车辆在那个仓库或堆场作业，车队管理员或仓储管理员，可以通过系 统预先绑定的车辆，进行作业地点和轨迹查询，同时通过图片查询验证运输过 程中是否出现货损。在仓储管理中，主要采用可移动的RFID手持机和固定式读写器来完成实现 对仓库物资（贴有电子标签）进行仓储管理

8、。在实际应用中，除了仓储的仓库 管理外，还会涉及货物调拨及实时货物的信息查询情况，以便对物资进行跟 踪。如果采用手持机对物资进行盘点效验等，其基本的操作是：用手持机扫描 贴放在物资上的电子标签，手持机通过无线方式（Wifi无线通信或GPRS数据 通信）与后台数据库进行数据交互，并完成相应的数据服务请求。如果采用固定式读写器对物资进库、出库等进行管理，其基本的操作是： 物资搬运时，通过装有固定式读写器射频覆盖区域，读写器读取到贴放在物资 上的电子标签信息。（A href=”手持终端/A固定式读写器通过COM 口/以 太网口等通信，将数据上传到仓库工作站的PC机上，终端PC机通过网络与后 台数据库

9、完成数据的交互，终端PC可同时完成各种的服务请求。如果使用手持机对物资调拨等环节进行实时的跟踪和数据服务请求的处 理，其基本的操作是：手持机扫描调拨物资的属性信息（扫描电子标签），物 资信息通过移动通信网络的GPRS数据服务上传到后台服务器，后台服务器对数 据进行处理后，将处理结果返回到手持机上。同时仓库或堆场设有视频监控，可以监控仓库或堆场的作业将情况，同时 起到防盗取证作川。货物调拨实时 信息管理固定式谡写仓 储管理波4b物费X援况馋密戌图（1）系统软件设计系统软件主要由船舶车辆管理服务端系统、仓储管理服务端系统、仓储管 理客户端系统、手持机业务系统、固定式读写器业务系统、资产数据库系统等

10、 儿部分组成。下图（2）是基于港口物流仓储管理系统软件逻辑图。应用终端层：主要是指货物到港、货物运输、仓储管理的设备终端；UI层（用户界面层）：展现给电信的后台管理页面； 核心业务层：实现船舶物资管理系统的核心业务功能； 功能层：为系统的基础功能模块； 数据库层：为系统的底层数据存储，包括业务数据和系统数据。应用终端川层A IS基站车辆定位器固定式读写器:船舶车辆跟踪A IS基站（ 物资出庠手持终端读写器视频监控权限管理功能物质盘点址示器物资盘点标签打印机报警提示功能数据库层业务数据库主要功能模块本方案主要功能模块包括：船舶车辆跟踪、标签发放管理、物料入库管 理、物料出库管理、A href二手

11、持机/A物料盘点、物料查询、物料调拨 管理、异常监控报警、系统管理。如图（3）港口码头物流仓储主要功能模块系统管理异常监控报警管理物料调拨管理物料查询物料盘点物料出库管理物料入库管理标签发放管理船舶车辆跟踪图（4）图（3）1、船舶车辆跟踪由于船舶AIS基站数据与网络平台对接，所以可以查看船舶到港的信息如图（4） o A href二。手持终端机/A车队管理员作业前要把车辆监控设备唯 一识别号与车辆绑定录入系统，根据船舶到港时间安排车辆货物中转、入库等 作业计划，在车辆作业过程中，在系统输入原绑定的识别号可以查询车辆的当 前状态，如位置、轨迹、图片、作业时间、报表等都可以实时查询如图（5）广州黄珀

12、G旧濯-SHEWGYAOHUA戌闭i芹茎AIS呼号：6纬度：23-05.669NMMSI:413407040经度：113-26.622EIMO ：19船百向：未知交型：引航铅«i还向：252 M我音：顺：0.5节ffl-fe：50*目懒：HONGKONG随：15米限对同:：9.11 17:02吃水：4 1米：2014-09-01 17:51:22定匈一次郅骏熊N 333国HUI RAI LONGI JIM LONG 颉ri.一 一 二三三=;图（5）2、标签发放管理管理电子标签作为仓储物资（如托盘垛位、纸箱物资、单独设备等）的身 份标识，在标签贴放到物资前，完成对电子标签的编码、物资

13、属性信息的录入 等操作。将标签的ID信息与物资的属性信息（名称、数量、质量、生产厂家、 生产日期、保质期限、仓库堆放位置等），通过标签发放管理软件进行关联 后，上传到后台数据库中，以便日后进行管理。标签贴标模块的操作包括：统计贴标物资的全部属性，并录入标签发放管理系统内；读写器读取标签的ID信息，上传到系统后，系统自动关联两者信息；读写器将关键信息写入电子标签的存储器中；按照规定，将标签贴放到物资制定的位置通过标签发放软件操作后，标签里记录了物资的关键基本属性信息，也即 完成了标签ID与物资属性的绑定，在随后的操作中，这一信息将唯一存在。3、物料入库管理当物资进入仓库大门时，贴放在物资的电子标

14、签被固定式读写器读取到标信息，物资的信息显示在仓库工作站（PC）的仓库管理系统上，由仓管人员确 认入库信息后上传到后台数据库中，并完成物资入库信息录入操作。如果采用手持机对入库进行管理，则类似于固定式式读写器的操作流程： 仓管员用手持机读取物资上的电子标签，标签信息，仓管员确认物资与信息相 符后，通过无线通信链路将数据上传到后台操作系统。仓库的进、出动作的判断，可以使用红外对射、地感触发等技术进行自动 判别，也可以通过仓管员的手动操作确认进出来获得。根据现场的应用环境可 以灵活的处理。软件处理上对入库动作的设计也会由应用情况的不同。4、物料出库管理与物资入库管理类似，出库属性与入库信息会有不同

15、，但基本的思路相同 这里不再遨述。5、物料盘点仓储物资的盘点是指：工作人员佩戴RFID手持机逐一扫描仓库内的物资标 签，当扫描到贴放在设备上的电子标签时，电子标签内的设备信息显示在RFID 手持机显示屏上。工作人员核对电子标签信息与实际物资吻合无误后，实时或 者在规定时间，将巡检的结果上传到后台服务器进行处理。手持机主要通过无线 通信（wifi或GPRS）的方式与仓储管理后台数据库进行数据交互。后台数据库服务器在接收到前端工作人员巡检采集的数据后，生成当日仓库 巡检清单，以便形成当日资产盘点表，供资产管理中心的管理员审核。6、物料查询作为物资管理，往往会遇到这样的情况，仓管员需要知道某批次的特

16、定物 资存放的区域、物资属性、物资的存放情况等，以便补充物资或者调拨出库该类 物资，实现高效、自动化的物资管理。同样，对于现有物资存放的垛位、货架信 息等，可以通过系统信息快速有效的定位出来，以便人工核查与处理。可备查询的仓储物资主要通过关键信息的检索来获取，比如物资的产品固件 属性信息等等。应用系统可以通过关键信息的组合检索功能，快速准确的检索 出查询的信息，定位相关目标物资到垛位、货架位置等方位上。查询结束后，将 查询结果递交给操作员，等待处理。7、物料调拨管理物资在调拨中，除了始发点的出库信息和目的地的入库信息，还要对物资的 运输过程、转手情况进行实时的，可寻迹的查询和追踪。通过手持机及

17、其GPRS 实时数据的交互功能就可以完成对物资调拨的追踪管理，结合GPS卫星定位系 统等，就可以实现随时随地全流程的物资调拨追踪管理。8、异常监控报警由于RFID技术采用非接触的射频自动识别技术，而超高频RFID技术乂能远 距离自动识别。因此，防盗报警方面也具有相当的应用价值，防止物资在使用 过程中出现调换、丢失等现象的出现。这里，物资的非法进出库主要包括：没有安装电子标签的物资被非法人员进 出库；装有非法电子标签的物资被非法进出库。没有安装电子标签的物资进出 库的报警主要通过红外对射防盗器或热探测器等来处理。装有防盗报警功能的RFID资产管理系统，装有电子标签的物资在经过读写 器识别区域内时

18、.，电子标签被读写器读取到，报警后台系统通过判断，得知此 物资为非法出库物资，随即发出报警指令。同时仓库、堆场有安装监控摄像头，事后有视频进行取证。9、系统管理系统管理主要完成系统运行参数进行校正，维护等。完成权限分配、数据表 单的增加、修改、删除等操作。三、硬件布局AIS基站设备通过AIS基站网络，可接收到相关的船舶信息，这些信息一方面作为及时 信息处理判断的数据源，另一方面可将其保存于数据库中，以备应用系统进行 相关数据分析，AIS基站与目前海事系统的AIS标准基站及AIS船载设备不发 生任何冲突；支持静默功能，可在位置较好的敏感地区设置，大大降低了基站 选址的难度；采用RS232或485

19、接口，数据输出稳定可靠。基站布置和接收船 舶信息的通信原理如图（6）服务器图（6）车辆监控定位器由于港口码的头自卸车、中转车、义车采用的主电源都为DC24V供电，所 以在车辆上加装GPS定位器非常方便，但主机必须选择稳定性、隐蔽性好的位 置固定，以免影响机器对车辆信息的收集。设备安装位置示意如图（7）图(7)标签贴放在仓储管理中，主要采用托盘级管理，即一个托盘上的货物作为一个单位来 完成入库、出库、盘点等操作。标准托盘的大小为120cnpH00cm*15cin如图（8）示意图。因此，一般在贴放标签时，一个托盘贴放一张标签来标识，贴放 的位置，根据具体的托盘货物堆放方式来确定。通常，货物在托盘上

20、的堆放高 度不大于80cm,也即托盘与货物一起堆放的最大高度不大于。下面以托盘的仓 储方式为例，来分析标签的贴放方式。图（8）电子标签贴放在货物正面，距离托盘底部80cm左右如图（9）图（9）电子标签贴放在货物顶部，距离托盘底部左右如图（10）图(10)分体式读写器设计分体式读写器有多个天线接口，天线的大小可以根据需要来适当选择， 般情况下，选择8dBi的圆极化天线作为仓储管理系统的读写器适配天线，天线 与读写器之间的射频信号传输通过馈线来传输。馈线的优劣也直接影响到信号的传输质量，一般好的天线衰减因数为：小于10m。在仓储管理系统中馈线长度一般不会超过10m,也即读写器与天线之间的走线长度不会超过10m。以下是分体式读写器的系统设计方案如图(11) O图(11)如果为露天堆场安装，读写器或者读写器天线固定安装在支架或吊架上，则 支架吊架的安装需要注意以下问题。1)支吊架安装时，应拉线对齐、校正，确保支架垂直、整齐牢固、不倾斜，当 读写器固定在支架上是，天线的角度和位置能准确的确定下来，一般天线面 朝向电子标签的安装位置。2)桥架安装时用钢锯、钻空机进行三通、四通等连接件的预制，不允许用气 割、电焊施工，如果桥架及盖