一种智能仓库集成实施方法与流程

本发明涉及仓库业务处理方法，属于仓储物流技术领域，尤其涉及一种智能仓库集成实施方法。

背景技术：

国家电网的物资仓库，承担着电网建设和运维所需的项目暂存、应急抢险抢修、备品备件等物资保管和供应，仓储作业涵盖物资入库、出库、盘点和存储四个方面。

随着对仓储物流体系建设的推进，国家电网在全国的近千家中小型仓库，已完成硬件设施和信息系统的改造，达到标准化建设的基本要求。但是，这些仓库的使用和仓储作业，仍仅为简单的利用erp系统及wm管理模块上，存在以下多方面的问题：

1、物资出入库作业强度大

物资到货后，需仓库保管员核对数量和外观验收；验收合格后，再将物资搬运到相应的货位；然后通过手持终端进行erp入库及wm模块上架操作，平均需要花费时间长达2～4小时；物资出库时与入库时流程相似，也常遇到多家供应商的物资同时入库或者出入库同时进行的情况，导致仓储作业工作强度大，难以满足业务需求，容易产生工作疏漏和安全隐患。

2、物资领用出库时间长

需求单位领用物料时需要在erp系统打印领料申请单，由需求单位主管审核后，领料人电话通知仓储管理人员进行人工备料；然后领料人持领料申请单到仓库，与仓储管理人员办理物料领用出库交接，对较重物资，需由具备叉车操作证的人员操作叉车进行搬运，正常操作时间一般在2～4小时；对于非工作时间内的应急抢险抢修，领料人需电话通知仓储管理人员、叉车操作人员重新返回仓库，其间不可控因素增多，所需时间更是长达4～6小时。

3、物资实物盘点效率低

库存物资盘点包括月度、季度和年度盘点三种，盘点时需由两名工作人员根据erp系统盘点表对实物逐一清点，核查分析差异物资，并将盘点结果重新录入erp系统。因仓库储备物资数量大、种类多、出入库频繁，人工盘点速度较慢，月度盘点一般需要16人·小时，季度和年度盘点则需要80人·小时，且人工盘点覆盖率低、准确性差，极易造成仓库账实不一致的情况。

4、仓库存在安全隐患

目前仓库安保主要采用人工巡视与视频监控相结合的方式。值班人员每天3次对仓库定期巡视，巡视时间和路线相对固定，易产生安保漏洞。而监控系统只能实时记录仓库内视频信息，无法进行分析判断和实时告警，只能事后追查，无法杜绝仓库安全问题。仓库内虽已配备烟雾报警器，但无法做到火灾隐患的提前预控。

近年来，随着大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能等新技术的快速发展和应用，为电网仓储管理提供了智能化和集成化实现的基础。

如中国专利(授权公告号cn106709269b)公开了“一种医疗大数据仓库的创建方法及系统”，该创建方法包括如下步骤：步骤(1)：将各个医疗卫生信息系统的业务数据库中的共享数据和非共享数据通过etl工具抽取、清洗、转换到ods数据缓冲区；步骤(2)：将ods数据缓冲区的共享数据通过etl工具抽取、清洗、转换到ods的共享数据区中；步骤(3)：将ods数据缓冲区的非共享数据抽取到数据仓库中；将ods的共享数据区的共享数据抽取到数据仓库中。

再如中国专利(授权公告号cn104504552b)公开了“一种基于rfid技术的仓储作业装置和方法”。该装置包括电子标签和用于装卸、运输货物的作业设备，所述作业设备上安装有rfid阅读器和工业电脑，所述电子标签可与所述rfid阅读器通信连接，所述rfid阅读器与所述工业电脑信号连接。本发明不仅可以简化作业人员的操作程序，节省工作时间，提高工作效率，而且可以提高对货物和货位信息读取的准确率，保证仓储业务顺利的进行，还可以实现仓储作业信息的实时管理，提高仓储流程的可信度。

现有的智能仓库作业流程及方法，实施较为麻烦、系统集成度较低，所能实现的仓库业务功能较为单一，不利于在仓库中进行管理和使用，另外，虽然能部分提高仓库物资入库和出库的效率，但在人员的身份识别、权限控制，物资自动配货及运输、仓库的安全监测和管理上仍然存在缺陷，影响仓库物资供应保障能力和工作效率。

技术实现要素：

本发明提供一种智能仓库集成实施方法，用于解决现有技术中存在的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种智能仓库集成系统实施方法，所述实施方法包括以下步骤：

s1.搭建构成所述仓库集成系统的智能身份认证子系统、无线射频识别子系统、agv智能搬运子系统、全景监测子系统四个分系统；

s2.然后将分布在仓库内的四个分系统中智能设备与分布式i/o从站建立通讯，再将分布式i/o通过总线连接到控制器主站，实现所述仓库集成系统内各子系统的数字信息交换及过程控制；

s3.四个分系统接收服务器erp系统的数据，从而实现所述仓库集成系统向上与服务器进行数据传输和信息同步，向下与智能设备连接通讯实现数据采集和智能控制；

s4.通过以太网通讯模块，将四个分系统通过以太网与调度、监控系统连接，以实现调度管理、过程监控。

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案：

如上所述的一种智能仓库集成实施方法，所述智能身份认证子系统用于入库、出库以及仓库安全管理的人员身份和权限识别，所述无线射频识别子系统用于仓库物资的入库、出库以及物资盘点、仓库安全管理的物资信息生成、校核、获取和分析，所述agv智能搬运子系统用于仓库物资入库、出库的搬运，所述全景监测子系统用于仓库安全管理的人员行为以及环境条件的监控、分析识别和报警。

如上所述的一种智能仓库集成实施方法，所述仓库集成系统用以实现仓库的入库、出库、物资盘点、安全存储业务的管理和控制。

如上所述的一种智能仓库集成实施方法，所述入库业务流程包括：智能身份认证、智能仓位分配、智能路线规划、智能入库搬运。

如上所述的一种智能仓库集成实施方法，所述出库业务流程包括：智能理货搬运、智能物料核对、智能身份认证、智能搬运装车、智能出库复核。

如上所述的一种智能仓库集成系统实施方法，所述盘点业务流程包括：智能实时盘点、智能数据比对、智能差异溯源。

如上所述的一种智能仓库集成实施方法，所述安全存储业务流程包括，智能权限管理、智能身份识别、智能行为分析、智能风险预警。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的实施方法，集成度高，方便实施，可在电网公司全国中小型仓库中进行推广使用。采用本实施方法构建的智能仓库，改变以人工为主的传统仓库作业模式，降低了人员劳动强度和仓库管理成本，提高了仓库管理的效率和精益化水平，产生了良好的经济效益、管理效益和社会效益。

2、本实施方法构建的智能仓库集成了智能身份认证子系统、无线射频识别子系统、agv智能搬运子系统和度全景监控子系统等四个分系统，四个分系统具有的作用和效果说明如下：

①agv智能搬运子系统以项目名称、物料尺寸为依据对物料智能分配仓位，并根据领料人需求实现物料快速定位，系统根据目标仓位对agv进行任务分配和最优路线设计，控制agv实现物料的自动搬运和上下架操作；agv自动识别车辆高度，将物料进行装车，实现全过程自助领料。

②通过无线射频识别子系统实现仓库的“实时盘点”。配置rfid电子标签作为物料的身份识别标识，实现物码联动；进而实现根据erp库存信息变化随时读取电子标签信息进行盘点核对，及时发现账实数据差异，调取问题仓位历史作业信息，提供溯源依据。

③智能身份认证子系统结合全景监测子系统可以实现仓库的“智慧安保”，智能仓库集成系统根据面部生物特征管理用户权限，限制活动区域。视频监控可自动抓取人脸信息，识别各区域异常进入人员，通过图像识别分析违规行为，发出语音告警；巡视机器人在日常巡视中利用红外热成像技术及时发现异常发热点和小动物等，杜绝安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。

图1是本发明所述实施方法的流程图；

图2是图1中所述仓库集成系统的原理框图；

图3是图2中所述智能身份认证子系统的示意图；

图4是图2中所述无线射频识别子系统的示意图；

图5是图2中所述agv智能搬运子系统的示意图；

图6是图2中所述全景监测子系统的示意图。

附图标记：1-服务器，2-智能身份认证子系统，21-人脸识别模块，22-后台数据控制模块，23-门禁控制器，3-无线射频识别子系统，31-电子标签，32-读写器，33-读取天线，34-读取门禁，4-agv智能搬运子系统，41-agv搬运车，42-地面控制单元，43-车载控制单元，431-激光导航模块，5-全景监测子系统，51-巡视机器人，511-红外热成像检测模块，52-视频监控模块，521-摄像头，522-图像识别模块，53-传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-图6所示，本实施例公开的一种智能仓库集成实施方法，所述实施方法包括以下步骤：

s1.搭建构成所述仓库集成系统的智能身份认证子系统、无线射频识别子系统、agv智能搬运子系统、全景监测子系统四个分系统；

s2.然后将分布在仓库内的四个分系统中智能设备与分布式i/o从站建立通讯，再将分布式i/o通过总线连接到控制器主站，实现所述仓库集成系统内各子系统的数字信息交换及过程控制；

s3.四个分系统接收服务器erp系统的数据，从而实现所述仓库集成系统向上与服务器进行数据传输和信息同步，向下与智能设备连接通讯实现数据采集和智能控制；

s4.通过以太网通讯模块，将四个分系统通过以太网与调度、监控系统连接，以实现调度管理、过程监控。

具体而言，本实施方法采用递阶式三层结构的集成化自动化解决方案，将分布在现场的智能设备，与各种分布式i/o从站通过总线连接到系列控制器主站，实现数字信息交换(如数据采集、参数设定等)及过程控制。配以工业以太网通讯模块，将各子系统通过工业以太网与调度、监控系统连接起来，以实现调度管理、过程监控等功能。

本仓库集成系统基于内网环境独立开发，通过传输接口接收系统的单据指令，向上实现与服务器1进行数据传输和信息同步，向下与智能化设备信息接口进行接通，实现对各子系统的数据采集和智能控制。

如图2所示，本实施例中的仓库集成系统包括安装有erp系统的服务器1，服务器1与智能身份认证子系统2、无线射频识别子系统3、agv智能搬运子系统4、全景监测子系统5可以双向数据传输。

该仓库集成系统可以兼容和连接原有的基础设施和信息系统，通过仓库集成系统，向上对接服务器erp系统，实现库存“一本账”，向下集成智能身份认证、agv(automatedguidedvehicle,自动导引搬运车)智能搬运、无线射频识别(rfid：radiofrequencyidentifiction)、全景监测四个子系统，改变以人工作业为主的传统仓库管理模式，建成智能化、柔性化、自动化的智慧型仓库，实现agv自动入库、自助领料、rfid实时盘点、物资安全存储四大业务。

如图3所示，本实施例的智能身份认证子系统2由人脸识别模块21、后台数据控制模块22组成，智能身份认证子系统2与仓库安装的门禁控制器23相连，通过智能身份认证子系统2实现入库、出库以及仓库安全管理的人员身份和权限识别。可进行面部生物特征的数据采集，并存储到后台服务器1中，通过对人脸信息的采集比对，确定人员权限，控制仓库大门开启。

如图4所示，本实施例的无线射频识别子系统3用于仓库物资的入库、出库以及物资盘点、仓库安全管理的物资信息生成、校核、获取和分析。无线射频识别子系统3由电子标签31、读写器32、读取天线33、读取门禁34四部分组成，所述电子标签31安装在托盘或货物上并存储有物资信息，电子标签31与读写器32之间利用无线射频方式实现通信。

利用射频实现短距离识别通信，通过读写器32在电子标签31上写入和读取对应信息，物码联动，实现物资的快速定位、自动盘点和精确复核。读写器32包括远距离读写器32、便携式短距读写器32和智能盘点车，智能盘点车通过wifi或gprs网络与服务器1通讯。

如图5所示，本实施例的agv智能搬运子系统4用于仓库物资入库、出库的搬运，全景监测子系统5用于仓库安全管理的人员行为以及环境条件的监控、分析识别和报警。

agv智能搬运子系统包括agv搬运车41、地面控制单元42和车载控制单元43，地面控制单元42接收服务器1下达的任务指令、路径数据，车载控制单元43设有激光导航模块431，通过采集和发射激光束来确定搬运车当前位置。并对下一步行驶做出决策；到达指定位置后，可对物资进行自动上下架操作。

该agv搬运车41上设有高度识别模块，通过高度识别模块agv搬运车41能识别待装卸物资运输车或货架的高度，实现自动装卸或上下架操作。

如图6所示，本实施例的全景监测子系统5由巡视机器人51、视频监控模块52、风险预警模块和环境监控模块以及传感器53组成，巡视机器人51设有红外热成像检测模块511，用以监测仓库内的温度变化、异常发热源以实现安全预警，视频监控模块52包括摄像头521、存储器和图像设别模块，所述摄像头521与存储器连接用于存储拍摄的监控录像数据，图像识别模块522对监控录像进行在线识别以发现异常并报警。

视频监控模块具有人脸识别认证功能，可根据采集的人脸信息判断用户权限，限制领料人进入仓储区；视频监控模块采用边缘计算技术，具备运算能力，可通过图像识别及时发现违规行为并发出告警；风险预警模块用于对人员在仓库内的违规行为进行预警；环境监控模块设置有多个长距离无线传输的光、温、烟传感器53，用于自动感应和收集仓库环境参数，识别火灾隐患。

全景监测子系统5用于仓库安全管理的人员行为以及环境条件的监控、分析识别和报警。其中，环境监控模块也可以兼容现有的仓库安保实施，实现温度、光或烟等传感器形式对仓库环境条件进行检测。

结合四个子系统在仓库管理和实施上，可以实现集成化的入库业务、出库业务、盘点业务、安全存储业务等多方面的应用。以下对操作和实施流程做详细说明。

1、入库业务，实施流程包括智能身份认证-智能仓位分配-智能路线规划-智能入库搬运。

(1)仓储作业人员通过智能身份认证系统与后台记录的面部生物特征进行匹配，完成身份认证，方可进入仓库；

(2)完成物资验收并同步入库信息至erp系统后，粘贴rfid电子标签实现物码联动，智能仓库集成系统以项目名称、物料尺寸为依据对物料智能分配仓位；

(3)智能仓库集成系统对agv搬运车下达任务指令，并根据目标仓位规划最优路线，通过激光引导agv搬运车自动搬运；

(4)agv搬运车接收入库指令，运行至入库待检区，通过电子标签31定位自动识别待搬运物料，搬运至指定位置并完成上架操作。

2、出库业务，实施流程包括智能理货搬运-智能物料核对-智能身份认证-智能搬运装车-智能出库复核。

(1)智能仓库集成系统匹配服务器中erp领料申请，将任务下发至agv搬运车，并自动规划搬运路线；

(2)agv搬运车搬运物料至出库理货区，rfid读取器自动读取电子标签信息，核对与领料申请单是否一致，若有误则物料搬回原仓位；

(3)领料人到达仓库后，通过智能身份认证系统与后台记录的领料申请人面部生物特征信息进行匹配，完成身份认证后，领料车辆进入车辆停泊区；

(4)智能仓库集成系统发出指令，agv搬运车自动从出库理货区搬运领料申请单中的物资至车辆停泊区，识别车辆高度，将物料进行装车；

(5)领料人领取全部物料后，车辆进入门禁扫描区，系统自动对全部物料的电子标签信息进行扫描核对，核对无误则门禁开启，并自动在服务器的erp系统完成出库操作。

3、盘点业务，实施流程包括智能实时盘点-智能数据比对-智能差异溯源。

(1)智能仓库集成系统自动识别库存变化信息，发起盘点申请，rfid读取天线接收指令，自动读取覆盖范围内的电子标签31信息；

(2)自动汇总数据信息回传至服务器，进行数据比对，生成盘点差异表；

(3)对账实差异数据进行筛选，对仓储管理人员发出提醒，并调取问题仓位历史作业信息清单，提供溯源依据。

4、安全存储业务，实施流程包括智能权限管理-智能身份识别-智能行为分析-智能风险预警。

(1)对仓库人员和领料人分别设置不同权限，领料人不可进入仓储区。

(2)监控系统具备人脸识别认证功能，可自动识别面部生物特征，与系统存储的数据信息和区域权限进行比对，若不匹配则发出告警；

(3)监控系统对人员行为进行自动分析，对破坏电子标签31、吸烟等违规行为进行模式识别，并发出语音告警；

(4)巡视机器人51利用红外热成像技术，对agv充电区、配电箱等部位进行重点巡视，通过红外热像仪及时发现火灾隐患、小动物等异常发热源，发出警报。

以山东省某地主要承担电网建设和运维所需物资存储的中型仓库为例进行核算，仓储作业主要涵盖物资集成化的入库业务、出库业务、盘点业务、安全存储业务等多方面的应用。

1、利用本实施方法，可较好的提高仓储存储、作业和管理效率，极大缩短了非工作时间内物资紧急领用的时间。每年在工作时间外有50次紧急领用，库存物资领用出库时间由原来的4-6小时缩短至2小时，抢修恢复供电时间累计提前200个小时，为公司直接挽回供电量损失100万千瓦时，产生经济效益80余万元，因减少用户停电时间带来的间接经济效益更为可观。

2、采用本实施方法构建的智能仓库集成系统，无需对出库物资进行拣货备料，预计工作时间内每次可节约人工6人˙小时，非工作时间可节约人工9人小时；根据现有的使用情况，以每年将发生物资领用次数在800次统计，其中有30次发生在工作时间之外为例，可节约人工成本4890人·小时；盘点由原来的月度盘点16人·小时/月、季度盘点和年度盘点80人·小时/月转变为系统自动完成，每年可节约人工448人·小时；按照人工巡视一天3次，每次巡视20分钟计算，每年可节约人工360人·小时。以此计算，单个仓库每年可减少大量低效劳动，节约管理成本30万元。

3、采用本智能仓库集成系统可大幅减少仓库作业人员劳动强度，降低了人员的劳动强度，提高了物资的领用精确性，规避了人员的安全隐患，实现了仓库由有人值守到无人值守，人工作业到自动作业，传统信息管理到现代智慧管理的转变。

4、通过缩短了非工作时间内物资领用出库的时间，为抢修抢险等紧急情况下的物资供应，大量的宝贵时间，提高物资供应保障能力和工作效率。

随着国家电网三年行动计划进入收官之年，在全国的近千家中小型仓库，包括市公司周转库和县公司仓储点，均已完成硬件设施和信息系统的改造，达到标准化建设的基本要求。无需改变仓库原有基础设施和信息系统，本实施方法，构建的仓库集成系统在仓库标准化的基础上，应用智能身份认证子系统2、无线射频识别子系统3、agv智能搬运子系统和全景监控子系统，本仓库集成系统的全部投资在100万元以下。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。